2017 Fiscal Year Annual Research Report
Laser assisted nano material synthesis and morphological control by controling physical property of supercritical fluid
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15K06540
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| Research Institution | Kanazawa University |
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Principal Investigator |
東 秀憲 金沢大学, 自然システム学系, 准教授 (40294889)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
瀬戸 章文 金沢大学, 自然システム学系, 教授 (40344155)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 超臨界二酸化炭素 / ナノカーボン / 形態制御 / プルームサイズ / 可視化セル / 観察 / 結晶性 / アモルファス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
光学セルを有した超臨界装置を新たに設計・製作し，超臨界二酸化炭素中でグラファイトターゲットにレーザー光を照射し，ナノカーボンの生成を行った。雰囲気流体である超臨界二酸化炭素の圧力を変化させることで，その密度を調整して実験を行い，生成粒子の形態に及ぼす影響について検討した。得られたナノカーボンをTEMグリッド上に回収し，粒子の形態観察および粒子径分布測定を行った。低圧および高圧条件下では，得られた粒子のほとんどが結晶性の低いアモルファスカーボンの凝集体であったが，臨界密度近傍（およそ8 MPa）の条件で生成した粒子には，孤立分散した球形粒子が多数観察された。その中でも，特に粒子径の小さなものは，高分解能TEM像および制限視野電子線回折像による観察結果より，結晶性が高く，その結晶格子間距離等からダイヤモンド構造を有しているナノ粒子である可能性が示唆された。一方，ラマン分光分析による全体的な結晶性の評価においても，臨界密度近傍における条件で生成したナノカーボンは，他の高密度あるいは低密度な条件で得られたナノカーボンの形態（アモルファス粒子の凝集体）とは異なり，結晶性の高い粒子が比較的多く生成している結果を示していた。また，高感度カメラによるプルームの観察結果より，プルームサイズは雰囲気流体の密度増加とともに急激に減少し，高圧な粒子生成場を形成している可能性が示唆され，このような雰囲気流体の密度変化に伴うプルームサイズの違いが生成粒子の形態に影響を及ぼしている可能性が示唆された。
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