2011年2月28日月曜日
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フラスコで簡単に合成できるナノチューブの作製に世界で初めて成功 -パーツの組み換えで性質のコントロールが可能な新材料の開発【京都大学】

22:15


京都大学(松本紘 総長)の研究グループは、財団法人高輝度光科学研究センター(以下JASRI)との共同研究により、選択的な分子の取り込みが可能な半導体ナノチューブを作製することに成功しました。これは、北川宏 理学研究科教授および大坪主弥 同研究員らによる研究成果です。

 活性炭やゼオライトに代表される吸着剤は、分子を取り込み吸着する役割を果たす物質であり、物質内部に多数の小さな穴(細孔)を有することから「多孔性物質」と呼ばれています。最近では、活性炭やゼオライトに比べて高いガス選択吸着性を示す「多孔性金属錯体」が高効率分離・濃縮機能を有する多孔性物質として注目され、第3の多孔性材料として世界中で研究開発が進められています。他方、カーボンナノチューブは、その導電性や高い耐久性から電子デバイス材料への応用が進められていますが、最近では内部にナノメートル(10億分の1メートル)サイズの細孔を持つことから吸着剤としての応用も期待される物質です。しかし、カーボンナノチューブは高温(1000℃以上)を必要とするその作製法が原因で、サイズや形状を制御することが困難でした。

 今回、上記研究グループは、金属イオンや有機分子からなる金属錯体をパーツとして組み上げるボトムアップ法に着目し、対角方向の直径がおよそ1.5nmで形状が完全に揃ったナノチューブを室温下で合成することに世界で初めて成功しました。このナノチューブは、内部に細孔を持っており、水やアルコールといった蒸気を選択的に取り込む機能を持つことがわかりました。さらに、この物質は半導体的な性質を示し、構成要素を組み替えることによってその電子的性質を幅広くコントロールできることも分かりました。

 以上の研究成果は、多孔性材料を用いた新しいセンサー材料や電子デバイスとしての応用につながることが期待されます。

 なお、本研究は、独立行政法人科学技術振興機構(JST)戦略的創造研究推進事業 チーム型研究(CREST)の研究領域「ナノ界面技術の基盤構築」における研究課題「錯体プロトニクスの創成と集積機能ナノ界面システムの開発」(研究代表者 北川宏教授)の一環として、また大型放射光施設SPring-8の利用研究課題として行われたものです。

 本研究成果に関する原著論文は、英国科学誌「Nature Materials」のオンライン版に平成23年2月27日18時(英国ロンドン時間)に掲載されました。

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