Dispersion and orientation control of carbon nanotubes by anchor-type functional dispersants

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K04682
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 26030:Composite materials and interfaces-related
• Research Institution: Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: Kawamoto Masuki 国立研究開発法人理化学研究所, 開拓研究本部, 専任研究員 (70391927)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: カーボンナノチューブ / 非共有結合機能化 / 分散 / 複合化 / 水素 / エネルギー変換

Outline of Final Research Achievements

A synthesized anchor-type dispersant spontaneously dispersed carbon nanotubes of specific diameters. Molecular dynamics simulations revealed that the anchor-type dispersant recognized diameter and chirality of carbon nanotubes and contributed to their dispersion behavior.
A functional dispersant was developed to disperse platinum nanoparticle/carbon nanomaterial composite in water. The aqueous dispersions formed solution-processed platinum nanoparticle/carbon nanomaterial composite films and acted as hydrogen-producing electrocatalysts by water electrolysis.

Free Research Field

有機機能材料

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

様々な直径のカーボンナノチューブの混合物から，特定サイズの半導体性ナノチューブを選別，分散する手法を開発した。選別した半導体性カーボンナノチューブを用いた電子デバイスへの展開が期待できる。
白金ナノ粒子と炭素ナノ材料を複合化した水電解水素発生電極触媒の開発に成功した。水から水素を発生する触媒の開発は，クリーンエネルギーである水素の利用を促進し，カーボンニュートラルの実現に貢献する社会的意義の高い成果である。