| 研究課題/領域番号 |
18K04717
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| 研究機関 | 国立研究開発法人物質・材料研究機構 |
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研究代表者 |
竹屋 浩幸 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 国際ナノアーキテクトニクス研究拠点, 主席研究員 (80197342)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| キーワード | フラーレン / ナノファイバー / 超伝導 / アンモニア |
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| 研究実績の概要 |
我々は、フラーレン・ナノ・ファイバー（ＦＮＦ）の超伝導特性を測定し、超伝導線材としてのポテンシャルを評価してきた。これまではC60フラーレン薄膜や単結晶の超伝導の特性評価がなされてきたが、超伝導の応用素材として見られていなかった。フラーレンへのアルカリ金属インターカレーション反応の速度は大変遅く、Murphyらによれば35%の収量を得るのに２３日間かかっていた。我々は、作成プロセスにおいてナノ空孔を導入したＦＮＦを用いて１日で80％以上の収量を得てきた。しかしながら、固相反応によるアルカリ金属のインターカレーションの反応速度を上げるには、上記空孔を導入しただけでは不十分であると考えた。本年度は、昨年行っていたアンモニア法によるアルカリ金属のインターカレーションの研究の結果を踏まえて、Rbについてフラーレンにインターカレーションを行い、インターカレートされたフラーレンをアルミ、ジュラルミン、銅、SUS、真鍮、モネル管等をシースとした圧延手法を中心に線材の作製を行ってきた。これらの中では、モネル管や真鍮の使用の場合においてよい結果を得ている。そして臨界電流密度Jｃを測定してきた。また、本プロジェクト遂行中にこのプロセスが磁性体に応用できることを発想し、その例として磁気冷凍材磁気冷凍材料(ErAl2)を充填して溝ロールによって線材とし、水素液化用磁気冷凍ベッドとしての特性を評価し、学会・論文等で報告した。
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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
２年目の研究として、初年度の結果を踏まえて、臨界電流密度の評価による線材化の最適プロセスについてほぼ方法が固まってきた。これらのことによって、他の材料、例として高効率水素液化に応用できる磁気冷凍材料へも応用できる知見が得られるなど研究として広がりが見えてきた。こうした新しい応用志向の研究は、最終年度の研究に十分生かされると考えられるので、おおむね順調に進展していると言える。
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| 今後の研究の推進方策 |
今後の研究方針
・アンモニア溶媒法によって合成した超伝導ＦＮＦのシースを用いた線材特性の評価を行い、さらなる最適プロセスを追求する。
・線材について機械的特性を調べ、アニール処理等についても検討する。。
・アルミは熱伝導がよく、電気抵抗も低いので有望な金属シース材料であるが電気的コンタクトがうまくとれないので使用されない。これについて機械的絶縁層破壊や化学的処理ができるかについて、研究を進めていく予定である。
・本線材化プロセスの応用例とした、磁気冷凍材料ErAl2についてさらにいろいろなシース材を試し、最適なシース材を研究する。超伝導線材と異なり、電気的なコンタクトが必要ないので広く材料を活用できると考えられる。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
2020年2‐3月に日本物理学会への参加や国際会議での発表を予定していたが、新型コロナによる影響で会議に参加できなくなったため。その分、本年度後半での学会参加、発表を予定している。
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| 備考 |
物質・材料研究機構 国際ナノアーキテクトニクス研究拠点とInstituto de Fisica(IF)-Federal University of Rio de Janeiro (UFRJ)とのMOUに基づいて、先方のProf. Mohammed ELMassalamiを招聘し、2020年1月14日～2月14日に共同研究を行った。
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