均質構造を持つカーボンナノチューブ薄膜・超薄膜の創製

具有均匀结构的碳纳米管薄膜和超薄膜的制备

• 批准号: 14655360
• 负责人: 中嶋 直敏
• 金额: $ 2.11万
• 依托单位: Nagasaki University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-14655360/
• 关键词: カーボンナノチューブ; 薄膜; 超薄膜; 電解; ミセル; 電気化学水晶振動子マイクロバランス; 走査型電子顕微鏡; 表面構造; 溶解; フェロセン; アゾベンゼン; 電気化学水晶振動子マイクロバランス法; カーボンナノチューブ薄膜

単層カーボンナノチューブ(SWCNT)は全ての溶媒に不溶であり、SWCNT薄膜、超薄膜の作成に関する手法は、極めて限定される。本萌芽研究では、SWCNT均一水溶液からの電極上への薄膜・超薄膜の形成法および形成プロセスの解明、並びに得られたSWCNT薄膜の特性、機能を明らかにすることを目的として研究を行った。得られた成果は以下の通りである。SWCNT可溶化のために様々な電気化学活性能をもつミセル形成化合物を用いた。これらを用いて電極電位の制御により、電極上へSWCNTの薄膜あるいは超薄膜が形成されるプロセスを電気化学水晶振動子マイクロバランスを用いて詳細に解析した。薄膜形成は10時問以上も続き、電解時間によりSWCNTの膜厚制御が可能であることがわかった。表面構造は、用いたミセル形成化合物の種類、電極電位によりことなることがわかった。走査型電子顕微鏡で観測したところ、12時問の電解後では黒色のフィルムで覆われていた。この電極表面を拡大すると繊維状物が確認できたことから電解によりミセルから排出されたSWCNTが重なり合う、もしくは固まりとなって金電極表面に定着したものと指定出来た。太さは30nm前後であった。SWCNTの膜の厚さは約1μmであつた。SWCNT-エタノール分散溶液をキャスト、風乾した電極からはバンドル構造形成したSWCNTが観察され、電解後の走査型電子顕微鏡像とは大きく異なる。このことから可溶化に用いたミセル形成化合物がSWCNTをミセル内に折りたたみ構造で取り込み、これが電解後の構造に反映しているものと推定された。

単 layer カ ー ボ ン ナ ノ チ ュ ー ブ (SWCNT) は full て の solvent insoluble に で あ り, SWCNT film, ultrathin membrane の made に masato す る gimmick は, extremely め て qualified さ れ る. This budding study で は aqueous solution, even SWCNT か ら の electrode へ の film, ultrathin membrane の formation method お よ び form プ ロ セ ス の uttered, and び に have ら れ た の SWCNT film properties, function を Ming ら か に す る こ と を purpose と し を line っ て research た. The following is a られた result である. SWCNT can dissolve <s:1> ために and 々な with electrical chemical activity to form compounds を with た た. こ れ ら を with い て electrode potential の suppression に よ り, electrode へ SWCNT の film あ る い は ultrathin membrane が form さ れ る プ ロ セ ス を electric chemical crystal oscillator 気 マ イ ク ロ バ ラ ン ス を with い て detailed analytical し に た. The formation time of the thin film is <s:1> 10 hours or more 続 続 続, the electrolysis time is によ <s:1> SWCNT <s:1>, and the thickness control of the film is が, possibly である った とがわ った った った. Surface structure た, compound types formed by た た セ セ となる, electrode potential によ となる とがわ とがわ った った. Walkthrough type electronic 顕 micromirror で 観 measuring し た と こ ろ, 12 の asked after electrolytic で は black color の フ ィ ル ム で fu わ れ て い た. こ の electrode surface を company, big す る と 繊 が confirm dimensional synthesis で き た こ と か ら electrolytic に よ り ミ セ ル か ら discharge さ れ た SWCNT が heavy な り う, も し く は solid ま り と な っ て gold electrode surface に fixed on し た も の と た specified. Too さ であった before and after 30nm であった. The thickness of the SWCNT <s:1> membrane <e:1> is さ さ approximately 1μmであ た た. SWCNT - エ タ ノ ー ル dispersed solution を キ ャ ス ト, dried し た electrode か ら は バ ン ド ル し structure formation た SWCNT が 観 examine さ れ, after electrolytic の walkthrough type electronic 顕 micro mirror と は big き く different な る. こ の こ と か ら solubilization に with い た ミ セ ル compounds が SWCNT を ミ セ ル に fold within り た た み tectonic で take り 込 み, こ れ が の structure after electrolytic に reflect し て い る も の と presumption さ れ た.

项目成果

N.Nakashima: "Surface Modification and Solubilization of Single-walled Carbon Nanotubes in Water with π-Aromatic Compounds"Fullerenes. 13. 277-284 (2003)

N.Nakashima：“用 π-芳香族化合物对单壁碳纳米管进行表面改性和溶解”富勒烯。13. 277-284 (2003)

N.Nakashima: "Formation of Single-Walled Carbon Nanotube Thin Films on Electrodes Monitored by Electrochemical Quartz Crystal Microbalance"Chem Phy Chem.. 3. 456-458 (2002)

N.Nakashima：“电化学石英晶体微天平监测电极上单壁碳纳米管薄膜的形成”Chem Phy Chem.. 3. 456-458 (2002)

N.Nakashima: "Water-Soluble Single-Walled Carbon Nanotubes via Noncovalent Sidewall-Functionalization with a Pyrene-Carrying Ammonium Ion"Chem. Lett.. 2002. 638-639 (2002)

N.Nakashima：“通过携带芘的铵离子进行非共价侧壁官能化的水溶性单壁碳纳米管”Chem。

H.Murakami: "Noncovalent porphyrin-functionalized single-walled carbon nanotubes in solution and the formation of porphyrin-nanotube nanocomposites"Chem.Phys.Lett.. 378. 481-485 (2003)

H.Murakami：“溶液中非共价卟啉功能化的单壁碳纳米管以及卟啉-纳米管纳米复合材料的形成”Chem.Phys.Lett.. 378. 481-485 (2003)