Seeking New Nanodiamonds by Structural Phase Transitions of Carbon Nanopeapods

本研究では、カーボンナノチューブに原子や機能分子を内包させた「ナノピーポッド」を原料とし、レーザー加熱式ダイアモンドアンビルセル高圧発生装置を用いてヘテロ原子を内在した機能性ナノダイヤモンドを創製することを目的とした。その過程で、ダイヤモンドイド（ダイヤモンドの部分骨格）を内包すると、カーボンナノチューブがナノダイヤモンドへ構造相転移するために必要な圧力が減少することを見出した。これは、結晶の核となるダイヤモンドイドがナノチューブに高濃度でドープされ、相転移のエネルギー障壁が低下したことに起因する。今後さらに詳細な実験を進め、この結果について論文にまとめる予定である。なお、原料合成において、ダイヤモンドイドにヒドロキシ基を付加することでカーボンナノチューブ内で分子間水素結合が生じ、それによってダイヤモンドイド・ピーポッドの収率が飛躍的に向上することを発見した。この成果はすでに論文にまとめ、英国化学会誌「Chemical Communications」誌（Outside Back Cover）で発表された。また、一連の実験を通して、ピーポッドの超高圧合成によりヘテロ原子ドープ・ナノダイヤモンドを探索するための基盤技術（合成、評価技術）の確立に成功した。この基盤技術を用い、現在はTeやEuを内包したピーポッドの創製と評価に取り組んでいる。現在までにヘテロ原子ドープ・ダイヤモンドが合成された明確な証拠は得られていない。今後は、カーバイド（炭化物）を形成することが知られている元素に照準をに絞り、探索を進めていく予定である。

本研究では、カーボンナノチューブに原子や機能分子を内包させた「ナノピーポッド」を原料とし、レーザー加熱式ダイアモンドアンビルセル高圧発生装置を用いてヘテロ原子を内在した機能性ナノダイヤモンドを創製することを目的とした。その過程で、ダイヤモンドイド（ダイヤモンドの部分骨格）を内包すると、カーボンナノチューブがナノダイヤモンドへ構造相転移するために必要な圧力が減少することを見出した。これは、結晶の核となるダイヤモンドイドがナノチューブに高濃度でドープされ、相転移のエネルギー障壁が低下したことに起因する。今後さらに詳細な実験を進め、この結果について論文にまとめる予定である。なお、原料合成において、ダイヤモンドイドにヒドロキシ基を付加することでカーボンナノチューブ内で分子間水素結合が生じ、それによってダイヤモンドイド・ピーポッドの収率が飛躍的に向上することを発見した。この成果はすでに論文にまとめ、英国化学会誌「Chemical Communications」誌（Outside Back Cover）で発表された。また、一連の実験を通して、ピーポッドの超高圧合成によりヘテロ原子ドープ・ナノダイヤモンドを探索するための基盤技術（合成、評価技術）の確立に成功した。この基盤技術を用い、現在はTeやEuを内包したピーポッドの創製と評価に取り組んでいる。現在までにヘテロ原子ドープ・ダイヤモンドが合成された明確な証拠は得られていない。今後は、カーバイド（炭化物）を形成することが知られている元素に照準をに絞り、探索を進めていく予定である。