カーボン材料の分散制御技術と評価法

セミナー趣旨

　カーボンナノチューブやグラフェンなどのナノカーボン材料を液体中に分散させるには、凝集体をほぐし、個々に遊離したナノカーボンを再凝集させないように液体中で安定化させる必要がある。もし、どのくらいの力でナノカーボンが凝集しているかが見積もられれば、それ以上の力を与える事でほぐすことが可能となる。しかしながら、あまり大きな力を加えるとナノカーボン自体が損傷されるので、その影響も見積もらなくてはならない。安定化においても万全策はないので、これまで培われてきた手法の長所・短所を見極めて、目的に合った最適手法を選択する必要がある。
　また、分散したナノカーボン材料を評価することも重要である。ここでは、一般の研究開発現場で使用されている測定法を中心に説明する。また、最近開発されたばかりの分散液中の直接観察法についても紹介する。

受講対象・レベル

研究開発に携わっている方

必要な予備知識

大学1,2年生程度の物理化学の知識

習得できる知識

ナノカーボン材料の分散に関する物理化学の基礎を理解することで、個々のナノカーボンに対する分散法の適正性や限界が予測でき、問題解法に向けた論理的思考の基ができる。

セミナープログラム

１．ナノカーボンの種類
　1-1. なぜナノカーボンがおもしろいか
　1-2. フラーレン
　1-3. 単層および多層カーボンナノチューブ
　1-4. 極細炭素繊維
　1-5. グラフェン

２．ナノカーボン分散の基本的操作
　2-1. 凝集体をほぐす
　2-2. 遊離したナノカーボンの分散安定化

３．どのくらい強く凝集しているのか？
　3-1. ファンデルワールス相互作用とは？
　3-2. ナノカーボンのファンデルワールス相互作用
　　3-2-1. 単層カーボンナノチューブ
　　3-2-2. 多層カーボンナノチューブ
　　3-2-3. グラフェン
　3-3. 疎水性相互作用

４．どのくらいのエネルギーでCNTは切れるのか？
　4-1. 長さ依存性
　4-2. CNTの引張り強度

５．ほぐす操作はどのくらいのエネルギーを与えているのか？
　5-1. ポリマーとの混錬
　5-2. 超音波照射
　5-3. 超音波照射の効率化

６．グラフェンをほぐす
　6-1. 超音波法
　6-2. 酸化法
　6-3. インタカレーション法

７．速度論的安定化
　7-1. DLVO理論
　7-2. 単層CNTのShultz-Hardy則
　7-3. 高粘性媒体
　7-4. 希薄化

８．エネルギー的安定化
　8-1. 静電的斥力
　8-2. 界面活性剤の臨界表面凝集濃度
　8-3. 立体障壁
　8-4. 汎用分散剤の例
　8-5. ナノカーボン特有分散剤の例

９．疎水性相互作用の最小化
　9-1. ナノカーボンの濡れ
　9-2. 親水基の導入
　9-3. ポリエチレングリコール鎖の不思議

10．分散に向けたナノカーボンの化学反応
　10-1. 再現性の確認された反応　
　10-2. マイクロ波応用

11．市販ナノカーボンの分散
　11-1. 形状の影響
　11-2. 欠陥の影響
　11-3. 不純物の影響
　11-4. タールや灰成分の除去法

12．実用的な分散評価法
　12-1. ＳＥＭ，ＴＥＭ，ＡＦＭ
　12-2. パーコレーション閾値 
　12-3. 紫外―近赤外吸収分光
　12-4. ラマン散乱
　12-5. レイリー散乱とミー散乱

13．トワイライト蛍光顕微鏡
　13-1. 液中分散ナノカーボンの観察原理
　13-2. 顕微鏡の構成
　13-3. 観察条件の最適化
　13-4. 観察例１：超音波照射
　13-5. 観察例２：欠陥・灰成分の観察

　【質疑応答】

キーワード：
カーボン,ナノチューブ,CNT,グラフェン,分散,安定化,凝集,セミナー

セミナー講師

山形大学 名誉教授 Ph.D.　佐野 正人 氏

【ご専門】 高分子物理・ナノカーボン

セミナー受講料

55,000円（税込、資料付）
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