C60フラーレンナノチューブの形態制御

C_<60>フラーレンナノチューブ(C_<60>NT)の形態制御を可能とするために、溶媒、合成温度、光照射条件、液-液界面析出法の多様なパラメータの変化を試みた。液-液界面析出法とは、フラーレンの良溶媒飽和溶液にフラーレンの貧溶媒を加えて液-液界面を形成し、フラーレン結晶の核生成と成長を行わせる方法である。C_<60>NTの合成はC_<60>飽和ピリジン溶液とイソプロピルアルコール(IPA)の組合せによって行うことができる。本研究において、C_<60>飽和ピリジン溶液とIPAの比と合成温度を変えることによって、C_<60>NTの直径と壁厚を制御できることが明らかになった。また、C_<60>飽和ピリジン溶液への光照射を波長を変化させて行うことにより、紫外光照射が、合成再現性の向上に寄与することが判明した。また、5℃から20℃までの合成温度において、C_<60>NTが再現性良く合成できることが分かった。液-液界面形成後、超音波照射をすることによりC_<60>NTの収率が向上するがこれは、均一な核形成に必要なことであると理解される。上記の液-液界面法の変形として、C_<60>飽和トルエン溶液を上側に置き、アルミナ多孔質膜を介して、下方からIPAを注入する隔膜液-液界面法を試みた結果、正六角形の断面構造を持つC_<60>チューブがアルミナ基盤に垂直に配向することを発見した。このC_<60>チューブは直径が約30μmであり、壁厚は約5μm、長さは約100-500μmである。断面形状が正六角形であることは、合成中のC_<60>マイクロチューブが六方晶であることを示すが、このC_<60>マイクロチューブは、溶媒を速やかに失って面心立方晶となることが分かった。

C_<60>フラーレンナノチューブ(C_<60>NT)の形態制御を可能とするために、溶媒、合成温度、光照射条件、液-液界面析出法の多様なパラメータの変化を試みた。液-液界面析出法とは、フラーレンの良溶媒飽和溶液にフラーレンの貧溶媒を加えて液-液界面を形成し、フラーレン結晶の核生成と成長を行わせる方法である。C_<60>NTの合成はC_<60>飽和ピリジン溶液とイソプロピルアルコール(IPA)の組合せによって行うことができる。本研究において、C_<60>飽和ピリジン溶液とIPAの比と合成温度を変えることによって、C_<60>NTの直径と壁厚を制御できることが明らかになった。また、C_<60>飽和ピリジン溶液への光照射を波長を変化させて行うことにより、紫外光照射が、合成再現性の向上に寄与することが判明した。また、5℃から20℃までの合成温度において、C_<60>NTが再現性良く合成できることが分かった。液-液界面形成後、超音波照射をすることによりC_<60>NTの収率が向上するがこれは、均一な核形成に必要なことであると理解される。上記の液-液界面法の変形として、C_<60>飽和トルエン溶液を上側に置き、アルミナ多孔質膜を介して、下方からIPAを注入する隔膜液-液界面法を試みた結果、正六角形の断面構造を持つC_<60>チューブがアルミナ基盤に垂直に配向することを発見した。このC_<60>チューブは直径が約30μmであり、壁厚は約5μm、長さは約100-500μmである。断面形状が正六角形であることは、合成中のC_<60>マイクロチューブが六方晶であることを示すが、このC_<60>マイクロチューブは、溶媒を速やかに失って面心立方晶となることが分かった。