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多機能グラフェン複合体を低コストで容易に製造する技術を開発

韓国基礎科学支援研、米国ライス大学と共同研究


低コストで簡単に多機能性グラフェン複合体を製造できる技術が開発された。関連技術は浄水システム、道路の消雪融雪システム、柔軟な電子素子などの製造に活用できる。

韓国基礎科学支援研究院(チョン・ウイドク院長職務代行)は同研究院全州センターのユン・ジョンウォン博士研究チームが米国のライス大学研究チームとレーザー合成グラフェン(Laser-Induced Graphene、以下、LIG)で多機能性グラフェン複合体を製造することに成功したと2月21日に発表した。

LIGは高温工程や化学処理の過程を使用せずレーザーを商用高分子の一つであるポリイミド基板の上に照射することで得る。低コストで比較的簡単に製造できる。大面積に拡張しても容易なことから関連研究が活発に進められている。共同研究チームはLIGを製造して高分子、弾性体、建設材料など多様な材料を浸透(infiltration)させる簡単な方法で既存の複雑な化学的処理の過程なしでグラフェン複合体を製造した。

グラフェン複合体はグラフェンをポリマーなどの材料と混合して製造した複合体で既存のグラフェンのもつ特性とは違って電気的、機械的特性をもつ材料。本研究の結果により多機能性複合体への活用可能性も明らかになり研究領域がさらに広がると期待されている。

研究チームはグラフェン複合体が超疎水性表面の実現、微生物の成長を防止できる汚染防止膜、結氷防止や融雪機能に活用可能な発熱性素子、折り曲げられる非揮発性メモリー素子などに活用できることを確認した。例えばシリコン弾性体(PDMS、ポリジメチルシロキサン)をLIGに浸透させて複合体を製造すれば弾性体の機械的な柔軟性とLIGの伝導性を同時にもち柔軟電子素子として活用できる。

共同研究を行ったライス大学研究チームはLIGを利用した複合体の開発と特性評価を担当した。韓国基礎支援研のユン・ジョンウォン博士チームは複合体表面の分析と電子素子の製造と評価を担当した。ユン博士は「工程の簡素化でグラフェン複合体を迅速かつ容易に製造し多機能性表面を利用して実生活への応用可能性を示せた。今後もナノ材料と素子開発で実生活に役立つ技術を開発したい」と述べた。

研究結果はナノ分野の国際学術誌『ACS Nano』電子版に2月7日付で掲載された。





[2019-02-26]

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