グラフェンとは・・・

グラフェンは原子１個又は数個の厚みを持つナノ炭素材料です。原子数個の厚さしかないことから光透過性が高くまた導電性を有しています。また化学的に安定であることを利用して燃料電池の電極や透明電極などの応用研究も盛んに行なわれています。我々の研究室では、このグラフェンの電気化学的な作製方法の開発を行い、安価で安全で多量生産が可能な合成方法の確立を目指しています。

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１．電気化学的グラフェン合成法に関する研究

グラフェンが積層した物質を黒鉛(又はグラファイト)と呼びます。黒鉛は身近なところでは鉛筆の芯などに使われる比較的安価な材料として広く知られています。積層したグラフェン間には共有結合が無いたため「何らかの外力」によって劈開して薄層化することが原理的には可能です。究極的に個々のグラフェンまで薄層化することができれば、黒鉛は安価なグラフェンの原料とすることが可能です。私たちは、この「何らかの外力」に電気化学反応を利用した剥離法を開発しています。

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２．グラフェン剥離/修飾のワンポット化に関する研究

複数の反応を１段階で行なうことをワンポット反応と呼びます。我々は電気化学的なグラフェン剥離技術に様々な化学修飾反応を同時に行なうことで、グラファイトから機能化されたグラフェンへのワンポット合成法をおこなっています。

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２．マイクロ波反応を利用した高速原子層合成法に関する研究

電子レンジでも使われているマイクロ波は物質の発熱装置として様々な科学分野で利用されています。マイクロ波加熱は通常の加熱方法と異なり、熱源から熱移動によって加熱するのではなく物質そのものを直接発熱させることが可能です。さらに電子レンジで日常体験できるように急速加熱が可能です。黒鉛もマイクロ波加熱特性が高いため、様々なマイクロ波化学に利用されています。私たちは、マイクロ波を利用してグラフェン材料を簡便に合成するを簡便に合成する研究を行なっています。

電子レンジを使ったデモ実験映像

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