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2009 年度 実績報告書

糖類からのカーボンナノチューブ合成と合成後の内包プロセスに関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 09J01436
研究機関東京理科大学

研究代表者

相川 慎也  東京理科大学, 工学研究科, 特別研究員(DC1)

キーワードカーボンナノチューブ / スクロース / 液相アーク放電法 / 透過型電子顕微鏡 / ドラッグデリバリー
研究概要

カーボンナノチューブ(CNT)は,興味深い電気的特性を持つことからナノエレクトロニクスへの応用が展開されている.その一方で,活性な表面や内部の空洞を活用したドラッグデリバリーへの応用も期待されている.ナノカプセルとしての利用を考えるならば,長くないことが要求されるが,短いCNTの生成技術の開発はほとんど行われていない.これまでに,溶液中アーク放電法をベースとしたCNT合成において,金属電極間で放電を生じさせ,スクロース溶液中から炭素を供給する方法で,長さ20nm程度の短いCNTを合成してきた.しかしながら,生成量が少ないことや生成物中に不純物が混入してしまうことなどの課題があった.本年度は,まず,炭素供給源としてのスクロース溶液の最適な濃度を見出すことを目的として,透過型電子顕微鏡観察により生成物と溶液濃度との関係を網羅的に調査した。その結果,CNT合成のために最適なスクロース溶液の濃度が1.0-2.0mol/Lであることが明らかとなった.次に,スクロース以外の糖類(グルコース,フルクトース,マルトース,ラクトース)を炭素供給源とし,上記の最適濃度で放電を行い,糖の各構造に依存して生成物に差異が生じるかを調べた.スクロース以外の糖を炭素源とした場合には,結果として,CNTが生成されないことが分かった.また,合成時の放電特性を調べるために,オシロスコープによる波形観察を行った.ところが,直流電源の制御応答性のために放電直後に200A程度の突入電流が生じた.放電回路内にインダクタを組み込むことで,これを抑制し,再現性の良い放電波形を得ることができた.突入電流を抑制させた場合に生成されたサンプルは,そうでない場合と比較して,燃焼開始温度が120%上昇したことが熱重量測定により明らかとなった.この結果は,サンプルの純度が高まったこと,および合成されるCNTの結晶性がよくなったことを示唆する.

  • 研究成果

    (20件)

すべて 2010 2009 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (15件) 備考 (1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Carbon Nanotube Synthesis by Arc Discharge in Water Using Metal Cathodes2010

    • 著者名/発表者名
      T.Kizu, S.Aikawa, E.Nishikawa
    • 雑誌名

      e-Journal of Surface Science and Nanotechnology 8

      ページ: 203-206

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 環境を考慮した紫外線照射と過酸化水素の併用によるカーボンナノチューブの酸化2010

    • 著者名/発表者名
      今井基之, 木津たきお, 相川慎也, 多久島義太郎, 品田俊行, 西川英一
    • 雑誌名

      表面技術 61

      ページ: 384-385

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 紫外線を用いたカーボンナノチューブ精製効果の検討2009

    • 著者名/発表者名
      今井基之, 清水浩, 相川慎也, 木津たきお, 品田俊行, 西川英一
    • 雑誌名

      表面技術 60

      ページ: 352-354

    • 査読あり
  • [学会発表] 収束電子線照射で生成されたニッケルナノ粒子によるアモルファスカーボン薄膜のグラファイト化2010

    • 著者名/発表者名
      相川慎也, 木津たきお, 西川英一
    • 学会等名
      2010年春季 第57回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      東海大学, 神奈川
    • 年月日
      2010-03-19
  • [学会発表] 単層カーボンナノチューブのパターン成長法を用いた薄膜トランジスタの作製と特性評価2010

    • 著者名/発表者名
      相川慎也, 項榮, エリックエイナルソン, 千足昇平, 塩見淳一郎, 西川英一, 丸山茂夫
    • 学会等名
      2010年春季 第57回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      東海大学, 神奈川
    • 年月日
      2010-03-19
  • [学会発表] 液相アーク放電によるキシレンからのカーボンナノチューブ合成においてアークプラズマの特性が合成物へ与える影響2010

    • 著者名/発表者名
      木津たきお, 相川慎也, 西川英一
    • 学会等名
      2010年春季 第57回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      東海大学, 神奈川
    • 年月日
      2010-03-18
  • [学会発表] 単層カーボンナノチューブのパターン成長法による薄膜トランジスタの作製2010

    • 著者名/発表者名
      相川慎也, 項榮, エリックエイナルソン, 千足昇平, 塩見淳一郎, 西川英一, 丸山茂夫
    • 学会等名
      第38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, 愛知
    • 年月日
      2010-03-02
  • [学会発表] Carbon Nanotubes Synthesis in Water by Arc Discharge Using Metal Electrodes2009

    • 著者名/発表者名
      T.Kizu, S.Aikawa, E.Nishikawa
    • 学会等名
      ALC'09 : 7th International Symposium on Atomic Level Characterizations for New Materials and Devices'09
    • 発表場所
      Hawaii, USA
    • 年月日
      2009-12-08
  • [学会発表] Graphitization of an Amorphous Carbon Film under Electron Beam Irradiation Catalysed by Metal Particles2009

    • 著者名/発表者名
      S.Aikawa, T.Kizu, E.Nishikawa
    • 学会等名
      ALC'09 : 7th International Symposium on Atomic Level Characterizations for New Materials and Devices'09
    • 発表場所
      Hawaii, USA
    • 年月日
      2009-12-08
  • [学会発表] スクロース溶液の濃度を変化させた場合における液中アーク放電の特性とその生成物2009

    • 著者名/発表者名
      品田俊行, 相川慎也, 木津たきお, 岡部雅一, 山口恒, 世古繁喜, 西川英一
    • 学会等名
      2009年 放電学会 年次大会
    • 発表場所
      東京都市大学, 東京
    • 年月日
      2009-11-14
  • [学会発表] 水中アーク放電法をベースとした金属電極間放電によるスクロース溶液からの多層カーボンナノチューブの合成2009

    • 著者名/発表者名
      相川慎也, 木津たきお, 品田俊行, 岡部雅一, 山口恒, 世古繁喜, 西川英一
    • 学会等名
      2009年 放電学会 年次大会
    • 発表場所
      東京都市大学, 東京
    • 年月日
      2009-11-14
  • [学会発表] 液相アーク放電によるキシレンからのカーボンナノチューブ合成において電極材料が合成物へ与える影響2009

    • 著者名/発表者名
      木津たきお, 相川慎也, 西川英一
    • 学会等名
      2009年 放電学会 年次大会
    • 発表場所
      東京都市大学, 東京
    • 年月日
      2009-11-14
  • [学会発表] Patterned Growth of SWNTs for Facile Fabrication of Field Effect Transistor Device2009

    • 著者名/発表者名
      S.Aikawa, R.Xiang, E.Einarsson, J.Shiomi, E.Nishikawa, S.Maruyama
    • 学会等名
      The 6th Korea-Japan Symposium on Carbon Nanotube
    • 発表場所
      Ginowan, Okinawa
    • 年月日
      2009-10-27
  • [学会発表] Optimization of catalyst deposition by spin-coating for synthesis of vertically-aligned single-walled carbon nanotube arrays2009

    • 著者名/発表者名
      T.Thurakitseree, E.Einarsson, R.Xiang, S.Aikawa, P.Zhao, J.Shiomi, S.Maruyama
    • 学会等名
      第1回マイクロ・ナノ工学シンポジウム
    • 発表場所
      タワーホール船堀, 東京
    • 年月日
      2009-10-15
  • [学会発表] As-grownの単層カーボンナノチューブを用いた容易な電界効果トランジスタの作製とその特性評価2009

    • 著者名/発表者名
      相川慎也, 項榮, エリックエイナルソン, 塩見淳一郎, 西川英一, 丸山茂夫
    • 学会等名
      第37回フラーレン・ナノチューブ総合シンポジウム
    • 発表場所
      つくば国際会議場, 茨城
    • 年月日
      2009-09-03
  • [学会発表] High Precision Site-selective Growth of SWNTs and its Applications2009

    • 著者名/発表者名
      R.Xiang, S.Aikawa, E.Einarsson, J.Shiomi, S.Maruyama
    • 学会等名
      第37回フラーレン・ナノチューブ総合シンポジウム
    • 発表場所
      つくば国際会議場, 茨城
    • 年月日
      2009-09-03
  • [学会発表] 液相アーク放電によるキシレンからのカーボンナノチューブの合成2009

    • 著者名/発表者名
      木津たきお, 相川慎也, 西川英一
    • 学会等名
      第37回フラーレン・ナノチューブ総合シンポジウム
    • 発表場所
      つくば国際会議場, 茨城
    • 年月日
      2009-09-02
  • [学会発表] Precisely Localized As-grown Single-Walled Carbon Nanotubes for Facile Fabrication of a Field Effect Transistor Device2009

    • 著者名/発表者名
      S.Aikawa, R.Xiang, E.Einarsson, J.Shiomi, E.Nishikawa, S.Maruyama
    • 学会等名
      NT09 : 10th International Conference on the Science and Application of Nanotubes
    • 発表場所
      Beijing, China
    • 年月日
      2009-06-25
  • [備考]

    • URL

      http://www.rs.kagu.tus.ac.jp/nishilab/members/aikawa/index.html

  • [産業財産権] カーボンナノ粒子及びカーボンナノチューブ製造方法2009

    • 発明者名
      西川英一, 相川慎也, 木津たきお, 喜岡俊英
    • 権利者名
      西川英一, 相川慎也, 木津たきお, 喜岡俊英
    • 公開番号
      特開2009-215147
    • 取得年月日
      2009-09-24

URL: 

公開日: 2011-06-16   更新日: 2016-04-21  

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