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グラフェンに期待される応用は非常に幅広い。要求される性能に応じて、サイズや表面の官能基および欠陥を変える必要がある。本研究では、酸化グラフェンに着目した。酸化グラフェンを還元するとグラフェンに似た材料が得られるためである。また、酸化グラフェンは量産化に適しており、将来的な実用化に適した材料であることも、酸化グラフェンを用いるモチベーションとなっている。酸化グラフェンからグラフェンを作製するためには、酸化グラフェンの化学状態や還元手法を選ぶ必要がある。溶液中の酸化グラフェンをそのまま還元すれば、酸化グラフェンどうしが凝集してしまう。グラフェン膜を形成したい場合には、基板上に酸化グラフェン膜を形成し、その場で還元することが好ましい。また、化学還元法では、還元剤の一部がグラフェン骨格内にドーピングされたり、吸着したりする。さらに、高温でアルコール蒸気に曝すと、還元が進行しつつ欠陥が修復される。また、用途に応じて酸化グラフェンの配向を変える方法を確立し、その物性を評価した。こうして作製した、さまざまな酸素含有量や配向性を有する酸化グラフェンを共同研究先に提供し、用途開拓を行った。リチウムイオン電池、潤滑添加剤、触媒などの従来の用途に加え、本年は遺伝子治療に適用が期待されているsiRNA複合体の作製にも成功した。国内外の多くの研究者との協力関係を構築することにも成功し、さらに酸化グラフェンの量産化への道も開拓することができた。
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