Creation of chemical reaction system induced by twisting carbon nanotube ropes

単層カーボンナノチューブ（SWCNT）から成る弾性ロープを捻じる時になされる機械的エネルギーの一部は摩擦熱に変換されることが予測される。一方，SWCNTのナノ細孔場は，超高圧効果とナノ空間を持つ。これら摩擦熱・高圧・ナノ空間を利用して，SWCNTロープを捻じるだけで化学反応を誘発し，SWCNT内部でナノスケール材料が簡便に合成できるシステムを開発する研究課題である。SWCNTロープのみを大気中で捻じり，その構造の時間変化をフーリエ変換型赤外分光高度計（FT-IR）で測定したところ，ケトン基（C=O）に帰属されるピークが時間とともに大きくなることが観測され，SWCNTロープ試料を捻るだけでSWCNTが酸化していることが分かった。SWCNTの酸化には最低でも300-400℃が必要であることから，SWCNTロープを捻じるだけで高温が得られることが示された。1,2-エポキシシクロヘキサン（ECH）と蒸留水とアセトンを混合した溶液を添加したSWCNTロープ試料を，アルゴンで満たしたグローブボックス内の捻じり試験機にセットし，500 rpmの回転速度で捻じった。捻った前後のSWCNTロープ試料についてFT-IRスペクトルを測定した。捻り前はECH，H2O，アセトンに帰属されたるスペクトルであったが，捻り後のスペクトルは明らかに変化し1,2-シクロヘキサンジオール（CHD）に近いスペクトルが観測された。捻った後のSWCNTロープをアセトンに浸し抽出した白い粉体はCHDのIRスペクトルを示したため，SWCNTロープの捻りによりECHをCHDに化学反応させることに成功したと考えられる。

単層カーボンナノチューブ（SWCNT）から成る弾性ロープを捻じる時になされる機械的エネルギーの一部は摩擦熱に変換されることが予測される。一方，SWCNTのナノ細孔場は，超高圧効果とナノ空間を持つ。これら摩擦熱・高圧・ナノ空間を利用して，SWCNTロープを捻じるだけで化学反応を誘発し，SWCNT内部でナノスケール材料が簡便に合成できるシステムを開発する研究課題である。SWCNTロープのみを大気中で捻じり，その構造の時間変化をフーリエ変換型赤外分光高度計（FT-IR）で測定したところ，ケトン基（C=O）に帰属されるピークが時間とともに大きくなることが観測され，SWCNTロープ試料を捻るだけでSWCNTが酸化していることが分かった。SWCNTの酸化には最低でも300-400℃が必要であることから，SWCNTロープを捻じるだけで高温が得られることが示された。1,2-エポキシシクロヘキサン（ECH）と蒸留水とアセトンを混合した溶液を添加したSWCNTロープ試料を，アルゴンで満たしたグローブボックス内の捻じり試験機にセットし，500 rpmの回転速度で捻じった。捻った前後のSWCNTロープ試料についてFT-IRスペクトルを測定した。捻り前はECH，H2O，アセトンに帰属されたるスペクトルであったが，捻り後のスペクトルは明らかに変化し1,2-シクロヘキサンジオール（CHD）に近いスペクトルが観測された。捻った後のSWCNTロープをアセトンに浸し抽出した白い粉体はCHDのIRスペクトルを示したため，SWCNTロープの捻りによりECHをCHDに化学反応させることに成功したと考えられる。