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2014 年度 実績報告書

低温条件下における超臨界技術活用による新奇グラフェン素材の開発

研究課題

研究課題/領域番号 24360305
研究機関静岡大学

研究代表者

孔 昌一  静岡大学, 工学研究科, 准教授 (60334637)

研究分担者 佐古 猛  静岡大学, 工学研究科, 教授 (20324329)
岩田 太  静岡大学, 電子工学研究所, 教授 (30262794)
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
キーワードグラフェン / 酸化グラフェン / 熱処理 / 超臨界流体 / 還元型酸化グラフェン / 還元処理
研究実績の概要

グラフェンは突き抜けて優れた電気的・熱的・機械的・光学的特性を有することから、フレキシブルなエレクトロニクス材料として注目され、次世代医工学・ロボット・宇宙など産業分野においてその研究が驚異的な速さで進んでいる。現在、従来では両立していないグラフェンの高品質化および高生産性を同時に解決する新規製造技術の創成が求められている。本研究では、環境に優しくかつ従来よりも低温で高品質なグラフェン創製技術の開発を目的とする。本年度も引き続き黒鉛の酸化および酸化グラフェン(GO)の還元を試みた。黒鉛を超臨界流体またはプラズマによる適切な前処理を施すことはGO合成に有利であることを明らかにした。酸化度の低いGOは光や温度などに弱く不安定で、徐々に還元されていることが分かった。高温高圧流体(ヘキサン、二酸化炭素、アセトニトリル、ベンジルアルコール、メタノール、エタノール、ブタノール、プロパノール)のみを用いてGO還元処理を行った結果エタノールが高いGO還元能力を持っていることを明らかにした。エタノールを酸性(塩酸添加)、アルカリ性(水酸化アンモニウムや水酸化ナトリウム添加)にして処理してもrGOの電気伝導率は認められなかった。また、高温のエタノール中に各種添加剤(二酸化炭素、ヒドロキノン、ギ酸、ヨウ化水素酸)を添加してGO還元の低温化を行い、共に300℃でもよい還元効果が得られた。中でも、エタノール(50ml)に微少量のヨウ化水素酸(例えば0.3ml)を添加しても300℃、1MPaの条件で処理することにより優れた還元効果が発揮してことを明らかにした。さらに、フレキシブルなグラフェンの複合材料の創製も行いその性能を検討した。この複合材料は軽量で機械的柔軟性を持つだけでなく、高い熱拡散性、電気伝導性を有していることも明らかとなった。

現在までの達成度 (段落)

26年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

26年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額が生じた理由

26年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額の使用計画

26年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (4件) 備考 (1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] 黒鉛からの高品質な還元型酸化グラフェンの創製2015

    • 著者名/発表者名
      孔 昌一
    • 雑誌名

      機能材料

      巻: 35 ページ: 49-55

  • [雑誌論文] A Green Approach for Highly Reduction of Graphene Oxide by Supercritical Fluid2014

    • 著者名/発表者名
      C. Y. Kong, Y. Shiratori, T. Sako and F. Iwata
    • 雑誌名

      Adv. Mater. Res.

      巻: 1004-1005 ページ: 1013-1016

    • DOI

      10.4028/www.scientific.net/AMR.1004-1005.1013

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Flexible Graphene-Graphene Composites of Superior Thermal and Electrical Transport Properties2014

    • 著者名/発表者名
      Z.-L. Hou, W.-L. Song, P. Wang, M. J. Meziani; C. Y. Kong, A. Anderson, H. Maimaiti, G. E. LeCroy, H. Qian, Y. -P. Sun
    • 雑誌名

      ACS Appl. Mater. Interf.

      巻: 6 ページ: 15026-15032

    • DOI

      10.1021/am502986j

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 高温エタノールによる還元型酸化グラフェンの合成2015

    • 著者名/発表者名
      白鳥 祐基, 孔 昌一, 岩田 太, 佐古 猛
    • 学会等名
      化学工学会第80年会
    • 発表場所
      芝浦工業大学豊洲キャンパス(東京都江東区豊洲3-7-5)
    • 年月日
      2015-03-19 – 2015-03-21
  • [学会発表] ヨウ化銅を用いるペロブスカイト太陽電池における高効率化2015

    • 著者名/発表者名
      松野剛光, 桝谷 智矢, 孔 昌一, 昆野昭則
    • 学会等名
      電気化学会第82回大会
    • 発表場所
      横浜国立大学(横浜市保土ケ谷区常盤台79-1)
    • 年月日
      2015-03-15 – 2015-03-17
  • [学会発表] 有機無機ハイブリット太陽電池におけるヨウ化銅層の導入と応用2014

    • 著者名/発表者名
      松野剛光, 孔 昌一, 昆野昭則
    • 学会等名
      2014年電気化学会秋季大会
    • 発表場所
      北海道大学高等教育推進機構(札幌市北区北17条西8丁目)
    • 年月日
      2014-09-27 – 2014-09-28
  • [学会発表] 高温高圧エタノールを用いた酸化グラフェンの還元2014

    • 著者名/発表者名
      白鳥 祐基, 孔 昌一, 岩田 太, 佐古 猛
    • 学会等名
      化学工学会第46回秋季会
    • 発表場所
      九州大学 伊都キャンパス, 会場所在地:福岡市西区元岡74
    • 年月日
      2014-09-17 – 2014-09-19
  • [備考] 静岡大学教員データベース

    • URL

      https://tdb.shizuoka.ac.jp/RDB/public/Default2.aspx?id=10358&l=0

  • [産業財産権] グラフェン膜の製造方法、並びにグラフェン膜及びこれを用いた積層体2014

    • 発明者名
      孔昌一
    • 権利者名
      孔昌一
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2014-186752
    • 出願年月日
      2014-08-12

URL: 

公開日: 2016-06-01  

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