2016 Fiscal Year Annual Research Report
Efficient synthesis of carbon nanotube from nanodiamond nuclei by controlling growth driving force
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26286015
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
小林 慶裕 大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (30393739)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小松 直樹 京都大学, 人間・環境学研究科(研究院), 教授 (30253008)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | カーボンナノチューブ / ナノダイヤモンド / 化学気相成長法 / 成長機構 / 薄膜トランジスタ / バイオセンサ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究計画の最終年度である3年目では、これまでの研究項目を推し進めるとともに、新たに導入した同位体ラベリングの手法によるカーボンナノチューブ（CNT)生成機構の検証へと展開した。
(1)単分散ナノダイヤモンド形成法開発：2年目までの研究成果を踏まえ、爆発法よりも一次粒子サイズが大きく金属不純物を含まない高温高圧法で作製したNDのHPLCによるサイズ分離を進めた。分離前の一次粒子平均径が10nmのND製品を処理したフラクションを大気中加熱で表面PG層を除去した場合に、CNT成長に適した径分布（6nm±3nm及び9nm±2nm）のNDが得られた。
(2)成長駆動力がCNT成長に及ぼす効果：これまでに進めてきた駆動力調整によるCNT成長法を項目(1)で得られたシングルnm径の高温高圧NDに適用した。成長前処理で平均径を1.9nm±0.9nm及び3.2nm±1.5nmとしたNDからのCNT成長を確認した。CNT径はND径よりも大きいなど爆発法NDと同様の成長挙動であった。成長雰囲気への水添加による成長駆動力調整効果を検討した。キャップ構造が生成し、高い成長駆動力を必要とする成長初期段階とCNT壁構造が伸張する定常成長段階で水濃度を調整し、成長量を大幅に増加させた。炭素源となるエタノールを通常品と13C品で切り替えて成長させたCNTで12C-13C界面組成を解析し、固体成長核で期待されるCoなど金属触媒よりも遙かに急峻な界面の形成を見出した。
(3)CNT-TFTによるバイオセンサ動作：これまでの成果をより広い濃度範囲での検出に適用するため、IgEよりもサイズの小さなトロンビンアプタマーを用いたバイオセンサ動作の検証を進めた。アプタマーとリンカー分子との結合形成の挙動がIgEとは大きく異なり、CNT表面へのアプタマー固定方法の再検討が必要であることが判明した。
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| Research Progress Status |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(21 results)
