動的核偏極磁気共鳴法による炭素材料表面の微細構造の解析に世界で初めて成功
－次世代の炭素材料の開発と利用促進に貢献－

2023年03月07日

北陸先端科学技術大学院大学
京都大学
岡山大学

◆発表のポイント

• 次世代の炭素材料として、グラフェンや薄膜炭素といった材料が注目されている。炭素材料は、化学反応の触媒や燃料電池等の電極触媒としてだけでなく、ドラッグデリバリーシステムなどのバイオマテリアル分野を含め、多種多様な分野での応用が期待されている。


• NMR（核磁気共鳴分光法）による炭素材料の表面構造分析の感度を改善するため、信号強度増幅剤を用いた動的核偏極磁気共鳴法により、これまで同手法では不可能と考えられていた炭素表面の微量なメチル基、水酸基などの表面官能基の検出に成功した。


• これにより、炭素材料の性質に大きな影響を及ぼす表面構造の微細な違いが検出可能となった。


• 今後の炭素材料の表面構造制御ならびに様々な用途に応じた炭素材料の開発とその炭素材料の利用促進に貢献できる。

　北陸先端科学技術大学院大学（JAIST）（学長・寺野稔、石川県能美市） ナノマテリアルテクノロジーセンターの後藤和馬教授、岡山大学大学院自然科学研究科の安東映香大学院生は、京都大学化学研究所の梶弘典教授、鈴木克明助教ならびに岡山大学学術研究院自然科学学域の神戸高志准教授、異分野融合先端研究コアの仁科勇太研究教授らと共同で、動的核偏極磁気共鳴法（DNP-NMR）による炭素材料の微細表面構造解析に成功した。これまで不可能とされていたDNP-NMR法による炭素表面のメチル基や水酸基などの表面官能基の信号の大幅な増幅に成功し、炭素材料の性質に大きな影響をおよぼす微量のメチル基、水酸基の観測に成功した。今後の炭素材料の表面構造制御ならびに様々な用途に応じた炭素材料の開発とその炭素材料の利用促進に貢献できる。

　安東 映香大学院生は、令和4年度岡山大学科学技術イノベーション創出フェローシップ（通称：OUフェローシップ）タイプB認定者であり、今後の活躍が期待されています。
　OUフェローシップは、認定者に対し、フェローシップ（研究奨学金）として研究費（年間40万円～110万円）・生活費相当の支援金（年間180万円）を支給するとともに、さまざまな取り組みで研究力向上とキャリアパス確保を支援する制度です。
　詳細は以下URLを参照してください。
　https://www.orsd.okayama-u.ac.jp/kenkyusha/ou-fellowship/

DNP－NMRによる観測（信号強度増幅は10倍以上となる。）

■論文情報
論文名： Dynamic nuclear polarization – nuclear magnetic resonance for analyzing surface functional groups on carbonaceous materials
掲載誌： Carbon
著者：Hideka Ando, Katsuaki Suzuki, Hironori Kaji, Takashi Kambe, Yuta Nishina,
Chiyu Nakano, Kazuma Gotoh
WEB掲載日：2023年2月14日
出版予定日：2023年3月25日
DOI：10.1016/j.carbon.2023.02.010

＜詳しい研究内容について＞
動的核偏極磁気共鳴法による炭素材料表面の微細構造の解析に世界で初めて成功－次世代の炭素材料の開発と利用促進に貢献－


＜お問い合わせ先＞
＜研究内容に関すること＞
北陸先端科学技術大学院大学
ナノマテリアルテクノロジーセンター 教授 後藤 和馬 （ごとう かずま）
〒923-1292　石川県能美市旭台1-1
TEL：0761-51-1476

京都大学 化学研究所 環境物質化学研究系 教授 梶 弘典 （かじ ひろのり）
〒611-0011　京都府宇治市五ケ庄
TEL：0774-38-3149

岡山大学 異分野融合先端研究コア 研究教授 仁科 勇太 （にしな ゆうた）
〒700-8530　岡山県岡山市北区津島中3-1-1
TEL：086-251-8718

岡山大学 学術研究院自然科学学域 准教授 神戸 高志 （かんべ たかし）
〒700-8530　岡山県岡山市北区津島中3-1-1
TEL：086-251-7829

＜取材のお問い合わせ先＞
北陸先端科学技術大学院大学
広報室
〒923-1292　石川県能美市旭台1-1
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