| 研究課題/領域番号 |
14550691
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
構造・機能材料
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| 研究機関 | 東京理科大学 |
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研究代表者 |
石井 忠浩 東京理科大学, 理学部, 教授 (00084319)
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| 研究分担者 |
矢島 博文 東京理科大学, 理学部, 教授 (10147506)
角田 勝則 東京理科大学, 理学部, 助手 (80307694)
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| 研究期間 (年度) |
2002 – 2003
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| キーワード | カーボンナノューブ / 単層カーボンナノチューブ / ゼラチン / 多糖類 / レーザーアブレーション / 精製法 / 複合膜 |
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| 研究概要 |
カーボンナノチューブ(CNT)はナノメーター領域で現れる特異な物性などから大きな注目を集めている。しかし、凝集性が強く、1本ずつのSWNTsを分離精製できないため詳細な研究が困難である。本研究では単層カーボンナノチューブ(SWNTs)を効率的に分散、精製できるバイオポリマーの探索を行い、ゼラチン及びカルボキシメチルセルロース(CMC)を分散材に用いることで高純度SWNTsを得ることに成功した。温和な条件でSWNTsの精製を行うために、我々はいかにしてSWNTsの束をほぐすかという観点からバイオポリマーに着目してきた。これは精製後に役目を終えたバイオポリマーは分解除去でき、SWNTsを材料として利用する場合にSWNTsの物性に影響を与えないからである。手法としてはまず非晶質炭素は加熱により除去する。ゼラチンまたはCMC水溶液中にSWNTsを分散させることでSWNTsの凝集をほどき、金属粒子と分離する。ここに強酸を加えることでCMCと金属触媒を同時に除去する。得られたSWNTsは電子顕微鏡、Raman、TGAにより高純度化を確認した。
一方、SWNTsの合成法として平成15年度は、レーザーアブレーションによって金属粒子を微粒子化する手法を用いた。現在、様々な触媒調整法が試されているが、レーザーアブレーション法を用いたのは、レーザー照射条件などの制御によって得られる触媒粒子の粒子径などを任意に制御できるためである。また、最近、触媒をゼオライトに坦持させ、エタノールを炭素源としたCVD(アルコールCVD)法によって高純度なSWNTsが得られることが報告されいる。そこで、レーザーアブレーションにより触媒粒子径を制御し、アルコールCVDによる合成を行い、構造および直径の揃った高純度SWNTsの合成を目的として実験を行った。その結果、レーザーアブレーションにより調整した触媒でもカーボンナノチューブの合成に成功した。これらのことからアルコールCVD法によって、触媒を適切に選択すればナノ構造を選択的に作り分けることができる可能性が示された。
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