[スポンサーリンク]

化学者のつぶやき

金属を超えるダイヤモンド ーボロンドープダイヤモンドー

[スポンサーリンク]

 

希少金属であるレアメタルは日本には多くなく、もちろん世界に無限にあるものではありません。

だから金属に代替する材料というのは非常に重要なトピックです。いま世界にある金属が恒久的に使えるものであるという保証はどこにもないのです。

 

「金属がないならダイヤモンドを使えばいいじゃない」

いささかマリー・アントワネット的な台詞ではありますが、現実的でないわけではありません。永遠の輝きをもつ、宝石のようなダイヤモンドの合成はムズカシイのですが、ダイヤモンドの結晶構造をもつ、より結晶サイズの小さいダイヤモンドは比較的安価に作成できます。

そしてダイヤモンドにホウ素をドープすると、そのドープ濃度に応じてダイヤモンドは絶縁体、導電体、超電導とその導電性を高めていきます。

 

今回はいま注目のボロンドープダイヤモンドにスポットを当てていきたいと思います。

ダイヤモンドというのは炭素がsp3軌道による結合でできている炭素の結晶のことです。この結晶内の非常に短い共有結合は、強度を初め、ダイヤモンドの様々な性質を決めています。

 

diamond3.gif

ダイヤモンドの結晶構造(everyscience.comより転載)

ダイヤモンド構成する炭素原子、実はそのいくつかをホウ素原子で置き換える(ドープする)ことができます。ホウ素をダイヤモンドにドープすると、前述したようにその導電性に影響が出てきます。

ドープ濃度が低ければそのダイヤモンドは絶縁体ですが、ドープ濃度に応じて半導体→導電体と変化していき、おおよそ3%程度の高濃度ドープ率になると極低温で超電導性質を示すことも報告されています。

 

このようにして作られるボロンドープダイヤモンドは電極材料としても注目を集めています。導電性をもつダイヤモンド電極は電位窓が広く、バックグラウンド電流が小さいという、電極材料として非常に優れた特性を持っているためです。実際にこの性質を生かし、ヒ素などの有害金属物質や生体物質の電気化学センサーとしての有用性が示され、さらには実用化までもが目指されています。[1]

 

yasuuPicture 2.png

ダイヤモンド電極の電極特性(文献[1]より抜粋)

そしてこのボロンドープダイヤモンド電極を使い、メトキシラジカルを発生させて、それを有機合成に利用するという研究がごく最近Angewandte誌に発表されました。

 

Anodic Oxidation on a Boron-Doped Diamond Electrode Mediated by Methoxy Radicals

Takenori Sumi, Tsuyoshi Saitoh, Keisuke Natsui, Takashi Yamamoto, Mahito Atobe, Yasuaki Einaga, and Shigeru Nishiyama

Angew. Chem. Int. Ed. 2012 Early View, DOI: 10.1002/ange.201200878

 

このボロンドープダイヤモンドは、従来このような電極合成に使われるプラチナ電極やグラッシーカーボン電極に比べ、メトキシラジカルの発生が多いとされ、効率良く目的物の合成が達成されています。

 

diamond4.gif

(スキームは上記論文より引用)

このように従来の電極の能力を超えるボロンドープダイヤモンド。電気化学を必要とする現場に様々な革命を起こしていくかもしれません。

 

関連文献

  1. “Diamond electrodes for electrochemical analysis” Einaga, Y.  J. Appl. Electrochem. 2010, 40, 1807. DOI:10.1007/s10800-010-0112-z
  2. “Diamond Electrochemistry” Edited by Akira Fujishima, Yasuaki Einaga, Tata N. Rao, Donald A. Tryk., BKC Inc. and Elsevier (2005)

やすたか

投稿者の記事一覧

米国で博士課程学生

関連記事

  1. 理論化学と実験科学の協奏で解き明かしたブラシラン型骨格生合成の謎…
  2. 情報の最小単位がついに原子?超次世代型メモリー誕生!
  3. 世界で初めて有機半導体の”伝導帯バンド構造̶…
  4. ケムステVシンポ「最先端有機化学」開催報告(後編)
  5. 化学者のためのエレクトロニクス入門⑤ ~ディスプレイ分野などで活…
  6. 相田卓三教授の最終講義をYouTube Live配信!
  7. 一流の化学雑誌をいかにしてつくるか?
  8. ヘテロ環、光当てたら、減ってる環

コメント、感想はこちらへ

注目情報

ピックアップ記事

  1. 薬学会年会も付設展示会キャンペーンやっちゃいます
  2. 2007年度ノーベル化学賞を予想!(3)
  3. 界面活性剤のWEB検索サービスがスタート
  4. 光触媒で抗菌・消臭 医療用制服、商品化へ 豊田通商 万博採用を機に
  5. ロドデノール (rhododenol)
  6. 「引っ張って」光学分割
  7. 【速報】2012年ノーベル化学賞発表!!「Gタンパク質共役受容体に関する研究」
  8. 第15回 触媒の力で斬新な炭素骨格構築 中尾 佳亮講師
  9. 小型質量分析装置expression® CMSを試してみた
  10. キレート効果 Chelate Effect

関連商品

ケムステYoutube

ケムステSlack

月別アーカイブ

2012年5月
 123456
78910111213
14151617181920
21222324252627
28293031  

注目情報

最新記事

マテリアルズ・インフォマティクスにおけるデータ0からの初期データ戦略

開催日:2024/06/05 申込みはこちら■開催概要近年、少子高齢化、働き手の不足の影…

ホウ素の力でイオンを見る!長波長光での観察を可能とするアニオンセンサーの開発

第 615回のスポットライトリサーチは、大阪大学大学院 工学研究科応用化学専攻 南方…

マテリアルズ・インフォマティクスと持続可能性: 環境課題の解決策

開催日:2024/05/29 申込みはこちら■開催概要近年、少子高齢化、働き手の不足の影…

Christoper Uyeda教授の講演を聴講してみた

bergです。この度は2024年5月13日(月)に東京大学 本郷キャンパス(薬学部)にて開催された「…

有機合成化学協会誌2024年5月号:「分子設計・編集・合成科学のイノベーション」特集号

有機合成化学協会が発行する有機合成化学協会誌、2024年5月号がオンライン公開されています。…

電子のスピンに基づく新しい「異性体」を提唱―スピン状態を色で見分けられる分子を創製―

第614回のスポットライトリサーチは、京都大学大学院工学研究科(松田研究室)の清水大貴 助教にお願い…

Wei-Yu Lin教授の講演を聴講してみた

bergです。この度は2024年5月13日(月)に東京大学 本郷キャンパス(薬学部)にて開催されたW…

【26卒】太陽HD研究開発 1day仕事体験

太陽HDでの研究開発職を体感してみませんか?私たちの研究活動についてより近くで体験していただく場…

カルベン転移反応 ~フラスコ内での反応を生体内へ~

有機化学を履修したことのある方は、ほとんど全員と言っても過言でもないほどカルベンについて教科書で習っ…

ナノ学会 第22回大会 付設展示会ケムステキャンペーン

ナノ学会の第22回大会が東北大学青葉山新キャンパスにて開催されます。協賛団体であるACS(ア…

実験器具・用品を試してみたシリーズ

スポットライトリサーチムービー

PAGE TOP