工学部研究紹介2016｜信州大学

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図1カーボンナノチューブ(左、中)とグラフェンシート(右)写真サイズ高さ4.35cm×幅7.5cm配置位置横11.4cm、縦2.85cm図2リチウムイオン電池を搭載した電気自動車やスマートフォン、タブレット写真サイズ高さ4.35cm×幅7.5cm配置位置横11.4cm、縦8.15cm林研究室研究から広がる未来卒業後の未来像電気電⼦⼯学科炭素という元素をご存知でしょうか？無色透明で高価なダイヤモンドから鉛筆の芯に使われている黒色のグラファイトまで、バラエティーに富んだ形態と、金属と半導体を合わせたような特性を持ち、日常生活に入り込んだ身近な元素です。この研究室では、多様な形態をとる炭素の新しい仲間のカーボンナノチューブやグラフェン（図1）といった、ナノメートルスケールの材料を利用して携帯電話、スマートホンや電気自動車に使われているようなリチウムイオン電池の性能を向上させるための研究を行っています。(図2)リチウムイオン電池などにナノ炭素材料を利用する際の基礎的な研究として電子顕微鏡を用いた微細構造解析・物性解析なども行っています。(図2)ナノの世界からアプローチすることで、より緻密な材料設計が可能となり、強度が高くて自分で発電する電子ペーパーや透明電子回路のような微細なものから、宇宙送電線などの巨大なものまで将来的にはナノ炭素材料を元にして実現することを目指して研究を推進しています。自動車会社、鉄道会社、電機会社などのエネルギーデバイスの開発を活発に行っている分野が進路に選ばれているようです。就職後も研究室で学んだ事を活かして楽しく仕事をしているようです。林卓哉教授東京大学大学院工学系研究科博士課程修了後、信州大学工学部電気電子工学科助手を経て2005年より現職。研究分野はナノ炭素材料の基礎科学と応用。ミクロの炭素体、カーボンナノチューブ・グラフェンから次世代エネルギーを考える触媒を利用した化学気相成長法により合成した2層カーボンナノチューブの構造モデルと電子顕微鏡写真写真サイズ高さ4.35cm×幅7.5cm配置位置横11.4cm、縦2.85cmバイオマス由来のグラフェン構造体と構造解析写真サイズ高さ4.35cm×幅7.5cm配置位置横11.4cm、縦8.15cm村松研究室研究から広がる未来卒業後の未来像電気電⼦⼯学科林教授と共同して研究を進めています。研究対象はカーボンナノチューブ、グラフェン、カーボンナノファイバーをはじめとしたナノカーボン、またはナノカーボンと無機材料を利用したハイブリッド材料です。合成したナノカーボン、またはハイブリッド構造体の物性や機能の解明を目指し、軽量複合体、リチウムイオン二次電池用負極とスーパーキャパシタ用電極用などへ展開を目指します。ナノカーボンは独自構造に起因した物理的、化学的特性が発現することから世界的に注目が浴びています。それらの物性を利用した複合材料やエネルギーデバイス分野への応用研究もなされています。本研究室ではナノカーボンを合成し、物性解明、そしてエネルギー分野への応用を目指した研究を行っております。学生達には、主体的に研究を取り組む能力、問題解決能力、コミュニケーション能力といったことを研究活動を通じて取得に力を入れています。村松寛之助教信州大学大学院後期課程を終了後、日本学術振興会特別研究員（PD）、長岡技術科学大学助教を経て現職。研究分野はナノカーボンの合成、物性検討を中心にエネルギーデバイス、複合材料、への応用研究⾼機能ナノカーボン材料の合成、構造制御、応⽤を研究する2 nm18

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