| 研究課題/領域番号 |
21K18858
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分27:化学工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 早稲田大学 |
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研究代表者 |
野田 優 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (50312997)
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| 研究期間 (年度) |
2021-07-09 – 2023-03-31
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| キーワード | 窒化ホウ素ナノチューブ / 化学気相成長法 / 鋳型合成法 / 実用合成プロセス / ホウ素原料 / ナノ材料 |
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| 研究成果の概要 |
窒化ホウ素ナノチューブ(BNNT)は絶縁性で無色とカーボンナノチューブ(CNT)と反対の特徴を持つ。両者を組み合わせた多様なデバイスを構想できるが、BNNTは高価である。本研究では安価で扱い易いホウ素源を用いたBNNT合成を検討した。ホウ素と水蒸気の反応でB2O2蒸気を、ホウ酸の昇華や水溶液のミスト供給でH3BO3蒸気を供給、アンモニア窒素源と金属ナノ粒子触媒を用いて化学気相成長(CVD)法でBNNTを合成したが、質が悪く量も少なかった。そこで安価になったCNTを用いた鋳型合成を検討、ホウ酸水溶液の含浸担持とアンモニアによる窒化でCNT膜をBNでコート、CNTを燃焼除去してBNNT膜を得た。
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| 自由記述の分野 |
反応工学、材料プロセス、ナノテクノロジー
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
現状、BNNTは数千℃の高温で物理的手法により合成されており、1 gあたり数万円と非常に高価である。より実用的なCVD法も検討されているが、高価で扱いの難しいホウ素源を用い微量合成することが多い。安価で扱い安いホウ素とホウ酸を用いたホウ素源供給は実用上の価値が高い。また、2B(s)+2H2O(g)→B2O2(g)+2H2(g)の固-気反応による蒸気供給は、学術的にも意義がある。鋳型合成法は、量産と低コスト化の進んだCNTで予め所望の構造体を作り、BNコートとCNT除去によりBNNT構造体に変換する技術であり、透明エアロゾルフィルタや高耐熱性電池セパレータなどへの応用が期待される。
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