2020年01月23日（木）
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新素材グラフェンの特徴、性能、可能性についての全体像を把握したい人を対象としていますが、さらには、材料やデバイスの高性能化・高機能化に取組み、従来素材の限界を感じている研究開発者、新機能発現や高付加価値化を進めている製品開発者、市場開発の将来戦略を担う企画担当者をも対象としています。
新素材グラフェンの構造と特性、グラフェンの他の素材を超える特長、グラフェンの作製及びグラフェンの材料化プロセス、グラフェンを用いた材料・デバイス・製品の具体例、グラフェンのもたらす関連分野への影響と必要となる戦略、グラフェンがもたらす関連分野の将来予測
グラフェンは炭素原子が六角状に共有結合した炭素原子1個の厚さのシートで、これまで不安定で存在しないと考えられていた。それがグラファイトからセロテープでグラフェンを簡単に剥がすことができ、得られたグラフェンは、高強度、高導電性及び高熱伝導性等の他の物質を超える特性や炭素原子1個の厚さに由来する巨大な比表面積やナノポアの自律的形成等の新奇な現象を示すことがわかり、新たな材料やデバイスの開発や高性能化素材として期待されている。本講座では、グラフェンは廉価なグラファイトから低コストで量産できることやCVD法により大面積シートが作製できることから実用性や市場性に優れていることに特に着目し、グラフェンの製品化に繋がる特性、グラフェン材料・デバイス化プロセス、研究開発・実用化の現状、将来性について詳述する。また、グラフェンを用いた材料やデバイス開発に着手するのに必要な情報・知識として、手に入れられるグラフェンの特性やコスト、グラフェンベースの材料の具体的な作製方法、複合材料化・デバイス化プロセスと複合材料の特性、等のグラフェンの実用化・市場化に必要な事項に重点を置く。
１．グラフェンの構造と特性
炭素の六角状共有結合、炭素原子1個の厚さ
２．イノベーション素材としてのグラフェン
従来材料を凌駕する特性、廉価のグラファイトからの低コスト量産
３．複合化素材としてのグラフェン
他物質・材料との親和性、官能基付加による機能の発現
４．グラフェンの低コスト・量産プロセス
グラファイトからの低コスト量産プロセス、CVD法による大面積シート作製プロセス
５．グラフェンの溶液中への一様分散
親水性のよい酸化グラフェンや官能基付加により親水性を持たしたグラフェンは溶液中に
長期保存可、グラフェン溶液からの材料・デバイス量産プロセス
６．酸化グラフェンシートの作製と吸着剤としての応用
高強度シート、高吸着性シート、放射性物質の除去
７．グラフェンシートの作製と構造部材、包装材への応用
グラフェンシート作製プロセス、導電・透明シート、
ガスバリアーシート、ソーラーパネルへの応用
８．グラフェン/高分子の複合化
高分子材料の導電性化・高強度化・高熱伝導化・ガスバリアー化
９．グラフェン/金属・セラミックスの複合化、水素貯蔵への応用
金属の高強度化、セラミックスの高靭性化
10．グラフェン積層構造化とエネルギー機器への応用
グラフェン多層化プロセス、リチウムイオン電池及びキャパシター電極への応用
11．グラフェン積層構造化と貯蔵材等への応用
大空間をもつグラフェン立体構造、水素貯蔵への応用
12．グラフェンの3次元構造化と応用
グラフェンハイドロゲル・エアロゲル、エネルギー機器・医療用機器への応用
13．グラフェンの新規分野への応用
再生医療・ドラッグデリバリーへの応用、グラフェン新規利用分野マップ、マーケット予測
14．グラフェンの実用化事例
エレクトロニクス・フォトニクス、エネルギー機器、汎用材料(プラスチック、塗料等)
15．グラフェンの世界における研究開発の現状
米国における基盤研究，中国における市場化
16．グラフェンに関するわが国における研究開発の遅れと今後
様子見の日本、基礎研究で米国に市場化で中国に遅れる日本
カーボンナノチューブ,グラフェン,CNT,graphene,製品,研修,講習会
