単層カーボンナノチューブにおけるゼーベック効果の実践的理解

2016 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 26790014
• 研究機関: 奈良先端科学技術大学院大学
• 研究代表者: 野々口 斐之 奈良先端科学技術大学院大学, 物質創成科学研究科, 助教 (50610656)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• キーワード: カーボンナノチューブ / 熱電変換 / 超分子化学 / 有機エレクトロニクス

研究実績の概要

本申請課題の目的は分子間相互作用を介した分子集積化により、大気下で駆動できる高性能単層カーボンナノチューブ材料を得るとともに、その学理構築に貢献することである。とくにフレキシブル熱電変換材料としてカーボンナノチューブの利用が検討され、その学理体系ならびに制御方法の開拓が待たれていた。平成２６～２８年度の間の代表的な成果として以下が挙げられる。
１．超分子ドーパントを用い、大気下、高温下で使用可能なｎ型カーボンナノチューブを初めて実証した（Adv. Funct. Mater. (2016)）。またその方法論が種々のナノ材料に展開できることを見出した（Synth. Met. (2017)）。／２．高分子電解質に高分散させた単層カーボンナノチューブ材料から室温で単位温度あたり１５０マイクロボルトの熱電特性を見出した（RSC Avd. (2016)）。／３．種々の分子集合系のうち、特定の分子間相互作用を利用したカーボンナノチューブ複合材料で熱電特性の改善を見出した（二次元遷移金属カルコゲニド／ChemPlusChem (2015); 錯体ナノワイヤー／Chem. Sci. (2015)）。／４．化合物の内包に基づくドーピングの高効率化現象を見出した（Chem. Asian J. (2016)）。／５．水溶性コロイド形成に基づき、分子集合体の吸着によるｎ型ドーピング法を開発した（Small (2017)）。

研究成果

• [国際共同研究] 国立台湾科技大学(台湾)
  • 国名: その他の国・地域
  • 外国機関名: 国立台湾科技大学
• [雑誌論文] Air-stable n-Type Tellurium Nanowires Coordinated by Large Organic Salts (2017)
  • 著者名/発表者名: Yoshiyuki Nonoguchi, Fumihiko Kamikonya, Koji Ashiba, Kenji Ohashi, Tsuyoshi Kawai
  • 雑誌名: Synthetic Metals 巻: 225 ページ: 93-97
  • DOI: 10.1016/j.synthmet.2016.11.012
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Water-processable, Air-stable Organic Nanoparticle-Carbon Nanotube Nanocomposites Exhibiting n-type Thermoelectric Properties (2017)
  • 著者名/発表者名: Yoshiyuki Nonoguchi, Atsushi Tani, Tomohiro Ikeda, Chigusa Goto, Naoki Tanifuji, Ryoko M. Uda, Tsuyoshi Kawai
  • 雑誌名: Small 巻: 13 ページ: 1603420
  • DOI: 10.1002/smll.201603420
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] C/BCN Core/Shell Nanotube Films with Improved Thermoelectric Properties (2016)
  • 著者名/発表者名: Wei-Hung Chiang, Cheng-Yu Hsieh, Shen-Chuan Lo, Yu-Chen Chang, Tsuyoshi Kawai, Yoshiyuki Nonoguchi
  • 雑誌名: Carbon 巻: 109 ページ: 49-56
  • DOI: 10.1016/j.carbon.2016.07.054
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Air-tolerant Fabrication and Enhanced Thermoelectric Performance of n-Type Single-walled Carbon Nanotubes Encapsulating 1,1'-Bis(diphenylphosphino)ferrocene (2016)
  • 著者名/発表者名: Yoshiyuki Nonoguchi, Yu Iihara, Kenji Ohashi, Tomoko Murayama, Tsuyoshi Kawai
  • 雑誌名: Chemistry; An Asian Journal 巻: 11 ページ: 2423-2427
  • DOI: 10.1002/asia.201600810
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Simple Salt-coordinated n-Type Nanocarbon Materials Stable in Air (2016)
  • 著者名/発表者名: Yoshiyuki Nonoguchi, Motohiro Nakano, Tomoko Murayama, Harutoshi Hagino, Shota Hama, Koji Miyazaki, Ryosuke Matsubara, Masakazu Nakamura, Tsuyoshi Kawai
  • 雑誌名: Advanced Functional Materials 巻: 26 ページ: 3021-3028
  • DOI: 10.1002/adfm.201600179
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] Stable n-doped CNTs with enhanced thermoelectric properties (2016)
  • 著者名/発表者名: Yoshiyuki Nonoguchi
  • 学会等名: 2016 Global Research Efforts on Energy and Nanomaterials
  • 発表場所: Taipei, Taiwan
  • 年月日: 2016-12-24
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 熱電発電を志向したカーボンナノチューブの超分子ドーピング (2016)
  • 著者名/発表者名: 野々口斐之
  • 学会等名: 第43回炭素材料学会年会
  • 発表場所: 千葉大学（千葉県千葉市）
  • 年月日: 2016-12-07
  • 招待講演
• [学会発表] Air-Stable n-Type Carbon Nanotubes with Improved Thermoelectric Properties (2016)
  • 著者名/発表者名: Yoshiyuki Nonoguchi, Tsuyoshi Kawai
  • 学会等名: 2016 Materials Research Society Fall Meeting and Exhibit
  • 発表場所: Boston, USA
  • 年月日: 2016-11-29
  • 国際学会
• [学会発表] カーボンナノチューブのｎ型ドーピングと熱電応用 (2016)
  • 著者名/発表者名: 野々口斐之，河合壯
  • 学会等名: 第65回高分子討論会
  • 発表場所: 神奈川大学（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2016-09-15