Suehiro & Nakano Lab.

パルスパワーとプラズマによる
ナノマテリアル改質と創製

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カーボンナノチューブなどのナノマテリアルは、その優れた電気的、化学的、機械的特性から幅広い分野への応用が期待されています。しかしながら、ナノマテリアルは一般に液体中では凝集体を形成しやすいため、本来の特徴を充分に発揮できない場合があります。例えば、カーボンナノチューブを樹脂にフィラーとして混合して複合材料(例えば導電性複合材料)を作製する場合、樹脂中にCNTが均一に分散せず、複合材料の物性が期待されるほど向上しないなどの問題があります。また、カーボンナノチューブをバイオテクノロジーに応用する場合も、生体関連物質と共に水中に懸濁するためには水溶化することが必要です。

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私達は、カーボンナノチューブを懸濁した水中でパルス高電圧によって発生させた水中マイクロプラズマ(ストリーマ放電)を用いて、カーボンナノチューブを水溶化する技術を開発しました(特許出願中)。これまでの研究で、この水溶化現象には、マイクロプラズマ中で発生するO*H*などのラジカルと、これら反応してカーボンナノチューブ表面に導入される-OHなどの親水性官能基が密接に関与していることが解明されつつあります。従来の水溶化法と異なり、界面活性剤などの添加物を必要としないため、カーボンナノチューブ本来の優れた特性を損なうことなく水溶性を付加することができます。

研究業績

  1. Solubilization of single-walled carbon nanotubes using ozone generated by dielectric barrier discharge
    Jpn. J. Appl. Phys., Volume 49, 2010, 055002 (5 pages)
    W. Sun, U. Khaled, H. Tomita, Z. Li, K. Imasaka and J. Suehiro
    abstract
     
  2. Enhancement and stabilization of pulsed streamer discharge in water by adding carbon nanotubes
    Jpn. J. Appl. Phys., Volume 49, 2010, 086203 (7 pages)
    K. Imasaka, W. Sun, H. Tomita, Y. Kato, U. Khaled and J. Suehiro
    abstract
     
  3. Enhancement of microplasma generated in water by adding carbon nanotubes
    Journal of Plasma and Fusion Research Series, Volume 8, 2009, Pages 603-607
    U. Khaled, K. Imasaka and J. Suehiro
    abstract
     
  4. Effects of pH on water-solubilization of carbon nanotube using microplasma in aqueous solution
    Jpn. J. Appl. Phys., Volume 48, 2009, 065004 (7 pages)
    K. Imasaka, Y. Kato, U. Khaled and J. Suehiro
    abstract
     
  5. Production of magnetic iron oxide nanoparticles by using graphite arc discharge in Fe(OH)3 colloidal solution
    Electronics and Communications in Japan, Volume 91, Issues 2, September 2008, Pages 55-62
    K. Imasaka, Y. Kanatake, J. Suehiro and M. Hara
    abstract
     
  6. Effects of gas bubbling on water-solubilization of carbon nanotube using microplasma generated in water
    Surface & Coatings Technology, Volume 202, Issues 22-23, August 2008, Pages 5271-5274
    K. Imasaka, Y. Kato and J. Suehiro
    abstract
     
  7. Enhancement of microplasma-based water-solubilization of single-walled carbon nanotubes using gas bubbling in water
    Nanotechnology, Volume 18, No. 33, 22 August 2007, 335602 (7pp)
    K. Imasaka, Y. Kato and J. Suehiro
    abstract
     
  8. Solubilization of carbon nanotubes using microplasma generated in water
    Transactions of the Materials Research Society of Japan, Volume 32, No. 2, June 2007, Pages 517-522
    J. Suehiro and K. Imasaka
     
  9. Preparation of water-soluble carbon nanotubes using pulsed streamer discharge in water
    Nanotechnology, Volume 17, No. 14, 28 July 2006, Pages 3421-3427
    K. Imasaka, J. Suehiro, Y. Kanatake, Y. Kato and M. Hara
    abstract
     
  10. Production of carbon nanoonions and nanotubes using an intermittent arc discharge in water
    Thin Solid Films, Volumes 506-507, 26 May 2006, Pages 250-254
    K. Imasaka, Y. Kanatake, Y. Ohshiro, J. Suehiro and M. Hara
    abstract
     
  11. Production of magnetic iron oxide nanoparticles by using graphite arc discharge in Fe(OH)3 colloidal solution
    IEEJ Trans. FM, Vol. 126, No. 5, pp.349-354, 2006
    K. Imasaka, Y. Kanatake, J. Suehiro and M. Hara
    abstract
     
  12. Improvement of the ozone generation efficiency by silent discharge at cryogenic temperature
    IEEJ Trans. FM, Vol. 124, No. 9, pp.791-796, 2004
    J. Suehiro, M. Takahashi, Y. Nishi, W. Ding, K. Imasaka and M. Hara
    abstract
     
  13. Production of carbon nanoparticles using pulsed arc discharge triggered by dielectric breakdown in water
    Jpn. J. Appl. Phys., Vol.42, pp.L1483-L1485, December 2003
    J. Suehiro, K. Imasaka, Y. Ohshiro, G. Zhou, M. Hara and N. San
    abstract
     
     
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