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単層カーボンナノチューブ（SWCNT）には捻ることでリチウムイオン電池（LIB）の10倍以上の機械的エネルギーを貯蔵できることが示されている。本研究の目的は，化学・物理的修飾によりSWCNT間を接合したロープを作製し，貯蔵できる機械的エネルギーを大幅に向上させること，貯蔵エネルギー活用方法の開発，捻りにより生じる高温・高圧によってロープ内部で化学反応・物質変換を引き起こす手法の開発によって，SWCNTをエネルギー・物質変換媒体としての可能性を探ることである。
物理的修飾として熱可塑性ポリウレタン・ポリスチレン添加や炭素蒸着，化学的修飾としてレーザー・フラッシュ光・マイクロ波照射や硫黄・アゼライン酸二塩化物・クロムによる架橋を試みた。令和３年度では特に，熱可塑性ポリウレタン添加とアゼライン酸二塩化物およびクロムによる架橋を重点的に研究した。熱可塑性ポリウレタンを添加した後マイクロ波照射したロープ試料が最良の結果を与え，平均0.69 MJ/kg，最大2.1 MJ/kgを示しLIBの約3倍であった。さらに，SWCNTロープの温度安定性と繰り返し安定性について検討し優位性を明らかにした。
本研究で作製したSWCNTロープを動力源とする移動体デバイスを走行させることに成功した．エネルギー再生率は20%であったが，重量エネルギー密度は輪ゴムの10倍程度であった。SWCNTロープは貯蔵した機械的エネルギーを他の形態のエネルギーに変換することなく効率的に機械的エネルギーとして利用できることを実証した。SWCNTロープを捻じった後の赤外吸収スペクトルにはケトン類の新たな吸収ピークが検出され，元素分析の結果からも酸素の含有量が増えたことから，捻じるだけで酸素官能基が付与される化学変化が生じているものと考えられる．この結果はSWCNTを捻じるだけで内部に化学反応を起こせることを示唆するものである。
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