階層的に制御されたヘリカル・グラファイト・フィルムは,形態学保持カルボニゼーションを用いてヨウ素を添加したヘリカル・ポリアセチレン・フィルムから作られています

科学分野:

• マテリアルサイエンス 材料科学
• ナノテクノロジー ナノテクノロジー
• オーガニック・エレクトロニクス

背景:

• 制御された形質を持つ新しい炭素材料の開発は,高度なアプリケーションにとって不可欠です.
• 以前の方法では,高温炭化過程で複雑な構造を保存するのに苦労することが多い.
• 螺旋構造はユニークな特性を有していますが,正確な製造技術が必要です.

研究 の 目的:

• 階層的に制御された形状学を持つ片手螺旋状グラファイトフィルムを準備するために.
• ヨウ素ドーピングヘリカルポリアセチレン (H-PA) フィルムの炭化時の形態保持を調査する.
• キラルネマティック液晶 (N*-LC) 反応場を操作することによって,螺旋グラフィート膜の特性に対する制御を探求する.

主な方法:

• ヨウ素でドーピングされたH-PAフィルムに形質を維持する炭化法を使用しました.
• スキャニング電子顕微鏡 (SEM) を使って,様々な段階 (800 °C と 2600 °C) で形態学的分析を行いました.
• 構造的および結晶学的特徴化のために,応用X線 difraktion (XRD),ラマンスペクトル,および伝送電子顕微鏡 (TEM) を使った.
• 導電性とアニソトロピーを含む,並べられた螺旋状グラファイトフィルムの電気的性質を調査した.

主要な成果:

• 階層的な螺旋形状は,800°Cでの炭化と,その後2600°Cでの加熱後に成功裏に保持されました.
• 炭化の過程で最小限の体重減少 (10~29%) が観察されました.
• ねじれた方向とねじれた程度を含む形状は,N*-LCパラメータで制御可能でした.
• グラフィットの結晶化は2600°Cで確認されました.
• 超音波処理により,単一の螺旋状のグラファイト繊維が生成されました.
• 水平に並べられたフィルムは,電気伝導性とアニソトロピーの強化を示した.

結論:

• 形状を保持する炭化化法では,螺旋状のグラファイトフィルムを生産するのに有効です.
• 制御された螺旋構造は,N*-LC反応場を調節することによって達成できます.
• これらの螺旋状グラファイトフィルムは,有望な電気的性質と,アニソトロプ的電子機器の潜在能力を示しています.