研究課題
グラフェンは、その極めて高いキャリア移動度や電気伝導性、光透過性などから、半導体デバイスや透明電極・タッチパネルといったエレクトロニクスへの応用が主として進められてきた。一方、その機械的柔軟性や生体親和性はバイオテクノロジーへの応用も期待されるが、これまで研究はほとんど行われていない。本研究は、グラフェンからなる機能性チューブの合成を新たに試みることを一つの大きな目的とする。そして、このようなグラフェンチューブを用いて、人工血管への可能性を開拓することをもう一つの目的としている。具体的には、金属ワイヤーを用いた化学蒸着法（CVD法）により曲面上にグラフェンを合成し、金属細線をエッチングすることでマイクロスケールのグラフェンチューブを実現する。当該年度は、金属ワイヤーを用い、メタンガスを原料とした熱CVD法を行うことで、金属ワイヤーの表面に一様にグラフェンを成長させることを試みた。種々の検討の結果、組成や直径の異なる金属ワイヤーを用いることで、様々な層数や直径を持つグラフェンチューブを合成することができた。金属ワイヤーの組成により、単層から多層まで厚さの制御もある程度できることが分かった。但し、中心の金属ワイヤーをウェットエッチングで除去を行ったところ、グラフェンチューブが自立したチューブ構造をとらず、構造変化等が起こることが判明した。その一方で、ウェットエッチングで中心の金属ワイヤーを溶解・除去できることも分かった。
2: おおむね順調に進展している
多様な組成を有する金属ワイヤーを用い、その表面に選択的にグラフェンを合成し、グラフェンチューブを合成することができたので。
今後は、金属ワイヤーのエッチングの方法やグラフェンの補強等を行い、自立したチューブ構造をエッチング後にも維持できるようにすることを計画している。これが可能となった場合には、液体を流す実験も行う予定である。
すべて 2016 2015 その他
すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 2件、 査読あり 6件、 謝辞記載あり 4件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 6件、 招待講演 9件) 図書 (1件) 備考 (1件)
Carbon
巻: 99 ページ: 564-570
10.1016/j.carbon.2015.12.070
ACS Nano
巻: 10 ページ: 2930–2939
10.1021/acsnano.6b00064
Scientific Reports
巻: 6 ページ: 21823
10.1038/srep21823
巻: 10 ページ: 3233-3240
10.1021/acsnano.5b05879
Chemistry of Materials
巻: 27 ページ: 5377-5385
10.1021/acs.chemmater.5b01871
Physical Chemistry Chemical Physics
巻: 17 ページ: 25210-25215
10.1039/c5cp03958d
http://www.astec.kyushu-u.ac.jp/ago/index.html
