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

2010 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20510096
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: ナノ構造科学
• 研究機関: 信州大学
• 研究代表者: KIM YoongAhm 信州大学, 工学部, 准教授 (70362100)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2010
• キーワード: ナノ構造物性

研究概要

高純度の2層カーボンナノチューブ(Double Wall Carbon Nanotube,DWNT)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。その成果を以下のようにまとめた。(1)DNA、NMPなど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PL及びUV吸収分析を通してDWNTの分散状態が孤立したことを確認した。(2)外部チューブに選択的な修飾とin-situ polymerization方法で得られたDWNT/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。(3)CNTの表面欠陥によるDNA水溶液の分散状態を確認した。(4)DWNT分散液をポリウレタンに添加し、透明で高伝道・高熱伝導・高強度を示すポリウレタン膜に成功した。(5)製膜DWNT透明膜は500回で透明度は85%以上で、180Ω/sq以上の電気伝導性を示すことを確認した。これは、innerとouterチューブには、金属チューブが約55%程度存在することをFast Fourier Transform image processingを通して確認した。性能的には、充分にタッチパネルに応用できる数値であってITO代替物としてOLED及びLCDへの応用も視野に入っている。

研究成果

• [雑誌論文] Electron Beam Irradiation-Enhanced Wettability of Carbon Fibers (2011)
  • 著者名/発表者名: B.-H.Kim, D.H.Lee, K.S.Yang, B.-C.Lee, Y.A.Kim, M.Endo
  • 雑誌名: ACS Applied Materials & Interfaces 3 ページ: 119-123
• [雑誌論文] Surface Chemistry in the Process of Coating Mesoporous SiO2 onto Carbon Nanotubes Driven by the Formation of the SIC Bonds (2011)
  • 著者名/発表者名: A.J.Paula, D.Stefani, A.G.Souza Filho, Y.A.Kim, M.Endo, O.L.Alves
  • 雑誌名: Chemistry-A European Journal 17 ページ: 3228-3237
• [雑誌論文] Dresselhaus, Bulk Synthesis of Narrow Diameter and Highly Crystalline Triple-Walled Carbon Nanotubes by Coalescing Fullerene Peapods (2011)
  • 著者名/発表者名: H.Muramatsu, D.Shimamoto, T.Hayashi, Y.A.Kim, M.Endo, M.Terrones, M.S.
  • 雑誌名: Adv.Mater 23 ページ: 1761-1764
• [雑誌論文] Dresselhaus, Raman and Fluorescence Spectroscopic Studies of a DNA-Dispersed Double Walled Carbon Nanotube Solution (2010)
  • 著者名/発表者名: J.H.Kim, M.Kataoka, D.Shimamoto, H.Muramatsu, Y.C.Jung, T.Hayashi, Y.A.Kim M.Endo, J.S.Park, R.Saito, M.Terrones, M.S.
  • 雑誌名: ACS Nano 4 ページ: 1060-1066
• [雑誌論文] Electroactive shape memory performance of polyurethane composite having homogeneously dispersed and covalently crosslinked carbon nanotubes (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.C. Jung, H.J.Yoo, Y.A.Kim, J.W.Cho, M.Endo
  • 雑誌名: Carbon 48 ページ: 1598-1603
• [雑誌論文] Boron Atom as Loop Accelerator and Surface Stabilizer in Platelet-Type Carbon Nanofibers (2010)
  • 著者名/発表者名: K.Fujisawa, T.Hasegawa, D.Shimamoto, H.Muramatsu, Y.C.Jung, T.Hayashi, Y.A.Kim M.Endo
  • 雑誌名: ChemPhysChem 11 ページ: 2345-2348
• [雑誌論文] Optically Active Multi-Walled Carbon Nanotubes for Transparent, Conductive Memory-Shape Polyurethane Film (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.C.Jung, H.H.Kim, Y.A.Kim, J.H.Kim, J.W.Cho, M.Endo, M.S.Dresselhaus
  • 雑誌名: Macromolecules 43 ページ: 6106-6112
• [雑誌論文] Photocatalysis-induced selective decoration of semiconducting single walled carbon nanotubes : hole-doping effect (2010)
  • 著者名/発表者名: S.Kubota, D.Shimamoto, J.S.Park, H.Nishikiori, N.Tanaka, Y.A.Kim T.Fujii, M.Endo, M.S.Dresselhaus
  • 雑誌名: Chem.Commun. 46 ページ: 6977-6979
• [雑誌論文] A Simple Route to Short Cup-Stacked Carbon Nanotubes by Sonication (2010)
  • 著者名/発表者名: D.Shimamoto, K.Fujisawa, H.Muramatsu, T.Hayashi, Y.A.Kim, T.Yanagisawa, M.Endo, M.S.Dresselhaus
  • 雑誌名: Carbon 48 ページ: 3643-3647
• [雑誌論文] Covalent Attachment of Aromatic Diisocyanate to the Sidewall of Single- and Double-Walled Carbon Nanotubes (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.C.Jung, H.Muramatsu, T.Hayashi, J.H.Kim, Y.A.Kim, M.Endo, M.S.Dresselhaus
  • 雑誌名: Eur.J.Inorg.Chem. 27 ページ: 4305-4308
• [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: AppL Phys.Lett. 94 ページ: 083106
• [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
• [雑誌論文] Freestanding, Bendable, Thin Film for Supercapacitors Using DNA-Dispersed Double Walled Carbon Nanotubes (2009)
  • 著者名/発表者名: L.Cooper, H.Amano, M.Hiraide, S.Houkyou, I.Y.Jung, Y.J.Kim, H.Muramatsu, J.H.Kim, T.Hayashi, Y.A.Kim, M.Endo, M.S.Dresselhaus
  • 雑誌名: Appl.Phys.Lett. 95 ページ: 233104
• [雑誌論文] Defect-Enhanced Dispersion of Carbon Nanotubes in DNA Solutions (2009)
  • 著者名/発表者名: J.H.Kim, M.Kataoka, D.Shimamoto, H.Muramatsu, Y.C.Jung, T.Tojo, T.Hayashi, YA.Kim, M.Endo, M.Terrones, M.S.Dresselhaus
  • 雑誌名: ChemPhysChem 10 ページ: 2414-2417
• [雑誌論文] Transparent and Conductive Polyethylene Oxide Film by the Introduction of Individualized Single-Walled Carbon Nanotubes (2009)
  • 著者名/発表者名: Y.C.Jung, H.Muramatsu, K.C.Park, D.Shimamoto, J.H.Kim, T.Hayashi, S.M.Song, Y.A.Kim, M.Endo, M.S.Dresselhaus
  • 雑誌名: Macromolecular Rapid Communications 30 ページ: 2084-2088
• [雑誌論文] Bright Photoluminescence from the Inner Tubes of Peapod-derived Double Walled Carbon Nanotubes (2009)
  • 著者名/発表者名: H.Muramatsu, T.Hayashi, Y.A.Kim, D.Shimamoto, M.Endo, V.Meunier, B.G.Sumpter, M.Terrones, M.S.Dresselhaus
  • 雑誌名: Small 5 ページ: 2678-2682
• [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: 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
• [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(11) ページ: 911-915
• [雑誌論文] Diameter-selective separation of double-walled carbon nanotube (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: Appl.Phys.Lett. 93 ページ: 223107
• [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: Appl.Phys.Lett 93 ページ: 051901
• [学会発表] DNA-Wrapped Double Walled Carbon Nanotubes : Individualization, Optical Characterization, and Applications, International Conference on Carbon Nanotechnology (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.A.Kim
  • 学会等名: Potential and Challenges
  • 発表場所: Indian Institute of Technology Kanpur, India.
  • 年月日: 20101215-20101217
• [学会発表] Potential Application of Nanocarbons for Smart Grid (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.A.Kim
  • 学会等名: 4th International Symposium on Carbon for Catalysis
  • 発表場所: Dalian, China.
  • 年月日: 2010-11-10
• [学会発表] The Isolation and Diameter-Selective Separation of Double Walled Carbon Nanotubes via a DNA Wrapping (2009)
  • 著者名/発表者名: J.H.Kim, M.Kataoka, Y.A.Kim, T.Hayashi, H.Muramatsu, D.Shimamoto, M.Endo
  • 学会等名: The 3rd Conference on Colloid and Interface Science
  • 発表場所: Jeju, Korea.
  • 年月日: 20091012-20091013
• [学会発表] Dispersion and Diameter-selective Separation of Double Walled Carbon Nanotubes in an Aqueous DNA Solution (2009)
  • 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
  • 学会等名: The 5th International Conference on Advanced Fiber/Textile Materials
  • 発表場所: Ueda, Japan.
  • 年月日: 2009-09-08
• [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 Nanotubes via 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