カーボンナノコイルの新合成法の開発及び成長メカニズムの解明

1)カーボンナノコイル合成用新規触媒の探索(1)ナノコイル合成用新規触媒として、種々の合金系触媒について検討した結果、Fe-Ni(10%)が最も有効であった。(2)SUS304(Fe-Co-Ni)板を、基板に機械的に擦りつけた触媒を用いると,100%の純度でシングルコイルが合成できることを見出した(同じ触媒の粉末を用いた場合には、二重コイルしか得られない)。(3)ナノコイル合成用基板としては、黒鉛、ムライトやSiO_2より、高純度のAl_2O_3の方がすぐれており、高いコイル収量が得られた。2)モルフォロジー、微細構造及び成長メカニズムの検討を行った。(1)コイル径が数百ミクロン以下になると、スプリング状コイルの大量合成は困難となり、主としてツイスト状シングルナノコイルが成長した。(2)マイクロコイルはほとんど非晶質であるが、ナノコイルは、これより比較的結晶性が高いことがわかった。(3)種々の触媒について、コイルの途中でしばしばコイリングキラリティー(巻き方向)が変化する現象を見出し、触媒粒子近傍の微細構造を検討し、そのメカニズムを提案した。(4)ガス流量を通常の2/3倍とし、基板位置をガス導入口から2cmとすると、ファイバー径が100nm、コイル径が10-20nmの超弾力性コイルが得られた。3)機械的・電磁気的・センサー特性評価を行った。(1)コイルは熱処理するとその弾力性は次第に失われるが、1500℃くらいでは、as-grown CMCに比べてそれほど弾力性は失われないことがわかった。(2)超弾力性コイルは、2.45GHzのマイクロ波を効率良く吸収して熱エネルギーに変換することを見出した。エネルギー変換効率は50-70%に達した。(3)CMCを弾力性シリコーン樹脂中に分散させた複合材は、種々の刺激を識別でき、しかもこれを高感度で検出できる触覚センサー特性があることを見出した。

1)カーボンナノコイル合成用新規触媒の探索(1)ナノコイル合成用新規触媒として、種々の合金系触媒について検討した結果、Fe-Ni(10%)が最も有効であった。(2)SUS304(Fe-Co-Ni)板を、基板に機械的に擦りつけた触媒を用いると,100%の純度でシングルコイルが合成できることを見出した(同じ触媒の粉末を用いた場合には、二重コイルしか得られない)。(3)ナノコイル合成用基板としては、黒鉛、ムライトやSiO_2より、高純度のAl_2O_3の方がすぐれており、高いコイル収量が得られた。2)モルフォロジー、微細構造及び成長メカニズムの検討を行った。(1)コイル径が数百ミクロン以下になると、スプリング状コイルの大量合成は困難となり、主としてツイスト状シングルナノコイルが成長した。(2)マイクロコイルはほとんど非晶質であるが、ナノコイルは、これより比較的結晶性が高いことがわかった。(3)種々の触媒について、コイルの途中でしばしばコイリングキラリティー(巻き方向)が変化する現象を見出し、触媒粒子近傍の微細構造を検討し、そのメカニズムを提案した。(4)ガス流量を通常の2/3倍とし、基板位置をガス導入口から2cmとすると、ファイバー径が100nm、コイル径が10-20nmの超弾力性コイルが得られた。3)機械的・電磁気的・センサー特性評価を行った。(1)コイルは熱処理するとその弾力性は次第に失われるが、1500℃くらいでは、as-grown CMCに比べてそれほど弾力性は失われないことがわかった。(2)超弾力性コイルは、2.45GHzのマイクロ波を効率良く吸収して熱エネルギーに変換することを見出した。エネルギー変換効率は50-70%に達した。(3)CMCを弾力性シリコーン樹脂中に分散させた複合材は、種々の刺激を識別でき、しかもこれを高感度で検出できる触覚センサー特性があることを見出した。