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理化学研究所（野依良治理事长）と东京大学（滨田纯一総长）、筑波大学（山田信博学长）、东京工业大学（伊贺健一学长）は、カーボンナノチューブ（颁狈罢）を従来の1,000倍も高分散化させて、配向性や电気伝导性の制御を可能とした液晶材料の开発に成功しました。この成果は、东京大学大学院工学系研究科の相田卓叁教授（理研基干研究所机能性ソフトマテリアル研究グループディレクター兼务）、同博士后期课程の李廷湖、筑波大学数理物质系の山本洋平准教授、东京工业大学资源化学研究所の福岛孝典教授（理研基干研究所エネルギー変换研究チームリーダー兼务）、理研放射光科学総合研究センターの加藤健一専任研究员、高田昌树主任研究员らによる共同研究の成果です。

今回開発したイオン液晶にカーボンナノチューブを加え、30分混ぜ合わせると、カーボンナノチューブが高分散した黒いペーストが得られる。基板に挟むと、液晶とカーボンナノチューブの配向性をそれぞれ制御できる。© Takuzo Aida

优れた机械特性や电気特性を持つ颁狈罢は、新规材料として产业利用が期待されています。この特性を生かすためには、颁狈罢を1本1本のレベルまで高分散化させる必要があります。しかし、従来の液晶に颁狈罢を混合する方法では、配向制御は可能となるものの、液晶との亲和性が悪く実用化するための十分な量を分散させることができませんでした。一方、これまでの研究から、颁狈罢の表面はマイナス电荷を帯びたパイ电子が豊富に存在するため、プラス电荷を帯びたイオン液体とは亲和性が良いことが明らかになっていました。

今回、共同研究グループは、配向性に優れ、かつイオン液体よりもイオン化した部位が多いイミダゾリウムを有するイオン液晶にCNT を混合したところ、5～10重量％にもおよぶCNTが極めて効率的に分散化することを見いだしました。これは従来の液晶に比べ1,000倍も大きな量です。また、混合物を詳しく調べたところ、CNTとの混合により液晶が垂直配向すること、剪断力や加熱により液晶とCNTの配向方向を独立に制御可能であること、さらにはCNTの配向によっては電気伝導特性が2桁以上も変化することを明らかにしました。今後、ソフトエレクトロニクスの実現に向けたCNT複合材料開発への応用が期待できます。

本研究成果は、ドイツの科学雑誌『Angewandte Chemie International Edition』のオンライン版に掲載されました。また、同誌のVIP（Very Important Paper）に選出されるとともに、裏表紙(Back Cover)にも選出されました。

论文情报

Jeongho Jay Lee, Akihisa Yamaguchi, Md. Akhtarul Alam, Yohei Yamamoto, Takanori Fukushima, Kenichi Kato, Masaki Takata, Norifumi Fujita, Takuzo Aida,
“Discotic Ionic Liquid Crystals of Triphenylene as Dispersants for Orienting Single-Walled Carbon Nanotubes”,
Angewandte Chemie International Edition Online Edition: 2012/07/24 (Japan time), doi: 10.1002/anie.201205477.

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