第1部 グラフェンの工業生産に向けた量産技術
【講演趣旨・説明】世界各国で開発競争が繰り広げられているグラフェンについて、実際はどのような材料であるのか、工業利用を目指した合成技術、および量産技術確立への展望などについて議論する。さらに現在進められている用途開発と直面する課題について検討し、グラフェンの可能性と今後の展開について把握する機会としたい。
1. グラフェンの基礎特性
1-1 特性のまとめ
1-2 電気的特性・光学的特性の基礎
1-3 機械的特性
1-4 熱的特性
2. 炭素材料とグラフェン研究開発の歴史
2-1 グラフェン開発の歴史
2-2 日本の炭素材料開発およびグラフェン開発
3. グラフェンの形成法
3-1 剥離などによるグラフェンの形成
3-2 熱CVDによるグラフェンの形成
3-3 プラズマを利用したグラフェンのCVD合成
4. グラフェンの量産に向けた試みと現状の課題
5. グラフェンの用途開発の現状
5-1 透明導電膜用途
5-2 その他の用途の可能性
6. 海外のグラフェン研究開発動向
第2部 化学的酸化プロセスによるグラファイトの剥離と応用
【講演趣旨・説明】 黒鉛は安価かつ入手容易な結晶性炭素材料である。黒鉛を１枚ずつ剥離すればグラフェンが得られる。実用的に使用する際には粉体または分散液として取り扱うことが望ましいが、グラフェンは凝集するため１枚の構造を保つことが極めて困難である。そこで、酸化により極性官能基を導入し、極性溶媒への分散性を高める方法が採られている。ところが、酸化によりグラフェンに望まれる特性が失われてしまうため、酸素官能基の導入を極限まで減らしたいという要望も強い。
1. 酸化グラフェンとは
1-1 グラフェンと酸化グラフェンの違い
1-2 合成法の詳細
1-3 提唱されている構造と形態
1-4 化学的・物理的特性
2. 酸化グラフェンの形成メカニズム
3. 酸化グラフェンの構造制御
3-1 サイズの制御
3-2 酸化度の制御（酸化段階での制御）
3-3 酸化度の制御（還元による制御）
4. 酸化グラフェンの還元
4-1 熱還元
4-2 光還元
4-3 化学還元
4-4 その他の還元法
5. 機能化法の紹介と応用
5-1 有機複合材
5-2 無機複合材
5-3 高分子複合材
5-4 用途（電極、触媒、膜、補強材、潤滑剤、など）
【受講に必要な知識】
機器分析（SEM,TEM,EDX,XRD,XPS,XAFS,IR,UV-Vis,Raman,CV,など）
【本セミナーで得られる知識】
酸化グラフェンの一般的な合成法や還元の方法を一覧にした資料を用意します。
第3部 グラフェンのリチウムイオン電池、キャパシタへの応用と課題
【講演趣旨・説明】 太陽電池、リチウムイオン電池、キャパシタなどの電池材料へグラフェンを応用する場合は低コストで高速生産が可能な量産化技術の開発が必須である。本講演ではグラフェンを短時間で製造できる様々な溶液・流体プロセスの紹介を行う。また、リチウムイオン電池、キャパシタ電極材料応用を目指したグラフェン表面へのナノ活物質の担持技術、3次元アセンブリー技術、層間制御による高エネルギー密度電極材料応用技術など、グラフェンの機能化と先端電池材料応用への研究成果を紹介する。
1. グラフェンの物性
1-1 単原子層グラフェン
1-2 多層グラフェン
2． ナノグラフェン
2-1 ナノグラフェンの合成方法
2-2 エッジ構造と評価
3． グラフェンの合成方法
3-1 Hummers法
3-2 超臨界流体プロセス
3-3 再積層プロセスと多層グラフェン
4. グラフェンの構造解析
4-1 透過型電子顕微鏡
4-2 AFM
4-3 共鳴ラマン散乱
4-4 電気化学測定
5. グラフェンのリチウムイオン電池・キャパシタ電極材料への応用
5-1 グラフェンの電気二重層キャパシタ応用
5-2 グラフェンのリチウムイオン電池負極応用
5-3 グラフェン再積層体の高エネルギー密度電池応用
第4部 グラフェンの量産化新技術とその物性・用途
【講演趣旨・説明】 近年、グラフェンの研究開発が盛んになり、基礎研究から応用研究、そして実用化の段階に至るにつれて、その有用性が広く知られるようになってきております。弊社においても、このグラフェンの有望性に着目して研究開発をすすめ、まずは多層のグラフェンに対する量産化技術を確立しました。そして、iGurafen®という商品名で製品化を行い、粉末、表面処理品、分散液などの形態で提供しています。単層グラフェンに対する開発も進めております。本講演では、弊社における取り組みの実例を中心として、グラフェンの高機能性、用途展開などについて解説したいと思います。
1. 会社紹介
2. グラフェンについて
2-1 単層グラフェン
2-2 多層グラフェン
2-3 酸化グラフェン
3. 産業への応用
3-1 熱伝導用途
3-2 電気伝導用途
3-3 その他
4. 近年の動向
5. 製造プロセスについて
6. 性能評価
7. 多層グラフェンの熱・電気伝導特性
8. 複合材料
8-1 樹脂との混練材料
8-2 その他
9. 生体適合性について
10. グラフェンの普及に向けて
【本セミナーで得られる知識】
グラフェンが実際の応用場面に使われ始めていることや、その高い有用性が理解できることになります。
第5部 世紀のナノ素材、グラフェンの超低コスト・大量生産の基盤技術と展望
【講演趣旨・説明】 情報革命の次は、グラフェンによる素材革命であると言われている。何故か？グラフェンは、CNTなどと同じ炭素ナノ素材でありながら、炭化水素からCVDなどにより合成しなくても、地球上に１億トン以上埋蔵されていると言われている天然の黒鉛そのものが、グラフェンの塊だからである。 この１kｇ２ドルの天然黒鉛を剥離すると高純度のグラフェンが精製される。本講座では、効率的な天然黒鉛剥離によるグラフェンの超低コスト・大量生産の基盤技術をご紹介し、この技術により、どのような素材革命が起こるか展望する。
1. グラフェンによる“炭素”の時代
2. グラフェンによる素材革命
3. グラフェンの優位性
4. グラフェンの超低コスト・大量生産の基盤技術（グラフェン前駆体）
5. 素材革命の展望
【本セミナーで得られる知識】
グラフェンの超低コスト・大量生産の基盤技術および２１世紀の素材革命の展望
