分子・結晶レベル空間でのアロイングによる新炭素物質の探索

これまでの炭素科学がバルクとしての性質に対してミクロな部分に解答を求めるアプローチが常道であった。ここでは、原子、分子そして大きくともナノメータオーダーまでで炭素の評価と解析を行い、これをマクロな物性に投影することを具体的に試みた。その結果、次に掲げるような項目について、実験ならびに理論的側面から検討を加え、ナノメータオーダーで構造と物性の相関描像を確立できた。1)硼素を置換したグラファイト網面の構造とLi吸蔵特性ならびにLiイオン電池への応用2)単一グラフェンシートの調製とリボン構造の種々による電子構造の変化3)微小グラファイト層面へのLi吸蔵メカニズムと欠損を有するグラファイト網面の電子構造についての理論的検証4)sp^2,^3結合が混合した炭素フィルムの調製と電子物性5)C_xN_y炭素の調製とLi吸蔵特性の解析6)活性炭素中のポアー構造と生体反応7)グラフェンシートヘのヨウ素吸着機構の理論的検討以上について、これまでには無い新規で独自の炭素科学の領域を完成できた。ことに、炭素層面がナノサイズになることによって特徴的に発生する網面エッジや単一層面の効果、B等のドーピングと格子乱れ、乱雑な炭素系、sp結合含有炭素体、CN結合、に興味深い知見が多く得られております。これらについて理論と実験的検証を統合的にすすめ、その概念を具体的モデルで提示した。さらに生理学的側面と炭素の化学、物理的関係についても微視的な観点で相互の関係確立に迫っており、従来には無い炭素研究領域を構築する機会となった。さらに、実験と理論の双方のグループが触発し合い、将来の応用の可能性についても幅広く提示できた。

これまでの炭素科学がバルクとしての性質に対してミクロな部分に解答を求めるアプローチが常道であった。ここでは、原子、分子そして大きくともナノメータオーダーまでで炭素の評価と解析を行い、これをマクロな物性に投影することを具体的に試みた。その結果、次に掲げるような項目について、実験ならびに理論的側面から検討を加え、ナノメータオーダーで構造と物性の相関描像を確立できた。1)硼素を置換したグラファイト網面の構造とLi吸蔵特性ならびにLiイオン電池への応用2)単一グラフェンシートの調製とリボン構造の種々による電子構造の変化3)微小グラファイト層面へのLi吸蔵メカニズムと欠損を有するグラファイト網面の電子構造についての理論的検証4)sp^2,^3結合が混合した炭素フィルムの調製と電子物性5)C_xN_y炭素の調製とLi吸蔵特性の解析6)活性炭素中のポアー構造と生体反応7)グラフェンシートヘのヨウ素吸着機構の理論的検討以上について、これまでには無い新規で独自の炭素科学の領域を完成できた。ことに、炭素層面がナノサイズになることによって特徴的に発生する網面エッジや単一層面の効果、B等のドーピングと格子乱れ、乱雑な炭素系、sp結合含有炭素体、CN結合、に興味深い知見が多く得られております。これらについて理論と実験的検証を統合的にすすめ、その概念を具体的モデルで提示した。さらに生理学的側面と炭素の化学、物理的関係についても微視的な観点で相互の関係確立に迫っており、従来には無い炭素研究領域を構築する機会となった。さらに、実験と理論の双方のグループが触発し合い、将来の応用の可能性についても幅広く提示できた。