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波長可変レーザー光照射による単層カーボンナノチューブのカイラリティ分離

研究課題

研究課題/領域番号 10J02032
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 機能物質化学
研究機関九州大学

研究代表者

加藤 雄一  九州大学, 工学研究院, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2010 – 2012
研究課題ステータス 完了 (2012年度)
配分額 *注記
2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
2012年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2011年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2010年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
キーワードナノテクノロジー / カーボンナノチューブ / カイラリティ分離
研究概要

DNAで可溶化した単層カーボンナノチューブ(ナノチューブ)をコール酸ナトリウム水溶液に分散させた。この溶液に、レーザー光を照射し、カイラリティ選択的な可溶化剤の交換を試みた。当目的のためにナノチューブ可溶化剤の交換挙動について調査した。DNAは長さの異なるオリゴー本鎖DNAを用い、可溶化剤の被覆率を吸収スペクトルから求めた。そして反応の平衡定数、熱力学パラメータを、カイラリティの異なるナノチューブそれぞれについて実験的に決定した。これはナノチューブと可溶化剤の相互作用の解明への道を拓いたことを意味する重要な成果である。まず、DNAの長さの影響について興味深いことが分かった。長さによって、加熱によりコール酸ナトリウムからDNAへの交換が進行するか、逆のDNAからコール酸ナトリウムへの交換が進行するかが異なることが分かった。この成果の意義および重要性は、レーザー光照射による交換についての、濃度条件や温度条件などの基本的な実験条件を求めたことにある。この成果は論文としてScientific Reports誌において発表した。またInternational Association of Colloidand Interface Scientists,Conferenceなど国際学会および国内学会で発表を行った。コール酸ナトリウムの濃度が交換挙動に与える影響を調査し、ある濃度においてコール酸ナトリウムとナノチューブの相互作用が変化することを明らかにした。この成果は論文としてChemPhysChem誌において採択された。またこの成果に関する発表は九州コロイドコロキウムにおいてposterawardを受賞した。さらに上記可溶化剤分子のサイズと濃度とが相互作用に与える影響についての体系的な調査結果と、可溶化剤交換についてのノウハウを踏まえた結果、低分子化合物であるフラビン誘導体を可溶化剤に用いたカイラリティ分離と、その後の可溶化剤を除去し、別の可溶化剤に交換することによるナノチューブの再分散に成功した。この成果は、現在論文投稿準備中である。

報告書

(3件)
  • 2012 実績報告書
  • 2011 実績報告書
  • 2010 実績報告書
  • 研究成果

    (22件)

すべて 2013 2012 2011 2010

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (18件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Thermodynamics on Soluble Carbon Nanotubes : How Do DNA Molecules Replace Surfactants on Carbon Nanotubes?2012

    • 著者名/発表者名
      Yuichi Kato, et al
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 2 号: 1 ページ: 1-7

    • DOI

      10.1038/srep00733

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Chirality-Dependent Changes in the Density of Single-walled Carbon Nanotubes Oxidized by Tetrachloroaurate2011

    • 著者名/発表者名
      Yuichi Kato, et al
    • 雑誌名

      Molecular Crystals & Liquid Crystals

      巻: 539 号: 1 ページ: 184-189

    • DOI

      10.1080/15421406.2011.566124

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書 2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Thermodynamics of the Exchange of Solubilizers on Single-walled Carbon Nanotubes2011

    • 著者名/発表者名
      Yuichi Kato, et al
    • 雑誌名

      Chemistry Letters

      巻: 40 号: 7 ページ: 730-732

    • DOI

      10.1246/cl.2011.730

    • NAID

      130004426270

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] フラビン誘導体による単層カーボンナノチューブのカイラリティ選択的可溶化2013

    • 著者名/発表者名
      Yuichi Kato, et al
    • 学会等名
      日本化学会 第93春季年会
    • 発表場所
      立命館大学(滋賀)
    • 年月日
      2013-03-24
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] DNAと単層カーボンナノチューブの相互作用および直径選択認識に与えるDNA鎖長の影響2013

    • 著者名/発表者名
      Yuichi Kato, et al
    • 学会等名
      日本化学会 第93春季年会
    • 発表場所
      立命館大学(滋賀)
    • 年月日
      2013-03-24
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Existence of two distinct equilibrium states in the exchange reaction of sodium cholate and oligo DNA on single-walled carbon nanotubes2013

    • 著者名/発表者名
      Yuichi Kato, et al
    • 学会等名
      The 44th Fullerenes-Nanotubes-Graphene General Symposium
    • 発表場所
      東京大学(東京)
    • 年月日
      2013-03-12
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Solubilization of single-walled carbon nanotubes using a flavin derivative in organic solvents2013

    • 著者名/発表者名
      Yuichi Kato, et al
    • 学会等名
      The 44th Fullerenes-Nanotubes-Graphene General Symposium
    • 発表場所
      東京大学(東京)
    • 年月日
      2013-03-12
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] カーボンナノチューブ分散剤の交換反応における分散剤コール酸ナトリウム濃度の依存性2012

    • 著者名/発表者名
      Yuichi Kato, et al
    • 学会等名
      第29回九州コロイドコロキウム
    • 発表場所
      阿蘇いこいの村(熊本)
    • 年月日
      2012-09-10
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Thermodynamics of tne exchanges of sodium cholate and olieo-DNA on carbon nanotubes2012

    • 著者名/発表者名
      Yuichi Kato, et al
    • 学会等名
      International Association of Colloid and Interface Scientists, Conference
    • 発表場所
      国際センター(仙台)
    • 年月日
      2012-05-15
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Sorting of carbon nanotubes and Thermodynamics of exchanges of dispersants on carbon nanotubes2012

    • 著者名/発表者名
      Yuichi Kato
    • 学会等名
      OIST Seminar
    • 発表場所
      OIST (沖縄)
    • 年月日
      2012-05-13
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] カーボンナノチューブ分散剤交換の熱力学的解析2012

    • 著者名/発表者名
      Yuichi Kato, et al
    • 学会等名
      日本化学会第92春季年会
    • 発表場所
      慶應義塾大学日吉キャンパス
    • 年月日
      2012-03-25
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Thermodynamics of Solubilizer Exchange Reaction on Single-Walled Carbon Nanotubes2011

    • 著者名/発表者名
      Yuichi Kato, et al
    • 学会等名
      The 2011 Global COE International Symposium for Future Molecular Systems
    • 発表場所
      九州大学稲森センター(福岡)
    • 年月日
      2011-11-25
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Thermodynamics of the Exchange of Sodium Cholate for DNA on Carbon Nanotubes2011

    • 著者名/発表者名
      Yuichi Kato, et al
    • 学会等名
      高分子九州西部-釜山慶州ジョイントシンポジウム
    • 発表場所
      釜山大学国際会館(韓国)
    • 年月日
      2011-10-28
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Exchange of solubilizers on Carbon Nanotubes (which is) dispersed by sodium cholate : exchange for single-stranded DNA (dC20)2011

    • 著者名/発表者名
      Yuichi Kato, et al
    • 学会等名
      第63回コロイドおよび界面化学討論会
    • 発表場所
      京都大学(京都)
    • 年月日
      2011-09-07
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Thermodynamics of the Exchange of Solubilizers on Single-Walled Carbon Nanotubes2011

    • 著者名/発表者名
      Yuichi Kato, et al
    • 学会等名
      The 41st Fullerenes-Nanotubes-Graphene General Symposium
    • 発表場所
      首都大学東京,南大沢キャンパス(東京)
    • 年月日
      2011-09-05
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] カーボンナノチューブ可溶化剤の置換に伴う分光特性変化2011

    • 著者名/発表者名
      Yuichi Kato, et al
    • 学会等名
      第48回化学関連支部合同九州大会
    • 発表場所
      北九州国際会議場
    • 年月日
      2011-07-09
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Chirality Sorting of Single-Walled Carbon Nanotubes using their redox potentials.2010

    • 著者名/発表者名
      Yuichi Kato, et al
    • 学会等名
      2010 MRS Fall Meetings
    • 発表場所
      Boston, MA, USA
    • 年月日
      2010-11-29
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Cooperative replacements of SWCNT solubilizers2010

    • 著者名/発表者名
      Yuichi Kato, et al
    • 学会等名
      Post-symposium of NCSS 2010
    • 発表場所
      福岡リーゼントホテル(福岡)
    • 年月日
      2010-09-23
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Efficient Separation of Single-Walled Carbon Nanotubes using thei rredox potentials2010

    • 著者名/発表者名
      Yuichi Kato, et al
    • 学会等名
      第39回フラーレン・ナノチューブ総合シンポジウム
    • 発表場所
      京都大学百周年記念ホール(京都)
    • 年月日
      2010-09-06
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Efficient Separation of Single-Walled Carbon Nanotubes using differences of redox potentials2010

    • 著者名/発表者名
      Yuichi Kato, et al
    • 学会等名
      Korea-Japan Forum 2010 on Organic Materials for Electronics and Photonics
    • 発表場所
      北九州国際会議場(福岡県)
    • 年月日
      2010-08-24
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 酸化還元反応による金の還元析出を利用した(n,m)カーボンナノチューブの密度勾配遠心分離2010

    • 著者名/発表者名
      Yuichi Kato, et al
    • 学会等名
      第47回化学関連支部合同九州大会
    • 発表場所
      北九州国際会議場(福岡県)
    • 年月日
      2010-07-11
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [産業財産権] 金属製単層カーボンナノチューブと半導体性単層カーボンナノチューブとの分離方法2013

    • 発明者名
      中嶋直敏, 新留康郎, 加藤雄一
    • 権利者名
      国立大学法人九州大学
    • 産業財産権番号
      2013-046851
    • 出願年月日
      2013-03-08
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書

URL: 

公開日: 2010-12-03   更新日: 2024-03-26  

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