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。
ここでは、ナノカーボン材料の分散に関する物理化学の基礎をまとめて解説する。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。内容は、大学の物理化学入門レベルを学習した人を対象とする。また、ナノカーボンはマイクロ波により急速 (数秒) で高温 (数百°C) まで加熱されるという特徴がある。化学反応の効率化や局所加熱の応用例などを紹介する。
- ナノカーボンの種類
- なぜナノカーボンがおもしろいか
- フラーレン
- 単層および多層カーボンナノチューブ
- 極細炭素繊維
- グラフェン
- ナノカーボン分散の基本的操作
- 凝集体をほぐす
- 遊離したナノカーボンの分散安定化
- どのくらい強く凝集しているのか?
- ファンデルワールス相互作用とは?
- ナノカーボンのファンデルワールス相互作用
- 単層カーボンナノチューブ
- 多層カーボンナノチューブ
- グラフェン
- 疎水性相互作用
- どのくらいのエネルギーでCNTは切れるのか?
- 長さ依存性
- CNTの引張り強度
- 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?
- ポリマーとの混錬 (弱い力)
- 超音波照射 (強い力)
- 超音波照射の効率化
- グラフェンをほぐす
- 超音波法
- 酸化法
- インタカレーション法
- 速度論的安定化
- DLVO理論
- 単層CNTのShultz-Hardy則
- 高粘性媒体
- 希薄化
- エネルギー的安定化
- 静電的斥力
- 界面活性剤の臨界表面凝集濃度
- 立体障壁
- 汎用分散剤の例
- ナノカーボン特有分散剤の例
- 疎水性相互作用の最小化
- ナノカーボンの濡れ
- 親水基の導入
- ポリエチレングリコール鎖の不思議
- 分散に向けたナノカーボンの化学反応
- 再現性の確認された反応
- マイクロ波応用
- 市販ナノカーボンの分散
- 形状の影響
- 欠陥の影響
- 不純物の影響
- 汎用分散評価法
- 各種顕微鏡
- パーコレーション閾値
- 紫外-近赤外吸収分光
- ラマン散乱
- レイリー散乱とミー散乱
- マイクロ波応用
- ナノカーボンの急速高温加熱と加熱原理
- カーボンナノチューブの短時間精製
- マイクロ波不加熱液体の急速加熱
- 化学反応の効率化
- ナノカーボン表面でのPt微粒子生成
- ポリマーコンポジットの物性改善
- 質疑応答
複数名受講割引
- 2名様以上でお申込みの場合、1名あたり 25,000円(税別) / 27,500円(税込) で受講いただけます。
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