有機溶媒中の新規プラズマプロセッシングによる金属-カーボンナノコンポジットの創製

• 研究課題/領域番号: 20686051
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 金属生産工学
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 柴田 悦郎 東北大学, 多元物質科学研究所, 准教授 (70312650)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2010
• 研究課題ステータス: 完了 (2010年度)
• 配分額: 25,350千円 (直接経費: 19,500千円、間接経費: 5,850千円); 2010年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円); 2009年度: 9,620千円 (直接経費: 7,400千円、間接経費: 2,220千円); 2008年度: 10,270千円 (直接経費: 7,900千円、間接経費: 2,370千円)
• キーワード: カーボンナノカプセル / 有機溶媒 / プラズマ / 超音波 / 炭化タングステン / グラファイトナノシート

研究概要

本プロセスは、有機溶媒中の超音波キャビテーションをアークプラズマ場として利用するという、湿式の新規プロセスとして分類することが出来る。本方法で、作製したカーボンナノカプセルを表面改質し、DDS磁性キャリアならびにMRI磁気造影剤に向けた改良を行った。また、Fe-Pt合金のアノード合金を用いた実験でグラファイトナノシートを効率良く作製できることを明らかにした。さらに、アノード電極にタングステンを用いることによりWCナノ粒子の作製も行った。また、作製したWCナノ粒子のキャパシタ用材料への応用を目的に電気化学的特性の評価も行った。

研究成果

• [雑誌論文] Iron-included carbon nanocapsules coated with biocompatible poly(ethylene glycol)shells (2010)
  • 著者名/発表者名: Kim S., Sergiienko R., Shibata E., Nakamura T.
  • 雑誌名: Materials Chemistry and Physics 巻: Vol.122 ページ: 164-168
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structure of Fe-Pt alloy included carbon nanocapsules synthesized by an electric plasma discharge in an ultrasonic cavitation field of liquid ethanol (2010)
  • 著者名/発表者名: Sergiienko R., Kim S., Shibata E., Nakamura T.
  • 雑誌名: Journal of Nanoparticle Research 巻: Vol.12 ページ: 481-491
  • 査読あり
• [雑誌論文] Iron-included carbon nanocapsules coated with biocompatible poly(ethylene glycol) shells (2010)
  • 著者名/発表者名: Kim S., Sergiienko R., Shibata E., Nakamura T.
  • 雑誌名: Materials Chemistry and Physics 巻: Vol.122 ページ: 164-168
  • 査読あり
• [雑誌論文] Production of Graphite Nanosheets by Low-Current Plasma Discharge in Liquid Ethanol (2010)
  • 著者名/発表者名: S. Kim, R. Sergiienko, E. Shibata, Y. Hayasaka, T. Nakamura
  • 雑誌名: Materials Transactions 巻: Vol.51 ページ: 1455-1459
  • NAID: 40017225635
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structure of Fe-Pt alloy included carbon nanocapsules synthesized by an electric plasma discharge in an ultrasonic cavitation field of liquid ethanol (2010)
  • 著者名/発表者名: R.Sergiienko, S.Kim, E.Shibata, T.Nakamura
  • 雑誌名: Journal of Nanoparticle Research 巻: 12 ページ: 481-491
  • 査読あり
• [雑誌論文] Iron-included carbon nanocapsules coated with biocompatible poly(ethylene glycol) shells (2010)
  • 著者名/発表者名: Kim, S., Sergiienko, R., Shibata, E., Nakamura, T.
  • 雑誌名: Materials Chemistry and Physics 巻: 122 ページ: 164-168
  • 査読あり
• [雑誌論文] Production of Graphite Nanosheets by Low-Current Plasma Discharge in Liquid Ethanol (2010)
  • 著者名/発表者名: S.Kim, R.Sergiienko, E.Shibata, Y.Hayasaka, T.Nakamura
  • 雑誌名: Materials Transactions 巻: 51 ページ: 1455-1459
  • NAID: 40017225635
  • 査読あり
• [雑誌論文] Iron-included carbon nanocapsules coated with biocompatible poly(ethylene glycol)shells (2010)
  • 著者名/発表者名: Kim, S., Sergiienko, R., Shibata, E., Nakamura, T.
  • 雑誌名: Materials Chemistry and Physics 122 ページ: 164-168
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structure of Fe-Pt alloy included carbon nanocapsules synthesized by an electric plasma discharge in an ultrasonic cavitation field of liquid ethanol (2010)
  • 著者名/発表者名: Sergiienko, R., Kim, S., Shibata, E., Nakamura, T.
  • 雑誌名: Journal of Nanoparticle Research 12 ページ: 481-491
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nanographite structures formed during annealing of disordered carbon containing finely-dispersed carbon nanocapsules with iron carbide cores (2009)
  • 著者名/発表者名: Sergiienko R., Shibata E., Kim S., Kinota T., Nakamura T.
  • 雑誌名: Carbon 巻: Vol.47 ページ: 10156-1065
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nanographite structures formed during annealing of disordered carbon containing finely-dispersed carbon nanocapsules with iron carbide cores (2009)
  • 著者名/発表者名: Sergiienko, R., Shibata, E., Kim, S., Kinota, T., Nakamura, T.
  • 雑誌名: Carbon 47 ページ: 10156-1065
  • 査読あり
• [学会発表] Synthesis of tungsten carbide nanoparticles encapsulated in carbon shells by plasma discharge in liquid ethanol (2011)
  • 著者名/発表者名: Ruslan Sergiienko, Etsuro Shibata, Takashi Nakamura, Takaaki Tomai, Itaru Honma
  • 学会等名: 資源・素材学会2011（堺）
  • 発表場所: 堺
  • 年月日: 2011-09-28
• [学会発表] Synthesis of tungsten carbide nanoparticles encapsulated in carbon shells by plasma discharge in liquid ethanol (2011)
  • 著者名/発表者名: Ruslan Sergiienko, Etsuro Shibata, Takashi Nakamura, Takaaki Tomai, Itaru Honma
  • 学会等名: 資源・素材学会2011(堺)
  • 発表場所: 堺
  • 年月日: 2011-09-28
• [学会発表] NANOCRYSTALLINE TUNGSTEN CARBIDE PARTICLES ENCAPSULATED IN CARBON SHELLS (2010)
  • 著者名/発表者名: Ruslan Sergiienko, Etsuro Shibata, Takashi Nakamura, Takaaki Tomai, Itaru Honma
  • 学会等名: 3rd INTERNATIONAL CONFERENCE HighMatTech 2011
  • 発表場所: キエフ、ウクライナ
  • 年月日: 2010-10-15
• [学会発表] NANOCRYSTALLINE TUNGSTEN CARBIDE PARTICLES ENCAPSULATED IN CARBON SHELLS (2010)
  • 著者名/発表者名: Ruslan Sergiienko, Etsuro Shibata, Takashi Nakamura, Takaaki Tomai, Itaru Honma
  • 学会等名: 3rd INTERNATIONAL CONFERENCE HighMatTech 2011
  • 発表場所: キエフ
  • 年月日: 2010-10-15
• [学会発表] Characterization of graphite nanosheets formed by plasma discharge in an ultrasonic cavitation field of liquid ethanol (2010)
  • 著者名/発表者名: Ruslan Sergiienko, Etsuro Shibata, Takashi Nakamura
  • 学会等名: 資源・素材学会2010（福岡）
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2010-09-13
• [学会発表] Characterization of graphite nanosheets formed by plasma discharge in an ultrasonic cavitation field of liquid ethanol (2010)
  • 著者名/発表者名: Ruslan Sergiienko, Etsuro Shibata, Takashi Nakamura
  • 学会等名: 資源・素材学会2010(福岡)
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2010-09-13
• [学会発表] Synthesis of carbon nanosheets by electric plasma discharge in liquid ethanol (2009)
  • 著者名/発表者名: R. Sergiienko, E. Shibata, S. Kim, T. Nakamura
  • 学会等名: The 7th Japan/Korea International Symposium on Resources Recycling and Materials Science
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2009-12-16
• [学会発表] Synthesis of graphene sheets by electric plasma discharge in a liquid ethanol (2009)
  • 著者名/発表者名: R. Sergiienko, E. Shibata, T. Nakamura, S. Kim, H. Hayasaka
  • 学会等名: International conference HighMatTech
  • 発表場所: Kiev, Ukraine
  • 年月日: 2009-10-20
• [学会発表] Synthesis of graphene sheets by low-current plasma discharge with ultrasonic irradiation in liquid ethanol (2009)
  • 著者名/発表者名: R. Sergiienko, E. Shibata, S. Kim, T. Nakamura
  • 学会等名: 資源・素材2009（札幌）
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2009-09-08
• [学会発表] Synthesis of graphene sheets by low-current plasma discharge with ultrasonic irradiation in liquid ethanol (2009)
  • 著者名/発表者名: R.Sergiienko, E.Shibata, S.Kim, T.Nakamura
  • 学会等名: 資源・素材2009(札幌)
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2009-09-08
• [学会発表] Structure of Fe-Pt alloy included carbon nanocapsules synthesized by an electric plasma discharge in an ultrasonic cavitation field of liquid ethanol (2009)
  • 著者名/発表者名: R. Sergiienko, K. Sunghoon, E. Shibata, T. Nakamura
  • 学会等名: 資源・素材学会春季大会
  • 発表場所: 千葉
  • 年月日: 2009-03-26
• [学会発表] Structure of Fe-Pt alloy included carbon nanocapsules synthesized by an electric plasma discharge in an ultrasonic cavitation field of liquid ethanol (2009)
  • 著者名/発表者名: R. Sergiienko, K. Sunghoon, E. Shibata, T. Nakamura
  • 学会等名: 資源・素材学会春季大会
  • 発表場所: 千葉工大
  • 年月日: 2009-03-26
• [学会発表] Structure of carbon encapsulated FePt nanoparticles synthesized by an electric plasma discharge in an ultrasonic cavitation field of liquid ethanol (2008)
  • 著者名/発表者名: R. Sergiienko, K. Sunghoon, E. Shibata, T. Nakamura
  • 学会等名: 資源・素材学会秋季大会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2008-10-08
• [学会発表] Structure of carbon encapsulated FePt nanoparticles synthesized by an electric plasma discharge in an ultrasonic cavitation field of liquid ethanol (2008)
  • 著者名/発表者名: R. Sergiienko, K. Sunghoon, E. Shibata, T. Nakamura
  • 学会等名: 資源・素材学会秋季大会
  • 発表場所: 仙台国際センター
  • 年月日: 2008-10-08