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カーボンナノチューブにおける選択的分子認識の解明及びそれに基づいた高純度分離精製

阐明碳纳米管中的选择性分子识别及基于此的高纯度分离纯化

基本信息

批准号：
12J09888
负责人：
柳鍾泰
金额：
$ 0.58万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2012
资助国家：
日本
起止时间：
2012 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究ではカーボンナノチューブ(CNT)における選択的分子認識を解明し、CNTの高純度分離精製に向けて分子設計を行うことを目的としている。まず、金属性単層カーボンナノチューブ(m-SWNT)と半導体性単層カーボンナノチューブ(s-SWNT)における選択的分子認識を調べた。アフィニティークロマトグラフィー法を用い、溶出時間に基づいて検体と固定相との相互作用を見積もる方法を参考に実験を行った。各m-SWNTとs-SWNTを固定相とする液体クロマトグラフィー(LC)用カラムを作製し、多環芳香族分子の溶出時間を調べ、各カラムから得られた多環芳香族分子の溶出パターンを比較し、選択的分子認識を分析した。各カラムから得られたクロマトグラムに差は見られたが、詳細なメカニズムに関しては現在考察中である。一方、SWNTバンドル界面における選択的分子認識を調べた。SWNTバンドルに存在する外部溝はSWNT表面と比較し、分子がより安定に吸着できる特異的界面を与える。この界面における分子の吸着挙動を調べることは複合体デザインに向け興味深い知見を与えると期待できる。異なる濃度のSWNT可溶化溶液中に存在するSWNTはバンドル(凝集により束になった構造)程度が異なっており、シリカゲルにコーティングするとバンドル程度がフリージングされる。そこで、異なる濃度のSWNT可溶化溶液に等量のシリカゲルを加え、バンドル程度の大小を制御したSWNTコーティングを行った。薄い濃度でコーティングされたSWNTとシリカゲルの複合体(isolated-SWNT-silica)にはSWNTバンドルがほとんど見られないのに対し、濃い濃度でコーティングされた複合体(bundled-SWNT-silica)にはSWNTバンドルが多数見られ、バンドル程度を制御したSWNT-sillcaの作製ができた。各SWNT-silicaを高速液体クロマトグラフィー(HPLC)の固定相として用いるため、空カラムに充填し、HPLC用カラムを作製した。SWNT-silicaをHPLC用カラムとして用いSWNTと検体との相互作用を分析する方法は簡便でかつ正確性があり、各バンドル状態における分子との相互作用を調べるにあたり、適切な方法である。検体は多環芳香族分子を用いた。孤立分散したSWNTとバンドルしたSWNTを固定相とするカラムから得られたクロマトグラムから興味深い現象が見られた。p-Terpheny1以外は溶出順や溶出パターンが変化せずSWNT量に従い溶出時間が全体的にシフトする傾向が見られたことに対し、p-terphenylはSWNTバンドルが多い場合に他分子のシフトよりも大きく溶出時間が遅くなった。上記の結果からSWNTバンドル界面がp-terpheny1を選択的に認識することが示唆された。外部溝はSWNT間に存在する1次元性吸着サイトであるため、1次元性分子への選択性が強く現れたと考えられる。

This study explains the molecular understanding of ではカーボンナノチューブ(CNT) におけるし、CNT's high-purity separation and purification are directed to the molecular design and purpose of CNT.まず, metallic single layer カーボンナノチューブ(m-SWNT) and semiconductor single layer Molecular recognition of カーボンナノチューブ(s-SWNT)における选択.アフィニティークロマトグラフィー method をい, dissolution time にbased づいてThe interaction between the body and the stationary phase is as follows. Each m-SWNT and s-SWNT stationary phase and liquid クロマトグラフィー (LC) were manufactured by カラムを, polycyclic aromatic components The dissolution time of the sub-molecules is adjusted, and the dissolution of polycyclic aromatic molecules of each カラムから is obtained. Comparison of the dissolution of polycyclic aromatic molecules, and molecular understanding and analysis of the selection are made. Each カラムから got the られたクロマトグラムに difference られたが, the detailed なメカニズムに关しては is currently under investigation. On the one hand, the molecular recognition of SWNT バンドル interface におけるselect 択 is adjusted. There are external grooves on the SWNT surface, and the SWNT surface is relatively stable, and the molecules are stable and adsorbed, so there are specific interfaces and interfaces.このInterface におけるmolecule のsorbing 挙を Adjustment べることは complex デザインにけ interest deep いknowledge を and えると look forward to できる. The SWNT structure that exists in the SWNT solubilization solution with different concentrations ) degree of different なっており, シリカゲルにコーティングするとバンドル degree of がフリージングされる.そこで, different なる concentration のSWNT solubility solution にのシリカゲルをえ, バンドルのsize をcontrol したSWNT コーティングを行った. Thin concentration of SWNT and SWNT complex (isolated-SW NT-silica) SWNT バンドルがほとんど见られないのに対し、 density いコーティングされた Complex (bundled-SWNT-silica)にはSWNTバMost of the ンドルが see られ, バンドル degree をcontrol したSWNT-sillca の出ができた. Each SWNT-silica high-speed liquid silica stationary phase (HPLC) stationary phase was manufactured using silica gel, empty silica gel, and HPLC silica gel. SWNT-silica HPLC analysis method using SWNT body and interaction method is simplified It is correct and correct, each バンドルstate is molecule and the interaction is adjusted, and the appropriate method is correct.検 body and polycyclic aromatic molecules are used. Isolated dispersed SWNT stationary phase stationary phase SWNT stationary phaseラムムから得られたクロマトグラムから深 interesting phenomenon が见られた. Except for p-Terpheny1, the dissolution sequence and the dissolution rate are the same. The amount of SWNT and the dissolution time are all the same.たことに対し, p-terphenyl はSWNT バンドルが多い occasion に other molecules のシフトよりも大きく dissolve time が遅くなった. The result of the above mentioned SWNT interface is p-terpheny1 and the selected one is known and understood. The external groove exists between SWNTs, and the 1-dimensional adsorption and strong properties of 1-dimensional molecules are present.