ダブルウォールカーボンナノチューブを用いた透明伝導膜の開発

2008 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 20510096
• 研究機関: 信州大学
• 研究代表者: KIM YOONG AHM 信州大学, 工学部, 准教授 (70362100)
• キーワード: 2層カーボンナノチューブ / 透明導電膜 / 金属チューブ濃縮 / チューブの分散 / ドーピング

研究概要

本研究の目的は高純度2層カーボンナノチューブ(DWCNTs)を用い、高電気及び高光学的透過率であるDWNT透明導電膜の合成である。しかし、本来のDWCNTsが持っている優れた性質を生かには分散技術の確立と光学物性の確認が重要である。界面活性剤及びDNAを用いて孤立したDWCNT分散液を得て、その分散液の光学特性を評価した。
(1)DWCNT分散技術の確立と光学特性評価:様々な界面活性剤を添加し超音波処理と超遠心処理で得られた孤立DWNT分散液が得られた。そしてフォトルミネッセンス及びUV吸収分析を通してDWCNTの分散状態が孤立したことを確認した。SWCNTに比べて、DWCNTは内外層の相互作用による優れた分散能力を見せるし、内部チューブからは安定かつ高い蛍光を証明した。
(2)DNAによる分散手法の確立:DNAを用いてDWCNTの単体状態までの分散化を行った。DNAは、一般的に使われる界面活性剤である分散剤、SDBSと比較して、DWCNTに対して優れた分散能力を有していた。また、ssDNAは、dsDNAより高い分散能を示した。特にナノチューブ分散溶液のpHを低下させることで大きな直径(1nm以上)をもつチューブが選択的に凝集することを見いだした。この現象を利用し、pH変化と遠心の組み合わせにより簡単に分離できる直径による選択的な分離が可能であることを明らかにした。
(3)DWCNT/高分子透明膜の合成:外部チューブに選択的な修飾とin-situ polymerization方法で得られたDWCN/高分子透明膜は強くて、高い伝導特性と共に透明であることを証明した。

研究成果

• [雑誌論文] Strong and Stable Photoluminescence from the Semiconducting Inner Tubes within Double Walled Carbon Nanotubes (2009)
  • 著者名/発表者名: D. Shimamoto, H. Muramatsu, T. Hayashi, Y. A. Kim, M. Endo, J. S. Park, R. Saito, M. Terrones, M. S. Dresselhaus
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 94 ページ: 083106(3)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Optical Spectroscopic Studies of Photochemically Oxidized Single-Walled Carbon Nanotubes (2009)
  • 著者名/発表者名: S. H. Lee, Y. C. Jung, Y. A. Kim, H. Muramatsu, K. Teshima, S. Oishi, M. Endo
  • 雑誌名: Nanotechnology 20 ページ: 105708(5)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Robust, Conducting and Transparent Polymer Composites using Surface-modified and Individualized Double Walled Carbon Nanotubes (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. C. Jung, D. Shimamoto, H. Muramatsu, Y. A. Kim. T. Hayashi, M. Terrones, M. Endo
  • 雑誌名: Advanced Materials 20 ページ: 4509-4512
  • 査読あり
• [雑誌論文] The reinforcing effect of combined carbon nanotubes and acetylene blacks on the cathode electrode of lithium ion batteries (2008)
  • 著者名/発表者名: C. Sotowa, G. Origi, M. Takeuchi, Y. Nishimura, K. Takeuchi, I. Y Jang, Y. J. Kim, T. Hayashi, Y. A. Kim, M. Endo, M. S. Dresselhaus
  • 雑誌名: ChemSusChem 1 ページ: 911-915
  • 査読あり
• [雑誌論文] Diameter-selective separation of double-walled carbon nanotubes (2008)
  • 著者名/発表者名: J. H. Kim, M. Kataoka, Y. A. Kim, D. Shimamoto, H. Muramatsu, T. Hayashi, M. Endo, M. Terrones, M. S. Dresselhaus
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 93 ページ: 223107(3)
  • 査読あり
• [雑誌論文] CdSe quantum dots-decorated double walled carbon nanotubes : The effect of chemical moieties (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. A. Kim, H. Muramatsu, K. C. Park, D. Shimamoto, Y. C. Jung, J. H. Kim, T. Hayashi, Y. Saito, M. Endo, M. Terrones, M. S. Dresselhaus
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 93 ページ: 051901(3)
  • 査読あり
• [学会発表] Comparative Photoluminescence Studies of Single-and Double-Wall Carbon Nanotube Suspensions (2008)
  • 著者名/発表者名: D. Shimamoto, Y. A. Kim, H. Muramatsu, T. Hayashi, M. Endo, T. Imanaga, T. Kawasaki, T. Kita
  • 学会等名: 2008 International Conference on Carbon
  • 発表場所: Nagano, Japan
  • 年月日: 2008-07-15
• [学会発表] CdSe Nanoparticles Decorated on Fluorinated Double Walled Carbon Nanotubes (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. A. Kim, H. Muramatsu, D. Shimamoto, K. C. Park, T. Hayashi, Y. Saito, M. Endo, F. Okino, H. Touhara, M. Terrones, M. S Dresselhaus
  • 学会等名: 2008 International Conference on Carbon
  • 発表場所: Nagano, Japan
  • 年月日: 2008-07-15
• [学会発表] Isolation and Separation of Double Walled Carbon Nanotubesvia Wrapping of DNA (2008)
  • 著者名/発表者名: J. H. Kim, M. Kataoka, D. Shimamoto, H. Muramatsu, Y. A. Kim, T. Hayashi, M. Endo
  • 学会等名: 2008 International Conference on Carbon
  • 発表場所: Nagano, Japan
  • 年月日: 2008-07-14