Review
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【特集】酸化グラフェンの産業応用
Industrial Application of Graphene Oxide
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特集にあたって
Introduction
松本泰道 (熊本大学)
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潤滑油よりも低摩擦な酸化グラフェン分散水
Graphene Oxide Lubricant Additive in Water
仁科勇太 (岡山大学)
木之下博 (岡山大学)
酸化グラフェンの用途として, 電気伝導性や熱伝導性に着目した研究開発が進められている。これは, 酸化グラフェンを還元してグラフェン類似物とすることで得られる物性であり, 酸化グラフェンのままでは到底なし得ない。われわれは, 酸化グラフェンをそのまま利用できる潤滑添加剤の開発を行い, その性能を評価した。
【目次】
1. はじめに
2. 酸化グラフェンについて
3. 酸化グラフェンの潤滑添加剤への応用
4. 水系潤滑剤
5. おわりに
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酸化グラフェンを利用した透明導電性塗布膜
Solution-Processed Transparent Conductive Films Prepared from Graphene Oxide
上野啓司 (埼玉大学)
グラフェンは非常に大きなキャリア移動度をもち, 透明導電膜としての応用も期待されている。本稿では, 単結晶グラファイト粉末を酸化・単層剥離することで得られる酸化グラフェン溶液を, 塗布・還元することによってグラフェン透明導電膜を形成する手法と, その有機薄膜素子への応用例を紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. グラファイト単結晶の単層剥離, 可溶化
3. 酸化グラフェン塗布膜形成と還元
4. グラフェン透明導電膜の塗布形成と有機薄膜太陽電池への応用
5. グラフェン透明導電膜を用いた半透明有機薄膜電界効果トランジスタ
6. おわりに
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酸化グラフェンのプロトン伝導と電気化学デバイスへの応用
Proton Conduction of Graphene Oxide and its Applications to Electrochemical Devices
松本泰道 (熊本大学)
酸化グラフェン(GO)の高いプロトン伝導度は, 層間に存在するエポキシ基にもとづいている。層間に硫酸イオンが存在するGO膜のプロトン伝導度はナフィオンを越えた。GO還元体の電子/プロトン混伝導度は, 室温で世界最高の値であった。GO膜をプロトン伝導固体電解質として利用した燃料電池, 鉛蓄電池, スーパーキャパシタを創成し, それぞれが作動することを確認した。
【目次】
1. はじめに
2. GOのプロトン伝導
3. GOのプロトン/電子混合伝導
4. GOを固体電解質とした燃料電池(GOFC)
5. GOを固体電解質とした鉛蓄電池(GOLB)
6. GOを用いたスーパーキャパシタ
6.1 rGOを電極としたスーパーキャパシタ
6.2 GOを固体電解質としたスーパーキャパシタ(GOSC)
7. おわりに
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金属-酸化グラフェン複合体の調製と触媒応用
Preparation of Metal-Graphene Oxide Composites and Application for Catalysts
仁科勇太 (岡山大学)
齋藤彰範 (岡山大学)
金属-酸化グラフェン複合体に期待されるアプリケーションは, きわめて広範である。最近, このような複合体の作製および用途開拓に関して, 特に海外を中心として膨大な研究がなされている。本稿では, 酸化グラフェンの特徴と金属との複合化法を説明し, 用途としては触媒に着目し, PdとPtの複合体の作製と応用について紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. 金属-酸化グラフェン複合体の作製
3. 金属-(酸化)グラフェン複合体の作製と応用
3.1 Pd/GOまたはPd/rGOの作製とカップリング反応
3.2 Pd/GOを用いる水素利用反応
3.3 Pt-酸化グラフェン複合体とその応用
4. おわりに
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酸化グラフェンの樹脂中への分散化による高性能複合材料の開発
High Performance Composite through High Dispersion of Graphene Oxide into Polymer Matrix
西野孝 (神戸大学)
ナノカーボン素材の一種である酸化グラフェンは力学, 熱, 電気各物性として卓越した特性を有しており, 利用形態としてナノ複合材料の創製が期待できる。ここでは, ポリビニルアルコール, ポリメタクリル酸メチル中に簡便かつ環境調和プロセスを用いてナノ分散させると, 極少量の充てんで優れた特性を示す具体例を紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. グラフェンオキサイド
3. ポリビニルアルコール/GOナノ複合材料
4. ポリメタクリル酸メチル/GOナノ複合材料
5. おわりに
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酸化グラフェンのバイオセンシング応用とオンチップデバイス化
Graphene Oxide for On-chip Biosensing Devise Application
古川一暁 (日本電信電話(株))
上野祐子 (日本電信電話(株))
酸化グラフェン(GO)のバイオセンシング応用に関する私たちの研究を紹介する。GO表面をピレン-DNAアプタマ-色素で修飾したGOアプタセンサは,標的分子を検出すると蛍光を発する。この原理を説明した後,タンパク質検出過程の直接観察,およびマイクロ流路デバイスと融合して実現するセンサの高機能化について解説する。
【目次】
1. はじめに
2. バイオセンサ応用に重要なGOの特性
3. GOアプタセンサの構成と検出原理
4. 固体表面に構築したGOアプタセンサの特長と作製法
5. GO単一片を用いたGOアプタセンサの動作確認
6. オンチップ型GOアプタセンサへの展開
7. 標的タンパク質の拡張とハイスループット検出化
8. 分子設計によるGOアプタセンサの高感度化
9. おわりに
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酸化チタン複合金属化合物による新しい機能体とその応用例
New Functive and Application of Titania Oxide and Composite Metal
緒方四郎 (サスティナブル・テクノロジー(株))
サスティナブル・テクノロジー(略称STi)は20数年前の前身会社から光触媒技術の材料として, 酸化チタン(TiO2)の機能性の開発と, 各種の複合金属化合物のもつ機能性について研究開発とその成果物を市場に投入してきた。その応用例と今後の戦略を解説する。
【目次】
1. はじめに
2. 酸化チタン複合金属粒子による表面電荷形成技術とは
3. 表面電荷形成と光取り出し技術の応用例
4. 機能技術応用市場分野
5. おわりに
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「超ルイス酸分子」ジアリールボリニウムイオンの合成, 構造および反応性
Synthesis, Structure, and Reactivity of a“Molecular Super Lewis Acid”Diarylborinium Ion
庄子良晃 (東京工業大学)
ボリニウムイオンと呼ばれる二配位ホウ素カチオンは, ホウ素原子上に価電子を4つしかもたない異常な電子欠損種である。筆者らは, これまで安定には存在し得ないと考えられてきた, ホウ素上に芳香環のみが置換したジアリールボリニウムイオン塩を初めて単離した。さらに, その「超ルイス酸分子」ともいうべき反応性の一端を明らかにした。
【目次】
1. はじめに
2. ホウ素の化学種
3. ボリニウムイオンの歴史
4. ジアリールボリニウムイオンMes2B+の合成と構造
5. ジアリールボリニウムイオンの電子状態
6. 汎用的なアニオンを用いたボリニウムイオン合成
7. ジアリールボリニウムイオンの特異な反応性
8. おわりに
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医薬品開発の流れと製薬業界の動向〜品質管理の重要性とプロセス制御〜 第16回
医薬品における品質と不純物
橋本光紀 (医薬研究開発コンサルテイング)
【目次】
1. はじめに
2. 品質の保証
3. 不純物とは
4. 不純物プロファイル
5. 晶析による精製
5.1 晶析
5.2 溶媒の選択
6. 不純物の許容量
7. 安定性
8. 安全な医薬品であるために
9. まとめ
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[ケミカルプロフィル]
p-エチルフェノール(p-Ethylphenol)
ポリエチレンオキサイド(Polyethylene oxide)
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[ニュースダイジェスト]
・海外編
・国内編
【特集】酸化グラフェンの産業応用
Industrial Application of Graphene Oxide
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特集にあたって
Introduction
松本泰道 (熊本大学)
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潤滑油よりも低摩擦な酸化グラフェン分散水
Graphene Oxide Lubricant Additive in Water
仁科勇太 (岡山大学)
木之下博 (岡山大学)
酸化グラフェンの用途として, 電気伝導性や熱伝導性に着目した研究開発が進められている。これは, 酸化グラフェンを還元してグラフェン類似物とすることで得られる物性であり, 酸化グラフェンのままでは到底なし得ない。われわれは, 酸化グラフェンをそのまま利用できる潤滑添加剤の開発を行い, その性能を評価した。
【目次】
1. はじめに
2. 酸化グラフェンについて
3. 酸化グラフェンの潤滑添加剤への応用
4. 水系潤滑剤
5. おわりに
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酸化グラフェンを利用した透明導電性塗布膜
Solution-Processed Transparent Conductive Films Prepared from Graphene Oxide
上野啓司 (埼玉大学)
グラフェンは非常に大きなキャリア移動度をもち, 透明導電膜としての応用も期待されている。本稿では, 単結晶グラファイト粉末を酸化・単層剥離することで得られる酸化グラフェン溶液を, 塗布・還元することによってグラフェン透明導電膜を形成する手法と, その有機薄膜素子への応用例を紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. グラファイト単結晶の単層剥離, 可溶化
3. 酸化グラフェン塗布膜形成と還元
4. グラフェン透明導電膜の塗布形成と有機薄膜太陽電池への応用
5. グラフェン透明導電膜を用いた半透明有機薄膜電界効果トランジスタ
6. おわりに
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酸化グラフェンのプロトン伝導と電気化学デバイスへの応用
Proton Conduction of Graphene Oxide and its Applications to Electrochemical Devices
松本泰道 (熊本大学)
酸化グラフェン(GO)の高いプロトン伝導度は, 層間に存在するエポキシ基にもとづいている。層間に硫酸イオンが存在するGO膜のプロトン伝導度はナフィオンを越えた。GO還元体の電子/プロトン混伝導度は, 室温で世界最高の値であった。GO膜をプロトン伝導固体電解質として利用した燃料電池, 鉛蓄電池, スーパーキャパシタを創成し, それぞれが作動することを確認した。
【目次】
1. はじめに
2. GOのプロトン伝導
3. GOのプロトン/電子混合伝導
4. GOを固体電解質とした燃料電池(GOFC)
5. GOを固体電解質とした鉛蓄電池(GOLB)
6. GOを用いたスーパーキャパシタ
6.1 rGOを電極としたスーパーキャパシタ
6.2 GOを固体電解質としたスーパーキャパシタ(GOSC)
7. おわりに
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金属-酸化グラフェン複合体の調製と触媒応用
Preparation of Metal-Graphene Oxide Composites and Application for Catalysts
仁科勇太 (岡山大学)
齋藤彰範 (岡山大学)
金属-酸化グラフェン複合体に期待されるアプリケーションは, きわめて広範である。最近, このような複合体の作製および用途開拓に関して, 特に海外を中心として膨大な研究がなされている。本稿では, 酸化グラフェンの特徴と金属との複合化法を説明し, 用途としては触媒に着目し, PdとPtの複合体の作製と応用について紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. 金属-酸化グラフェン複合体の作製
3. 金属-(酸化)グラフェン複合体の作製と応用
3.1 Pd/GOまたはPd/rGOの作製とカップリング反応
3.2 Pd/GOを用いる水素利用反応
3.3 Pt-酸化グラフェン複合体とその応用
4. おわりに
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酸化グラフェンの樹脂中への分散化による高性能複合材料の開発
High Performance Composite through High Dispersion of Graphene Oxide into Polymer Matrix
西野孝 (神戸大学)
ナノカーボン素材の一種である酸化グラフェンは力学, 熱, 電気各物性として卓越した特性を有しており, 利用形態としてナノ複合材料の創製が期待できる。ここでは, ポリビニルアルコール, ポリメタクリル酸メチル中に簡便かつ環境調和プロセスを用いてナノ分散させると, 極少量の充てんで優れた特性を示す具体例を紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. グラフェンオキサイド
3. ポリビニルアルコール/GOナノ複合材料
4. ポリメタクリル酸メチル/GOナノ複合材料
5. おわりに
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酸化グラフェンのバイオセンシング応用とオンチップデバイス化
Graphene Oxide for On-chip Biosensing Devise Application
古川一暁 (日本電信電話(株))
上野祐子 (日本電信電話(株))
酸化グラフェン(GO)のバイオセンシング応用に関する私たちの研究を紹介する。GO表面をピレン-DNAアプタマ-色素で修飾したGOアプタセンサは,標的分子を検出すると蛍光を発する。この原理を説明した後,タンパク質検出過程の直接観察,およびマイクロ流路デバイスと融合して実現するセンサの高機能化について解説する。
【目次】
1. はじめに
2. バイオセンサ応用に重要なGOの特性
3. GOアプタセンサの構成と検出原理
4. 固体表面に構築したGOアプタセンサの特長と作製法
5. GO単一片を用いたGOアプタセンサの動作確認
6. オンチップ型GOアプタセンサへの展開
7. 標的タンパク質の拡張とハイスループット検出化
8. 分子設計によるGOアプタセンサの高感度化
9. おわりに
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酸化チタン複合金属化合物による新しい機能体とその応用例
New Functive and Application of Titania Oxide and Composite Metal
緒方四郎 (サスティナブル・テクノロジー(株))
サスティナブル・テクノロジー(略称STi)は20数年前の前身会社から光触媒技術の材料として, 酸化チタン(TiO2)の機能性の開発と, 各種の複合金属化合物のもつ機能性について研究開発とその成果物を市場に投入してきた。その応用例と今後の戦略を解説する。
【目次】
1. はじめに
2. 酸化チタン複合金属粒子による表面電荷形成技術とは
3. 表面電荷形成と光取り出し技術の応用例
4. 機能技術応用市場分野
5. おわりに
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「超ルイス酸分子」ジアリールボリニウムイオンの合成, 構造および反応性
Synthesis, Structure, and Reactivity of a“Molecular Super Lewis Acid”Diarylborinium Ion
庄子良晃 (東京工業大学)
ボリニウムイオンと呼ばれる二配位ホウ素カチオンは, ホウ素原子上に価電子を4つしかもたない異常な電子欠損種である。筆者らは, これまで安定には存在し得ないと考えられてきた, ホウ素上に芳香環のみが置換したジアリールボリニウムイオン塩を初めて単離した。さらに, その「超ルイス酸分子」ともいうべき反応性の一端を明らかにした。
【目次】
1. はじめに
2. ホウ素の化学種
3. ボリニウムイオンの歴史
4. ジアリールボリニウムイオンMes2B+の合成と構造
5. ジアリールボリニウムイオンの電子状態
6. 汎用的なアニオンを用いたボリニウムイオン合成
7. ジアリールボリニウムイオンの特異な反応性
8. おわりに
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医薬品開発の流れと製薬業界の動向〜品質管理の重要性とプロセス制御〜 第16回
医薬品における品質と不純物
橋本光紀 (医薬研究開発コンサルテイング)
【目次】
1. はじめに
2. 品質の保証
3. 不純物とは
4. 不純物プロファイル
5. 晶析による精製
5.1 晶析
5.2 溶媒の選択
6. 不純物の許容量
7. 安定性
8. 安全な医薬品であるために
9. まとめ
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[ケミカルプロフィル]
p-エチルフェノール(p-Ethylphenol)
ポリエチレンオキサイド(Polyethylene oxide)
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[ニュースダイジェスト]
・海外編
・国内編
