| 研究課題/領域番号 |
19H02021
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分18010:材料力学および機械材料関連
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| 研究機関 | 早稲田大学 (2020-2021)
東京工業大学 (2019) |
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研究代表者 |
荒尾 与史彦 早稲田大学, 理工学術院, 准教授 (40449335)
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| 研究分担者 |
久保内 昌敏 東京工業大学, 物質理工学院, 教授 (00186446)
川田 宏之 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (20177702)
細井 厚志 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (60424800)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| キーワード | グラフェン / 量産化 / メカノケミカル法 / 複合材料 |
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| 研究成果の概要 |
ナノ強化による複合材料の機械的特性の向上をはかることを目的に、ナノ材料の一つであるグラフェンを量産化させるプロセスを構築した。グラフェンはグラファイトを剥離して薄層化することで得られる。液中でグラファイトを剥離してグラフェンを取り出す液相剥離法が最も安価にグラフェンを量産化できる。本研究では、液相剥離法の前処理方法として、塩と黒鉛の混合物をボールミルによりメカノケミカル反応させることで、グラファイトが液中で溶けるように剥離分散することを見出した。これにより低沸点溶媒への分散が可能となり、可溶性グラフェンを用いることで繊維強化プラスチックの更なる機械的特性の向上を確認できた。
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| 自由記述の分野 |
機械材料
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
グラフェンは溶媒へ分散性が悪く、プラスチック材料へのナノ分散は極めて難しい。本研究では、グラファイトを粉砕する際に生じるラジカルに弱酸からなる塩を吸着させることで、極性溶媒にエッジ改質黒鉛を浸漬させた場合に溶けるように剥離分散することを見出した。用いる塩はクエン酸カリウムや酢酸カリウム等、汎用の塩でよく、プロセスはボールミルでよいため、低コストで改質グラフェンを量産化できる。可溶性グラファイトを利用した機能性コーティングなどの応用が期待できる。
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