Development of high-temperature superconducting diamond created from graphene oxide

开发由氧化石墨烯制成的高温超导金刚石

基本信息

批准号：
20K21213
负责人：
速水真也
金额：
$ 4.16万
依托单位：
Kumamoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-07-30 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、ダイヤモンドの合成材料としてGOナノシートに着目した。グラファイトを酸化することで作製されるGOナノシートは、そのナノシート表面に多数の酸素官能基（エポキシ基、カルボキシル基、ヒドロキシル基など）を有しており、sp3のドメインが広がっている。このGOナノシートは様々な手法（化学還元、熱還元、光還元など）で還元することができ、還元後の酸化グラフェン還元体（rGO）は、酸素官能基のほとんどが脱離し、ヒドラジン還元すると窒素がドープされる。そのほか、同様にホウ素やリンあるいはハロゲンなどもドープすることができる。したがって様々な元素を炭素材料にドープすることができるため、これらを原料にした様々な原子をドープしたダイヤモンドの合成が可能となる。ダイヤモンドの合成は、GOのドープによるダイヤモンドの合成に適した高温高圧合成法とダイナマイトなどによる衝撃波を用い合成を行った。GOナノシートやヒドラジン還元により窒素ドープしたrGOを用いて、愛媛大学PRIUSにおける高温高圧によるダイヤモンドの合成に成功した。その他、ダイナマイトの衝撃波を用いたダイヤモンドの合成も熊本大学の産業ナノマテリアル研究所で行い、さらにDACやレーザー照射によるダイヤモンドの合成にも成功した。これら得られたダイヤモンドは、超伝導、半導体、磁性体などの性質を見出すことに成功した。

在这项研究中，我们专注于GO纳米片作为钻石的合成材料。通过氧化石墨产生的GO纳米片具有大量的氧官能团（环氧基团，羧基，羟基等），并在纳米片的表面上产生，SP3结构域扩大。可以通过各种方法（化学还原，还原，光电量等）来减少此GO纳米片，并且还原氧化石墨烯还原的产物（RGO）主要从氧官能团中除去，并且当氢氮化降低时，氮气会掺杂。另外，也可以掺杂硼，磷，卤素等。因此，可以将各种元素掺入碳材料中，从而可以使用这些材料合成用各种原子掺杂的钻石。使用适合通过使用GO掺杂钻石的高温高压合成方法进行钻石的合成，并使用Dynamite或类似的钻石进行冲击波。使用将氮气掺杂的纳米片和RGO使用氢氮掺杂，我们使用高温和高压成功地在Ehime University Prius合成了钻石。此外，在Kumamoto University的工业纳米材料研究所也进行了使用炸药冲击波的钻石合成，使用DAC和激光照射，钻石合成也成功了。这些获得的钻石已成功发现了诸如超导，半导体和磁性材料的特性。

项目成果

期刊论文数量（11）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

The University of Sydney(オーストラリア)

悉尼大学（澳大利亚）

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

Crystallization of Diamond from Graphene Oxide Nanosheets by a High Temperature and High Pressure Method

DOI：
10.1002/slct.202100574
发表时间：
2021-04
期刊：
影响因子：
0
作者：
M. Fukuda;M. S. Islam;Y. Sekine;T. Shinmei;L. Lindoy;S. Hayami
通讯作者：
M. Fukuda;M. S. Islam;Y. Sekine;T. Shinmei;L. Lindoy;S. Hayami

High water adsorption features of graphene oxide: potential of graphene oxide-based desert plantation

DOI：
10.1039/d2ma00126h
发表时间：
2022-03-09
期刊：
MATERIALS ADVANCES
影响因子：
5
作者：
Islam, Md Saidul;Yagyu, Junya;Hayami, Shinya
通讯作者：
Hayami, Shinya

High Proton Conductivity of 3D Graphene Oxide Intercalated with Aromatic Sulfonic Acids

芳香族磺酸插层 3D 氧化石墨烯的高质子电导率

DOI：
10.1002/cplu.202200003
发表时间：
2022
期刊：
ChemPlusChem
影响因子：
3.4
作者：
Atiqur Rahman Mohammad;Islam Md. Saidul;Fukuda Mashahiro;Yagyu Junya;Feng Zhiqing;Sekine Yoshihiro;Lindoy Leonard F.;Ohyama Junya;Hayami Shinya
通讯作者：
Hayami Shinya

Graphene Oxide as a Super Material

氧化石墨烯作为超级材料

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Itabashi Takayuki;Arashiba Kazuya;Egi Akihito;Tanaka Hiromasa;Sugiyama Keita;Suginome Shun;Kuriyama Shogo;Yoshizawa Kazunari;Nishibayashi Yoshiaki;伊藤大輝・三原のぞみ・志賀拓也・二瓶雅之;Shinya Hayami
通讯作者：
Shinya Hayami