Revisiting Graphitization process: effects of organic template on carbon material designing

2019 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 19K23572
• Research Institution: Shinshu University
• Principal Investigator: 藤澤 一範 信州大学, 先鋭領域融合研究群先鋭材料研究所, 助教(特定雇用) (00724634)
• Project Period (FY): 2019-08-30 – 2021-03-31
• Keywords: 炭素化 / 黒鉛化

Outline of Annual Research Achievements

本研究計画では新奇に作製したグラファイトグリッドを試料支持に用いることが根幹にあり、試料の熱処理前後においてナノサイズプローブによる構造解析を行ない、有機物の炭素化および黒鉛化過程の構造変化を追跡するのが目的である。グラファイトグリッドはレーザー微細加工技術によって作製し、任意のグリッドパターンを形成することが可能である。本年度は炭素化および黒鉛化をトラッキングするためのグラファイト製透過型電子顕微鏡用グリッドの耐久性の評価を主として行なった。グラファイトグリッドは2000℃までの熱処理に対して十分な耐久性を有しており、熱処理後の透過型電子顕微鏡による観察においても問題が無いことが明らかとなった。このため試料の同一箇所における炭素化および黒鉛化の初期過程が各種構造解析手法によって分析可能なことが明らかとなった。しかしグリッド間隔が広すぎるため、試料が落下してしまうことが明らかとなったため、試料保持材として垂直配向カーボンナノチューブを使用した。垂直配向カーボンナノチューブは平行に引き出すことによって簡便に多孔質のフィルムを作製することができるため、グラファイトグリッド上に架橋させることによって試料の脱離を防ぐことが出来ると考えられる。垂直配向カーボンナノチューブもグラファイトグリッドと同様に2000℃までの熱処理に対して切断や変形、分解と言った構造変化が見られなかったため、十分な耐久性を有していることが明らかとなった。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

熱処理装置の劣化が激しくメンテナンスに時間を要したのに加え、コロナウイルスの蔓延により研究の進行が難しい状況があった。

Strategy for Future Research Activity

熱処理装置の状態が改善されたため、連続的な熱処理が可能となった。今後は垂直配向カーボンナノチューブを試料保持材として使用したグラファイトグリッドに各試料を担持させ、熱処理と共に変化する構造の解析を進める。