| 研究課題/領域番号 |
21K04841
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分28030:ナノ材料科学関連
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| 研究機関 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 |
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研究代表者 |
加藤 雄一 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 研究員 (20709175)
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| 研究分担者 |
杉野 卓司 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 主任研究員 (50357266)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2022年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2021年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
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| キーワード | 分散剤 / カーボンナノチューブ / 昇華 / 非水溶媒 / 分散 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
長鎖の炭化水素側鎖のフラビンを分散剤として用いると、トルエン中で金属性の単層カーボンナノチューブ（以下CNTと略する）が優先的に凝集し、半導体性CNTと金属性CNTが分離される。一方でCNTの分散剤はその除去が課題となっている。CNTの絡み合った多孔質体の中に埋もれた分散剤は、溶媒で洗浄除去するのが拡散律速となり難しい。本研究では、フラビンの側鎖の化学構造と、金属性CNTの凝集および昇華性の基礎的な相関を明らかにし、低温で昇華除去でき、CNTの半導体性金属性の分離精製も可能な分散剤を開発する。
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| 研究成果の概要 |
半導体性と金属性のカーボンナノチューブを遠心沈降分離することができ、かつ昇華性を有する分散剤を開発。分散剤の吸着残留がカーボンナノチューブ繊維や電極膜の実用化の課題となっている。長さの異なるアルキル基を側鎖に有するフラビンの分散性と昇華性を調査したところ、既知化合物より昇華温度を50℃低下させることに成功し、焦げ付かずに昇華除去が可能になった。研究結果をまとめた論文は、日本化学会誌Bulletin of the Chemical Society of Japanに採択。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
分散剤の昇華性と分散安定性のトレードオフの関係を明らかにし、最適な分子設計の指針を得たこと。また、昇華性分散剤はガス化するためカーボンナノチューブの多孔質構造体の内部からも拡散して出ていきやすく、残留の問題を低減する可能性がある。昇華で精製できるため、課題であった分散剤の再利用コストについても大幅に低減でき、工業的にも利用可能な半導体性金属性分離能のある、したがって次世代のカーボンナノチューブの電気的特性を活用する技術シーズとなる分散剤となる可能性がある。
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