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“Interconnected”カーボンナノチューブ合成と応力センサ材料の開発

研究課題

研究課題/領域番号 16K14106
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 デバイス関連化学
研究機関国立研究開発法人産業技術総合研究所

研究代表者

島田 悟  国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 主任研究員 (10357204)

研究分担者 阿澄 玲子  国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 副研究部門長 (40356366)
周 英  国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 主任研究員 (80738071)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2018年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2017年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2016年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
キーワードCarbon nanotube / transparent film / sheet resitance / dopant / カーボンナノチューブ / 透明導電膜 / 導電率 / ドーピング / ナノチューブ
研究成果の概要

ヨウ化物、金属を新規ドーパント(interconnected 材料)として検討し、短パルス光照射処理(photonic curing)後、ほとんどのCNT膜のシートが減少した。特にヨウ化物と複合した場合は、interconnected CNT構造が構築しやすくなる。光照射パラメータの最適化により、透過率84%に対して84Ω/squareという世界最高水準のCNT透明導電膜を得られた。85℃と85%湿度の高温高湿環境加速試験においても、高い導電率を維持することが確認した。また、分散剤とドーパントの両機能を示す高分子酸を用いることで、基材に塗布するだけで高導電性のCNT膜を作製する技術を開発した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

カーボンナノチューブ(CNT)は、高強度で高耐熱性であり化学的安定性にも優れた材料であるが、応力センサとして利用するためには、添加剤(ドーパント)、導電性、耐熱性・耐久性の改善が必要であった。今回、申請者らが開発した新規ドーパントとパルス光照射の組み合わせ工程は、応力センサーに必要な諸性能を実現するうえで効果的な手法となる。また、この知見を受けて、新たに開発に成功した分散剤とドーパントの両機能を有する高分子酸は、塗布しただけで応力センサーに適した高性能CNT膜を形成することできる画期的な手法であり、その耐久性も高いことが明らかとなった。

報告書

(5件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果発表報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2024 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (2件) (うち招待講演 1件) 産業財産権 (3件)

  • [雑誌論文] A highly durable, stretchable, transparent and conductive carbon nanotube; polymeric acid hybrid film2019

    • 著者名/発表者名
      Ying Zhou, Reiko Azumi and Satoru Shimada
    • 雑誌名

      Nanoscale

      巻: 9 号: 9 ページ: 3804-3813

    • DOI

      10.1039/c8nr08399a

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Stable iodide doping induced by photonic curing for carbon nanotube transparent conductive films2018

    • 著者名/発表者名
      Wachi Atsushi、Nishikawa Hiroyuki、Zhou Ying、Azumi Reiko
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 57 号: 6 ページ: 065101-065101

    • DOI

      10.7567/jjap.57.065101

    • NAID

      210000149122

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Stable iodide doping induced by photonic curing for carbon nanotube transparent conductive films2018

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Wachi, Hiroyuki Nishikawa, Ying Zhou, and Reiko Azumi
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics 印刷中

      巻: -

    • NAID

      210000149122

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Carbon nanotube based transparent conductive films: progress, challenges, and perspectives2016

    • 著者名/発表者名
      周 英、阿澄 玲子
    • 雑誌名

      SCIENCE AND TECHNOLOGY OF ADVANCED MATERIALS

      巻: 17 号: 1 ページ: 493-516

    • DOI

      10.1080/14686996.2016.1214526

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] カーボンナノチューブを用いた透明導電膜2017

    • 著者名/発表者名
      周英
    • 学会等名
      プラスチック成形加工学会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] カーボンナノチューブを用いた透明導電膜2016

    • 著者名/発表者名
      周 英,島田 悟,阿澄 玲子,則包 恭央
    • 学会等名
      第65回高分子討論会
    • 発表場所
      神奈川大学
    • 年月日
      2016-09-14
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [産業財産権] カーボンナノチューブ分散液2024

    • 発明者名
      周 英、阿澄 玲子
    • 権利者名
      国立研究開発法人産業技術総合研究所
    • 産業財産権種類
      特許
    • 取得年月日
      2024
    • 関連する報告書
      研究成果発表報告書
  • [産業財産権] カーボンナノチューブ分散液およびカーボンナノチューブ複合膜2019

    • 発明者名
      周英、阿澄玲子
    • 権利者名
      周英、阿澄玲子
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2019-065037
    • 出願年月日
      2019
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [産業財産権] 導電性カーボンナノチューブ複合膜2018

    • 発明者名
      和知敦史、周英、阿澄玲子
    • 権利者名
      和知敦史、周英、阿澄玲子
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2018-035737
    • 出願年月日
      2018
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2025-03-27  

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