植物biomassをcarbon nanomaterialへ変換できれば、renewable carbon feedstockの新用途になります。2024年の Scientific Reports 研究は、未処理yellow corn seedsをultra-high-purity hydrogen中で高温annealingし、corn shell表面にmulti-wall carbon nanotube（MWCNT）を形成しました。
10粒、2.94 gを1050℃で3時間
tube furnaceをargonで1時間flushした後、ultra-high-purity H₂を0.2 L/minで流し、15℃/minで1050℃まで昇温、3 h保持しました。外部metal catalystやchemical pretreatmentは使っていません。
生成black powderをSEM、TEM、Raman、XRD、FTIRなどでcharacterizeすると、graphitic nanosheet上、とくにcorn shell outer surfaceでCNT growthが確認されました。
specific surface areaは710 m²/g
1050℃ sampleのBET specific surface areaは710 m²/g。TEMではmulti-wall tubular structureとgraphitic nanolayerが観察されました。
研究はcorn cellular architecture由来のcarbon structureがCNT formationへ寄与すると議論しています。
“green synthesis”でもlow-energyではない
外部catalystやacid washingが不要なのはprocess simplificationとして利点ですが、1050℃を3時間、高純度hydrogen atmosphereという高energy・gas-intensive processです。
life-cycle CO₂、hydrogen source、yield、scale-up costを比較したLCAは行われていません。したがって“天然原料だから従来CNTより環境に優しい”とはまだ断定できません。
植物形質転換用CNTとは別研究
旧記事で参照した2022年のplant CNT delivery研究はCNTの利用例であり、このcorn-derived CNT synthesisの原著ではありません。今回の主論文は2024年Scientific Reportsです。
材料としてのelectrochemical、adsorption、composite performanceも今後のapplication testが必要です。
関連するテーマとして、アロエ葉抽出液でNiOナノ粒子をgreen synthesis――239 F/gのsymmetric supercapacitorもあわせて読むと背景がつながります。
関連するテーマとして、リグニンとセルロースだけで木材を3D印刷――200 µm DIWとhot-pressでbalsa超えの曲げ性能もあわせて読むと背景がつながります。
関連するテーマとして、植物のアミノ酸輸送体を“入口”にするnanodelivery――Asp/PDPA-NPは10分以内に細胞へ届いたもあわせて読むと背景がつながります。
参考文献
- El-Sayed A et al. Efficient eco-friendly synthesis of carbon nanotubes over graphite nanosheets from yellow corn: a one-step green approach. Scientific Reports. 2024;14:15415. https://doi.org/10.1038/s41598-024-65893-6
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