2015 Fiscal Year Annual Research Report
強磁性金属内包カーボンナノチューブによる機能性繊維の作製
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25390030
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| Research Institution | Mie University |
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Principal Investigator |
佐藤 英樹 三重大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (40324545)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 強磁性金属内包カーボンナノチューブ / 鉄ナノワイヤ / カーボンナノチューブ繊維 / 化学気相成長法 / 鉄内包カーボンナノチューブシート |
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| Outline of Annual Research Achievements |
カーボンナノチューブの空洞内が鉄ナノワイヤで満たされた，鉄内包カーボンナノチューブ（Fe@CNT）は，その高アスペクト比形状のため高い保磁力を発現する。これを用いて繊維状集合体を形成すれば，様々な磁気応用に利用可能となることが期待される。本研究では，Fe@CNTを応用に供することを目的とし， (1) Fe@CNTの磁気特性制御法の確立（保磁力向上），(2) Fe@CNT繊維の紡績技術確立，の二点に注目して研究を実施した。
(1) Fe@CNTの磁気特性制御法の確立については，Fe@CNT合成条件によるその磁気特性への影響を詳細に調査した。様々な金属薄膜種を用いた場合におけるFe@CNT成長特性および磁気特性を調べたところ，従来用いていたFe以外のNi，Al薄膜でも比較的高効率にFe内包CNTが成長することが確認された。さらにこのNi薄膜を大気中酸化処理したものを用いてFe@CNT成長を行ったところ，その保磁力はFe触媒薄膜上に成長させた場合に比べ大幅に増大し，最大2.1 kOe程度に到達する結果を得た。以上より，2.0 kOe以上の保磁力を有するFe@CNTの合成に必要な条件が明らかになった。
(2) Fe@CNT繊維の紡績技術確立については， Fe@CNTを基板から剥離させ，基板から自立したFe@CNTシートを作製するための方法を検討した。種々の方法を検討した結果，Si基板上に成長したFe@CNTを薄膜に酢酸ビニル樹脂を塗布,乾燥させたのち，樹脂に包埋した状態のFe@CNTを基板から剥離させる方法を用いることで，基板から自立した状態のFe@CNTシートを容易に作製できることを見出した。さらに磁場中でFe@CNTを平面基板上にスプレー堆積させFe@CNT薄膜を形成したところ，磁場印加方向に明瞭な磁気異方性を示すことを確認した。この薄膜を上記の方法で基板から剥離することで，基板から自立したFe@CNTシートの作製に成功した。これにより，磁化の方向を任意に制御したFe@CNT繊維（シート）の作製方法確立の目処を付けることができた。
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