研究課題/領域番号 |
22K05052
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研究種目 |
基盤研究(C)
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配分区分 | 基金 |
応募区分 | 一般 |
審査区分 |
小区分32020:機能物性化学関連
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研究機関 | 山口大学 |
研究代表者 |
鈴木 康孝 山口大学, 大学院創成科学研究科, 准教授 (30634753)
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研究分担者 |
守友 博紀 津山工業高等専門学校, 総合理工学科, 講師 (30803548)
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研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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研究課題ステータス |
交付 (2022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)
2024年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2023年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
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キーワード | ナノシート / 物理化学 / 機能物質科学 |
研究開始時の研究の概要 |
本研究では、グラフェンのように光吸収のあるナノシートの光操作の学理を導くことを目指す。まず、剥離したシートのコロイドが容易に得られる酸化グラフェン(GO)を試料に用い、光操作によるGOナノシート一枚一枚の位置・配向の制御を可能にする。明らかにしたGOの光操作技術を基盤として、機能性に富むナノマテリアルのユニット構造であるGOと異種ナノシートとのヘテロ構造の作製、またそれらの電子物性の解析、グラフェンをはじめとするGO以外のナノシートへの光操作技術の展開、を行う。
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研究実績の概要 |
応募者は、ナノシートの光マニュピレーションの先駆者である。本研究では、酸化グラフェンの位置と配向の自在制御に取り組んだ。電極材料として期待されているニオブ酸ナノシート、チタン酸ナノシートとの異種ナノシート積層体をナノシート同士の重なりを制御しながら生成することが可能であることを見出した。光マニピュレーションの過程で、光還元が生じることから、還元型酸化グラフェンの電子的性質が重要である。そこで、今年度は、グラフェンの酸化状態を反応条件を制御することで、酸素官能基の種類を制御することを目指した。黒鉛の鱗状結晶を、発煙硝酸を用いて酸化し、アンモニアで中和することで酸化することで、酸素官能基の種類をエポキシ基のみにした、酸化グラフェンの分散液を得ることに成功した。また、得られた酸化グラフェンを用いて光マニピュレーションを用いて、位置・配向の制御が可能なことも明らかにした。
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現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
研究のさらなる進展を目指して現在も、関連する研究を継続している。
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今後の研究の推進方策 |
現在、酸化グラフェンと他の金属酸化物ナノシートとのヘテロ積層構造の電気物性の評価を検討している。光マニピュレーションで得られる積層構造は、コロイド溶液が存在する液中の基板上に生成される。電気物性の評価には、液中からナノ構造体を取り出す必要があるため、液中からの取り出しを行う研究を行なっている。また、剥離するのが難しいが、より機能性の高いグラフェンの液中剥離にも取り組んでいる。液中で剥離したグラフェンは、そのまま光操作できるコロイドとして得られるので、より優れた機能性材料の創出が期待できる。今後は、電極基板上に、合成した酸化グラフェンを光操作することで、グラフェンの酸化状態の違いとグラフェン一枚の導電性の測定を行なっていく予定である。
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