カーボンナノチューブコンポジットの光メカニカル機能創出

碳纳米管复合材料光机械功能的创造

基本信息

批准号：
20044023
负责人：
中嶋直敏
金额：
$ 1.54万
依托单位：
Kyushu 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：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

高分子ゲルなどのソフトマテリアルの相転移は、様々な外部刺激により誘起させることができるため、メモリー、アクチュエータなど様々な材料分野において注目されている。特にポリ(N-イソプロピルアクリルアミド)(PNIPAM)は温度等による外部刺激に応答した体積相転移を示すことから多彩な分野で研究されている。カーボンナノチューブ(CNT)は、優れた導電性、機械的特性、熱特性、化学的安定性をもつ1次元構造の導電性分子ナノワイヤーである。CNTは近赤外領域に吸収を持っており、近赤外光を照射すると、そのエネルギーを効率よく熱エネルギーに変換する性質を有している。本研究では、SWNTを酸処理して得られた切断カーボンナノチューブ(cSWNT)を分散した水溶液中でNIPAMをラジカル重合し、cSWNT/PNIPAM複合ゲルを作製した。このゲルに近赤外レーザー(1064nm)を繰り返し照射し、形状変化を観察した。繰り返しレーザー照射実験を行なったところ、1200回繰り返し照射後においてもゲルは、初期と同様の体積相転移挙動を示した。また、ゲルのラマンスペクトル、可視/近赤外吸収スペクトルも照射後変化は認めらなかった。これより、複合ゲルが、繰り返しのレーザー光照射に対して、極めて安定であることがわかった。これらの現象は水以外の媒体でも認められた。これらのオリジナルな基礎成果は、CNT複合ゲルの近赤外レーザー光メカニカル機能創出とその応用(光メカニカルナノデバイス)についての研究に重要な指針を与える。

各种外部刺激可以诱导软材料（例如聚合物凝胶）的相变，并引起各种材料（例如记忆和执行器）的注意。特别是，已经在各种领域中研究了聚（N-异丙基丙烯酰胺）（PNIPAM），因为由于温度等，它表现出响应于外部刺激的体积相变。碳纳米管（CNT）是一维导电分子纳米线，具有出色的导电性，机械性能，热性能和化学稳定性。 CNT在近红外区域具有吸收，当用近红外光照射时，它们有效地将该能量转化为热能。在这项研究中，将NIPAM从根本上聚合在水溶液中，其中通过用SWNT进行酸处理获得的碳纳米管（CSWNT）分散以形成CSWNT/PNIPAM复合凝胶。该凝胶用近红外激光（1064 nm）反复辐照，以观察形状的变化。重复的激光照射实验表明，即使在1200个重复辐射之后，凝胶仍表现出与最初相同的体积相变行为。此外，在拉曼光谱中未观察到变化，辐照后凝胶的可见/近红外吸收光谱。这表明复合凝胶在反复的激光照射下非常稳定。这些现象也在水以外的培养基中观察到。这些最初的基本结果为研究近红外激光机械功能创建及其应用（光学机械纳米版）提供了重要的指导。

项目成果

期刊论文数量（4）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

カーボンナノヂューブ/高分子ゲル複合体の近赤外光誘起相転移

近红外光诱导碳纳米管/聚合物凝胶复合材料的相变

DOI：
发表时间：
2009
期刊：
影响因子：
0
作者：
森本達郎;藤ヶ谷剛彦;中嶋直敏
通讯作者：
中嶋直敏

Near-IR Laser-Driven Reversible Volume Phase Transition of Single-Walle d Carbon Nanotubes/Polv(N-isopropvlacrvlamide) Composite uels

近红外激光驱动单壁碳纳米管/聚(N-异丙酰胺)复合材料的可逆体积相变

DOI：
发表时间：
2008
期刊：
Adv. Mater 20
影响因子：
0
作者：
T. Fujigaya;T. Morimoto;Y. Niidome;N. Nakashima
通讯作者：
N. Nakashima

カーボンナノチューブ/高分子ゲル複合体の近赤外光誘起相転移

近红外光诱导碳纳米管/聚合物凝胶复合材料的相变

DOI：
发表时间：
2009
期刊：
影响因子：
0
作者：
森本達郎;藤ヶ谷剛彦;中嶋直敏
通讯作者：
中嶋直敏

Near-IR Laser-Driven Reversible Volume Phase Transition of Carbon Nanotubes/poly (N-Isopropylacrylamide) Composite Gel

近红外激光驱动碳纳米管/聚（N-异丙基丙烯酰胺）复合凝胶的可逆体积相变

DOI：
发表时间：
2008
期刊：
影响因子：
0
作者：
Y. Tanaka;K. Hirayama;T. Fujigaya,Y. Niidome;N. Nakashima;Hironori Kaji (Invited);中嶋直敏;W. Gao;中嶋直敏;倉本守;梶弘典(Invited);中嶋直敏;C. Yoshikawa;梶弘典(Invited);中嶋直敏
通讯作者：
中嶋直敏