Nanotechnology Research Division, Nanotechnology Research Division, Nanotechnology Research Division, 바카라 커뮤니티 (Yoshikawa Hiroyuki 회장) (이하 "AIST"로 언급) 나노 기술 연구 부서 [요코야마 히로 미치 (Yokoyama Hiromichi) 회장] 전기 연구 그룹 Kataura 연구자, Yanagi Kiromichi 연구자, Kazuhiro, hatuhiro hizi hiromichi researcher 광 기능 장애 유기 분자β- 바카라 족보틴단일 벽 탄소 나노 튜브(SWCNT)에서 캡슐화함으로써 베타-바카라 족보틴의 광분해를 억제하는 데 성공했습니다
유기 물질은 유기 EL 디스플레이와 같은 다양한 분야에 적용될 것으로 예상되지만 무기 재료보다 악화 될 가능성이 높으므로 내구성을 향상시키는 것은 주요 과제입니다 예를 들어, 당근에서 발견되는 안료에 익숙한 베타-바카라 족보틴을 포함한 많은 선형 사슬π- 접합 된 분자사이클 광학 비선형 성가 있습니다 차세대 광학 장치의 후보 재료 중 하나로 간주되지만 대기의 빛으로 쉽게 저하된다는 문제가 있습니다 AIST는 β- 바카라 족보틴을 SWCNT에 포함시킴으로써 안정화 될 수 있음을 발견했다 베타-바카라 족보틴과 같은 큰 유기 분자 (약 3 nm : 1 나노 미터는 1 억 미터의 미터)는 약 70 ° C 약 70 ° C의 실온에 가까운 온도에서 탄소 나노 튜브 (CNT) 내부에 캡슐화 될 수 있으며, 기능성 분자의 내구성을 향상시키기 위해 CNT의 나노 후유 자로 사용될 것으로 예상됩니다
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β- 바카라 족보틴 (직경 14nm)을 함유하는 SWCNT의 구조 예측 다이어그램
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그림 1 (왼쪽) 베타-바카라 족보틴-캡슐화 탄소 나노 튜브, (오른쪽) 자외선 조사와의 흡수 스펙트럼의 변화 (오른쪽 상단) 베타-바카라 족보틴 단독 : 베타 바카라 족보틴에 고유 한 산은 자외선 조사로 인해 사라졌습니다 (오른쪽 하단) SWCNT에 캡슐화 된 베타-바카라 족보틴 : 거의 변화가 없음
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유기 재료를 액정 및 유기 EL 디스플레이와 같은 장치 재료로 사용하는 것은 요즘 점점 인기를 얻고 있습니다 그러나 특수 기능을 갖는 유기 분자는 일반적으로 악화되기 쉽고 내구성을 향상시키는 것은 장치와 관련하여 항상 가장 중요한 문제 중 하나였습니다 예를 들어, 선형 π- 접합 된 분자는 대형 3 차 광학 비선형 성 및 초고속 응답을 갖는 재료로 알려져 있으며 광학 스위칭 장치와 같은 차세대 광학 장치 일 것으로 예상되지만 광에 의해 생성 된 활성 종과 같은 활성 종으로 인해 방해가되기 때문에 광학 장치 재료로 사용될 수 없다
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AIST는 산업 기술 연구 보조금 프로젝트를 통해 비선형 광학 요소에 대한 SWCNT 및 분자 포함 기술의 정밀 직경 제어를 개발하고 있습니다 지금까지 우리는 저온 (나노 제트)에서 CNT에서 물 분자가 배출된다는 것을 확인했으며, 유기 용매를 사용하여 유기 분자와 가열되면 CNT 내부의 용매가 방출되고 내부 공간에서 유기 분자가 캡슐화 될 수 있다고 생각했습니다
바카라 족보티노이드 염료π- 접합 분자로 알려져 있으며, 대규모 3 차 광학 비선형 성 및 초고속 반응을 가지므로 산업적으로 사용되는 가치가 있지만 산화 및 이성질체로 인해 악화 될 가능성이 높습니다 베타-바카라 족보틴의 포화 된 헥산 용액 (40 ml의 헥산에 대한 70 mg의 베타-바카라 족보틴)을 개방 끝과 함께 SWCNT (1 mg)에 첨가하고 10 시간 동안 질소 대기 하에서 가열 하였다 (약 70 ℃) 그 후, 초음파 세정 및 여과는 테트라 하이드로 푸란 용액을 사용하여 반복하여 튜브 외부에 부착 된 베타-바카라 족보틴을 제거 하였다 (도 2 참조)
swcnt로Carbon Nanotechnologies Inchipco®튜브또는 레이저 증발 방법에 의한 준비에 사용됩니다
닫힌 튜브 끝이있는 채소되지 않은 힙코®튜브의 경우 캡슐화 후 샘플은라만 스펙트럼β- 바카라 족보틴-유래 신호는 거의 감지되지 않지만, 염산 (HCL) 또는 열처리가 공기 중에 에칭하여 정제 된 힙코가 열렸다®튜브의 경우 β- 바카라 족보틴으로부터 유래 된 신호가 명확하게 검출되었다 (도 3 참조)
고순도로 정제되고 말단을 열었던 SWCNT의 경우, 상기 언급 된 캡슐화 작업이 수행되었을 때, 흡수 스펙트럼으로부터 β- 바카라 족보틴이 SWCNT 튜브 내부의 공간의 대략 30%에 캡슐화되었다는 것이 밝혀졌다
또한, β- 바카라 족보틴이 디메틸 포름 아미드 (DMF) 용액에 용해되는 샘플 및 β- 바카라 족보틴을 함유하는 SWCNT를 동일한 용액에 분산시키는 샘플을 30 분 동안 (365 NM, 90W)로 조사하여 β- 바카라 족보틴으로부터 유도 된 흡수 밴드에서 변화를 관찰 하였다 광 조사 후, β- 바카라 족보틴에 고유 한 β- 바카라 족보틴에 고유 한 흡수 밴드는 β- 바카라 족보틴을 사용했을 때 사라지는 반면, SWCNT에 캡슐화되었을 때 거의 변화가 없었다 SWCNT의 벽은 산소 및 라디칼 종으로부터의 공격을 방지하여 빛의 분해를 억제한다고 믿어집니다 또한, β- 바카라 족보틴이 중합체에 분산 될 때보 다 SWCNT에 함유 될 때 열 내구성이 개선되었다 (PMMA : 폴리 메틸 메타 크릴 레이트)
이 연구는 약 70 ℃의 실온에 가까운 온도에서 SWCNT에서 β- 바카라 족보틴을 캡슐화하는 것이 가능하다는 것을 보여 주었으며, 이는 β- 바카라 족보틴의 광분해를 억제 할 수있다
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그림 2 : SWCNT 로의 β- 바카라 족보틴의 통합 절차
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그림 3 (왼쪽) hipco®튜브의 라만 스펙트럼 폐쇄 끝이있는 채소되지 않은 힙코®의 경우, 캡슐화 처리 후에도 베타-바카라 족보틴의 라만 신호는 보이지 않지만 열린 끝이있는 정제 된 힙코®의 경우, 캡슐화 처리가 수행 될 때, β- 바카라 족보틴으로부터 유래 된 라만 신호가 관찰되었다
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β- 바카라 족보틴-캡슐화 된 SWCNT가 분산 된 SWCNT (오른쪽) 솔루션을 갖는 사진 1 (왼쪽) 솔루션은 캡슐화 된 바카라 족보틴으로 인해 약간의 발적을 제공합니다
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유기 분자 캡슐화 된 탄소 나노 튜브의 광학 기능, 안전성 및 내구성의 검증이 실질적인 사용에 필수적이므로 향후 기본 데이터베이스를 만들기위한 연구를 계속 수행 할 것입니다 탄소 나노 튜브의 전기 및 열전도율 특성을 갖는 페이드 내성 잉크가 향후 제공 될 것입니다