化学修飾ナノチューブの電子構造と光物性

化学修饰纳米管的电子结构和光学性质

• 批准号: 19029020
• 负责人: 今堀 博
• 金额: $ 1.09万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19029020/
• 关键词: カーボンナノチューブ; 化学修飾; ビンゲル反応; 可溶化; マイクロ波; 束状構造; 修飾率; 電子構造

単層カーボンナノチューブは、特異的な幾何・電子構造のみならず、機械的強度や熱伝導性等において従来の物質には無い優れた特性を有しており、幅広い用途への応用が期待されている。しかしながら、単層カーボンナノチューブは分子間相互作用が極めて強く、束状構造を取るために、水および有機溶媒への溶解性が極めて低い。そのため、応用研究を発展させるためには、このバンドル化を抑制して溶解性を向上させることが重要となる。これまでに、可溶性官能基を共有結合により連結することで、単層カーボンナノチューブの溶解性の向上を達成した例も数多く報告されている。しかしながら、一般に、共有結合による化学修飾は単層カーボンナノチューブのπ電子系を壊し、その電子構造を大きく変化させてしまう。したがって、溶解性の付与と電子構造の保持を両立する単層カーボンナノチューブの化学修飾法の開発が強く望まれている。本研究では、単層カーボンナノチューブの電子構造に側壁化学修飾が与える影響を系統的に考察するため、マイクロ波照射下でのビンゲル反応による側壁化学修飾を行ったところ、マイクロ波強度により修飾率を制御できることを見出した。また、本手法で得られた側壁化学修飾単層カーボンナノチューブは、通常の場合と異なり、高修飾率においてもその電子構造が保持されていることがわかった。これは、ビンゲル反応が単層カーボンナノチューブの溶解性の向上と電子構造の保持を同時に達成することを示しており、今後、ビンゲル反応による単層カーボンナノチューブのさらなる高機能化や、その電子デバイスなどへの応用が期待できる。また、実験結果と理論的考察とを対比したところ、ゼンゲル反応は、生成する三員環の面とナノチューブ長軸が直交するように付加が起こっていると推察された。

The layer structure indicates that the material has different characteristics such as geometry, electronic structure, mechanical strength, thermal conductivity, etc. The solubility of water and organic solvents is extremely low. It is important to study the development of new technologies and technologies, and to control the solubility of new technologies. The soluble functional groups are bound together, linked together, and the solubility of the single layer is reported. The chemical modification of the π-electron system in the layer structure and the electronic structure in the layer structure are different. The development of chemical modification methods for the determination of solubility and the preservation of electronic structure is highly desirable. In this study, the effect of side wall chemical modification on the electronic structure of the film was investigated. This method is used to modify the electronic structure of the sidewall chemically. In the future, we hope to achieve the goal of high functionality and high electronic performance while maintaining the solubility and electronic structure of the single-layer film. The result of the investigation is that the surface of the three-member ring is perpendicular to the long axis of the ring.

项目成果

Retention of Intrinsic Electronic Properties of Soluble Single-Walled Carbon Nanotubes after Significant Degree of Sidewall Functionalization by Bingel Reaction

通过宾格尔反应进行显着程度的侧壁功能化后可溶性单壁碳纳米管的固有电子特性的保留

• 发表时间: 2007
• 期刊: J. Phys. Chem. C 111
• 作者: T. Umeyama;N. Tezuka;M. Fujita;Y. Matano;N. Takeda;K. Murakoshi;K. Yoshida;S. Isoda;H. Imahori
• 通讯作者: H. Imahori

ポルフィリン有機太陽電池

卟啉有机太阳能电池

• 发表时间: 2007
• 作者: T. Umeyama;H. Imahori;et. al.;今堀 博
• 通讯作者: 今堀 博

フェニレン系ポリマー、カーボンナノチューブ用分散剤、カーボンナノチューブ複合体、太陽電池用薄膜、ならびにカーボンナノチューブ複合体の分散液およびその製造方法

亚苯基聚合物、碳纳米管用分散剂、碳纳米管复合体、太阳能电池用薄膜、碳纳米管复合体的分散体及其制造方法

• 发表时间: 2007

Electrophoretic Deposition of Single-Walled Carbon Nanotubes Covalently Modified with Bulky Porphyrins on Nanostructured SnO2 Electrodes for Photoelectrochemical Devices

• DOI: 10.1021/jp072075w
• 发表时间: 2007-07
• 期刊: Journal of Physical Chemistry C
• 影响因子: 3.7
• 作者: T. Umeyama;M. Fujita;Noriyasu Tezuka;Naoki Kadota;Y. Matano;Kaname Yoshida;S. Isoda;H. Imahori

Photoinduced Energy Transfer in Composites of Poly[(p-phenylene-1,2-vinylene)-co-(p-phenylene-l,l-vinylidene)]and Single-Walled Carbon Nanotubes

聚[(对亚苯基-1,2-亚乙烯基)-共-(对亚苯基-1,1-亚乙烯基)]与单壁碳纳米管复合材料中的光诱导能量转移

• 发表时间: 2007
• 期刊: Chem. Phys. Lett. 444
• 作者: T. Umeyama;H. Imahori;et. al.
• 通讯作者: et. al.