| 研究課題/領域番号 |
14J00740
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
牛場 翔太 大阪大学, 工学研究科, 特別研究員(DC2)
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| 研究期間 (年度) |
2014-04-25 – 2016-03-31
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| キーワード | カーボンナノチューブ / レーザープロセシング / 複合材料 / コンポジット / 微細加工 |
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| 研究実績の概要 |
本研究は単層カーボンナノチューブ（SWCNT）立体ナノ構造体の開発を目的としている。本年度はレーザー微細加工技術である２光子加工法を駆使し、配向制御したSWCNT／ポリマーコンポジットの作製に主に取り組んだ。主な成果は以下の２点である。
(1)SWCNTの配向メカニズムに関する考察：線幅400~1000 nmの異なるナノワイヤーを作製し、SWCNTの配向度のワイヤー幅依存性を顕微偏光ラマン顕微鏡で調べた。その結果、ワイヤー幅が細くなるにしたがって配向度が向上することを見出した。SWCNTの配向には(1)重合反応に伴う樹脂の流動、(2)光勾配力、(3)空間的な閉じ込め効果が関与していることが明らかとなった。
(2)３次元構造中でのSWCNTの配向制御法の確立：ナノワイヤーアレイを組み合わせて立体構造を作製することで、立体構造中でのSWCNTの配向制御が可能になることを見出した。本手法により、立体構造内において任意の方向にSWCNTを配向させることが可能であることを示唆している。
本研究成果は、世界的に権威のある学術誌Advanced MaterialsおよびJournal of Nanomaterialsにて発表された。さらに、国内外の学会にて口頭・ポスター発表を行った。
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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
2014年度の年次計画では、光放射圧によるSWCNTの濃度および配向制御を掲げていた。計画に沿って研究を進める中で、構造の線幅がSWCNTの配向度に大きく関係することを見出した。また、レーザー光の偏光方向よりもレーザー光の走査方向の方がSWCNTの配向度に対する寄与が大きいことを見出した。これらは当初の計画に掲げていなかった発見である。そのため、予定していた配向度制御の方法ではなく、構造およびレーザー光の走査方向でより効率的にSWCNTの配向を制御する方法を採用して研究を進めている。
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| 今後の研究の推進方策 |
2015年度は、SWCNTと光の相互作用に関して、より深く研究を進めていく方針である。SWCNTはそのカイラリティ（螺旋度）に応じて半導体にも金属にもなり得り、異なる光学特性を備える。レーザー光の波長を掃引して、それぞれの波長で、特定のカイラリティを有するSWCNTとの強い相互作用に関して調べていく。
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