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カーボンナノチューブを前駆体としたガス吸蔵体の開発と評価

研究課題

研究課題/領域番号 14750019
研究種目

若手研究(B)

配分区分補助金
研究分野 表面界面物性
研究機関東北大学

研究代表者

竹延 大志  東北大学, 金属材料研究所, 助手 (70343035)

研究期間 (年度) 2002 – 2003
研究課題ステータス 完了 (2003年度)
配分額 *注記
3,400千円 (直接経費: 3,400千円)
2003年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
2002年度: 2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
キーワードカーボンナノチューブ / ガス吸蔵 / 水素吸蔵 / 内包カーボンナノチューブ / ドーピング
研究概要

本研究の目的は、新たな発想のもとで実用に耐えうる性能を有するガス吸蔵材料の開発と評価である。具体的には、カーボンナノチューブ内のナノスケールの空間を利用して、さらに一桁小さいオングストロームの空間を意図的に作りこみ、ガスを物理的相互作用が最も働く距離に閉じ込め強い相互作用を働かせる。空間の作りこみは、チューブ内にさらに物質(有機分子)を詰め込むことによって行う。まず、昨年度はカーボンナノチューブ内に物質を内包させる方法を確立し、各種リニアアセン類(Anthracene, Tetracene, Pentacene)、Tetracyano-p-quinodimethane(TCNQ)、Tetrathiafullvalene(TTF)など10種類以上の分子を内包させたカーボンナノチューブの合成に成功した。さらにX線(シンクロトロン放射光を含む)回折、電子顕微鏡、ラマン分光法などを用いて、その構造を明らかにした。
本年度は、これらの材料に対してガス吸蔵特性を明らかにしたが、残念ながら得られた結果はC60を内包した材料と同じく、中の空間へのガス吸蔵は達成されなかった。この事を逆手にとって考えると、これらの材料内の空間はガスさえも入り込めない閉じた空間である事を意味しており興味深い。そこで、上記様々な分子を内包した分子の物性を明らかにした。その結果、ある種の分子を用いるとカーボンナノチューブと有機分子の間でホールもしくは電子の両極性電荷移動が生じる事が見出された。さらに、ガスさえも入り込めない空間のため、通常大気中不安定な電子をドープしたn型材料も大気中安定であった。これにより、有機分子を内包したカーボンナノチューブがデバイス材料として有望である事を見出す事が出来た。

報告書

(2件)
  • 2003 実績報告書
  • 2002 実績報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (7件)

  • [文献書誌] T.Takenobu, M.Shiraishi, A.Yamada, M.Ata, H.Kataura, Y.Iwasa: "Hydrogen storage in C_<70> encapsulated single-walled carbon nanotube"Synthetic Metals. 135-136. 787-788 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] M.Shiraishi, T.Takenobu, M.Ata: "Gas-solid interactions in the hydrogen/single-walled carbon nanotube system"CHEMICAL PHYSICS LETTERS. 367(5-6). 633-636 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] T.Takenobu, T.Takano, Y.Iwasa, M.Shiraishi, M.Ata: "Synthesis of organics/SWNT compounds"AIP Conference Proceeding. 685. 77-81 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] T.Takenobu, T.Takano, M.Shiraishi, Y.Murakami, M.Ata, H.Kataura, Y.Achiba, Y.Iwasa: "Stable and controlled amphoteric doping by encapsulation of organic molecules inside carbon nanotubes"Nature Materials. 2. 683-688 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] T.Takenobu, M.Shiraishi, A.Yamada, M.Ata, H.Kataura, Y.Iwasa: "Hydrogen storage in C_<70> encapsulated single-walled carbon nanotube"Synthetic Metals. (発表予定). (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] M.Shiraishi, T.Takenobu, A.Yamada, M.Ata, H.Kataura: "Hydrogen storage in single-walled carbon nanotube bundles and peapods"CHEMICAL PHYSICS LETTERS. 358(3-4). 213-218 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] M.Shiraishi, T.Takenobu, M.Ata: "Gas-solid interactions in the hydrogen/single-walled carbon nanotube system"CHEMICAL PHYSICS LETTERS. 367(5-6). 633-636 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書

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公開日: 2002-04-01   更新日: 2016-04-21  

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