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本研究では、酸化グラフェン（GO）やその還元体（rGO）、金属酸化物（MO）、金属水酸化物（MOH）あるいは金属（M）ナノシートといった二次元材料を基盤とし、異種物質とのハイブリッド化により形成する“極性場”に着目した機能発現を目指した。
まずGOナノシートの三次元構造体を構築することに成功し、硫酸イオンなどをドープすることで超プロトン伝導体の開発に成功し、燃料電池の性能を上げることができた。
またGOとNi(OH)2ナノシートのハイブリッドでは、ハイブリッドをアニーリングすることでGOがrGOに還元され、Ni(OH)2に圧力がかかり、磁性転移温度をアニーリング温度で制御することに成功した。また還元後はrGOは伝導体となり、伝導性と磁性を併せ持ったハイブリッド体であることが確認できた。rGOは伝導性や強磁性を示すため、金属イオンや金属錯体との協奏的多重機能性を発現させることができた。
またGO-金属イオンやGO-金属錯体のハイブリッドを静電的な相互作用により容易にハイブリッドを合成することができ、これらのGOにおけるプロトン伝導や発光特性と金属イオンや金属錯体におけると磁性、伝導性、誘電性、発光特性などをハイブリッドさせることにより多重機能性を協奏的に発現させることにも成功した。
またその他の付随する結果としては、GOの酸化力を用いた抗ウイルス特性の発現にも成功し、GOの抗ウイルス製品を開発する足掛かりとなった。さらにGOの保水性やイオン吸着能から無水条件での植物育成などの特性も見出すことができた。
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