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フラーレン重合体の製造方法

国内特許コード P07A013230
整理番号 NUBIC-2005000069
掲載日 2008年3月14日
出願番号 特願2005-339185
公開番号 特開2007-145905
登録番号 特許第5032019号
出願日 平成17年11月24日(2005.11.24)
公開日 平成19年6月14日(2007.6.14)
登録日 平成24年7月6日(2012.7.6)
発明者
  • 山本 寛
  • 岩田 展幸
出願人
  • 学校法人日本大学
発明の名称 フラーレン重合体の製造方法
発明の概要

【課題】 マクロスケールに及ぶ3次元C60ポリマーを製造する。
【解決手段】
ヨウ素とC60粉末との混合物を出発原料20として加圧成形室30に供給し、加圧成形室30において加圧部40により出発原料20を加圧成形し、加圧成形した状態の出発原料20に、300°C以下の加熱状態で500~600nm程度の波長領域のレーザ光Lを照射することにより、ヨウ素とC60粉末との混合物から光重合反応により3次元フラーレン重合体を製造する。
【選択図】 図1

従来技術、競合技術の概要


フラーレンは、炭素のみからなる一連の球状炭素化合物(Higher Fullerenes)の総称であり、12個の5員環と12個またはそれ以上の6員環を含んでいる。すなわち、60個、70個、76個あるいは84個等(炭素数は幾何学的に球状構造を形成し得る数から選択される。)の炭素原子が球状に結合してクラスター(分子集合体)を構成してなる球状炭素Cであって、それぞれC60、C70、C76、C84等のように表される。



例えばC60は、図6に示すように、正二十面体の頂点を全て切り落として正五角形を出した“切頭二十面体”と呼ばれる多面体構造を有し、図7に示すように、この多面体の60個の頂点を全て炭素原子Cで置換したクラスターであり、公式サッカーボール様の分子構造を有する。同様に、C70、C76、C84等も、いわばラグビーボール様の分子構造を有する。



このフラーレンの製造は、炭素に高エネルギー密度のレーザやプラズマなどを照射し、それと同時に、Heなどの不活性ガスで蒸発してきた炭素を吹き飛ばす方法や、CVD技術の利用などによって行われている。こうした方法でえられる煤状の物質の中から、有機溶媒を用いることによってフラーレンは抽出される。しかし、フラーレン結晶中における分子は弱いファンデルワース力で結びついているため、通常バルク体においては分子自身の持つ高い機能や特徴的性質を有効に発現させることが難しいという問題がある。



ここで、C60が3次元的に共有結合した3次元C60重合体の合成については、例えば、高温・高圧(例えば、300~800°C,5GPa)での高圧重合により、C60の重合体が合成されることが報告されている(例えば、非特許文献1参照:Y. Iwasa, Science, 264, (1994)1570)。



また、グラファイトにハロゲン元素を加えることでブラックダイヤモンドを製造したことが報告されている(例えば、非特許文献2参照:H.Nakayama and H.Katayama-Yoshida,JPhy.Condens.Matter,15,R1077(2003))。グラファイトにハロゲン元素を加えることで、炭素原子にエネルギーの不安定化が起こり、高圧を印加したのと同様の効果が得られる。



また、紫外線照射による2次元的C60重合体薄膜の形成、紫外線や可視光の照射によって、C60やC70が新しい固相に変化する光重合について報告されている(例えば、非特許文献3参照:P.C. Eklund et al., Thin Solid Films, 257(1995) 185)。



さらに、金属添加電解重合法による薄膜の形成、具体的には、C60とRbClOのDMF・Toluen溶液を用いる電解重合によるC60粉末重合体薄膜の形成について報告されている(例えば、非特許文献4参照:H. Endo et al., Jpn. J Appl.Phys., 35(1996)L455)。




【非特許文献1】Y. Iwasa, Science, 264, (1994)1570

【非特許文献2】H.Nakayama and H.Katayama-Yoshida,J.phys.Condens.Matter,15,R1077(2003)

【非特許文献3】P.C. Eklund et al., Thin Solid Films, 257(1995) 185

【非特許文献4】H. Endo et al., Jpn. J Appl.Phys., 35(1996)L455

産業上の利用分野


本発明は、フラーレン重合体の製造方法に関し、特に、3次元C60重合体の製造方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
フラーレン粉末とヨウ素とのモル比を1:4で混合した混合物を出発原料とし、
上記出発原料を加圧成形し、
上記加圧成形した状態の上記出発原料に、532nmの波長領域のレーザ光を照射することにより、上記ヨウ素とフラーレン粉末との混合物から光重合反応により3次元フラーレン重合体を製造することを特徴とする3次元フラーレン重合体の製造方法。

【請求項2】
上記光重合反応により製造した3次元フラーレン重合体上にヨウ素とフラーレン粉末との混合物を積層し、加圧成形し、532nmの波長領域のレーザ光を照射することを繰り返し行うことを特徴とする請求項1記載の3次元フラーレン重合体の製造方法。
産業区分
  • 高分子化合物
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2005339185thum.jpg
出願権利状態 権利存続中
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