低次元ナノ材料の機能化

ナノワイヤやナノロッドなどの一次元ナノ材料、グラフェンやナノシートのような二次元ナノ材料は、それぞれ独自の物理的・化学的性質を有しており、それらを複合化したり分子修飾することでその機能を制御できれば、新たな機能材料の創成に繋がります。

PtNiナノワイヤは、直径数nmですが、長さは数百 nmというアスペクト比の大きな一次元ナノ構造体です。このようなナノワイヤを電極触媒にしたとき、担体との相互作用が大きく影響するほか、高耐久性などが期待されます。

CdSナノロッドは、水熱合成によりフッ素ドープ酸化スズ(FTO)基板上に簡単に調製できますが、光励起で生じたホットホールを用いた分子変換を進める上で基盤となる材料です。現在、ニッケルや白金で修飾したCdSナノロッド電極における基質の酸化反応により、有機化合物の高付加価値化に取り組んでいます。

また、グラフェンのような二次元ナノ材料は、特異な電子構造を有しており、様々な材料に応用されつつあります。当研究室では、グラファイトから作る粉体としてのグラフェン以外に、金属表面上に化学気相成長（CVD）により合成する単層グラフェンの機能化にも取り組んでいます。酸化グラフェンとして大量に分散できる還元型酸化グラフェン（RGO）は電極触媒の担体に、CVDグラフェンは分子修飾により機能材料化することを目指しています。