| 研究課題/領域番号 |
25220602
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| 研究機関 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 |
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研究代表者 |
片浦 弘道 国立研究開発法人産業技術総合研究所, ナノ材料研究部門, 首席研究員 (30194757)
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| 研究分担者 |
田中 丈士 国立研究開発法人産業技術総合研究所, ナノ材料研究部門, 主任研究員 (30415707)
藤井 俊治郎 国立研究開発法人産業技術総合研究所, ナノ材料研究部門, 主任研究員 (80586347)
平野 篤 国立研究開発法人産業技術総合研究所, ナノ材料研究部門, 主任研究員 (90613547)
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| 研究期間 (年度) |
2013-05-31 – 2018-03-31
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| キーワード | カーボンナノチューブ / 分離技術 / 半導体 / スペクトロスコピー |
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| 研究実績の概要 |
昨年度開発した新たな分離手法の詳細な分離原理の検討のため、各種条件下で分離実験を行い、その分離メカニズムをほぼ明らかにした。この分離メカニズムに基づき、さらに高度化した分離技術開発に取り組んだ。その結果、原料に含まれる多くの単一構造CNTをロス無く、順に分離していく事が原理的に可能である事を明らかにした。一方、昨年度開発した手法により、 (9,4)および(10,3)の単一構造半導体型SWCNTの大量分離をすすめ、マウスの血管造影の実験を進めた。その結果、特殊な臓器の造影が可能である事がわかり、さらに詳細な実験を行うため、近赤外顕微鏡を導入し、それに高感度赤外線カメラを装着することにより、細胞レベルでの発光造影に成功した。これにより、臓器造影のメカニズム解明を目指している。さらに、単結晶作製を目指した取り組みとして、(6,5)型SWCNTの大量分離をさらに進めるとともに、熱重合反応により、２倍の直径を持つCNTの合成を行った。現在、解析中である。また、さらなる高純度試料を目指し、一度大量分離法で分離した単一構造CNTを再度分離することによる高純度化を試みた。一方、過剰投入法を併用する高純度分離では、得られた高純度エナンチオマーの円二色性スペクトルを詳細に解析し、CNTのエキシトンバンド構造を求め、これまで得られていなかった価電子帯と伝導帯の非対称構造を実験的に得ることに初めて成功した。これらの成果は、国際ジャーナルに投稿中である。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
多種の単一構造CNTを一気に分離する世界初の技術開発が進んでおり、課題終了までに実現できる見込みである。これが実現すれば、単一構造CNTの自動分離が可能となり、単一構造CNTを用いた研究開発が一気に加速する事が期待される。また、近赤外血管造影の研究も特定臓器造影という新たな展開を見せており、大きな進展が期待できる。
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| 今後の研究の推進方策 |
多種の単一構造CNTの分離プロトコルの確立を急ぐとともに、完成後は実際に大量分離を行い、一気に研究の進展を狙う。また、CNT配向技術の導入により、物性研究において基本となるSWCNTの単結晶作製およびそれを用いた精密物性測定に取り組む。また、これらの成果をハイクラスジャーナルへ投稿し、広く世界に発信するとともに、分離された単一構造SWCNTを広く配布し、世界的な研究協力体制を拡充する。なお、当初の計画では、２本のCNTを融合させ、その際の構造変化を調べる事により、光学異性体分離純度評価を行うとしていたが、融合反応の効率が上がらず、純度評価に結びついていない。しかし、それとは別の方法で純度評価を実現出来たため、少なくとも純度評価のための融合反応は必要が無くなった。今後は、融合反応自体に興味の中心を移動する。
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