カーボンナノチューブ内部の金属原子配位位置の制御によるナノデバイスの創製

• 研究課題/領域番号: 19810011
• 研究種目: 若手研究(スタートアップ)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: ナノ構造科学
• 研究機関: 京都工芸繊維大学
• 研究代表者: 湯村 尚史 京都工芸繊維大学, 工芸科学研究科, 助教 (80452374)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2008
• 研究課題ステータス: 完了 (2008年度)
• 配分額: 3,105千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 405千円); 2008年度: 1,755千円 (直接経費: 1,350千円、間接経費: 405千円); 2007年度: 1,350千円 (直接経費: 1,350千円)
• キーワード: ナノチューブ / 第一原理計算 / 遷移状態 / 軌道相互作用 / 構造有機化学 / カーボンナノチューブ / 密度汎関数法 / ナノ細孔閉じ込め効果 / 原子価結合論 / ホストーゲスト材料 / フラーレン

研究概要

本研究では大規模量子化学計算を用いて, カーボンナノチューブと外部もしくは内部化学修飾基との相互作用に関する知見を得た. その結果, 内部修飾基とナノチューブとの共有結合生成により、結合部位近傍の特定の炭素炭素結合の二重結合性が顕著になることが分かった. 一方, 外部修飾基との相互作用の場合, 結合部位の炭素炭素結合のみが切断されることが分かった. これら化学修飾によるナノチューブの局所変形は, チューブ内部の金属原子の選択的配位およびナノチューブ内部表面での金属原子移動度に影響を与えるものと期待される.

研究成果

• [雑誌論文] Potential for C-H activation in CH_4 utilizing CuMFI-type Zeolite as a Catalyst (2009)
  • 著者名/発表者名: A. Itadani, H. Sugiyama, M. Tanaka, T. Ohkubo, T. Yumura, H. Kobayashi, and Y. Kuroda
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. C 113 ページ: 7213-7222
  • 査読あり
• [雑誌論文] Confinement Effects of ZSM-5 Zeolite on the Dioxygen Activation by Enclosed Dicopper Cations (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Yumura, M. Takeuchi, H. Kobayashi, and Y, Kuroda
  • 雑誌名: Inorg. Chem 48 ページ: 508-517
  • 査読あり
• [雑誌論文] Confinement Effects of ZSM-5 Zeolite on the Dioxygen Activation by Enclosed Dicopper Cations. (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Yumura, et al.
  • 雑誌名: Inorganic Chemistry 48 ページ: 508-517
  • 査読あり
• [雑誌論文] Potential for C-H activation in CH_4 utilizing CuMFI-type Zeolite as a Catalyst (2009)
  • 著者名/発表者名: A. Itadani, et al.
  • 雑誌名: The Journal of Physical Chemistry C 113 ページ: 7213-7222
  • 査読あり
• [雑誌論文] Confinement Effects on Site Preferences for Cycloadditions into Carbon Nanotubes (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Yumura, M. Kertesz, and S. Iijima
  • 雑誌名: Chem.Phys.Lett. 444 ページ: 155-160
  • 査読あり
• [雑誌論文] 大規模量子化学計算による新規ナノ炭素材料設計 (2007)
  • 著者名/発表者名: 湯村尚史
  • 雑誌名: 京都工芸繊維大学情報科学センター広報 26 ページ: 6-10
• [雑誌論文] Confinement Effects on Site Preferences for Cycloadditions into Carbon Nanotubes (2007)
  • 著者名/発表者名: Takashi Yumura, et. al.
  • 雑誌名: Chemical Physics Letters 444 ページ: 155-160
  • 査読あり
• [雑誌論文] 大規模量子化学計算による新規ナノ炭素材料設計 (2007)
  • 著者名/発表者名: 湯村 尚史
  • 雑誌名: 京都工芸繊維大学 情報科学センター広報 26 ページ: 6-10
• [雑誌論文] The use of Nanometer-sized Hydrographene Species as Support Material for Fuel Cell Electrode Catalysts : A Theoretical Proposal
  • 著者名/発表者名: T. Yumura, K. Kimura, R. Tanaka, N. Okumura, T. Yamabe
  • 雑誌名: Phys. Chem. Chem. Phys. accepted for publication
  • 査読あり
• [学会発表] ZSM-5ナノ細孔中でのキセノン原子の異常挙動 : 計算化学による新たな知見(4B3-05) (2009)
  • 著者名/発表者名: 湯村尚史
  • 学会等名: 日本化学会第89回春年会
  • 発表場所: 日本大学
  • 年月日: 2009-03-30
• [学会発表] 銅担持ZSM-5での酸素分子活性化におけるナノ細孔閉じ込め効果(3M1-39) (2009)
  • 著者名/発表者名: 湯村尚史
  • 学会等名: 日本化学会第89回春年会
  • 発表場所: 日本大学
  • 年月日: 2009-03-29
• [学会発表] カーボンナノチューブ内部の閉じ込め効果 (2008)
  • 著者名/発表者名: 湯村尚史
  • 学会等名: 第52回日本学術会議材料工学連合講演会(314)
  • 発表場所: 京大会館
  • 年月日: 2008-10-22
• [学会発表] カーボンナノチューブ内部の閉じ込め効果に関する理論的研究 (2008)
  • 著者名/発表者名: 湯村尚史
  • 学会等名: 第2回分子科学討論会
  • 発表場所: 福岡国際会議場(1P029)
  • 年月日: 2008-09-24
• [学会発表] カーボンナノチューブ内部の閉じ込め効果に関する理論的研究 (2008)
  • 著者名/発表者名: 湯村尚史
  • 学会等名: 第二回分子科学討論会 2008
  • 発表場所: 福岡国際会議場
  • 年月日: 2008-09-24
• [学会発表] Roles of Conformational Restrictions of Carbene-derivatives in the Interactions with a Carbon Nanotubes(1P-28) (2008)
  • 著者名/発表者名: 湯村尚史
  • 学会等名: 第35回フラーレンナノチューブ総合シンポジウム
  • 発表場所: 東京工業大学
  • 年月日: 2008-08-27
• [学会発表] カーボンナノチューブの化学修飾における修飾サイト制御 (2008)
  • 著者名/発表者名: 湯村尚史
  • 学会等名: 日本化学会第88回春年会
  • 発表場所: 立教大学(3D1-29)
  • 年月日: 2008-03-28
• [学会発表] カーボンナノチューブの化学修飾における修飾サイト制御 (2008)
  • 著者名/発表者名: 湯村 尚史
  • 学会等名: 日本化学会 第88回春年会
  • 発表場所: 立教大学
  • 年月日: 2008-03-28
• [学会発表] Cooperative Behaviors in Carbene Additions through Local Modifications of Nanotube Surface (2008)
  • 著者名/発表者名: 湯村 尚史
  • 学会等名: 第34回フラーレンナノチューブ総合シンポジウム
  • 発表場所: 名城大学(1P-29)
  • 年月日: 2008-03-03
• [図書] Density Functional Theory Studies on Chemical Reactions in Nanocarbon Materials (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Yumura
• [図書] Density Functional Theory Studies on Fullerenes and Nanotubes (2008)
  • 著者名/発表者名: Takashi Yumura
  • 総ページ数: 23
  • 出版者: Density Functional Theory Studies on Chemical Reactions in Nanocarbon Materials