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炭素

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1: 2016/06/30(木) 21:22:52.21 ID:CAP_USER
NEC、世界初、新規ナノ炭素材料の繊維状カーボンナノホーン集合体「カーボンナノブラシ」を発見 (2016年6月30日):プレスリリース | NEC
http://jpn.nec.com/press/201606/20160630_01.html
http://jpn.nec.com/press/201606/images/3001_01.jpg


NECは、ナノ炭素材料(注1)の1つとして、カーボンナノホーンの繊維状集合体である「カーボンナノブラシ」を発見し、その作製に世界で初めて成功しました(図1)。

カーボンナノホーンは、直径2~5nm(ナノメートル(注2))、長さ40~50nmの角の形(図2)をしたナノ炭素構造体で、これまで放射状に延びた球状の集合体として作製されてきました(図3)。今回、新たに発見した「カーボンナノブラシ」は、カーボンナノホーンが丸棒ブラシのように、放射状かつ繊維状に細長く伸びて集合した、今までにない形状の材料です(図1)。

「カーボンナノブラシ」は、従来の球状カーボンナノホーン集合体と同様に水や溶媒への分散性が高く、物質を包含する吸着性が高いという特性を有しながら、従来の10倍以上の高い導電性も有しており、これまで困難であった産業応用において重要な特性を兼ね備えた新しいナノ炭素材料です。

これらの特性により、IoTデバイスとしてセンサやアクチュエータ(圧力・電力を用いたスイッチ)の応答速度向上、蓄電池やキャパシタの出力向上、ゴムやプラスチック複合材の導電性向上を始めとする、様々なデバイスの基本性能向上や、幅広い分野への適用が期待されます。今後もこの新材料の生成過程および詳細な特性の解明と本材料を用いた具体的な応用について研究を進めます。

NECは「社会ソリューション事業」に注力しており、ナノ炭素材料をはじめ、今後もIoT事業の強化に向けたデバイス関連技術の開発を進めていきます。

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引用元: 【材料科学】NEC、世界初、新規ナノ炭素材料の繊維状カーボンナノホーン集合体「カーボンナノブラシ」を発見 [無断転載禁止]©2ch.net

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1: 2016/04/15(金) 22:46:46.81 ID:CAP_USER.net
ウィーン大学を中心とする国際研究チームは、二層カーボンナノチューブ(DWCNT)を利用して、炭素の一次元鎖「カルビン」を生成する新手法を開発した。生成された炭素鎖は、これまでに報告されているものと比べて1桁以上の長さがあり、大気条件中でも安定しているため、これまでよく分かっていなかったカルビンの物性解明が進むと期待される。2016年4月4日付けの Nature Materials に論文が掲載されている。

カルビンは炭素原子が一次元状に結合して無限に伸びた炭素同素体の一種であり、1885年に化学者アドルフ・フォン・バイヤーが最初にその存在を指摘した。しかし、大気条件中では非常に不安定であるため、その性質は未だによく分かっていない。

研究チームは今回、DWCNTをナノリアクターとして利用することで、DWCNT内部の狭い空間内に非常に長い炭素の一次元鎖を安定的に生成できることを示した。これまで報告された例より1桁以上多い6000個超の炭素原子が一次元鎖を形成していることが、透過電子顕微鏡法(TEM)、X線回折、近接場ラマン分光法などを組み合わせた観察によって確認されている。実験観察には、つくば市の産業技術総合研究所(産総研)も参加した。

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二層CNT内部に形成された炭素一次元鎖の模式図(出所:ウィーン大学)
http://sustainablejapan.net/app-def/S-102/wp/wp-content/uploads/2016/04/carbyne.jpg
http://sustainablejapan.net/?p=6217

Confined linear carbon chains as a route to bulk carbyne
http://www.nature.com/nmat/journal/vaop/ncurrent/full/nmat4617.html

ウィーン大学の発表資料
http://medienportal.univie.ac.at/presse/aktuelle-pressemeldungen/detailansicht/artikel/unraveling-truly-one-dimensional-carbon-solids/

引用元: 【ナノテク】炭素の一次元鎖「カルビン」の生成法を開発、地上最強の機械強度…ウィーン大学ら

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1: 2016/03/08(火) 18:18:07.80 ID:CAP_USER.net
共同発表:フラーレンC70に水分子を閉じ込めることに成功
http://www.jst.go.jp/pr/announce/20160308-2/index.html


ポイント
炭素原子70個が球状に結合しているフラーレンC70の内部に水分子を閉じ込める手法を開発した。
水の基礎的物性の解明やフラーレンC70物性制御に道筋を付けることが可能となった。
有機薄膜太陽電池の性能向上や生理活性素材の開発などの多彩な応用開発が期待できる。


JST 戦略的創造研究推進事業において、京都大学 化学研究所の村田 靖次郎 教授らは、炭素原子が球状に結合しているフラーレンの一種であるC70注1)の内部に水分子を閉じ込めることに成功しました。

水は生命にとって最も身近かつ重要な物質であり、水分子(H2O)から構成されています。
しかし、1個、あるいは2個の水分子を取り出して、その基礎的物性を明らかにする研究はほとんどありませんでした。

今回、京都大学の研究グループでは、フラーレンC70に開口部を構築し、そこから1個、あるいは2個の水分子を内部に挿入し、その後、開口部を元通りに修復することによって、水分子を内包したフラーレンC70を合成しました。
さらに、水分子を内包したC70の構造を解析して1個の水分子が単独で動いている様子を明らかにし、また、世界で初めて2個の水分子だけを他の水分子から孤立させ、その挙動観測に成功しました。
今後、この技術を利用して、水の単分子や2個の分子の物性研究を詳細に行うことが可能になり、生命に最も関係の深い水の挙動解明を進める事が可能となります。

また、内部の空間に金属イオンや分子を持つ内包フラーレン注2)は、さまざまな新しい機能を発揮する機能性分子として大きな注目を集めています。
今回開発した技術を用い、有機薄膜太陽電池注3)の性能向上、生理活性素材の開発、生命現象を解明するためのプローブ分子への応用などが期待されます。

研究成果は、2016年3月7日(米国時間)の週に科学誌「Nature Chemistry」のオンライン速報版で公開されます。

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引用元: 【物性科学】フラーレンC70に水分子を閉じ込めることに成功 水分子の挙動観測に成功し、新機能物質の開発に期待

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1: 2016/02/27(土) 08:19:02.95 ID:CAP_USER.net
機構報 第1168号:グラフェンによる超潤滑現象の観察とメカニズム解明に成功
http://www.jst.go.jp/pr/info/info1168/index.html


ポイント
物質間の摩擦が非常に低い“超潤滑現象”を炭素薄膜(グラフェン)と金を用いて世界で初めて観察し、そのメカニズムを解明した。
グラフェンを表面にコーティングすることにより、機械部品同士の摩擦を低く抑えられる技術の実現が期待できる。
ナノ領域で部品間の摩擦力が極端に増すナノマシーンへの応用が期待される。


JST 戦略的創造研究推進事業において、バーゼル大学 物理学科の川井 茂樹 シニアサイエンティストは、
炭素原子一層の薄膜であるグラフェンナノリボン(帯状構造)と金の表面間に生ずる超潤滑現象の観察ならびにそのメカニズム解明に世界で初めて成功しました。

通常、材料間の接触面ではそれぞれの材料を構成する原子が互いに吸着する方向に動いて位置合わせを行い、それが摩擦力の増加となります。
しかし、炭素薄膜は構成している炭素原子間の結合力が非常に高く、原子は殆ど動きません。
このため接触面での原子の位置合わせが行われず、炭素薄膜表面では、非常に小さな摩擦しか起きないことが理論上推定されていました。
しかし、現象の直接観測と材料双方の原子構造が明らかな試料を得ることが難しいためそのメカニズムはわかっていませんでした。

本研究では、炭素原子同士の結合が直接観察できる新しい顕微鏡技術を確立するとともに、グラフェンナノリボンを原子構造が明らかな状態で金の基板上に作成する技術を開発し、直接観測とそのメカニズム解析に成功しました。
グラフェンナノリボンを構成している炭素原子間の結合力が非常に高いため、金と接触している炭素原子はほとんど動かず、摩擦力が極端に低くなることを実験で証明すると共に、その実験結果と“超潤滑現象”を表す計算結果が一致する事を明らかにしました。

将来的に、炭素薄膜を用いたコーティング材の実現により、部品同士の摩擦により発生する熱や磨耗が押さえられる、エネルギー損失を抑えた機械部品の実現につながることが期待できます。

研究成果は、2016年2月26日(米国時間)の科学誌「Science」のオンライン速報版で公開されます。

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引用元: 【観測技術/ナノテク】グラフェンによる超潤滑現象の観察とメカニズム解明に成功 超低摩擦表面コーティング技術の実現に期待

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1: 2016/01/14(木) 21:59:13.49 ID:CAP_USER.net
【プレスリリース】省エネで生産性の高い革新的炭素繊維製造プロセスを開発 ―製造エネルギーとCO2排出量を半減、生産性を10倍向上― - 日本の研究.com


 NEDOは、東京大学、産業技術総合研究所、東レ(株)、帝人(株)、東邦テナックス(株)、三菱レイヨン(株)とともに、従来の製造プロセスに比べて、製造エネルギーとCO2排出量を半減させ、生産性を10倍に向上できる革新的炭素繊維製造プロセスの基盤技術を確立しました。
この技術により、低コストで大量に炭素繊維を製造することができます。

 今後、この量産プロセスの工業化を目指すとともに、複合材料用繊維として革新的な性能を発現する高性能かつ多機能な炭素繊維の創出を目指します。


概要

 炭素繊維は、熱的・化学的に極めて安定で軽量かつ力学的特性に優れる素材であり、日本のPAN※1系炭素繊維メーカー3社が、世界シェアの約65%を生産しているなど、日本が世界をリードしている素材です。
また炭素繊維は、航空機のみならず自動車への適用が期待されるほか、環境・エネルギー分野、土木建築分野等、様々な分野へ適用が拡大しています。
今後、炭素繊維の自動車等への本格的導入のためには、炭素繊維の生産性を飛躍的に高め、製造時における消費エネルギーならびに二酸化炭素排出量を大幅に低減する必要があります。

 今般、NEDOは、「革新的新構造材料等研究開発」※2において、東京大学などとともに、製造エネルギーと二酸化炭素排出量を半減させ、生産性を10倍に向上できる革新的炭素繊維製造プロセスの基盤技術を確立しました。

 本プロジェクトは、東京大学が中心となって、産業技術総合研究所および東レ(株)、帝人(株)、東邦テナックス(株)、三菱レイヨン(株)が参加。
現行方式の生産性の足かせとなっている耐炎化※3工程を不要とする新規前駆体化合物※4を開発するとともに、マイクロ波を用いた高効率の炭素化技術、ならびにプラズマを用いた表面処理技術を開発し、低コストで、高性能の炭素繊維を高効率で生産できる省エネ製造プロセスの基盤技術を確立しました。

 今後は、この量産プロセスの工業化を目指すとともに、この新しいプロセスから生み出される炭素繊維のポテンシャルを拡大して、複合材料用繊維として革新的な性能を発現する高性能かつ多機能な炭素繊維の創出を目指します。

 なお、本成果は、2016年1月27日(水)~29日(金)の間、東京ビッグサイトで開催される「nano tech 2016 第15回 国際ナノテクノロジー総合展・技術会議」のNEDOブースにおいて展示します。

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引用元: 【技術】省エネで生産性の高い革新的炭素繊維製造プロセスを開発 製造エネルギーとCO2排出量を半減、生産性を10倍向上

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1: 2016/01/13(水) 18:39:48.09  ID:CAP_USER.net
【プレスリリース】世界初の超伝導技術を用いた重粒子線がん治療用の回転ガントリーが完成 -小型・軽量化に成功し、普及を目指す- - 日本の研究.com


発表のポイント

国立研究開発法人 放射線医学総合研究所(理事長:米倉義晴、以下「放医研」)と株式会社東芝(代表執行役社長:室町正志、以下「東芝」)は腫瘍に対して360度の任意の角度から重粒子線※1照射を可能とする、世界で初めて超伝導電磁石を採用した、軽量・小型の回転ガントリー※2を完成させ、放医研 新治療研究棟※3に設置しました。

重粒子線治療装置の一部である加速器や回転ガントリーは、大きな常伝導磁石を用いて高磁場を発生させて炭素イオンの粒子線を輸送・制御するため、装置が非常に大型となるのが課題でした。
そこで超伝導磁石を採用することで、従来の回転ガントリー(ドイツの重粒子線回転ガントリーは全長25m)と比べ、大幅な小型化・軽量化を実現しました。
超伝導電磁石を円筒形の回転体に搭載した本ガントリーは、直径11m、長さ13mです。(図1)。

本ガントリーは回転体を回すことでどの角度からでも重粒子線をピンポイントに照射できるので、従来のように治療台を傾ける必要がありません。
また、脊髄や神経などの重要器官を避けて細かく角度を調節し、多方向から照射することで、腫瘍への線量をさらに集中することが可能です。
治療時の患者の負担を軽減するだけでなく、治療後の障害や副作用の更なる低減が期待でき、より患者にとって優しい治療が実現できます。

なお、2016年1月9日(土)に重粒子線治療の世界的な普及を目指して、国内外の重粒子線がん治療に携わる医師や研究者が集まって開催される国際シンポジウム
「2nd International Symposium on Heavy-Ion Radiotherapy and Advanced Technology(主催:放医研、会場:アキバホール(東京都千代田区))」にて、放医研が本回転ガントリーの開発の他に臨床や基礎研究の成果を報告いたします。


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引用元: 【医療技術】世界初の超伝導技術を用いた重粒子線がん治療用の回転ガントリーが完成 小型・軽量化に成功し、普及を目指す

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