コアシェル型単分子接合を利用した革新的フレキシブル熱電材料の創出

使用核壳单分子结创建创新的柔性热电材料

• 批准号: 15J10711
• 负责人: 伊藤 光洋
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: Nara Institute of Science and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2015
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2015-04-24 至 2017-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15J10711/
• 关键词: カーボンナノチューブ; フレキシブル熱電素子; 熱電変換; タンパク質

身の周りの廃熱から電力を得ることのできる熱電変換素子はIoT用電源として有望である。体温から経常的に電気を生み出せることは魅力的であり、ヘルスモニタ用電源など多くの応用が期待される。しかし、従来の硬くて重い素子を身に着けることは現実的ではないため、高い柔軟性と軽量性を特徴とするカーボンナノチューブ（CNT）複合材料がフレキシブル熱電材料として有望視され、研究が盛んに行われている。それにつれて、材料の性能を表す無次元性能指数ZTも大きく向上しつつある。ただし、実用化のためには、ZTだけを重視するのでなく、実使用環境での性能や使い勝手を考慮した素子開発が必要である。例えば、熱電素子を体に貼り付け、大気への自然放熱を利用し温度差を付けることを想定すると、素子に生じる温度差は厚みと熱伝導率の関数となる。熱伝導計算から、十分な温度差を得て高い出力を得るためには、素子の熱伝導率が0.1 W/Km以下、厚みが2 mm以上必要と計算される。しかし、CNTは熱伝導率が高いことが知られており、熱伝導率を抑制する新たな材料設計が要求される。また、従来の蒸着やウェットプロセスでは数mmの厚みをもつ高品質な活性層を形成することは容易ではなく、厚みと柔軟性の両立も困難である。本研究では、これら２つの課題を解決する統合的な材料／素子設計を確立することを目的とした。素子設計に関し、糸状熱電材料を布に縫い作成する布状熱電変換素子を考案した。この素子は厚みが容易で曲げや伸ばしに強く、服に縫い付けることで熱電服が実現できる。これまでにストライプ状にドーピングされたナノチューブ紡績糸を使用し布状熱電変換素子の実証に成功した。また、材料設計に関してバイオ分子の自己組織性を利用することでナノチューブの熱伝導率を大きく抑制する方法を開発した。以上のように熱電服の実現にむけての技術の開発に成功した。

It is expected that the power supply for IoT will be popular every week. The electrical equipment students with a high body temperature will not be able to use the charm of the battery, the power source of the battery, the power source of the battery, and the power source of the battery. The quality of the composite material (CNT) is different from that of the composite material, which is expected to be used in the field of research and research. The material properties table shows that the dimensionless performance index ZT is higher than that of the material. It is necessary to pay attention to the use of environmental protection equipment, such as the use of environmental protection, the use of environmental protection performance, and the use of environmental protection performance, so that it is necessary to carry out the necessary information on the basis of the necessary information. For example, the temperature difference is used to pay the temperature difference, the temperature difference is thick, the temperature difference is thick, the temperature difference is thick. When the temperature difference is 10%, and the temperature difference is 10%. Temperature response, CNT temperature response rate, high temperature, high temperature, low temperature, low temperature, They are steaming, steaming, and counting the number of mm, high-quality, high-quality, high In this study, the integrated material

项目成果

Independent Control of Phonon and Carrier Transports in Carbon Nanotube with Biomolecular Junctions for Improving Thermoelectric Performances

具有生物分子结的碳纳米管中声子和载流子传输的独立控制以提高热电性能

• 发表时间: 2016
• 作者: H. Kojima;R. Abe;M. Ito;Y. Tomatsu;F. Fujiwara;R. Matsubara;N. Yoshimoto;M. Nakamura;Mitsuhiro Ito
• 通讯作者: Mitsuhiro Ito

Enhancement of Thermoelectric Properties in Carbon Nanotube Films by Controlling Phonon and Charge Transport Using Biomolecular Junctions

通过利用生物分子结控制声子和电荷传输来增强碳纳米管薄膜的热电性能

• 发表时间: 2016
• 作者: H. Kojima;R. Abe;M. Ito;Y. Tomatsu;F. Fujiwara;R. Matsubara;N. Yoshimoto;M. Nakamura;Mitsuhiro Ito;Mitsuhiro Ito;伊藤光洋;Mitsuhiro Ito
• 通讯作者: Mitsuhiro Ito

有機系熱電材料の探索：電荷および熱輸送の新たな制御法を探して

寻找有机热电材料：寻找电荷和热传输的新控制方法

• 发表时间: 2015
• 作者: H. Kojima;R. Abe;M. Ito;Y. Tomatsu;F. Fujiwara;R. Matsubara;N. Yoshimoto;M. Nakamura;Mitsuhiro Ito;Mitsuhiro Ito;伊藤光洋;Mitsuhiro Ito;伊藤光洋;伊藤光洋
• 通讯作者: 伊藤光洋

縞状ドーピングされたCNT紡績糸を用いた熱電布の作製

采用条纹掺杂碳纳米管细纱制备热电布

• 发表时间: 2016
• 作者: H. Kojima;R. Abe;M. Ito;Y. Tomatsu;F. Fujiwara;R. Matsubara;N. Yoshimoto;M. Nakamura;Mitsuhiro Ito;Mitsuhiro Ito;伊藤光洋;Mitsuhiro Ito;伊藤光洋
• 通讯作者: 伊藤光洋

縞状ドーピングされたCNT紡績糸による布状熱電変換素子

使用条状掺杂CNT细纱的布状热电转换装置

• 发表时间: 2015
• 作者: H. Kojima;R. Abe;M. Ito;Y. Tomatsu;F. Fujiwara;R. Matsubara;N. Yoshimoto;M. Nakamura;Mitsuhiro Ito;Mitsuhiro Ito;伊藤光洋;Mitsuhiro Ito;伊藤光洋;伊藤光洋;伊藤光洋
• 通讯作者: 伊藤光洋