分子の吸脱着を利用したナノ炭素材料の分散と配向制御

2019 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 19K05046
• Research Institution: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
• Principal Investigator: 松澤 洋子 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 研究グループ長 (10358020)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: カーボンナノチューブ / 液晶性 / 水分散 / 湿式成膜 / 分散剤

Outline of Annual Research Achievements

ナノチューブ水分散液に発現するリオトロピック液晶性について精査し、その性質を利用したナノチューブ配向膜の作製を目指すため、ナノチューブと相互作用しやすい構造を組み込み、なおかつ、水と親和性のある官能基を有する化合物を数種類設計・合成した。ナノチューブの分散性を評価するとともに、0.25wt%分散させた濃厚溶液を作製した。濃厚分散液のリオトロピック性を光学顕微鏡で評価した。リオトロピック液晶性を示す分散液について、ディッピング法による製膜を行った。ディッピングの速度を変化させ、得られた膜におけるナノチューブの配向を紫外可視近赤外吸収スペクトル測定により評価した。用いる基板の表面は、親水処理、疎水処理したものを用いて、基板表面との相互作用がナノチューブの配向に及ぼす影響についても調べた。そして、これまで使用してきた分子構造とは異なる官能基をもつ化合物でも、濃厚分散液にリオトロピック液晶性が発現することを見出した。つまり、特定の化合物特有の性質ではなく、任意の条件を満たす特性をもつ分散剤を使用することで、液晶性を発現するナノチューブ溶液を作製可能である、という事象を確認できた。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

これまで使用してきた分子構造とは異なる官能基をもつ化合物でも、濃厚分散液にリオトロピック液晶性が発現することを見出した。つまり、特定の化合物特有の性質ではなく、任意の条件を満たす特性をもつ分散剤を使用することで、液晶性を発現するナノチューブ溶液を作製可能である、という事象を確認できたため。

Strategy for Future Research Activity

現在、作製した膜について、スペクトロス子ピックな評価をしているが、表面モルフォロジー評価なども行い、膜の性質を調べていく。

Causes of Carryover

2019年度の活動において、目的とする特性を得るための新規化合物の設計・合成指針に目処がたったため、2020年度はその指針に基づいて、ナノチューブ配向膜の創製にむけた各種条件出しを化合物の種類、分散液の性質、ディピング手法、基板の極性などについて、精査をしていく。多くの検討例について精査し、汎用性の高い条件をみつけていく。