高強度・高導電率を目指したバインダーフリーカーボンナノチューブ繊維の開発

2008 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19686038
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 無機材料・物性
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 佐藤 義倫 東北大学, 大学院環境科学研究科, 助教 (30374995)
• 研究協力者: MAURICIO Terrones IPICyT (Mexico), Advanced Materials Department, Professor ; 橋口 慎二 ステラケミファ株式会社, 主任研究員
• 研究期間 (年度): 2007 – 2008
• キーワード: カーボンナノチューブ / カーボン材料 / バインダーフリー / 繊維 / 固化体 / 高強度 / 高弾性 / 高導電率

研究概要

放電プラズマ焼結法による温度(1000℃)・圧力(80MPa)の条件下で、フッ素で修飾された多層カーボンナノチューブ(MWCNTs)を焼結し、脱フッ素により活性化した「炭素」を持つナノチューブ同士を結合させることにより、MWCNT固化体の作製を行った。その物性は3点曲げ強度125MPa、ヤング率15GPa(市販のグラファイトの4倍)、電気導電率2.1×102 S/cmであり、脱フッ素による炭素同士の結合が、高強度のMWCNT集合体を作製することに有効であることを世界ではじめて明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Characterization of Silver Nanoparticle-Decorated Single-Walled Carbon Nanotube Films (2009)
  • 著者名/発表者名: M. Namura, *Y. Sato, Naoki Sashida, Shin-ichi Ogino, Kenichi Motomiya, Balachandran Jeyadevan, and Kazuyuki Tohji
  • 雑誌名: Fullerenes, Nanotubes, and Carbon Nanostructures (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Preparation and characterization of lanthanum carbide encapsulated carbon nanocapsule / lanthanum hexaboride nanocomposites (2009)
  • 著者名/発表者名: M. Namura, I. Waki, *Y. Sato, G. Yamamoto, A. Okubo, H. Kimura, N. Osaka, K. Motomiya, T. Hashida, B. Jeyadevan, K. Tohji
  • 雑誌名: Materials Letters 63 ページ: 1307-1310
  • 査読あり
• [雑誌論文] カーボンナノチューブ-バイオインターフェース (2009)
  • 著者名/発表者名: *佐藤義倫、田路和幸、湯田坂雅子
  • 雑誌名: 表面科学 30 ページ: 202-206
  • 査読あり
• [雑誌論文] In vivo rat subcutaneous tissue response of binder-free multi-walled carbon nanotube blocks cross-linked by de-fluorination (2008)
  • 著者名/発表者名: *Y. Sato, A. Yokoyama, T. Kasai, S. Hashiguchi, M. Ootsubo, S. Ogino, N. Sashida, M. Namura, K. Motomiya, B. Jeyadevan, K. Tohji
  • 雑誌名: Carbon 46 ページ: 1927-1934
  • 査読あり
• [雑誌論文] Reinforcement of rubber using radial single-walled carbon nanotube soot and its shock dampening properties (2008)
  • 著者名/発表者名: *Y. Sato, K. Hasegawa, Y. Nodasaka, K. Motomiya, M. Namura, N. Ito, B. Jeyadevan, K. Tohji
  • 雑誌名: Carbon 46 ページ: 1509-1512
  • 査読あり
• [雑誌論文] Super-Robust, Lightweight, Conducting Carbon Nanotube Blocks Cross-Linked by De-fluorination (2008)
  • 著者名/発表者名: *Y. Sato, M. Ootsubo, G. Yamamoto, G. Van Lier, M. Terrones, S. Hashiguchi, H. Kimura, A. Okubo, K. Motomiya, B. Jeyadevan, T. Hashida, K. Tohji
  • 雑誌名: ACS Nano 2 ページ: 348-356
  • 査読あり
• [雑誌論文] Novel method to evaluate the carbon network of single-walled carbon nanotubes by hydrogen physisorption (2007)
  • 著者名/発表者名: S. Iwata, *Y. Sato, K. Nakai, S. Ogura, T. Okano, M. Namura, A. Kasuya, K. Tohji, K. Fukutani
  • 雑誌名: Journal of Physical Chemistry C 111 ページ: 14937-14941
  • 査読あり
• [学会発表] Binder-free Carbon Nanotube Blocks Cross-Linked by De-fluorination (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Sato, G. Yamamoto, G. Van Lier, M. Terrones, S. Hashiguchi, A. Okubo, K. Motomiya, B. Jeyadevan, T. Hashida, K. Tohji
  • 学会等名: The 10th International Symposium on Multiscale, Multifunctional and Functionally Graded Materials, Book of Abstract P53
  • 発表場所: Sendai, Japan
  • 年月日: 2008-09-23
• [学会発表] in vivoによるラット軟組織に対する脱フッ素化法による多層カーボンナノチューブブロックの組織反応 (2008)
  • 著者名/発表者名: 佐藤義倫、横山敦郎、笠井孝夫、橋口慎二、本宮憲一、B. ジャヤデワン、田路和幸
  • 学会等名: 第35回フラーレン・ナノチューブ総合シンポジウム講演要旨集、P204
  • 発表場所: 東京都、目黒区
  • 年月日: 2008-08-29
• [学会発表] Robust, Lightweight, Conducting Multi-Walled Carbon Nanotube Blocks Cross-Linked by De-fluorination (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Sato, M. Ootsubo, G. Yamamoto, G. Van Lier, M. Terrones, S. Hashiguchi, H. Kimura, A. Okubo, K. Motomiya, B. Jeyadevan, T. Hashida, K. Tohji
  • 学会等名: NT08 : 9th International Conference on the Science and Application of Nanotubes, Abstract P445
  • 発表場所: Montpellier, France
  • 年月日: 2008-07-04
• [学会発表] Tissue response of multi-walled carbon nanotube blocks cross-linked by de-fluorination against subcutaneous tissue of rats in vivo (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Sato, A. Yokoyama, T. Kasai, S. Hashiguchi, B. Jeyadevan, K. Tohji
  • 学会等名: CNBMT08 Satellite Symposium : 1st Carbon Nanotube Biology, Medicine & Toxicology, Abstract P11
  • 発表場所: Montpellier, France
  • 年月日: 2008-06-28
• [学会発表] Multi-walled carbon nanotube blocks cross-linked by de-fluorination (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Sato, N. Sashida, M. Namura, S. Hashiguchi, K. Motomiya, B. Jeyadevan, K. Tohji
  • 学会等名: International Symposium on Nanotoxicology Assessment and Biomediacal, Environmental Application of Fine Particles and Nanotubes (ISNT2008), Abstract P71
  • 発表場所: Sapporo, Japan
  • 年月日: 2008-06-16
• [学会発表] Biocompatibility of binder-free multi-walled carbon nanotube blocks cross-linked by de-fluorination against subcutaneous tissue of rats in vivo (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Sato, A. Yokoyama, T. Kasai, S. Ogino, N. Sashida, S. Hashiguchi, B. Jeyadevan, K. Tohji
  • 学会等名: International Symposium on Nanotoxicology Assessment and Biomediacal, Environmental Application of Fine Particles and Nanotubes (ISNT2008), Abstract P33
  • 発表場所: Sapporo, Japan
  • 年月日: 2008-06-16
• [学会発表] Solidification of Lanthanum Carbide-Encapsulating Carbon Nanocapsule/LaB6 composites (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Sato, I. Waki, M. Namura, K. Motomiya, B. Jeyadevan, K. Tohji
  • 学会等名: ChemOnTubes 2008, International meeting on the chemistry of nanotubes : science and applications, Book of abstract P131
  • 発表場所: Zaragoza, Spain
  • 年月日: 2008-04-07
• [学会発表] Carbon Nanotube Blocks Cross-Linked by De-fluorination (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Sato, M. Ootsubo, G. Yamamoto, G. Van Lier, M. Terrones, S. Hashiguchi, H. Kimura, A. Okubo, K. Motomiya, B. Jeyadevan, T. Hashida, K. Tohji
  • 学会等名: ChemOnTubes 2008, International meeting on the chemistry of nanotubes: science and applications, Book of abstract P129
  • 発表場所: Zaragoza, Spain
  • 年月日: 2008-04-07
• [学会発表] あなたの使っているカーボンナノチューブの完全性は大丈夫? (2008)
  • 著者名/発表者名: 佐藤義倫
  • 学会等名: 日本金属学会 2008年春季大会 、P307
  • 発表場所: 東京都、千代田区
  • 年月日: 2008-03-24
• [学会発表] Preparation and Properties of Rubber Filled with Radial Single-walled Carbon Nanotubes (2007)
  • 著者名/発表者名: Y. Sato, K. Hasegawa, N. Ito, K. Motomiya, B. Jeyadevan, K. Tohji
  • 学会等名: 2007 MRS Fall Meeting, Program & Exhibit Guide P321
  • 発表場所: Boston, Massachusetts, US
  • 年月日: 2007-11-29
• [学会発表] LaC2内包カーボンナノカプセル固化体の作製 (2007)
  • 著者名/発表者名: 佐藤義倫、脇 一平、名村 優、大久保 昭、木村久道、本宮憲一、バラチャンドラン ジャヤデワン、田路和幸
  • 学会等名: 第4回「ナノトキシコロジーアセスと微粒子・ナノチューブのバイオ応用」、P19
  • 発表場所: 東京都、江戸川区
  • 年月日: 2007-08-01
• [学会発表] 放射状単層カーボンナノチューブを補強材としたゴムの調製と特性 (2007)
  • 著者名/発表者名: 佐藤義倫、長谷川研二、伊藤信幸、本宮憲一、B. ジャヤデワン、田路和幸
  • 学会等名: 第33回フラーレン・ナノチューブ総合シンポジウム、P219
  • 発表場所: 福岡県、福岡市
  • 年月日: 2007-07-13
• [産業財産権] 導電性材料およびその製造方法 (2008)
  • 発明者名: 佐藤義倫、田路和幸、名村優
  • 権利者名: 国立大学法人東北大学、DOWAホールディングス
  • 産業財産権番号: 特許,2008-232877
  • 出願年月日: 2008-09-11
• [産業財産権] カーボンナノチューブおよびその製造方法 (2008)
  • 発明者名: 佐藤義倫、田路和幸、小倉正平、福谷克之、名村優
  • 権利者名: 国立大学法人東北大学、財団法人生産技術研究奨励会、DOWAホールディングス
  • 産業財産権番号: 特許,2008-072799(国内優先2009-059208 )
  • 出願年月日: 2008-03-21
• [産業財産権] カーボンナノチューブの評価方法 (2008)
  • 発明者名: 佐藤義倫、田路和幸、小倉正平、福谷克之、名村優
  • 権利者名: 国立大学法人東北大学、国立大学法人東京大学、DOWAホールディングス
  • 産業財産権番号: 特許,2008-064126(国内優先2009-059160)
  • 出願年月日: 2008-03-13