바카라 커뮤니티 [Nakabachi Ryoji 회장] (이하 "AIST")Nanosystems Research Division[연구 부서 최고 야마구치 토모히코 (Yamaguchi Tomohiko)] 스마트 재료 연구 그룹 [연구 그룹 키하라 히데 모토 (Kihara Hidemoto)] Matsuzawa 요코코 최고 조사관은 소량을 효율적으로 추가 할 수 있습니다단일 벽 탄소 나노 튜브(SWCNT)를 분산시킬 수있는 광 반응성 SWCNT 바카라 추천이며 빛에 노출 될 때 거의 모든 양이 SWCNT 표면에서 제거 될 수 있음이 불순물의 비파괴 정제 과정에 적용될 수 있음이 입증되었습니다
SWCNT를 포함한 다양한 탄소 나노 튜브의 적용 제한 중 하나는 물이나 유기 용매에 분산하기가 어렵다는 것입니다 SWCNT 반도체 및 금속 유형에 대한 분리 기술투명 전도성 필름8614_8656 |와 같은 장치의 경우 기술을 만드는 것이 SWCNT 탈 중앙화 기술을 발전시키는 것이 필수적입니다
이전에 AIST는 광 반응성 SWCNT 바카라 추천를 개발했지만 이번에는 다양한 평가 방법에 따르면이 바카라 추천는 오늘날 알려진 가장 고성능 SWCNT 바카라 추천와 비교할 수있는 매우 효율적인 분산 능력을 가지고 있음을 보여주었습니다 또한,이 바카라 추천의 총량은 광 반응에 의해 몇 시간 안에 제거 될 수있다Thermogravimetric Analysis또한이 분산 기술과울트라 원심 분리이것은 실험실 규모에서 불순물을 쉽게 정제 할 수있게합니다
또한,이 연구 결과는 2014 년 2 월 14 일 미국 화학 학회에서 발표했습니다Journal of Physical Chemistry C온라인 버전에 게시 됨 (jphyschemc2014, 118, 5013-5019)
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| 그림 1 광 반응 바카라 추천를 사용하여 상업적으로 이용 가능한 SWCNT 제품에 대한 정제 방법 |
(왼쪽) 바카라 추천가 흡착 된 SWCNT는 초 원심 분리에 의해 불순물을 제거한 후에도 균일하게 분산됩니다
(오른쪽) 광 반응 바카라 추천가 빛 조사에 의해 제거되면 SWCNT는 단순히 잠시 동안 떠나서 침전됩니다 |
SWCNT는 우수한 특성으로 인해 광범위한 필드에 적용될 것으로 예상되는 재료 중 하나입니다 그러나 실제로 사용하려면 고순도 생산 기술, 대량 생산 기술 및 반도체와 금속 유형 간의 분리 기술을 구축해야합니다 또한 SWCNT를 적용하는 과정에서 용매에서 분산 기술이 매우 중요하며 정교한 기술 (고효율 분산, 분산 제어 등)이 필요합니다 또한, 대부분의 상업적으로 이용 가능한 SWCNT 제품은 현재 합성 과정에 있습니다촉매부산물 인 금속 및 탄소 입자에서 유래 한 많은 금속 입자가 포함되어 있으므로 SWCNT의 순도를 증가시키는 간단하고 효율적인 방법이 있으면 SWCNT에 대한 적용 연구가 가속화 될 것으로 예상됩니다
AIST는 합성 방법의 관점에서 SWCNT의 높은 순도를 해결하기 위해 노력하고 있습니다슈퍼 성장 방법yae-dips 메소드개발 (2013 년 12 월 24 일,2014 년 2 월 12 일에 AIST 언론의 애니메이션) 또한, 비누와 같은 물 및 오일과 상호 작용하는 화합물 인 계면 활성제를 사용하여 SWCNT의 분산 기술을 사용함으로써, 우리는 반도체 및 금속 유형의 SWCNT를 분리하고 각각의 구조를 다른 탄소 원자 배열로 분리하는 것과 같은 결과를 달성했습니다 (2009 년 11 월 27 일,2011 년 5 월 11 일에 AIST 언론의 애니메이션) 한편, SWCNT (2007 년 5 월 25 일에 AIST Press의 애니메이션) 또한,이 유기 화합물에 빛에 의해 다양한 화학 반응을 유발하는 광 반응성 기능 그룹을 도입하여 빛으로 바카라 추천의 구조적 변화를 유도하고, SWCNT의 표면에서 제거하고 분산 상태를 제어하는 기술이 개발되었습니다 (2011 년 7 월 26 일에 AIST 언론의 애니메이션) 그러나, 바카라 추천의 고유 분산 능력의 정량적 평가, 빛으로 인한 SWCNT 표면으로부터의 탈착량, 분산 제어에 필요한 시간의 감소는 고려의 주제였다
또한,이 연구 및 개발의 일부는 일본 과학 및 기술 기관의 A-Step FS Project (2012) 계약 프로젝트의 지원으로 수행되었습니다
이전에 개발 된 광 반응 바카라 추천의 분산 성을 평가하기 위해, 초 원심 분리 전후의 분산의 공명라만 스펙트럼, SWCNT의 특성g 대역의 강도 비교되었습니다 초 원심 분리는 침전에 의해 탄소 입자 및 금속 입자와 같은 불순물을 제거하여 SWCNT의 순도를 향상시키고 G- 대역의 강도를 대략 19 배 증가시킨다 현재 가장 바카라 추천입니다나트륨 데 옥시 콜레이트를 사용한 동일한 절차 G- 대역의 강도를 약 18 배 증가 시켰으며, 개발 된 바카라 추천의 분산 능력은 데 옥시 콜레이트 나트륨의 분산 능력과 비슷한 것으로 밝혀졌다
뿐만 아니라,투석작업을 통해이 우수한 분산 성을 유지하면서 초과 바카라 추천를 분산에서 제거 할 수있었습니다 (그림 2) 나트륨 데 옥시 콜레이트에 의한 분산 메커니즘은 나트륨 데 옥시 콜레이트의 메커니즘이다Micelles형성으로 인해, 데 옥시 콜레이트 나트륨은 특정 농도 이상을 필요로하며, 온도와 같은 작업 환경은 SWCNT 분산에 큰 영향을 미친다는 것이 알려져 있습니다 반면, 광 반응 바카라 추천는 SWCNT 표면에 직접 흡착되어 SWCNT 사이의 결합을 풀고 분산되므로 온도와 같은 작업 환경의 변화에 크게 영향을받지 않습니다 따라서 직접 흡착되지 않은 과도한 바카라 추천를 제거함으로써 풍부도는 매우 작을 수 있습니다 지금까지 과도한 바카라 추천는 빛을 흡수하여 빛으로 인해 바카라 추천가 탈착을 방지하지만 투석을 통해 과도한 바카라 추천를 제거함으로써 빛이 분산 전체에 완전히 분포되었습니다 따라서, 빛으로 인한 바카라 추천의 탈착은 가속화되고, 이전에 10 시간 이상 필요한 광 조사 단계에 필요한 시간은 약 2 시간으로 감소 될 수있다
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| 그림 2 투석 작업은 과도한 바카라 추천를 제거합니다 |
| (a) 투석 작업을 통해 추가 된 바카라 추천의 양을 줄일 수 있기 때문에 바카라 추천에 의한 빛의 흡수가 감소되고 SWCNT (약 350 nm의 파장을 가진 빛)를 버리는 데 필요한 빛이 충분히 덮여 있습니다 (b) SWCNT에 상응하는 근적외선 스펙트럼에는 거의 변화가 없으며, 안정적인 분산 상태가 유지된다는 것을 알 수있다 |
SWCNT를 정화하는 방법에는 산 처리 또는 소환에 의한 혼합 불순물을 파괴 및 제거한 다음 적절한 바카라 추천를 사용하여 분산을 형성 한 후 원심 분리, 여과 등이 포함됩니다컬럼 크로마토 그래피등을 사용하여 불순물을 분리하는 방법이 있습니다 전자의 경우, 처리 중에 SWCNT 자체를 손상시킬 것이라는 우려가 있으며 우수한 특성이 손상 될 것이며 후자는 바람직한 것으로 간주됩니다 따라서, 다량의 불순물을 함유하는 상업적으로 이용 가능한 SWCNT는 광 반응성 바카라 추천를 사용하여 분산으로 사용되었고, 초 원심 분리에 의해 불순물을 제거한 후, 과량 바카라 추천를 투석에 의해 제거 하였다 그 후, 광 반응성 바카라 추천를 빛 조사에 의해 제거하고, 침전 된 SWCNT를 분산 성을 잃어서 수집 하였다 (도 3)
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| 그림 3 광 반응 바카라 추천를 사용한 SWCNT 정제 방법 |
| 이 연구에서 바카라 추천를 사용하여 상업적으로 이용 가능한 SWCNT를 분산시키고, 초 원심 분리에 의해 SWCNT를 합성 할 때 생성 된 탄소 입자를 침전시키고 제거 하였다 또한, 바카라 추천를 광 조사에 의해 제거하여 고순도 SWCNT를 회수 하였다 |
회수 된 SWCNT의 경우, 열망 측정법에 의해 바카라 추천의 잔류량을 분석하고, 결정도 (탄소 나노 튜브 표면의 규칙적인 구조)를 공명 라만 스펙트럼 측정에 의해 평가 하였다 (도 4A) 결과적으로, 산 처리 또는 계산을 사용하는 정제 방법 인 SWCNT와 달리, 정제 전후 라만 스펙트럼에는 거의 변화가 없었으며, 빛으로 바카라 추천가 제거되는 정제 과정은 SWCNT의 물리적 특성에 부정적인 영향을 미치지 않습니다 또한, 바카라 추천의 열분해에 상응하는 체중 감소 (A)가 사라지고 바카라 추천가 1 중량% 미만으로 제거 된 것으로 밝혀졌다 (도 4B) 또한, 상업적으로 이용 가능한 SWCNT의 경우, 열 중량 불순물 (금속 입자)의 양은 열 중량 분석에 의해 45 중량% 였지만 정제 후 85 중량% 이하로 감소 될 수 있음이 밝혀졌다 (도 5) 따라서,이 방법을 사용하여, 불순물 함유 SWCNT 샘플은 처리 중에 SWCNT를 손상시키지 않고 실험실 규모로 쉽게 정제 될 수 있음을 입증 하였다
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| 그림 4 라이트 조사 전후에 라만 스펙트럼 및 열 중량 분석 |
| (a) 라만 스펙트럼은 정제 전후의 스펙트럼에 거의 차이가 없으며 SWCNT가 악화되지 않았 음을 보여줍니다 (b) 열 중량 분석 분석에 따르면 정제 된 SWCNT (빨간색)는 정제 (청색) 전에 보이는 바카라 추천의 분해로 인해 체중 감소 (A)를 나타내지 않으며, 바카라 추천가 광 조사에 의해 제거되었음을 보여줍니다 |
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| 그림 5 상업적으로 이용 가능한 SWCNT의 정제 전후에 열만한 분석 |
| 정제 된 SWCNT에서 나머지 금속 성분 (불순물)이 감소 함을 알 수 있습니다 |
앞으로, 우리는 불순물의 제거 속도를 개선하고 빛으로 인한 탈착 시간을 더욱 줄임으로써 정제 과정을 최적화 할 것입니다 SWCNT 장치 장착 기술을 목표로하는 고체에서 광 반응성 바카라 추천의 광 반응성을 위해,이 바카라 추천는 SWCNT 분산에서 파생 된 고체 필름을 생성하는데 사용되었다Photolithography를 사용하여 SWCNT 박막을위한 미세한 자산 기술을 개발할 계획입니다
독립 행정 기관, 국립 선진 산업 과학 기술 연구소
Nanosystems Research Division Smart Materials Research Group
최고 연구원 : Matsuzawa Yoko 이메일 : Yoko-Matsuzawa * aistgojp ( @로 변경하고 보내주세요)