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イオン性カードラン誘導体を用いるナノ構造体 コモンズ

国内特許コード P110003978
整理番号 B18P44
掲載日 2011年7月5日
出願番号 特願2007-059774
公開番号 特開2008-222765
登録番号 特許第4953860号
出願日 平成19年3月9日(2007.3.9)
公開日 平成20年9月25日(2008.9.25)
登録日 平成24年3月23日(2012.3.23)
発明者
  • 新海 征治
  • 杉川 幸太
  • 沼田 宗則
出願人
  • 国立研究開発法人科学技術振興機構
発明の名称 イオン性カードラン誘導体を用いるナノ構造体 コモンズ
発明の概要 【課題】単層カーボンナノチューブ(SWNT)や導電性高分子のような疎水性の機能性ポリマーをシート状のような構造にナノレベルで自己組織化する簡易な手法を開発し、その手法に基づき新規なナノ構造体を提供する。
【解決手段】6位選択的に異なる置換基を導入した2種類のカードラン誘導体を合成し、SWNT等の疎水性ポリマーと複合化させることにより、置換基間の相互作用によって、水媒体中で規則的に複合体が配列した構造体。例えば、SWNTの規則的な配向が実現される。
【選択図】図4
従来技術、競合技術の概要


各種の機能性ポリマーについて、その有用な機能を発揮させるには、それぞれの特性に応じた規則的な形状を具現化することが重要である。
例えば、単層カーボンナノチューブ(SWNT)はグラフェンシートを丸めた筒状の構造を持っており、巻き方に依存して金属性になったり半導体性になるという大変興味深い特徴を有している。さらに、炭素という単一元素から成る物質でありながら(1)異方性が大きくチューブの長さ方向と太さ方向とで諸物性が大きく異なる(図3)。(2)チューブの太さに依存してエネルギーギャップの大きさがほぼ連続的に変化するといったような、他に比類ない特徴を多く有しており、優れた機能性材料として大きな期待が寄せられている(非特許文献1)。
【非特許文献1】
齋藤理一郎、篠原久典;「カーボンナノチューブの基礎と応用」、培風館



しかし、SWNTは優れた光・電気的機能を有しているもののチューブ同士の強い相互作用により凝集しバンドル化してしまい、SWNTの本来有している半導体としての機能、特に発光機能や光電変換機能を発揮させることができないと言う大きな問題がある。SWNTを機能性材料として利用するためには、薄膜に加工することは重要なプロセスの一つであるが、この状態において集合体としての光・電気的特性を活用するためには、孤立分散したSWNTを配向させることが重要であると考えられる。



Kazaouiらは、SDSを分散媒体として用い、生体高分子の一種であるゼラチンの薄膜形成能を利用する事で、SWNTが孤立分散した薄膜を形成させた。さらに延伸処理によって孤立SWNTが一定方向に配向した薄膜を作ることに成功している(非特許文献2)。この薄膜に可視光を照射すると、SWNTの配向方向に強く偏光した近赤外の発光が観測された。偏光特性を有する発光SWNT薄膜の報告例はこれが初めてであったが、この系においては物理的な延伸処理によりSWNTを配向させているため、厳密な配向制御は未だ達成されていない。
【非特許文献2】
Y. Kim, N.Minami, S. Kazaoui, Appl. Physic. Lett., 86, 073103 (2005).

産業上の利用分野


本発明は、カーボンナノチューブ,導電性高分子などの機能性ポリマーを、シート状など規則的な組織へ配向させる新規な技術に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
カチオン性カードラン誘導体/疎水性高分子複合体とアニオン性カードラン誘導体/疎水性高分子複合体を水溶液中で混合することにより生成するナノ構造体であって、疎水性高分子が単層カーボンナノチューブであり、カチオン性カードラン誘導体が下記の化学式1(式中、Rはカチオン性置換基である4級アンモニウム基を表わす)で示される繰り返し単位から成るものであり、アニオン性カードラン誘導体が下記の化学式2(式中、Rはアニオン性置換基である-SOを表わす)で示される繰り返し単位から成るものであることを特徴とするナノ構造体。
【化1】


【化2】


国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2007059774thum.jpg
出願権利状態 登録
参考情報 (研究プロジェクト等) SORST 平成13年度採択課題
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