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2021 年度 研究成果報告書

局所空間に形成した温度応答性高分子凝集体によるカーボンナノチューブの抽出挙動観察

研究課題

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研究課題/領域番号 19K05220
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分28030:ナノ材料科学関連
研究機関東邦大学

研究代表者

桑原 彰太  東邦大学, 理学部, 准教授 (10612658)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワードカーボンナノチューブ / 温度応答性高分子 / 分離 / 顕微鏡観察 / 局所加熱 / 顕微分光
研究成果の概要

体温以上に温めることで相転移を引き起こす温度応答性高分子を用いた単層カーボンナノチューブの分離技術の機構解明に向けて、近赤外光照射による加熱を利用して温度応答性高分子を10ミクロンサイズの空間で相転移させ、光学顕微鏡でその様子を観察した。近赤外光照射後すぐに球状の温度応答性高分子の固相が観察され、固相の範囲が広がる様子が観察された。固相のサイズの経時変化を追跡することで、単層カーボンナノチューブの分離に影響を与える物質が、温度応答性高分子の固相形成に影響を与えることで、直径の小さい単層カーボンナノチューブが選択的に分離されることを見出した。

自由記述の分野

ナノ材料科学

研究成果の学術的意義や社会的意義

温度応答性高分子の固相の体積を光学顕微鏡により直接観察することで、水溶液中に存在するナノ物質やナトリウム塩が温度応答性高分子の相転移にどのような影響を与えるのか解明することができ、水溶性高分子の水和構造に関する重要な知見が得られた。また、単層カーボンナノチューブの分離を左右する重要な因子と、分離される単層カーボンナノチューブの構造特異性との関連を見出すことに成功し、構造により電気的特性が大きく変化するカーボンナノチューブの特徴を利用したデバイス応用に向けて、最適な物性を持つ単層カーボンナノチューブを大量かつ安定に供給できる信頼のあるカーボンナノチューブ技術へと進展させられる。

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公開日: 2023-01-30  

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