単層カーボンナノチューブ単結晶の固体構造形成機構の解明と高性能複合体への応用

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23550244
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 高分子・繊維材料
• 研究機関: 岡山大学
• 研究代表者: 内田 哲也 岡山大学, 自然科学研究科, 准教授 (90284083)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• キーワード: ナノチューブ / 複合材料・物性 / 結晶成長 / 結晶化 / ナノフィラー / フィルム / 弾性率 / 熱伝導率

研究概要

単層カーボンナノチューブ（SWNT）の固体構造形成過程の解明とその制御を目的とし、希薄溶液からのSWNTの結晶化を行った。その結果、明確な晶癖を示すSWNT単結晶が得られた。その構造の特徴を透過型電子顕微鏡で詳細に検討することにより、SWNTの結晶化機構を明らかとした。得られた知見をもとに、分散性に優れ、直線状（細さ数nm、長さ数百nm）のSWNT凝集体（SWNTナノフィラー）を作製し、複合体への応用を検討した。
SWNTナノフィラーとポリビニルアルコールとの複合体フィルムを作製した。透明性と力学的性質に優れた複合体フィルムが得られた。SWNTナノフィラーの添加により、熱伝導率も向上した。

研究成果

• [雑誌論文] Electron Microscope Observation and Structure Control of Single-Wall Carbon Nanotube Bundles, Single Crystals and Composites (2013)
  • 著者名/発表者名: Tetsuya Uchida
  • 雑誌名: Proc. Asian Textile Conference 巻: Vol.12 ページ: S2OR 06-14
• [雑誌論文] Polymer/carbon nanotube composites : challenges and opportunities (2012)
  • 著者名/発表者名: H.G.Chae, X.Zhang, B.L.Min, T.Lu, T.V.Sreekumar,T. Uchida, S.Kumar
  • 雑誌名: Advances in Composite Materials 巻: Vol. 2 ページ: 19-29
• [雑誌論文] 電子顕微鏡でみる単層カーボンナノチューブ(SWNT)/高分子複合体繊維およびSWNT単結晶の微細構造とその構造制御 (2011)
  • 著者名/発表者名: 内田哲也,津川直矢,赤石卓也
  • 雑誌名: 繊維学会誌 巻: 67巻 ページ: 132-135
• [学会発表] Electron Microscope Observation and Structure Control of Single-Wall Carbon Nanotube Bundles, Single Crystals and Composites (2013)
  • 著者名/発表者名: Tetsuya Uchida
  • 学会等名: 12th asian Textile conference (ATC-12)
  • 発表場所: 中国、上海
  • 年月日: 2013-10-25
• [学会発表] 希薄溶液からの結晶化を利用した単層カーボンナノチューブの凝集構造制御 (2013)
  • 著者名/発表者名: 内田哲也, ら
  • 学会等名: 第62回高分子学会討論会
  • 発表場所: 金沢
  • 年月日: 2013-09-12
• [学会発表] 高分散性を有する単層カーボンナノチューブナノフィラーの作製と複合体への応用 (2013)
  • 著者名/発表者名: 内田哲也, ら
  • 学会等名: 平成25年度繊維学会年次大会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2013-06-13
• [学会発表] 単層カーボンナノチューブナノフィラーの作製とポリビニルアルコールとの複合体への応用 (2013)
  • 著者名/発表者名: 内田哲也, ら
  • 学会等名: 第62回高分子学会年次大会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2013-05-31
• [学会発表] 単層カーボンナノチューブナノフィラーの作製とポリビニルアルコールとの複合体への応用 (2012)
  • 著者名/発表者名: 内田哲也, ら
  • 学会等名: 平成24年度繊維学会秋季研究発表会
  • 発表場所: 福井
  • 年月日: 2012-09-25
• [学会発表] 希薄溶液からの結晶化により作製した単層カーボンナノチューブ結晶の微細構造電子顕微鏡観察 (2012)
  • 著者名/発表者名: 内田哲也, ら
  • 学会等名: 平成24年度繊維学会秋季研究発表会
  • 発表場所: 福井
  • 年月日: 2012-09-25
• [学会発表] 単層カーボンナノチューブ(SWNT)をナノフィラーとして用いたPVA/SWNTフィルムの作製 (2012)
  • 著者名/発表者名: 内田哲也, ら
  • 学会等名: H24年度高分子学会高分子討論会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2012-09-20
• [学会発表] 単層カーボンナノチューブを用いたナノフィラーの作製と複合体への応用 (2012)
  • 著者名/発表者名: 内田哲也, ら
  • 学会等名: 平成24年度繊維学会年次大会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2012-06-07
• [学会発表] 希薄溶液からの結晶化を利用したSWNTの凝集構造制御およびその微細構造電子顕微鏡観察 (2012)
  • 著者名/発表者名: 内田哲也, ら
  • 学会等名: 平成24年度高分子学会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2012-05-29
• [学会発表] 電子顕微鏡でみる単層カーボンナノチューブ(SWNT)/高分子複合体繊維およびSWNT単結晶の微細構造とその構造制御 (2012)
  • 著者名/発表者名: 内田哲也
  • 学会等名: 岡山新材料技術融合フォーラム
  • 発表場所: 倉敷
  • 年月日: 2012-02-09
• [学会発表] Morphology and Structure of Single-Walled Carbon Nanotube Bundles, Single Crystals and Composite fibers (2011)
  • 著者名/発表者名: Tetsuya Uchida
  • 学会等名: 11th Asian Textile Conference
  • 発表場所: Daegu, Korea
  • 年月日: 2011-11-03
• [学会発表] 希薄溶液からの結晶化を利用したSWNTの凝集構造制御およびその微細構造電子顕微鏡観察 (2011)
  • 著者名/発表者名: 内田哲也, ら
  • 学会等名: H23年度高分子学会高分子討論会
  • 発表場所: 岡山
  • 年月日: 2011-09-29
• [学会発表] カーボンナノチューブを核材として利用した剛直高分子の結晶化および形態制御 (2011)
  • 著者名/発表者名: 内田哲也, ら
  • 学会等名: H23年度高分子学会高分子討論会
  • 発表場所: 岡山
  • 年月日: 2011-09-28
• [学会発表] カーボンナノチューブを核材として利用した剛直高分子の結晶化および結晶形態の制御 (2011)
  • 著者名/発表者名: 内田哲也, ら
  • 学会等名: 平成23年度繊維学会秋季研究発表会
  • 発表場所: さぬき市
  • 年月日: 2011-09-08
• [学会発表] 単層カーボンナノチューブの結晶化による固体構造制御およびその微細構造電子顕微鏡観察 (2011)
  • 著者名/発表者名: 内田哲也, ら
  • 学会等名: 平成23年度繊維学会秋季研究発表会
  • 発表場所: さぬき市
  • 年月日: 2011-09-08
• [産業財産権] カーボンナノチューブ集合体及びその製造方法 (2012)
  • 発明者名: 内田哲也、大本崇弘
  • 権利者名: 内田哲也、大本崇弘
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 特願2012-257193
  • 出願年月日: 2012-11-26
  • 外国