Formation of functional sheet by combination of carbon nanotubes and cellulose nanofibers

碳纳米管与纤维素纳米纤维组合形成功能片材

• 批准号: 22K04872
• 负责人: 佐藤 英樹
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Mie University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K04872/
• 关键词: カーボンナノチューブ; セルロースナノファイバー; 複合材料; 機能性シート; 紡績; 機能性フレキシブルシート

カーボンナノチューブ（CNT）はナノメートルオーダーの直径を有するチューブ形状の炭素材料であり，高機械強度，良好な導電性など優れた特性を有する，フレキシブルな導電性材料である。またセルロースナノファイバー（CNF）は，木材を原料とする自然由来の再生可能材料で，セルロースをナノスケールのサイズまで解繊して得られる。CNT同様優れた機械的特性を有し，電気的には絶縁材料である。これらを組み合わせて複合化することにより，機械的に強靱でかつフレキシブルな新規機能性材料の創出が期待できる。本研究では，CNTとCNF複合化することにより，電気的特性が制御された新規機能性CNT/CNF複合材料の創製を目指す。さらに，CNTとCNFの複合繊維を紡績する方法を確立し，従来にない機能性繊維の創製を目指す。そしてこれらをフレキシブルエレクトロニクス応用へ展開することを最終目標として研究を行う。当該年度は第一段階として，種々の条件でCNTとCNFをブレンドし，これをシート形状に成形したCNT/CNF複合シートを作製するための条件の基礎検討を行った。その結果，CNT/CNF複合シートを作製するための最適な条件が見出すことができ，数cm角の大きさのシートの作製に成功した。また，CNT/CNF複合シートの電気的特性の検討を行ったところ，CNFにブレンドするCNT量を調節することにより，シートの電気抵抗の制御を行うことにも成功した。さらに，紡績手法を用いたCNT/CNF複合紡織糸の作製に向けた基礎検討を実施した。その結果，CNT/CNF紡績を行うために解決すべき諸問題が明らかになった。現在のところ紡績糸作製の実現には至っていないが，前述の問題解決に向けた検討を行い。CNT/CNF紡績実現に向けた方策を立てることができた。

カ ー ボ ン ナ ノ チ ュ ー ブ (CNT) は ナ ノ メ ー ト ル オ ー ダ ー の diameter を have す る チ ュ ー ブ shape の carbon material で あ り, high mechanical strength, good な conductivity な ど optimal れ た features を have す る, フ レ キ シ ブ ル な conductive material で あ る. ま た セ ル ロ ー ス ナ ノ フ ァ イ バ ー (CNF) は, wood を materials と す る natural origin の で regeneration may be material, セ ル ロ ー ス を ナ ノ ス ケ ー ル の サ イ ズ ま で solution 繊 し て must ら れ る. The characteristics of CNT similar to れた machinery を include を, and the electrical に である insulating material である. こ れ ら を group み close わ せ composite て す る こ と に よ り, strong mechanical に 靱 で か つ フ レ キ シ ブ ル な new rules functional materials の makes が expect で き る. This study で は, CNT と composite CNF す る こ と に よ り, the characteristics of electric 気 が suppression さ れ た new rules on functional CNT/CNF composites の created を refers す. さ ら に, CNT と CNF の composite spinning す 繊 d を る method を し, 従 to に な い functional 繊 d の created を refers す. そ し て こ れ ら を フ レ キ シ ブ ル エ レ ク ト ロ ニ ク ス 応 using へ expansion す る こ と を ultimate goal と し を line う て research. When the first annual は Duan Jie と し て, kind of 々 の conditions で CNT と CNF を ブ レ ン ド し, こ れ を シ ー ト shape forming し に た CNT/CNF composite シ ー ト を cropping す る た め の の conditions for line beg を 検 っ た. そ の results, CNT/CNF composite シ ー ト を cropping す る た め の out optimum conditions な が す こ と が で き, several cm large Angle の き さ の シ ー ト の cropping に successful し た. ま た, CNT/CNF composite シ ー ト の electrical characteristics of 気 の 検 line for を っ た と こ ろ, CNF に ブ レ ン ド す る を CNT quantity adjustment す る こ と に よ り, シ ー ト 気 の electricity resistance の suppression を line う こ と に も successful し た. Youdaoplaceholder0, spinning method を is made by using さらに たCNT/CNF composite textile threads に from the けた base 検 to を application た. As a result, CNT/CNF spinning achieved を, うために, and solved すべ, ら, ら, になった. Now の と こ ろ spinning si cropping の be presently に は to っ て い な い が, the foregoing の problem solving to け に た い beg を 検 line. The performance of CNT/CNF spinning shows that に is developing in the direction of けた, を, てる, てる, とがで, た, た.

项目成果

鉄内包カーボンナノチューブ／セルロースナノファイバー複合シートの作製

铁包覆碳纳米管/纤维素纳米纤维复合片材的制备

• 发表时间: 2023
• 作者: 高崎 廉大;佐藤 英樹;藤原 裕司
• 通讯作者: 藤原 裕司

コバルト添加触媒薄膜上に成長させた鉄内包カーボンナノチューブの磁気特性

钴掺杂催化剂薄膜上生长的铁封装碳纳米管的磁性

• 发表时间: 2022
• 作者: 森島 隆文;佐藤 英樹;藤原 裕司
• 通讯作者: 藤原 裕司

Field-Induced Self-Assembly Filament Formation of Carbon Nanotube with Various Dimensions

不同尺寸碳纳米管的场诱导自组装丝形成

• 发表时间: 2023
• 作者: Miyazaki Hidetoshi;Kimura Shin-ichi;Onishi Kensuke;Hihara Takehiko;Yoshimura Masato;Ishii Hirofumi;Mikami Masashi;Nishino Yoichi;Kohei Tomita and Hideki Sato
• 通讯作者: Kohei Tomita and Hideki Sato

Electrospinning of Polymer Nanofibers Containing Carbon Nanotubes Filled with Iron Nanowires

含铁纳米线填充碳纳米管聚合物纳米纤维的静电纺丝

• 发表时间: 2023
• 作者: Mutsuki Fujii;Takumitsu Tsunekawa;Yuji Fujiwara and Hideki Sato
• 通讯作者: Yuji Fujiwara and Hideki Sato

Formation of carbon nanotube yarn by gas discharge breakdown

气体放电击穿形成碳纳米管纱线

• DOI: 10.35848/1347-4065/ac826f
• 发表时间: 2023
• 期刊: Japanese Journal of Applied Physics
• 影响因子: 1.5
• 作者: SAGISAKA;Keisuke;NARA;Jun;Jill Wenderott;Kadowaki;Ryo;Maruta;Akane;Abukawa;Tadashi;FUJITA;Daisuke.;Hiro Hayama and Hideki Sato
• 通讯作者: Hiro Hayama and Hideki Sato