ナノマテリアル表面の新規高機能化技術

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本研究では,フラックス反応場の導入を特徴とし,"光・プラズマプロセス","自己組織化単分子膜(SAM)"と"ナノプローブ"をキーワードに,機能性官能基を導入するだけでないナノマテリアル表面の新しい高機能化技術の研究に努めた。本年度は特に,各種表面改質技術へのフラックス反応場の導入を検討した。具体的には,真空紫外(VUV)光や大気圧プラズマとフラックス概念(溶液の過飽和度の変化を利用した結晶育成技術)を組み合わせた新技術を開発した。VUV光や大気圧プラズマは,大気雰囲気下では活性酸素種が発生するため,さまざまな物質表面を改質あるいは分解することができる。フラックス概念とVUV光(や大気圧プラズマ)のエネルギーを組み合わせ,ナノマテリアル表面をユニークな化学反応場にさらすことで,(1)その表面の原子をきわめて動きやすい環境にし,物質表面を高機能化した,(2)その表面に機能性ナノクリスタルを直接育成することで,高機能化を実現した。特に,ナノカーボンマテリアルの表面に(1)や(2)の高機能化技術を導入でき,ユニークな特性をもつ新しいナノカーボンマテリアルを創成できた。具体的には,カーボンナノチューブ(CNT)表面に親水性官能基を導入し,ナノクリスタルの核形成拠点を導入することで,CNT表面に遷移金属化合物(NiやCoなど)のナノウィスカー・ナノシートを直接形成できた。フラックス概念を導入したナノクリスタル形成技術であり,CNT表面にきわめて高度に複合化することに成功した。また,プローブ法にフラックス概念を導入することで,きわめて限定したエリアにナノクリスタルを直接形成できる可能性も見出した。