2014 Fiscal Year Annual Research Report
ソリューションプラズマを用いた炭分解グラフェンナノフィラーの開発
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25630332
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| Research Institution | Kanto Gakuin University |
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Principal Investigator |
高井 治 関東学院大学, 工学部, 教授 (40110712)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
上野 智永 名古屋大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (20611156)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | グラフェン / ソリューションプラズマ / グラファイト |
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| Outline of Annual Research Achievements |
新しい液中のプラズマ反応場であるソリューションプラズマを用い、炭から有機修飾グラフェンを簡便に作製する方法の確立を目指した。本プロセスが実現すれば、従来のグラフェンの合成方法と比較して、極めて簡便であるため、科学分野のみならず産業分野にも大きなインパクトを与えることが可能である。本研究では、炭からグラフェンを得ることを目的として、研究開発を行った。また、グラフェンの可溶性を高めるために表面修飾方法について検討を行った。
ソリューションプラズマは対向する電極間に矩形波のパルス電圧を印加することで発生するが、電圧を印加する電極にグラファイトを用いて、水溶液中でソリューションプラズマを施した。その結果、条件を最適化するとソリューションプラズマから発生するイオンが電極に衝突し、グラファイトからグラフェンが剥離した。一方で、プラズマに投入するエネルギーを大きくすると、グラファイト電極の分解が進み、分解した原子状炭素や分子が再結合して、アモルファスなカーボン材料が生成した。このように本研究では、ソリューションプラズマによってグラファイト電極からグラフェン材料が合成されることを明らかにした。一方で、投入エネルギーによっては、剥離よりも分解が進み、グラフェンが合成できないことが分かった。また、グラフェン材料に官能基を修飾する方法について研究を行った。ε－アミノカプロン酸をソリューションプラズマによって反応させることによって、表面状態が変化し、分散性が向上した。
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