プレスリリース
ビーカーを使って炭素の輪から作る二次元カーボンナノシート
～二次元物質のボトムアップ簡易合成への道～
NIMSは、名古屋大学、東京大学と共同で、高い導電性や触媒機能を持ち、新奇の電子材料として期待されるカーボンナノシートを、簡易に合成する手法を開発しました。
グラフェンに代表される、二次元状の炭素材料であるカーボンナノシートは、高い導電性や触媒機能も持つことから、新奇な電子材料や触媒膜として期待されています。高品質なカーボンナノシートを合成するためには、炭素を多く含む分子を、ナノスケールで構造を制御しながら組み上げることが求められます。しかし、そのためには高度な手法や高価な装置が必要であり、しかも最終段階において高温で焼成し炭素化する際にナノ構造が崩れてしまうという問題がありました。
本研究グループでは、水を注いだビーカーに渦流を生じさせ、その水面に輪状の炭素分子であるカーボンナノリングを浮かべ、それを基板に転写する簡易な方法で、均一かつ数十ナノメートルの孔を多く持つメソポーラス薄膜を作製できました。また、この薄膜を焼成することでメソポーラス構造を保持したままカーボンナノシートを得ることに成功しました。
本研究で用いた手法により、触媒活性を示すと予想される窒素を含有したカーボンナノシートの合成にも成功しているため、高価な白金を用いない触媒として燃料電池への応用などが期待されます。
本研究は、物質・材料研究機構 (NIMS) 超分子グループの森 泰蔵 NIMS特別研究員、有賀 克彦 グループリーダー (東京大学大学院 新領域創成科学研究科 教授 兼務) と、名古屋大学の伊丹 健一郎 教授らの研究チームによって行われました。また本研究は、科学技術振興機構 (JST) 戦略的創造研究推進事業 総括実施型研究 (ERATO) 「伊丹分子ナノカーボンプロジェクト (研究統括 : 伊丹 健一郎) 」、日本学術振興会 (JSPS) 科学研究費助成事業 新学術領域研究「配位アシンメトリ」の一環として行われました。
本研究成果は、Angewandte Chemie International Edition誌のオンライン速報版として現地時間2018年7月6日に掲載される予定です。
カーボンナノリングを用いたカーボンナノシートの合成
掲載論文
題目 : Carbon Nanosheets by Morphology-Retained Carbonization of Two-Dimensional Assembled Anisotropic Carbon Nanorings
著者 : Taizo Mori, Hiroyuki Tanaka, Amit Dalui, Nobuhiko Mitoma, Kengo Suzuki, Mutsuyoshi Matsumoto, Nikhil Aggarwal, Archita Patnaik, Somobrata Acharya, Lok Kumar Shrestha, Hirotoshi Sakamoto, Kenichiro Itami, Katsuhiko Ariga
雑誌 : Angewandte Chemie International Edition
掲載日時 : 2018年7月6日 (現地時間)
DOI : 10.1002/anie.201803859
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国立研究開発法人物質・材料研究機構
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国立大学法人 名古屋大学大学院 理学研究科 教授
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