自己組織化カーボンナノチューブハニカム構造体の創成

自组装碳纳米管蜂窝结构的创建

基本信息

批准号：
20651032
负责人：
中嶋直敏
金额：
$ 2.11万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
财政年份：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至 2009
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-20651032/
关键词：
カーボンナノチューブハニカム構造導電性フィルムポリエチレンテレフタレートシリコンウエハーポアサイズ可溶化ナノチューブポリイオンコンプレックス自己組織化 PETフィルムイオン交換導電性ナノチューブ

项目摘要

本研究では、「溶媒可溶化カーボンナノチューブを素材とする、フレキシブルポリマーフィルムおよびシリコンウエハー上での導電性のハニカム構造体の構造と特性解明」に関し研究を行い次の成果を得た。まずナノチューブを強酸で切断し、長鎖アルキルアンモニウムとのポリイオンコンプレックスを合成した。これを原料として、ナノチューブハニカムフィルム形成実験を行った。ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム上でのナノチューブハニカムフィルムの形成には、PETフィルムの親水性基の導入が極めて重要であることがわかった。相対湿度70%以上の雰囲気では、良好なハニカムフィルムが形成出来た。相対湿度や溶媒の極性を変化させることで、ハニカムフィルムのボアサイズがコントロール出来ることがわかった。これらのフィルムをパラトルエンスルホン酸処理をすることにより、絶縁性のナノチューブハニカムフィルムは導電性に変化した。条件を変えることで表面抵抗1,000～100,000Ω程度の導電性フィルムの作成が可能であった。PETフィルム上での電導性ハニカムフィルムのフレキシビリティについて評価したところ、繰り返しのベンディング試験により、導電性の低下が認められた。次に基板をPETから、シリコンウエハーに変えて同様の実験を行なった。この場合も、基板の親水性が重要であった。PETフィルムと同様の操作で導電性ハニカムの形成が可能であった。以上、簡単な手法により、導電性のハニカムフィルムのPETやシリコンウエハー上で作成条件の探索と、形成されたフィルムの特性を評価した。

在这项研究中，我们对“由溶剂溶解的碳纳米管制成的柔性聚合物薄膜和硅片上的导电蜂窝结构的结构和表征”进行了研究，并获得了以下结果。首先，用强酸切割纳米管，合成长链烷基铵的聚离子络合物。以此为原料，我们进行了形成纳米管蜂窝膜的实验。研究发现，在PET薄膜中引入亲水基团对于在聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）薄膜上形成纳米管蜂窝薄膜极为重要。在相对湿度70%以上的气氛中可以形成良好的蜂窝膜。研究发现，蜂窝膜的孔径大小可以通过改变相对湿度和溶剂的极性来控制。通过用对甲苯磺酸处理这些薄膜，绝缘纳米管蜂窝状薄膜变得导电。通过改变条件，可以制作表面电阻为1,000～100,000Ω左右的导电膜。当评估PET薄膜上的导电蜂窝薄膜的柔韧性时，在重复弯曲测试后观察到导电率下降。接下来，我们将基材从 PET 改为硅晶圆，进行了类似的实验。同样，基材的亲水性很重要。使用与 PET 膜相同的程序可以形成导电蜂窝。利用上述简单的方法，我们探索了在 PET 和硅片上制作导电蜂窝薄膜的条件，并评估了所形成薄膜的特性。