カーボンナノチューブの成長機構の解明とカイラル制御

2010 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 21550021
• Research Institution: Tokyo Metropolitan University
• Principal Investigator: 阿知波 洋次 首都大学東京, 大学院・理工学研究科, 教授 (20002173)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 城丸 春夫 首都大学東京, 大学院・理工学研究科, 教授 (70196632) ; 松本 淳 首都大学東京, 大学院・理工学研究科, 助教 (10443029) ; 児玉 健 首都大学東京, 大学院・理工学研究科, 助教 (20285092)
• Keywords: ナノチューブ / カーボンナノチューブ / カイラリティ / カイラリティ制御 / チューブ径 / レーザー / レーザー蒸発法 / パラジウム

Research Abstract

カーボンナノチューブの光学的性質を精密に制御するために、カーボンナノチューブのカイラリティ制御を試み、さらに、極めて狭いカイラリティ分布を有するカーボンナノチューブの作成を試みた。また、実験的に明らかにされた(6,5)の指数で特徴付けられる特定カイラリティのチューブが選択的に生成する機構を理論的アプローチにより解明することを試みた。
カーボンナノチューブの作成法として、CVD法およびレーザー蒸発法を用いた。レーザー蒸発法によるカイラル制御においては、用いる金属触媒の種類を変化させ、最適の触媒を探索した。その結果、Rh/Pd混合触媒において、(6,5)チューブのカイラリティに著しく偏ったチューブの作成に成功した。ついで、(6,5)チューブが何故成長しやすいか、等の成長機構について、ab initio計算により、(6,5)チューブの成長過程を追跡した。本研究成果として、上記したように実験、理論両面からチューブ成長におけるカイラリティ制御の原理が明らかになった。さらに、RhPd系以外の2元金属触媒に応用し、NiPd系においても、きわめて高いカイラリティ選択性が観測された。

Research Products

• [Journal Article] Synthesis of polyyne molecules from hexane by irradiation of intense femtosecond laser pulse (2010)
  • Author(s): Sato, Y., Kodama, T., Shiromaru, H., Sanderson, J H., Fujino, T., Wada, Y., Wakabayashi, T., Achiba, Y.
  • Journal Title: Carbon Volume: 48 Pages: 1673-1677
  • Peer Reviewed
• [Presentation] The role of Fullerene Bowl-like Structures on the Chirality Selective Production of Carbon Nanotubes (2010)
  • Author(s): 阿知波洋次
  • Organizer: FSAS 2010
  • Place of Presentation: Crete, Greece
  • Year and Date: 2010-10-06