研究課題
基盤研究(A)
カーボンナノチューブ(CNT)は、様々なデバイスへの応用が期待されている魅力的な材料である。例えば、スーパーキャパシタなどの電気化学デバイスや、生体分子や有機分子を超高感度で検知可能な多機能生化学センサーに応用することが考えられている。このようなデバイス応用を進める際に、デバイスの機能に応じてCNTの形状を任意に制御できる技術を確立することが必要となる。一般に、CNT合成に化学気相蒸着法(CVD)が用いられており、長尺のCNTを作製するのには熱CVD法が有効であり、一方、垂直配向CNTを作製するのにはプラズマCVD法が有効である。しかし、長さと配向性の両方を精密に制御できるCVD法は、確立されていないのが現状である。また、従来、CNTの密度は高くて10^8〜10^9/cm^2であり、10^<10>/cm^2以上の高密度のCNTを作製する技術は確立されていない。しかし、デバイス応用を考えるうえで高密度化が必要であり、例えば、CNTの生化学センサー応用では、センシング部の表面積を大きくすることで高い感度が実現できる。このように、CNTの長尺・高密度化は、センシングや電気化学反応にかかわる有効表面積を飛躍的に向上させるうえで重要となる。そこで、本研究では、電気化学デバイス・多機能生化学センサー応用のためのCNT形態制御技術として、長尺・高密度カーボンナノチューブを作製する技術を開拓し、この技術にもとづいて長尺・高密度CNTを用いたナノデバイスを開発することを目的とした。特筆すべき結果は、長尺・高密度CNTを電極材料に用いた電気化学デバイスの一つである電気二重層キャパシタの試作に成功し、充放電特性を調べた結果、1万サイクル試験後も特性の劣化が見られず、優れた特性を示した。
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すべて 雑誌論文 (14件)
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