Creation of chemical reaction system induced by twisting carbon nanotube ropes

通过扭转碳纳米管绳诱导化学反应系统的创建

• 批准号: 22K04876
• 负责人: 内海 重宜
• 金额: $ 2.58万
• 依托单位: Suwa University of Science
• 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-22K04876/
• 关键词: カーボンナノチューブロープ; 捻り; 機械的エネルギー; 摩擦熱; 超高圧効果; ナノ空間

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。

A single layer of SWCNT is formed by a single layer of SWCNT, and a single layer of SWCNT is formed by a single layer of SWCNT, and a single layer of SWCNT is formed. On the other hand, SWCNT's fine pore field is opposite, and the ultra-high pressure effect is opposite to the space. The research topic is to develop a simple synthesis of SWCNT internal materials for the purpose of chemical reaction induction due to the utilization of friction heat, high pressure and space. The heart of the SWCNT can be seen in the atmosphere, and the time changes of the structure can be measured by a flexible infrared spectroaltimeter (FT-IR). The time and the hand can be seen on the computer based on the carbon (C=O). When the SWCNT sample is twisted, the SWCNT can be acidified. SWCNT acidification is at a minimum temperature of 300-400℃. 1,2-Diethyl ether (ECH) and distilled water were added to the SWCNT solution, and the reaction speed was 500 rpm. FT-IR measurements of SWCNT samples before and after twisting Before the game, H2O, the game was played. After the game, the game was played. SWCNT powder was extracted from the solution and the chemical reaction of CHD was successfully investigated.