Development of high-temperature superconducting diamond created from graphene oxide

开发由氧化石墨烯制成的高温超导金刚石

• 批准号: 20K21213
• 负责人: 速水 真也
• 金额: $ 4.16万
• 依托单位: Kumamoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-07-30 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K21213/
• 关键词: ダイヤモンド; 酸化グラフェン; 窒素ドープ; ハイブリッド; 高温超伝導

本研究では、ダイヤモンドの合成材料としてGOナノシートに着目した。グラファイトを酸化することで作製されるGOナノシートは、そのナノシート表面に多数の酸素官能基（エポキシ基、カルボキシル基、ヒドロキシル基など）を有しており、sp3のドメインが広がっている。このGOナノシートは様々な手法（化学還元、熱還元、光還元など）で還元することができ、還元後の酸化グラフェン還元体（rGO）は、酸素官能基のほとんどが脱離し、ヒドラジン還元すると窒素がドープされる。そのほか、同様にホウ素やリンあるいはハロゲンなどもドープすることができる。したがって様々な元素を炭素材料にドープすることができるため、これらを原料にした様々な原子をドープしたダイヤモンドの合成が可能となる。ダイヤモンドの合成は、GOのドープによるダイヤモンドの合成に適した高温高圧合成法とダイナマイトなどによる衝撃波を用い合成を行った。GOナノシートやヒドラジン還元により窒素ドープしたrGOを用いて、愛媛大学PRIUSにおける高温高圧によるダイヤモンドの合成に成功した。その他、ダイナマイトの衝撃波を用いたダイヤモンドの合成も熊本大学の産業ナノマテリアル研究所で行い、さらにDACやレーザー照射によるダイヤモンドの合成にも成功した。これら得られたダイヤモンドは、超伝導、半導体、磁性体などの性質を見出すことに成功した。

This study で は, ダ イ ヤ モ ン ド の synthetic materials と し て GO ナ ノ シ ー ト に with mesh し た. グ ラ フ ァ イ ト を acidification す る こ と で cropping さ れ る GO ナ ノ シ ー ト は, そ の ナ ノ シ ー ト surface に most の acid element of functionality (エ ポ キ シ base, カ ル ボ キ シ ル base, ヒ ド ロ キ シ ル base な ど) を have し て お り, sp3 の ド メ イ ン が hiroo が っ て い る. こ の GO ナ ノ シ ー ト は others 々 な methods (chemical, hot also, light also dollar な ど) で す also yuan る こ と が で き, also after yuan の acidification グ ラ フ ェ ン yuan body (rGO) also は, acid element of functionality の ほ と ん ど が from し, ヒ ド ラ ジ ン also yuan す る と smothering element が ド ー プ さ れ る. そ の ほ か, with others in に ホ ウ element や リ ン あ る い は ハ ロ ゲ ン な ど も ド ー プ す る こ と が で き る. し た が っ て others 々 を な elements carbon material に ド ー プ す る こ と が で き る た め, こ れ ら を materials に し た others 々 な atomic を ド ー プ し た ダ イ ヤ モ ン ド の synthetic が may と な る. ダ イ ヤ モ ン ド の synthetic は, GO の ド ー プ に よ る ダ イ ヤ モ ン ド の synthetic に optimum し た high temperature and high 圧 synthesis と ダ イ ナ マ イ ト な ど に よ る blunt shock wave を line with synthetic を い っ た. GO ナ ノ シ ー ト や ヒ ド ラ ジ ン also yuan に よ り smothering element ド ー プ し た rGO を with い て, love luca brasi university PRIUS に お け る high temperature and high 圧 に よ る ダ イ ヤ モ ン ド の synthetic に successful し た. そ の him, ダ イ ナ マ イ ト を の blunt shock wave with い た ダ イ ヤ モ ン ド の synthetic も kumamoto university の industry ナ ノ マ テ リ ア ル institute で い, さ ら に DAC や レ ー ザ ー irradiation に よ る ダ イ ヤ モ ン ド の synthetic に も successful し た. こ れ ら have ら れ た ダ イ ヤ モ ン ド は, super 伝 guide, semiconductors, the magnetic body な ど の nature を shows す こ と に successful し た.

项目成果

The University of Sydney(オーストラリア)

悉尼大学（澳大利亚）

Crystallization of Diamond from Graphene Oxide Nanosheets by a High Temperature and High Pressure Method

• DOI: 10.1002/slct.202100574
• 发表时间: 2021-04
• 作者: M. Fukuda;M. S. Islam;Y. Sekine;T. Shinmei;L. Lindoy;S. Hayami

High water adsorption features of graphene oxide: potential of graphene oxide-based desert plantation

• DOI: 10.1039/d2ma00126h
• 发表时间: 2022-03-09
• 期刊: MATERIALS ADVANCES
• 影响因子: 5
• 作者: Islam, Md Saidul;Yagyu, Junya;Hayami, Shinya
• 通讯作者: Hayami, Shinya

High Proton Conductivity of 3D Graphene Oxide Intercalated with Aromatic Sulfonic Acids

芳香族磺酸插层 3D 氧化石墨烯的高质子电导率

• DOI: 10.1002/cplu.202200003
• 发表时间: 2022
• 期刊: ChemPlusChem
• 影响因子: 3.4
• 作者: Atiqur Rahman Mohammad;Islam Md. Saidul;Fukuda Mashahiro;Yagyu Junya;Feng Zhiqing;Sekine Yoshihiro;Lindoy Leonard F.;Ohyama Junya;Hayami Shinya
• 通讯作者: Hayami Shinya

Graphene Oxide as a Super Material

氧化石墨烯作为超级材料

• 发表时间: 2022
• 作者: Itabashi Takayuki;Arashiba Kazuya;Egi Akihito;Tanaka Hiromasa;Sugiyama Keita;Suginome Shun;Kuriyama Shogo;Yoshizawa Kazunari;Nishibayashi Yoshiaki;伊藤大輝・三原のぞみ・志賀拓也・二瓶雅之;Shinya Hayami
• 通讯作者: Shinya Hayami