チップ状,粉体状炭素を原料としたフラーレンの連続合成装置の開発

これまで、閉鎖容器アーク放電型フラーレン自動合成装置を開発してきたが、消費した炭素原料の充填に多大の労力がかかり、非効率的である。そこで、半永久的な連続合成を実現するために、チップ状炭素投入型フラーレン連続自動合成装置を開発した。この装置では、直径約70mmのオ-ブン状炭素陽極とロッド状陰極の間で放電を行い、原料炭素を、上部の炭素原料貯蔵庫よりオ-ブン内に投入していく。この方法でもC_<60>含有率10%以上の煤を連続発生することができた。しかし、炭素の昇華速度は従来より低かった。そこで、この放電に磁場を印加し、JxBアークジェット法で炭素原子を横方向に噴出させたところ、合成効率が10倍以上に高まり、これまでと同様の昇華速度を得ることができた。装置のスケールアップにより合成効率を更に上昇させることが可能である。この方法では、フラーレン抽出済みの炭素残留物をそのまま原料として再利用でき、実験行うと、C_<60>含有率15%以上の煤を合成することができた。つまり、炭素原料100%有効利用した合成が可能となった。炭素残留物中には立体構造を残した炭素分子が多数存在し、自己形成の新しい過程が作られる可能性がある。

これまで、閉鎖容器アーク放電型フラーレン自動合成装置を開発してきたが、消費した炭素原料の充填に多大の労力がかかり、非効率的である。そこで、半永久的な連続合成を実現するために、チップ状炭素投入型フラーレン連続自動合成装置を開発した。この装置では、直径約70mmのオ-ブン状炭素陽極とロッド状陰極の間で放電を行い、原料炭素を、上部の炭素原料貯蔵庫よりオ-ブン内に投入していく。この方法でもC_<60>含有率10%以上の煤を連続発生することができた。しかし、炭素の昇華速度は従来より低かった。そこで、この放電に磁場を印加し、JxBアークジェット法で炭素原子を横方向に噴出させたところ、合成効率が10倍以上に高まり、これまでと同様の昇華速度を得ることができた。装置のスケールアップにより合成効率を更に上昇させることが可能である。この方法では、フラーレン抽出済みの炭素残留物をそのまま原料として再利用でき、実験行うと、C_<60>含有率15%以上の煤を合成することができた。つまり、炭素原料100%有効利用した合成が可能となった。炭素残留物中には立体構造を残した炭素分子が多数存在し、自己形成の新しい過程が作られる可能性がある。