極性有機溶媒中でのフラ脚レンの安定なコロイド分散液

摘要

フラ←レンやカーボンナノチューブは有望な材料であるが、溶解性に劣ることが応用を妨げている。本報では、C_（60）、C_（70）、およびその混合物（C_（mix））のコロイド分散液が、良溶媒のフラーレン溶液と極性貧溶媒を混合するという単純な方法でできることを報告している。アセトニトリルにC_（mix）のトルエン溶液を滴下すると色が変化しやや濁る。これはフラーレンのコロイド分散液が生成しているのであり、生成過程は非常に簡単で速く、コロイド領域の平均的な直径の粒子形成が、溶液の混合ですぐに観察されるようになる。 光散乱強度はフラーレン濃度に比例するので滴下を続けると＝＝コイド粒子の数が増加する。 平均粒子径はフラーレン濃度には関係なく約210nmである。 芳香族良溶媒によって粒径は異なるが、貧溶媒としてアセトニトリルを用いると150－250nmの範囲である。水にフラーレンのⅣ蝕メチルピロリジノン（NMP）溶液を加えてできるコロイド粒子は最も粒子径が小さく80-90nmである。 おもしろいことに、純粋なC-(60)あるいはC7。 およびC_（mix）を用いたときで生成粒子の平均サイズは異なり、C_(60)の方がC-)70)より大きな粒子ができ、C_（mix）による粒子が最も小さくなる。 コロイド粒子を高分解能透過電子顕微鏡で調べたところ、いくつか非秩序化したドメインが観察されるがほとhどはフラーレン分子の正常な配列が見られる。 平均的なフラーレン分子の中心間距離は約1.0 nmで、これは固体のC_(60)やC7。 の結晶格子と一致しており、この粒子が結晶化の過程で生成したことを示している。 C_（mix）とトルエン／アセトニトリルで合成したコロイド分散液を、安定剤なしで長期間（10ヶ月以上）保存してから光散乱で粒子径を調べても変化がなくコロイドが安定していることを示している。良溶媒中での全フラーレン濃度が減少すると、より小さい粒子が形成する。 C_（70）では、調べた範囲内（0.05g／dcm~（-3）~1.7g/dcm~(-3)）で濃度を高めると、その粒径は約二倍になった。