2014 Fiscal Year Research-status Report
プラズマ成長ハイブリットナノカーボンによる新概念分子モータ-の創製
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25600119
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
加藤 俊顕 東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 講師 (20502082)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
金子 俊郎 東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (30312599)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | ハイブリットナノカーボン / グラフェン / カーボンナノチューブ / 分子モーター / ナノ粒子 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
三年計画の二年度にあたる今年度は, 前年度までに合成に成功したカーボンナノチューブとグラフェンからなる新奇ハイブリットナノカーボン物質に関して, その電気伝導特性評価とナノ粒子担持法の開発に特化して研究を行い以下の成果を得た.
(1)カーボンナノチューブ/グラフェンハイブリットナノカーボン物質の電気伝導特性評価
本研究の最終目的である, ハイブリットナノカーボン物質を用いた分子モーターの創製に向け, ハイブリットナノカーボン物質の基礎物性を明らかにすることは重要である. そこで, 前年度までに合成に成功したカーボンナノチューブ/グラフェンハイブリットナノカーボン物質に対して, 詳細な電気伝導特性評価を行った. その結果, 電気伝導測定から, 量子伝導特性の一種であるクーロンダイヤモンド特性が観測された. さらに, その特性から見積もられた量子ドットのサイズとカーボンナノチューブ上のグラフェンのサイズがほぼ一致することが判明した. このことは, カーボンナノチューブ上のグラフェンが, 良好な量子ドットとして機能することを示している.
(2)ハイブリットナノカーボン上へのナノ粒子担持法の開発
分子モーターとしての駆動力を得るために, レーザー光に応答可能なナノ粒子をハイブリットナノカーボン物質の表面に付加させることは, 非常に重要な課題である. 前年度までの結果により, ナノ粒子担持に関する原理実証に成功している. そこで, 今年度はナノ粒子の粒径制御を試みた. 応答可能なレーザー照射光の波長とナノ粒子の粒径は密接に関連しているため, ナノ粒子粒径制御は, 重要である. 真空蒸発法により, 金属薄膜を蒸着し, その後真空アニールにより微粒子化を行うことで, ナノ粒子の担持を行った. 初期の蒸着膜厚を精密に制御した結果, 担持するナノ粒子のサイズが大きく変化することを明らかとした.
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
今年度は, 前年度までに合成した新規ハイブリットナノカーボン物質の表面に金属ナノ粒子を担持しその物性を評価することを目指し研究を行った. その結果, ハイブリットナノカーボン上への金属ナノ粒子の担持手法の開発に成功し, さらに担持するナノ粒子のサイズ制御も実現した. このことは, 最終年度に予定している, 分子モーターとしての動作実証実験に向けて重要な成果である. また, 金属ナノ粒子担持前のハイブリットナノカーボンの物性に関する詳細な測定を行い, カーボンナノチューブ上のグラフェンが量子ドットとして機能することを見出した. ナノ粒子担持後のハイブリットナノカーボンの物性評価までは進んでいないが, ハイブリットナノカーボン自体の新規基礎物性を明らかにした点で, 本成果は重要であると言える. 上記の結果から, 今年度の研究は"おおむね順調に進展している"と判断した次第である.
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでに合成した, 金属ナノ粒子担持カーボンナノチューブ/グラフェンハイブリットナノカーボン物質に関して, 今後は分子モーターとしての動作実証を主目的に研究を行う予定である. 具体的には, 担持した触媒金属ナノ粒子のプラズモン共鳴波長に対応するレーザー光を, 溶媒中に分散したナノ粒子担持ハイブリットナノカーボン物質に対して照射し, 外部環境との化学反応を通じてハイブリットナノカーボン物質の軸方向への駆動力を発現させることを目指し研究を行う.
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[Book] 電気学会誌2015
Author(s)
加藤俊顕, 金子俊郎
Total Pages
194 (151-153)
Publisher
一般社団法人 電気学会
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