【公開日：2025.07.07】【最終更新日：2025.07.07】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
24NR5045
利用課題名 / Title
CNT系フレキシブル熱電材料の開発
利用した実施機関 / Support Institute
奈良先端科学技術大学院大学 / NAIST
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
内部利用（ARIM事業参画者以外）/Internal Use (by non ARIM members)
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）物質・材料合成プロセス/Molecule & Material Synthesis（副 / Sub）計測・分析/Advanced Characterization
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）マルチマテリアル化技術・次世代高分子マテリアル/Multi-material technologies / Next-generation high-molecular materials（副 / Sub）高度なデバイス機能の発現を可能とするマテリアル/Materials allowing high-level device functions to be performed
キーワード / Keywords
電子顕微鏡/ Electronic microscope
利用者と利用形態 / User and Support Type
利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)
中村 雅一
所属名 / Affiliation
奈良先端科学技術大学院大学物質創成科学領域有機エレクトロニクス研究室
共同利用者氏名 / Names of Collaborators Excluding Supporters in the Hub and Spoke Institutes
田次 詠一,近藤 雅,田中 啓喜,HERIYANTO Aghnia Dinan Maulani,NGUYEN Anh Ngoc
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Supporters in the Hub and Spoke Institutes
利用形態 / Support Type
（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）,技術代行/Technology Substitution
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
NR-205：超高分解能電界放出型電子顕微鏡
NR-203：200kV透過電子顕微鏡
NR-401：多機能走査型X線光電子分光分析装置
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
CNTを用いた高性能フレキシブル熱電材料および導熱材料を創出する。
実験 / Experimental
電界放出形走査電子顕微鏡および透過電子顕微鏡により、熱処理によるCNT紡績糸の形態変化を観察した。また、X線光電子分光装置により、CNT紡績糸の表面組成の変化を調べた。
結果と考察 / Results and Discussion
走査電子顕微鏡による表面形態観察から、熱処理によってCNT紡績糸の表面形態には変化が見られないことが分かった（Fig. 1）。X線光電子分光により得られたC1sピークの成分解析と補完的な各種測定から、熱処理による組成の変化を調べた。結果をFig. 2(a)に示す。200〜300℃の熱処理では、不純物に由来すると思われるカルボキシ基の減少、および、ポリマーサーファクタントの酸素原子が陽イオン化する変化が見られた。これは、サーファクタントのイオン化によってCNTのn型化が生じていることを示唆するものである（Fig. 2(b)）。一方、400〜500℃の熱処理ではポリマーサーファクタントが脱離する一方で、CNTの欠陥に結合していると推測されるカルボキシ基が陰イオン化していることが見いだされた。これは、カルボキシ基のイオン化によってCNTのｐ型化が生じていることを示唆するものである（Fig. 2(c)）。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
Fig.1 SEM images of CNT yarns a) before annealing, after annealing at b) 200°C, c) 300°C, d) 400°C, and e) 500°C.
Fig.2 a) Evolution of the estimated intensities of various chemical components in XPS O1s spectra by annealing. b) Schematic illustration of charge transfer between polyoxyethylene (50) stearyl ether and CNT after annealing at 200–300 °C, and c) between carboxy group and CNT after annealing at 400–500 °C.
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
本研究の一部は、文部科学省マテリアル先端リサーチインフラ事業の支援により、奈良先端科学技術大学院大学で実施された。本研究は、JST CREST、JPMJCR18I3 の支援を受けたものである。
成果発表・成果利用 / Publication and Patents
論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)
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Anh N. Nguyen, Carbon Nanotube Yarns Tailored Using Dispersants and Surfactants for Flexible and Wearable Thermoelectric Generators, ACS Applied Nano Materials, 7, 9880-9886(2024).
DOI: 10.1021/acsanm.4c00497
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
- Anh Ngoc Nguyen, Naofumi Okamoto, Ryo Abe, Aghnia D. M. Heriyanto, Nikita Kumari, Gilbert Pado, Shuto Tanimura, Yongyoon Cho, Manish Pandey, Hiroaki Benten, and Masakazu Nakamura: “Enhancement of thermoelectric properties in carbon nanotube yarns by improved dispersion method”, The 11th International Workshop on Advanced Materials Science and Nanotechnology (IWAMSN), 2024.9.22–25, Furama Resort, Da Nang, Vietnam (2024.9.23) MED-O1.
- 近藤 雅、平井 將輝、Aghnia Dinan、Manish Pandey、辨天 宏明、中村 雅一: “フェニル基を含むハイブリッドペロブスカイトの複合化によるCNT紡績糸の熱伝導率への影響”, 第85回応用物理学会秋季学術講演会, 朱鷺メッセ他, 2024.9.16〜20 (2024.9.20) [20a-B6-9].
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件