均質構造を持つカーボンナノチューブ薄膜・超薄膜の創製

具有均匀结构的碳纳米管薄膜和超薄膜的制备

基本信息

批准号：
14655360
负责人：
中嶋直敏
金额：
$ 2.11万
依托单位：
Nagasaki University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至 2003
项目状态：
已结题

项目摘要

単層カーボンナノチューブ(SWCNT)は全ての溶媒に不溶であり、SWCNT薄膜、超薄膜の作成に関する手法は、極めて限定される。本萌芽研究では、SWCNT均一水溶液からの電極上への薄膜・超薄膜の形成法および形成プロセスの解明、並びに得られたSWCNT薄膜の特性、機能を明らかにすることを目的として研究を行った。得られた成果は以下の通りである。SWCNT可溶化のために様々な電気化学活性能をもつミセル形成化合物を用いた。これらを用いて電極電位の制御により、電極上へSWCNTの薄膜あるいは超薄膜が形成されるプロセスを電気化学水晶振動子マイクロバランスを用いて詳細に解析した。薄膜形成は10時問以上も続き、電解時間によりSWCNTの膜厚制御が可能であることがわかった。表面構造は、用いたミセル形成化合物の種類、電極電位によりことなることがわかった。走査型電子顕微鏡で観測したところ、12時問の電解後では黒色のフィルムで覆われていた。この電極表面を拡大すると繊維状物が確認できたことから電解によりミセルから排出されたSWCNTが重なり合う、もしくは固まりとなって金電極表面に定着したものと指定出来た。太さは30nm前後であった。SWCNTの膜の厚さは約1μmであつた。SWCNT-エタノール分散溶液をキャスト、風乾した電極からはバンドル構造形成したSWCNTが観察され、電解後の走査型電子顕微鏡像とは大きく異なる。このことから可溶化に用いたミセル形成化合物がSWCNTをミセル内に折りたたみ構造で取り込み、これが電解後の構造に反映しているものと推定された。

单壁碳纳米管（SWCNT）在所有溶剂中都不溶，并且准备SWCNT薄膜和超薄膜的方法非常有限。进行这项研究的目的是阐明从电极上均匀的SWCNT水溶液中形成薄膜和超薄膜的方法和过程，并阐明所获得的SWCNT薄膜的特性和功能。所获得的结果如下：使用各种电化学活性特性的胶束形成化合物用于SWCNT溶解化。使用这些，使用电化学石英晶体微平衡详细分析了通过控制电极电势来在电极上形成薄或超薄SWCNT膜或超薄膜的过程。薄膜的形成持续了10点以上，发现SWCNT的膜厚度可以根据电解时间来控制。发现表面结构取决于所使用的胶束形成化合物的类型和电极电势。使用扫描电子显微镜进行观察，在12:00电解后，它被黑色膜覆盖。当电极的表面扩大时，会确认纤维物质，并可以指定从胶束上排出的SWCNTS，以散装重叠或固化，并将其固定在金电极的表面上。厚度约为30nm。 SWCNT膜的厚度约为1μm。施放SWCNT-乙醇分散溶液，并从电极中观察到带有捆绑结构的SWCNT，这与电解后的扫描电子显微镜图像显着不同。这表明用于溶解化的胶束形成化合物在折叠结构中掺入胶束中的SWCNT，这在电解后的结构中反映在结构中。