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2007 年度 実績報告書

カーボンナノチューブの溶媒への可溶化戦略と新機能開発

研究課題

研究課題/領域番号 17205014
研究機関九州大学

研究代表者

中嶋 直敏  九州大学, 大学院・工学研究院, 教授 (80136530)

研究分担者 金子 賢治  九州大学, 大学院・工学研究院, 准教授 (30336002)
新留 琢郎  九州大学, 大学院・工学研究院, 准教授 (20264210)
村上 裕人  長崎大学, 工学部, 准教授 (30274624)
出口 米和  群馬工業高等専門学校, 物質工学科, 講師 (20300535)
キーワードカーボンナノチューブ / ナノ材料 / 超分子化学 / 複合材料・物性 / ナノバイオ / 近赤外吸収スペクトル
研究概要

カーボンナノチューブ(CNT)は強くバンドルしており、溶媒に不溶である。CNTのバンドルをほどき溶媒に溶かすことができれば「カーボンナノチューブの化学」が展開できる。本研究では、「CNTとの親和性が高い多核芳香族基をもつ分子の物理吸着による可溶化ならびに機能化」という基本コンセプトで本研究を展開している。本年度の成果は以下の通りである。
切断CNT水溶液とアンモニウム型脂質二分子膜水溶液を混合し、生じた沈殿(コンプレックスI)を得た。コンプレックスIは有機溶媒に可溶であり、それらの溶液を高湿度下(60RH以上)でガラス上に展開としてキャストフィルムを作製した。走査型電子顕微鏡観察の結果、キャストフィルムはハニカム構造を形成することを見いだした。ハニカム構造のボアサイズは、溶媒の種類や湿度でコントロール出来た。これらのナノチューブハニカムフィルムは絶縁性であったが、イオン交換により、高い導電性をもつナノチューブハニカムフィルムへ変化させることに成功した。
多核芳香族基をもつポリフェノールがCNT可溶化能を有すると考え実験を行なった。ポリフェノールを含有する緑茶および緑茶のポリフェノールの主成分であるエピガロカテキンを用いてCNT可溶化実験を行った。近赤外吸収および蛍光分光、ならびに原子間力顕微鏡などを用いて可溶化状態を検討したところ、いずれもCNTを孤立溶解する能力があることを見いだした。飲料茶は、最も安価で安全なCNT可溶化剤として位置づけられる。
多核芳香族基をもつポリマーであるポリベンズイミダゾール(PBI)を用いてCNT可溶化能を検討したところ、このポリマーが優れたCNT可溶化能があることがわかった。この可溶化溶液からCNT/PBI複合フィルムを作成し、その機械的な特性を評価したところ、微量のCNT添加により、ヤング率の向上が認められた。

  • 研究成果

    (14件)

すべて 2008 2007

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件) 学会発表 (6件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Individual Dissolution of Single-walled Carbon Nanotubes (SWNTs)Using Polybenzimidazole(PBI)and Effective Reinforce ment of SWNTs/PBI Comaosite Films2008

    • 著者名/発表者名
      M.Okamoto, T.Fujigaya, N.Nakashima
    • 雑誌名

      Advanced Functional Mlaterials (印刷中)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Individual Dissolution of Single-walled Carbon Nanotubes (SWNTs)Using Polybenzimidazole(PBI)and Effective Reinforce ment of SWNTs/PBI Composite Films2008

    • 著者名/発表者名
      M.Okamoto, T.Fujigaya, N.Nakashima
    • 雑誌名

      Advanced Functional Materials (印刷中)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of Novel Carbon Nanotubes/Photopolymer Nanocomp osites with High Conductivity and Application to Nanoimprint Photolithorahy2008

    • 著者名/発表者名
      T.Fujigaya, S.Haraguchi, T.Fukumaru, N.Nakashima
    • 雑誌名

      Advanced Materials 20(in press)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] カーボンナノチューブを溶かして機能をもたせる2008

    • 著者名/発表者名
      中嶋 直敏, 藤ヶ谷 剛彦
    • 雑誌名

      現代化学 (印刷中)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Simple Preparation of Self-Organized Single-Walled Carbon Nanotubes with Honeycomb Structures2007

    • 著者名/発表者名
      H.Takamori, T.Fujigaya, Y.Yamaguchi, N.Nakashima
    • 雑誌名

      Advanced Materilas 19

      ページ: 2535-2539

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Green Tea Solution Individually Solubilizes Single-walled Carbon Nanotubes2007

    • 著者名/発表者名
      G.Nakamura, K.Narimatsu, Y.Niidome, N.Nakashima
    • 雑誌名

      Chemistry Letters 36

      ページ: 952-953

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 物理吸着を利用したカーボンナノチューブ可溶化デザイン2007

    • 著者名/発表者名
      藤ヶ谷 剛彦、中嶋 直敏
    • 雑誌名

      高分子論文集 64

      ページ: 539-552

    • 査読あり
  • [学会発表] Novel Carbon Nanotubes/Photopolymer Nanocomposites with High Conductivity and Application to Nanoimprint Photolithography2008

    • 著者名/発表者名
      Naotoshi Nakashima
    • 学会等名
      International Carbon Nanotube Conference in Nagoya University
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2008-02-14
  • [学会発表] Formation of Carbon Nanotube Films with Honeycomb Structures2008

    • 著者名/発表者名
      Naotoshi Nakashima
    • 学会等名
      International Carbon Nanotube Conference in Nagoya University
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2008-02-14
  • [学会発表] Soluble Carbon Nanotubes2007

    • 著者名/発表者名
      Naotoshi Nakashima
    • 学会等名
      Malaysia-Japan International Symposium on Advarced Technology
    • 発表場所
      Kuala Lumpur(Malaysia)
    • 年月日
      2007-11-14
  • [学会発表] Carbon Nanotube/Polyimide Composite2007

    • 著者名/発表者名
      M.Okamoto, R.Tomokiyo, T.Fujigaya, N.Nakashima
    • 学会等名
      The 18th Joint Seminar of the Kyushu Branch of the Chemical Society of Japan and the Busan Branch of the Korean Chemical Society
    • 発表場所
      北九州国際会議場
    • 年月日
      2007-07-07
  • [学会発表] Self-Organized Single-walled Carbon Nanotubes with Honeycomb Structures2007

    • 著者名/発表者名
      Naotoshi Nakashima
    • 学会等名
      211^h Electrochemical Society Meeting, 2007
    • 発表場所
      Chucago(USA)
    • 年月日
      2007-05-09
  • [学会発表] Optical and Electrochemical Properties of Single-walled Carbon Nanotubes Individually Dissolved by Polvimides2007

    • 著者名/発表者名
      Naotoshi Nakashima
    • 学会等名
      211^h Electrochemical Society Meeting, 2007
    • 発表場所
      Chucago(USA)
    • 年月日
      2007-05-08
  • [図書] 導電性材料大会集2007

    • 著者名/発表者名
      中嶋 直敏
    • 総ページ数
      498
    • 出版者
      技術情報協会

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公開日: 2010-02-04   更新日: 2016-04-21  

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