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2012 年度 実績報告書

波長可変レーザー光照射による単層カーボンナノチューブのカイラリティ分離

研究課題

研究課題/領域番号 10J02032
研究機関九州大学

研究代表者

加藤 雄一  九州大学, 工学研究院, 特別研究員(DC1)

キーワードナノテクノロジー / カーボンナノチューブ / カイラリティ分離
研究概要

DNAで可溶化した単層カーボンナノチューブ(ナノチューブ)をコール酸ナトリウム水溶液に分散させた。この溶液に、レーザー光を照射し、カイラリティ選択的な可溶化剤の交換を試みた。当目的のためにナノチューブ可溶化剤の交換挙動について調査した。DNAは長さの異なるオリゴー本鎖DNAを用い、可溶化剤の被覆率を吸収スペクトルから求めた。そして反応の平衡定数、熱力学パラメータを、カイラリティの異なるナノチューブそれぞれについて実験的に決定した。これはナノチューブと可溶化剤の相互作用の解明への道を拓いたことを意味する重要な成果である。まず、DNAの長さの影響について興味深いことが分かった。長さによって、加熱によりコール酸ナトリウムからDNAへの交換が進行するか、逆のDNAからコール酸ナトリウムへの交換が進行するかが異なることが分かった。この成果の意義および重要性は、レーザー光照射による交換についての、濃度条件や温度条件などの基本的な実験条件を求めたことにある。この成果は論文としてScientific Reports誌において発表した。またInternational Association of Colloidand Interface Scientists,Conferenceなど国際学会および国内学会で発表を行った。コール酸ナトリウムの濃度が交換挙動に与える影響を調査し、ある濃度においてコール酸ナトリウムとナノチューブの相互作用が変化することを明らかにした。この成果は論文としてChemPhysChem誌において採択された。またこの成果に関する発表は九州コロイドコロキウムにおいてposterawardを受賞した。さらに上記可溶化剤分子のサイズと濃度とが相互作用に与える影響についての体系的な調査結果と、可溶化剤交換についてのノウハウを踏まえた結果、低分子化合物であるフラビン誘導体を可溶化剤に用いたカイラリティ分離と、その後の可溶化剤を除去し、別の可溶化剤に交換することによるナノチューブの再分散に成功した。この成果は、現在論文投稿準備中である。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2013 2012

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (7件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Thermodynamics on Soluble Carbon Nanotubes : How Do DNA Molecules Replace Surfactants on Carbon Nanotubes?2012

    • 著者名/発表者名
      Yuichi Kato, et al
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 2 ページ: 1-7

    • DOI

      10.1038/srep00733

    • 査読あり
  • [学会発表] フラビン誘導体による単層カーボンナノチューブのカイラリティ選択的可溶化2013

    • 著者名/発表者名
      Yuichi Kato, et al
    • 学会等名
      日本化学会 第93春季年会
    • 発表場所
      立命館大学(滋賀)
    • 年月日
      2013-03-24
  • [学会発表] DNAと単層カーボンナノチューブの相互作用および直径選択認識に与えるDNA鎖長の影響2013

    • 著者名/発表者名
      Yuichi Kato, et al
    • 学会等名
      日本化学会 第93春季年会
    • 発表場所
      立命館大学(滋賀)
    • 年月日
      2013-03-24
  • [学会発表] Existence of two distinct equilibrium states in the exchange reaction of sodium cholate and oligo DNA on single-walled carbon nanotubes2013

    • 著者名/発表者名
      Yuichi Kato, et al
    • 学会等名
      The 44th Fullerenes-Nanotubes-Graphene General Symposium
    • 発表場所
      東京大学(東京)
    • 年月日
      2013-03-12
  • [学会発表] Solubilization of single-walled carbon nanotubes using a flavin derivative in organic solvents2013

    • 著者名/発表者名
      Yuichi Kato, et al
    • 学会等名
      The 44th Fullerenes-Nanotubes-Graphene General Symposium
    • 発表場所
      東京大学(東京)
    • 年月日
      2013-03-12
  • [学会発表] カーボンナノチューブ分散剤の交換反応における分散剤コール酸ナトリウム濃度の依存性2012

    • 著者名/発表者名
      Yuichi Kato, et al
    • 学会等名
      第29回九州コロイドコロキウム
    • 発表場所
      阿蘇いこいの村(熊本)
    • 年月日
      2012-09-10
  • [学会発表] Thermodynamics of tne exchanges of sodium cholate and olieo-DNA on carbon nanotubes2012

    • 著者名/発表者名
      Yuichi Kato, et al
    • 学会等名
      International Association of Colloid and Interface Scientists, Conference
    • 発表場所
      国際センター(仙台)
    • 年月日
      2012-05-15
  • [学会発表] Sorting of carbon nanotubes and Thermodynamics of exchanges of dispersants on carbon nanotubes2012

    • 著者名/発表者名
      Yuichi Kato
    • 学会等名
      OIST Seminar
    • 発表場所
      OIST (沖縄)
    • 年月日
      2012-05-13
  • [産業財産権] 金属製単層カーボンナノチューブと半導体性単層カーボンナノチューブとの分離方法2013

    • 発明者名
      中嶋直敏, 新留康郎, 加藤雄一
    • 権利者名
      国立大学法人九州大学
    • 産業財産権番号
      特許、特願2013-046851
    • 出願年月日
      2013-03-08

URL: 

公開日: 2014-07-16  

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