Faculty Profiles - TANAKA NAOKI

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TANAKA NAOKI

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Faculty of Engineering Department of Applied Chemistry Assistant Professor
School of Engineering （Joint Appointment）
Graduate School of Engineering （Joint Appointment）

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0928022840

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Degree

Doctor of Science

Research Interests・Research Keywords

Research theme：Development of high-efficiency thermocell based on redox polymers

Keyword：Thermocell, Redox polymer, Seebeck coefficient, Ion conductivity, electrical conductivity

Research period： 2023.4 - 2027.3
Research theme：Development of doping technology for single-walled carbon nanotubes

Keyword：Hole, electron, dopant, boron, electron transfer

Research period： 2021.10 - 2024.3

Awards

高分子研究奨励賞

2024.4 高分子学会
応用物理学会講演奨励賞

2024.3 応用物理学会
手島精一記念研究賞

2014.2 東京工業大学

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研究論文賞

Papers

Photolithographic p–n patterning of single-walled carbon nanotube sheets using photobase generators Reviewed International journal

11 23278 - 23287 2023.10

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Language：English Publishing type：Research paper (scientific journal)

DOI： https://doi.org/10.1039/D3TA05067J
Photoinduced electron doping of single-walled carbon nanotubes based on carboxamide photochemical reactions Reviewed International journal

@Naoki Tanaka, #Taiki Ishii, #Itsuki Yamaguchi, #Aoi Hamasuna, @Tsuyohiko Fujigaya

Journal of Materials Chemistry A 11 6909 - 6917 2023.3

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Language：Japanese Publishing type：Research paper (scientific journal)

DOI： DOIhttps://doi.org/10.1039/D2TA08131H
Electron doping of single-walled carbon nanotubes using pyridine-boryl radicals Reviewed International journal

Naoki Tanaka, Aoi Hamasuna, Takuto Uchida, Ryohei Yamaguchi, Taiki Ishii, Aleksandar Staylkov, Tsuyohiko Fujigaya

Chemical Communications 57 ( 49 ) 6019 - 6022 2021.5

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Language：English Publishing type：Research paper (scientific journal)

DOI： 10.1039/D1CC01354H
Formation of an Isolable Divinylborinium Ion through Twofold 1,2-Carboboration between a Diarylborinium Ion and Diphenylacetylene Reviewed International journal

Naoki Tanaka, Yoshiaki Shoji, Daisuke Hashizume, Manabu Sugimoto, Takanori Fukushima

Angewandte Chemie 56 ( 19 ) 5312 - 5316 2017.3

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Language：Japanese

DOI： 10.1038/ncomms12704
Boron-mediated sequential alkyne insertion and C–C coupling reactions affording extended π-conjugated molecules Reviewed International journal

7 12704 2016.7

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Language：Japanese

DOI： 10.1038/ncomms12704
Convenient Route to Monocarba-closo-dodecaborate Anion Reviewed International journal

Naoki Tanaka, Yoshiaki Shoji, Takanori Fukushima

Organometallics 35 ( 11 ) 2022 - 2025 2016.6

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Language：Japanese

DOI： 10.1021/acs.organomet.6b00309
Pyridine-mediated B–B bond cleavage of tetrahydroxydiboron to synthesize n-doped SWCNTs with long-term air stability

13 ( 1 ) 2023.12

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Language：Others Publishing type：Research paper (scientific journal)

Abstract

Neutral radicals, including carbon radicals, are highly useful chemical species for the functionalization of semiconducting materials to change their electrical and optical properties owing to their high reactivity. However, boron radicals have been limited to synthetic and reaction chemistry, with rare utilization in materials science. In this study, a mixture of tetrahydroxydiboron (B₂(OH)₄) and pyridine derivatives was found to act as an electron dopant for single-walled carbon nanotubes (SWCNTs) because of the electron transfer from pyridine-mediated boron radicals generated by B–B bond dissociation to neutral radicals. In particular, the radical formed from a mixture of B₂(OH)₄ and 4-phenylpyridine ((4-Phpy)B(OH)₂^·) efficiently doped electrons into the SWCNT films; thus, n-type SWCNTs with long-term air stability for more than 50 days at room temperature were prepared. Furthermore, the experimental and theoretical surface analyses revealed that the formation of stable cations from ((4-Phpy)B(OH)₂^·) and the efficient interaction with SWCNTs due to their high planarity served as the mechanism for their stable doping.

DOI： 10.1038/s41598-023-48847-2
Molecular Assembly of Alkylated Fused Expanded Pyridinium for a Highly Conductive Anion-Exchange Membrane Reviewed International journal

#Yuki Motoishi, @Chearin Kim, @Naoki Tanaka, @Tsuyohiko Fujigaya

Chemistry of Materials 2023.9

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Language：English Publishing type：Research paper (scientific journal)

DOI： https://doi.org/10.1021/acs.chemmater.3c01329
Study of electron doping mechanism in single-walled carbon nanotubes using dimethylbenzimidazole Reviewed International journal

@Naoki Tanaka, #Itsuki Yamaguchi, #Ryohei Yamaguchi, #Tsuyohiko Fujigaya

Faraday Discussion 2023.7

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Language：English Publishing type：Research paper (scientific journal)

DOI： https://doi.org/10.1039/D3FD00128H
Comparison of thermoelectric properties of sorted and unsorted semiconducting single-walled carbon nanotube free-standing sheets Reviewed International journal

#Angana Borah, #Wenxin Huang, #Taiki Ishii, #Ryohei Yamaguchi, @Emi Honjo, @Naoki Tanaka, @Tsuyohiko Fujigaya

Japanese Journal of Applied Physics 61 121004-1 - 121004-5 2022.12

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Language：Japanese Publishing type：Research paper (scientific journal)

DOI： 10.35848/1347-4065/ac9e82
Effect of alcohol content on the ionomer adsorption of polymer electrolyte membrane fuel cell catalysts

Dan Wu, Nana Kayo, Samindi Madhubha Jayawickrama, Yin Kan Phua, Naoki Tanaka, Tsuyohiko Fujigaya

International Journal of Hydrogen Energy 2022.12

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Language：Others Publishing type：Research paper (scientific journal)

DOI： 10.1016/j.ijhydene.2022.11.116
Postmodification of highly delocalized cations in an azide-based polymer via copper-catalyzed cycloaddition for anion exchange membranes Reviewed International journal

#Yuki Motoishi, @Naoki Tanaka, @Tsuyohiko Fujigaya

Polymer Journal 55 171 - 180 2022.11

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Language：English Publishing type：Research paper (scientific journal)

DOI： https://doi.org/10.1038/s41428-022-00730-z
Defect Photoluminescence from Alkylated Boron Nitride Nanotubes Reviewed

Tomohiro Shiraki, Rioe Saito, Hayato Saeki, Naoki Tanaka, Koji Harano, Tsuyohiko Fujigaya

Chemistry Letters 52 ( 1 ) 44 - 47 2022.11

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Language：English Publishing type：Research paper (scientific journal)

DOI： 10.1246/cl.220467
Understanding the evolution of the Raman spectra of molecularly p-doped poly(3-hexylthiophene-2,5-diyl): signatures of polarons and bipolarons

@Ahmed E. Mansour, @Ana M. Valencia, @Dominique Lungwitz, @Berthold Wegner, @Naoki Tanaka, @Yoshiaki Shoji, @Takanori Fukushima, @Andreas Opitz, @Caterina Cocchi, @Norbert Koch

Physical Chemistry Chemical Physics 2022.10

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Language：Others Publishing type：Research paper (scientific journal)

DOI： 10.1039/D1CP04985B
Effect of carbon nanotube-based catalyst layer surface roughness on polymer electrolyte membrane fuel cell performance Reviewed

#Yin Kan Phua, #Don Terrence Dhammika Weerathunga, #Dan Wu, @Chaerin Kim, #Samindi Madhubha Jayawickrama, @Naoki Tanaka, @Tsuyohiko Fujigaya

Sustainable Energy & Fuels 6 4636 - 4644 2022.9

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Language：English Publishing type：Research paper (scientific journal)

DOI： 10.1039/d2se00857b
Effect of Surface Roughness of Carbon Nanotube-based Catalyst Layer for Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell Performance Reviewed International journal

#Yin Kan Phua, @Weerathunga don Terrence Dhammika, #Wu Dan, @Kim Chaerin, @Samindi Jayawickrama, @Naoki Tanaka, @Tsuyohiko Fujigaya

Sustainable Energy & Fuels 6 11422 - 11425 2022.9

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Language：English Publishing type：Research paper (scientific journal)
Effect of Polymer-coating on Acetylene Black for Durability of Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell Reviewed International journal

#Dan Wu, @Samindi Jayawickrama, @Naoki Tanaka, @Tsuyohiko Fujigaya

Journal Power Sources 549 2022.5

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Language：English Publishing type：Research paper (scientific journal)
Understanding the evolution of the Raman spectra of molecularly p-doped poly(3-hexylthiophene-2,5-diyl): signatures of polarons and bipolarons Reviewed International journal

@Ahmed E. Mansour, @Ana M. Valencia, @Dominique Lungwitz, @Berthold Wegner, @Naoki Tanaka, @Yoshiaki Shoji, @Takanori Fukushima, @Andreas Opitz, @Caterina Cocchi, @Norbert Koch

Physical Chemistry Chemical Physics 24 3109 - 3118 2022.1

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Language：English Publishing type：Research paper (scientific journal)

DOI： DOIhttps://doi.org/10.1039/D1CP04985B
Tetraaryldiborane(4) Can Emit Dual Fluorescence Responding to the Structural Change around the B–B Bond

61 ( 1 ) 2022.1

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Language：Others Publishing type：Research paper (scientific journal)

We report the successful synthesis of tetramesityldiborane(4) (Mes4B2) through the reductive coupling of a dimesitylborinium ion. Owing to the steric protection conferred by the mesityl groups, Mes4B2 shows exceptional chemical stability and remains intact in water. Single-crystal X-ray analysis revealed that Mes4B2 has an orthogonal geometry, where the B–B center is completely hidden by the mesityl groups. Remarkably, Mes4B2 emits dual fluorescence at 460 and 620 nm, both in solution and in the solid state. Theoretical calculations showed that Mes4B2 in the excited S1 state adopts a twisted or planar geometry, which is responsible for the shorter- or longer-wavelength fluorescence, respectively. The intensity ratio of the dual fluorescence is sensitive to the viscosity of the medium, which suggests that Mes4B2 has potential as a ratiometric viscosity sensor.

DOI： 10.1002/anie.202113549
Development of a proton exchange membrane based on trifluoromethanesulfonylimide-grafted polybenzimidazole

#Hoon Han, #Hiroto Miura, #Yuki Motoishi, @Naoki Tanaka, @Tsuyohiko Fujigaya

Polymer Journal 53 ( 12 ) 1403 - 1411 2021.12

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Language：Others Publishing type：Research paper (scientific journal)

DOI： 10.1038/s41428-021-00551-6
Tetraaryldiborane(4) Can Emit Dual Fluorescence Responding to the Structural Change around the B–B Bond

2021.10

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Language：English Publishing type：Research paper (scientific journal)

DOI： 10.1002/ange.202113549
Thermal Deposition Method for p–n Patterning of Carbon Nanotube Sheets for Planar-type Thermoelectric Generator Reviewed International journal

2021.5

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Language：English
Synthesis and Anion Conductivity of Anion-Exchange Membrane with Fused Expanded Pyridinium Structure as Cationic Moiety Reviewed International journal

Yuki Motoishi, Naoki Tanaka, Tsuyohiko Fujigaya

Chemistry Letters 2021.5

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Language：English
Long-Lived Charge-Transfer State from B–N Frustrated Lewis Pairs Enchained in Supramolecular Copolymers Reviewed International journal

2020.9

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Language：English

近年開発が盛んに行われている機能性超分子ポリマーの作製に向けて、今回新たにフラストレイテドルイスペアーを組み込んだ超分子共重合体を作製し、その特異な光学特性を明らかにした。また共重合体の微細構造を分光測定、理論化学計算から考察し、集積体形成のメカニズムを評価した。
An Organic Borate Salt with Superior p‐Doping Capability for Organic Semiconductors Reviewed International journal

Berthold Wegner, Dominique Lungwitz, Ahmed E. Mansour, Claudia E. Tait, Naoki Tanaka, Tianshu Zhai, Steffen Duhm, Michael Forster, Jan Behrends, Yoshiaki Shoji, Andreas Opitz, Ullrich Scherf, Emil J. W. List‐Kratochvil, Takanori Fukushima, Norbert Koch

7 2001322 2020.7

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Language：English

DOI： 10.1002/advs.202001322
Formation of environmentally stable hole-doped graphene films with instantaneous and high-density carrier doping via a boron-based oxidant Reviewed International journal

Kaito Kanahashi, Naoki Tanaka, Yoshiaki Shoji, Mina Maruyama, Il Jeon, Kenji Kawahara, Masatou Ishihara, Masataka Hasegawa, Hiromichi Ohta, Hiroki Ago, Yutaka Matsuo, Susumu Okada, Takanori Fukushima, Taishi Takenobu

npj 2D Materials and Applications 3 7 2019.2

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Language：Japanese Publishing type：Research paper (scientific journal)

Formation of environmentally stable hole-doped graphene films with instantaneous and high-density carrier doping via a boron-based oxidant
Large-area graphene films have substantial potential for use as next-generation electrodes because of their good chemical stability, high flexibility, excellent carrier mobility, and lightweight structure. However, various issues remain unsolved. In particular, high-density carrier doping within a short time by a simple method, and air stability of doped graphene films, are highly desirable. Here, we demonstrate a solution-based high-density (>10(14) cm(-2) ) hole doping approach that promises to push the performance limit of graphene films. The reaction of graphene films with a tetrakis(pentafluorophenyl)borate salt, containing a two-coordinate boron cation, achieves doping within an extremely short time (4 s), and the doped graphene films are air stable for at least 31 days. X-ray photoelectron spectroscopy reveals that the graphene films are covered by the chemically stable anions, resulting in an improved stability in air. Moreover, the doping reduces the transmittance by only 0.44 +/- 0.23%. The simplicity of the doping process offers a viable route to the large-scale production of functional graphene electrodes.

DOI： 10.1038/s41699-019-0090-x
Chemical hole doping into large-area transition metal dichalcogenide monolayers using boron-based oxidant Reviewed International journal

Hirofumi Matsuoka, Kaito Kanahashi, Naoki Tanaka, Yoshiaki Shoji, * Lain-Jong Li, Jiang Pu, Hiroshi Ito, Takanori Fukushima, Taishi Takenobu

Japanese Journal of Applied Physics 57 ( 2S2 ) 02CB15 2018.1

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Language：Japanese Publishing type：Research paper (scientific journal)

Chemical hole doping into large-area transition metal dichalcogenide monolayers using boron-based oxidant
Hole carrier doping into single-crystalline transition metal dichalcogenide (TMDC) films can be achieved with various chemical reagents. However, large-area polycrystalline TMDC monolayers produced by a chemical vapor deposition (CVD) growth method have yet to be chemically doped. Here, we report that a salt of a two-coordinate boron cation, Mes(2)B(+) (Mes: 2,4,6-trimethylphenyl group), with a chemically stable tetrakis( pentafluorophenyl) borate anion, [(C6F5)(4)B](-), can serve as an efficient hole-doping reagent for large-area CVD-grown tungsten diselenide (WSe2) films. Upon doping, the sheet resistance of large-area polycrystalline WSe2 monolayers decreased from 90 G Omega/sq to 3.2 k Omega/sq. (C) 2018 The Japan Society of Applied Physics

DOI： 10.7567/JJAP.57.02CB15
Back Cover: Formation of an Isolable Divinylborinium Ion through Twofold 1,2-Carboboration between a Diarylborinium Ion and Diphenylacetylene (Angew. Chem. Int. Ed. 19/2017) Reviewed

Naoki Tanaka, Yoshiaki Shoji, Daisuke Hashizume, Manabu Sugimoto, Takanori Fukushima

Angewandte Chemie International Edition 56 ( 19 ) 5370 - 5370 2017.5

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Language：Others Publishing type：Research paper (scientific journal)

DOI： 10.1002/anie.201703069
Rücktitelbild: Formation of an Isolable Divinylborinium Ion through Twofold 1,2-Carboboration between a Diarylborinium Ion and Diphenylacetylene (Angew. Chem. 19/2017) Reviewed

129 ( 19 ) 5456 - 5456 2017.5

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Language：Others Publishing type：Research paper (scientific journal)

DOI： 10.1002/ange.201703069
Formation of an Isolable Divinylborinium Ion through Twofold 1,2-Carboboration between a Diarylborinium Ion and Diphenylacetylene Reviewed

Naoki Tanaka, Yoshiaki Shoji, Daisuke Hashizume, Manabu Sugimoto, Takanori Fukushima

Angewandte Chemie - International Edition 56 ( 19 ) 5312 - 5316 2017.3

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Language：English Publishing type：Research paper (scientific journal)

DOI： 10.1002/anie.201701730
Highly air- and moisture-stable hole-doped carbon nanotube films achieved by a boron-based oxidant Reviewed International journal

Kazuma Funahashi, Naoki Tanaka, Yoshiaki Shoji, * Naoki Imazu, Ko Nakayama, Kaito Kanahashi, Hiroyuki Shirae, Suguru Noda, Hiromichi Ohta, Takanori Fukushima, Taishi Takenobu

Applied Physics Express 10 ( 3 ) 035101 - 35101 2017.2

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Language：Japanese

Highly air- and moisture-stable hole-doped carbon nanotube films achieved using boron-based oxidant
Hole doping into carbon nanotubes can be achieved. However, the doped nanotubes usually suffer from the lack of air and moisture stability, thus, they eventually lose their improved electrical properties. Here, we report that a salt of the two-coordinate boron cation Mes<inf>2</inf>B⁺(Mes: 2,4,6-trimethylphenyl group) can serve as an efficient hole-doping reagent to produce nanotubes with markedly high stability in the presence of air and moisture. Upon doping, the resistances of the nanotubes decreased, and these states were maintained for one month in air. The hole-doped nanotube films showed a minimal increase in resistance even upon humidification with a relative humidity of 90%.

DOI： 10.7567/APEX.10.035101
Unveiling a new aspect of simple arylboronic esters: long-lived room-temperature phosphorescence from heavy-atom-free molecules Reviewed International journal

Yoshiaki Shoji, Yasuhiro Ikabata, Qi Wang, Daisuke Nemoto, Atsushi Sakamoto, Naoki Tanaka, Junji Seino, Hiromi Nakai, Takanori Fukushima*

Journal of the American Chemical Society 139 ( 7 ) 2728 - 2733 2017.1

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Language：Japanese

DOI： 10.1021/jacs.6b11984
The molecular and electronic structures of a thioaroyl cation formed by borinium ion-mediated C=S double bond cleavage of CS2 Reviewed International journal

Yoshiaki Shoji, Naoki Tanaka, Daisuke Hashizume, Takanori Fukushima

Chemical Communications 51 13342 - 13345 2015.7

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Language：Japanese

DOI： 10.1039/C5CC05645D
A two-coordinate boron cation featuring C–B+–C bonding Reviewed International journal

6 ( 6 ) 498 - 503 2014.4

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Language：Japanese Publishing type：Research paper (scientific journal)

DOI： 10.1038/nchem.1948

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Presentations

光塩基発生剤による単層カーボンナノチューブの光誘起型電子ドーピング

@田中直樹、#山本芽衣、@藤ヶ谷剛彦

2023年応用物理学会秋季学術講演会 2023.9

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Event date： 2023.9

Language：Japanese Presentation type：Oral presentation (general)

Venue：熊本城ホール Country：Japan

SWCNT熱電発電素子（TEG）は、p型とn型のSWCNTを金属や導電ペーストを介して交互に接続するπ型構造が主流である。しかし最近、1枚のSWCNT膜にp型領域とn型領域を形成した（pnパターニング）ジョイントフリーのTEGが、接触抵抗を抑えた素子構造として注目されている。pnパターニングの形成にはドロップキャスト法が簡便な手法として知られているが、溶液の染み込みによるpnパターン形成分解能の低さが問題であった。最近、微細なpnパターン形成に向けて、蒸着法やプラズマ誘起分解法が報告されているが、安定性の欠如や構造欠陥生成といった課題が残されている。
このような背景のもと、最近我々は光照射によるSWCNTの光誘起型電子ドーピング法を新たに提案した。本手法は、光活性なドーパントを染み込ませたSWCNT膜（p型）に対して光照射を行うことで、照射部のn型化が進行し、簡便なpnパターニング形成が可能である。しかしn型部の大気安定性は低く、20日後にはp型に戻ることが明らかになった。そこで本研究では、光塩基発生剤（PBG）を用いた光誘起型電子ドーピングを検討し、高い大気安定性を有するn型SWCNT膜の形成と微細なpnパターニングSWCNT膜の作製、およびこれを用いた熱電発電素子の作製に成功した。
Construction of Extended pi-Conjugated Systems by a Cationic Boron Compound International conference

Naoki Tanaka, Yoshiaki Shoji, Tanori Fukushima

The 15th International Symposium on Inorganic Ring Systems 2018.6

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Event date： 2018.6

Language：Japanese Presentation type：Oral presentation (general)

Country：Japan
光塩基発生剤による単層カーボンナノチューブの光誘起型電子ドーピング Invited

@田中直樹、#山本芽衣、@藤ヶ谷剛彦

第71回応用物理学会春季学術講演会 2024.3

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Event date： 2024.3

Language：Japanese Presentation type：Oral presentation (invited, special)

Venue：東京都市大学 Country：Japan
Development of gel electrolytes for thermo-electrochemical cells using the redox properties of perylenediimide

2023.11

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Event date： 2023.11

Language：Japanese Presentation type：Oral presentation (general)

Country：Japan
Length dependence of quantum defect emission of gel-coated single-walled carbon nanotubes International conference

#Ryo Hamano, @Naoki Tanaka, @Tsuyohiko Fujigaya

A3 2023.10

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Event date： 2023.10 - 2023.11

Language：English Presentation type：Symposium, workshop panel (public)

Country：Japan
Hole Doping of Single-walled Carbon Nanotubes with Organic Boron Compounds International conference

@Naoki Tanaka, #Aoi Hamasuna, @Tsuyohiko Fujigaya

A3 2023.10

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Event date： 2023.10 - 2023.11

Language：English Presentation type：Symposium, workshop panel (public)

Country：Japan
アリール基修飾反応を用いた化学修飾窒化ホウ素ナノチューブの発光特性変化

#西中間洋紀、#佐伯颯斗、#齊藤里桜江、@田中直樹、@藤ヶ谷剛彦、@白木智丈

第13回CSJ化学フェスタ 2023.10

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Event date： 2023.10

Language：Japanese Presentation type：Symposium, workshop panel (public)

Venue：タワーホール船堀 Country：Japan
Photochemical doping of single-walled carbon nanotube sheets by photoinduced electron transfer Invited International conference

@Naoki Tanaka, #Mei Yamamoto, @Tsuyohiko Fujigaya

2023 Kyushu-Seibu / Pusan-Gyeongnam (KSPG2023) 2023.10

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Event date： 2023.10

Language：English Presentation type：Oral presentation (invited, special)

Country：Japan
Electron doping of single-walled carbon nanotubes by chemical modification of azide compounds

#Itsuki Yamaguchi, @Naoki Tanaka, @Tsuyohiko Fujigaya

2023 Kyushu-Seibu / Pusan-Gyeongnam (KSPG2023) 2023.10

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Event date： 2023.10

Language：English Presentation type：Symposium, workshop panel (public)

Country：Japan
光誘起型電子ドーピングによるpnパターニング単層カーボンナノチューブ膜の開発と熱電発電素子への展開

@田中直樹、#山本芽衣、@藤ヶ谷剛彦

第20回日本熱電学会学術講演会 2023.9

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Event date： 2023.9

Language：Japanese Presentation type：Oral presentation (general)

Venue：北九州国際会議場 Country：Japan
単層カーボンナノチューブを用いた熱電発電におけるデバイス安定性評価

@田中直樹、#山本芽衣、@藤ヶ谷剛彦

2023年応用物理学会秋季学術講演会 2023.9

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Event date： 2023.9

Language：Japanese Presentation type：Oral presentation (general)

Venue：熊本城ホール Country：Japan
Photolithographic PN patterning of single-walled carbon nanotubes by photoinduced electron doping International conference

@Naoki Tanaka, #Mei Yamamoto, @Tsuyohiko Fujigaya

International Polymer Conference (IPC) 2023 2023.7

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Event date： 2023.7

Language：English Presentation type：Oral presentation (general)

Country：Japan
ペリレンジイミドの酸化還元特性を利用した熱化学電池向け電解質の開発

#安部千尋、@田中直樹、@藤ヶ谷剛彦

第60回化学関連支部合同九州大会 2022.7

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Event date： 2023.7

Language：Japanese Presentation type：Symposium, workshop panel (public)

Venue：北九州国際会議場 Country：Japan
sp2炭素型化学修飾によるカーボンナノチューブの電子ドーピング

#山口樹希、@田中直樹、@藤ヶ谷剛彦

第60回化学関連支部合同九州大会 2023.7

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Event date： 2023.7

Language：Japanese Presentation type：Symposium, workshop panel (public)

Venue：北九州国際会議場 Country：Japan
アルキル修飾窒化ホウ素ナノチューブが示す欠陥発光の修飾密度依存性

#齊藤里桜江、#佐伯颯斗、@田中直樹、@藤ヶ谷剛彦、@白木智丈

第60回化学関連支部合同九州大会 2023.7

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Event date： 2023.7

Language：Japanese Presentation type：Symposium, workshop panel (public)

Venue：北九州国際会議場 Country：Japan
吸着等温測定によるインク中アイオノマー吸着におけるアルコール分率の影響の検討２

#呉丹、#嘉陽奈々、#Jayawickrama Samindi Madhubha、#Yin Kan Phua、@田中直樹、@藤ヶ谷剛彦

電気化学会第90回大会 2023.3

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Event date： 2023.3

Language：Japanese Presentation type：Oral presentation (general)

Venue：東北工業大学 Country：Japan
Temperature and solvent dependence of polybenzimidazole adsorption on carbon materials

Islam A B M Nazmul, Nana Kayo, Mai Akamine, Naoki Tanaka, Tsuyohiko Fujigaya

2023.3

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Event date： 2023.3

Language：Japanese Presentation type：Oral presentation (general)

Country：Japan
光誘起ドーピングによる単層カーボンナノチューブのN型化

@田中直樹、#石井大貴、@藤ヶ谷剛彦

日本化学会第103春季年会 2023.3

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Event date： 2023.3

Language：Japanese Presentation type：Oral presentation (general)

Venue：東京理科大学 Country：Japan
還元的アルキル化を利用した化学修飾による窒化ホウ素ナノチューブの発光波長変化

#齊藤里桜江、#佐伯颯斗、@田中直樹、@藤ヶ谷剛彦、@白木智丈

日本化学会第103春季年会 2023.3

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Event date： 2023.3

Language：Japanese Presentation type：Oral presentation (general)

Venue：東京理科大学 Country：Japan
ホウ素-ブレンステッド酸ドーパントによる単層カーボンナノチューブのP 型化と高効率熱電発電デバイスの開発

@田中直樹、#浜砂碧、@藤ヶ谷剛彦

第70回応用物理学会春季学術講演会 2023.3

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Event date： 2023.3

Language：Japanese Presentation type：Oral presentation (general)

Venue：上智大学 Country：Japan
Development of highly efficient thermoelectric devices using single-walled carbon nanotubes doped by boron-based Brønsted acids

@田中直樹、#浜砂碧、@藤ヶ谷剛彦

第64回フラーレン・ナノチューブ・グラフェン総合シンポジウム 2023.3

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Event date： 2023.3

Language：Japanese

Venue：名古屋大学 Country：Japan
Evaluation of Hole Doping Performance of Single-Walled Carbon Nanotubes with Boron Compounds International conference

@Naoki Tanaka, #Aoi Hamasuna, @Tsuyohiko Fujijgaya

MRS Fall Meeting 2022.12

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Event date： 2022.12

Language：English

Country：Japan
Development of Air-Stable n-Type Doped Single-Walled Carbon Nanotube Sheet by Lewis Acids and Bases International conference

@Naoki Tanaka, #Aoi Hamasuna, @Tsuyohiko Fujigaya

MRS Fall Meeting 2022.12

　More details

Event date： 2022.12

Language：English Presentation type：Oral presentation (general)

Country：Japan
Elucidation of mechanism of dopant cations formation in solution for electron doping of single-walled carbon nanotubes

#Itsuki Yamaguchi, @Naoki Tanaka, @Tsuyohiko Fujigaya

ICOT2022 2022.10

　More details

Event date： 2022.10 - 2023.10

Language：Japanese

Country：Japan
Development of thermoelectric devices by photoinduced electron doping of single-walled carbon nanotubes

@Naoki Tanaka, #Taiki Ishii, @Tsuyohiko Fujigaya

ICOT2022 2022.10

　More details

Event date： 2022.10

Language：English Presentation type：Oral presentation (general)

Country：Japan
中性ホウ素化合物を用いた単層カーボンナノチューブのブレンステッド酸ドーピング

#浜砂碧、@田中直樹、@藤ヶ谷剛彦

第83回応用物理学会秋季学術講演会 2022.9

　More details

Event date： 2022.9

Language：Japanese Presentation type：Oral presentation (general)

Venue：東北大学　川内北キャンパス Country：Japan
多孔質炭素材料の細孔構造がインドールの選択的吸着に与える影響

#赤峰麻衣、@田中直樹、@加藤幸一郎、@藤ヶ谷剛彦

第71回日本分析化学会年会 2022.9

　More details

Event date： 2022.9

Language：Japanese Presentation type：Oral presentation (general)

Venue：岡山大学　津島キャンパス Country：Japan
ホウ素の特性を生かした単層カーボンナノチューブのキャリアドーピングとその熱電特性

@田中直樹、#浜砂碧、@藤ヶ谷剛彦

第71回高分子討論会 2022.9

　More details

Event date： 2022.9

Language：Japanese Presentation type：Oral presentation (general)

Venue：北海道大学札幌キャンパス Country：Japan
化学修飾窒化ホウ素ナノチューブの光学特性

#齊藤里桜江、#佐伯颯斗、@田中直樹、@藤ヶ谷剛彦、@白木智丈

第71回高分子討論会 2022.9

　More details

Event date： 2022.9

Language：Japanese Presentation type：Oral presentation (general)

Venue：北海道大学札幌キャンパス Country：Japan
Effect of polymer coating on carbon supporting materials for catalyst durability

2022.9

　More details

Event date： 2022.9

Language：Japanese Presentation type：Oral presentation (general)

Country：Japan
長鎖アルキル基を有するπ平面性カチオンの分子集積と正電荷の非局在化がもたらすアニオン伝導性

#本石祐輝、@田中直樹、@藤ヶ谷剛彦

第71回高分子討論会 2022.9

　More details

Event date： 2022.9

Language：Japanese Presentation type：Oral presentation (general)

Venue：北海道大学札幌キャンパス Country：Japan
ホウ素の電子欠損性に基づく単層カーボンナノチューブのp型化の検討

#浜砂碧、@田中直樹、@藤ヶ谷剛彦

第59回化学関連支部合同九州大会 2022.7

　More details

Event date： 2022.7

Language：Japanese Presentation type：Oral presentation (general)

Venue：北九州国際会議場 Country：Japan
単層カーボンナノチューブのn型化におけるドーパントカチオン生成と酸素還元反応の機構解明

#山口樹希, @田中直樹, @藤ヶ谷剛彦

第59回化学関連支部合同九州大会 2022.7

　More details

Event date： 2022.7

Language：Japanese Presentation type：Oral presentation (general)

Venue：北九州国際会議場 Country：Japan
ポリマーマトリックス中における拡張πカチオン分子の集積化によるイオン伝導評価

#安部千尋、@田中直樹、@藤ヶ谷剛彦

第59回化学関連支部合同九州大会 2022.7

　More details

Event date： 2022.7

Language：Japanese Presentation type：Oral presentation (general)

Venue：北九州国際会議場 Country：Japan
Introduction of Rigid π-Planar Cations into Polymer Side Chains by Click Chemistry and Their Anion Conductivity

第71回高分子年次大会 2022.5

　More details

Event date： 2022.5

Language：English Presentation type：Oral presentation (general)

Venue：オンライン Country：Japan
ジボランを起点とした単層カーボンナノチューブの n 型化

@田中直樹、#浜砂碧、@加藤幸一郎、@藤ヶ谷剛彦

日本化学会第102春季年会 2022.3

　More details

Event date： 2022.3

Language：Japanese Presentation type：Oral presentation (general)

Venue：オンライン Country：Japan
Photo-induced electron doping of single-walled carbon nanotubes using benzamide derivatives

2022.3

　More details

Event date： 2022.3

Language：Japanese Presentation type：Oral presentation (general)

Country：Japan
Alcohol Content in Solvent for Catalyst Ink and Cell Performance Relationships on Ionomer Coating in Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cells

#Dan Wu, #Nana Kayo, @Samindi Jayawickrama, @Naoki Tanaka, @Tsuyohiko Fujigaya

2021.12

　More details

Event date： 2021.12

Language：English Presentation type：Oral presentation (general)

Country：Japan
ホウ素化合物のB–B結合開裂を利用した単層カーボンナノチューブの電子ドーピングとn型安定化

#浜砂碧、@田中直樹、@藤ヶ谷剛彦

令和3年度高分子学会九州支部若手研究会・冬の講演会 2021.12

　More details

Event date： 2021.12

Language：Japanese Presentation type：Oral presentation (general)

Venue：オンライン Country：Japan
n-doping of single-walled carbon nanotubes using pyridine-boryl radicals International conference

@Naoki Tanaka, #Aoi Hamasuna, @Tsuyohiko Fujigaya

2021 PSK Fall Meeting 2021.10

　More details

Event date： 2021.10

Language：Japanese Presentation type：Oral presentation (general)

Country：Japan
Air-Stable n-type of Single-Walled Carbon Nanotubes by Organic Boron Compounds

#Hamasuna Aoi, @Naoki Tanaka, @Tsuyohiko Fujigaya

2021.9

　More details

Event date： 2021.10

Language：Japanese Presentation type：Symposium, workshop panel (public)

Country：Japan
吸着等温測定および熱力学的解析による炭素材料に対するポリベンズイミダゾール吸着挙動の解明

#嘉陽奈々、@田中直樹、@藤ヶ谷剛彦

第70回日本分析化学会年会 2021.9

　More details

Event date： 2021.9

Language：Japanese Presentation type：Oral presentation (general)

Country：Japan
有機ホウ素化合物による大気安定n型単層カーボンナノチューブの作製

#浜砂碧, @田中直樹, @藤ヶ谷剛彦

第82回応用物理学会秋季学術講演会 2021.9

　More details

Event date： 2021.9 - 2021.10

Language：Japanese Presentation type：Symposium, workshop panel (public)

Venue：オンライン Country：Japan

熱電変換材料として単層カーボンナノチューブ (SWCNT) が注目されている。熱電変換デバイスの構築にはp型とn型両方の熱電材料が必要であるが、SWCNTは大気酸化により通常p型の性質を示す。当研究室では最近、ドーパントにピリジン-ホウ素ラジカルを用いてSWCNTのn型化に成功したが、作製したn型SWCNTは大気酸化によるp型化を示し、n型安定性は獲得できていない。そこで、本研究では異なるドーパント構造を用いて、SWCNTのn型安定化を試みた。
有機ホウ素化合物による単層カーボンナノチューブの電子ドーピング

#浜砂碧、@田中直樹、@藤ヶ谷剛彦

第58回化学関連支部合同九州大会 2021.7

　More details

Event date： 2021.7 - 2021.10

Language：Japanese Presentation type：Symposium, workshop panel (public)

Venue：オンライン Country：Japan

単層カーボンナノチューブ (SWCNT) は、高い電気伝導率や加工性、軽量性を有する点から、熱電発電分野において注目を集めている。熱電変換デバイスを構築するためにはp型とn型両方のSWCNTが必要であるが、n型SWCNTは大気酸化によるp型化が進行するため、p型と比較して報告例が少ない。最近、当研究室ではビスピナコラートジボラン (B2pin2) とピリジン誘導体を混合することで生成するピリジン-ホウ素ラジカルを用いて、SWCNTのn型化に成功している[1]。しかし作製したn型SWCNTは数日の経過で大気酸化によるp型化を示し、n型安定性は獲得できていない。そこで本研究では、ジボラン構造を立体障害の小さいテトラヒドロキシジボラン (B2(OH)4) に変更し、種々のピリジン誘導体を混合してn型SWCNTを作製することで、ドーパント構造がn型安定性に及ぼす影響を調査することを目的とした。
光異性化分子を利用したカーボンナノチューブの電子ドープ手法の開拓

#石井大貴、@田中直樹、@藤ヶ谷剛彦

第58回化学関連支部合同九州大会 2021.7

　More details

Event date： 2021.7

Language：Japanese Presentation type：Oral presentation (general)

Venue：オンライン Country：Japan
吸着等温測定による電極触媒への高分子電解質吸着挙動の解明

#嘉陽奈々、#Dan Wu、@Jayawickrama Samindi、@田中直樹、@藤ヶ谷剛彦

第58回化学関連支部合同九州大会 2021.7

　More details

Event date： 2021.7

Language：Japanese Presentation type：Oral presentation (general)

Venue：オンライン Country：Japan
ピリジン-ホウ素ラジカルによる単層カーボンナノチューブのn型化

浜砂碧, 田中直樹, 藤ヶ谷剛彦

第70回高分子年次大会 2021.5

　More details

Event date： 2021.5

Language：Japanese

Venue：オンライン Country：Japan
吸着等温測定による炭素材料面に対するポリベンズイミダゾール吸着挙動の解明

#嘉陽奈々、@田中直樹、@藤ヶ谷剛彦

第70回高分子年次大会 2021.5

　More details

Event date： 2021.5

Language：Japanese Presentation type：Oral presentation (general)

Venue：オンライン Country：Japan
酸基を側鎖に持つポリベンズイミダゾール共重合体による新規プロトン伝導膜の創生

#三浦拓人、#ハンフン、#本石祐輝、@田中直樹、@藤ヶ谷剛彦

第70回高分子年次大会 2021.5

　More details

Event date： 2021.5

Language：Japanese Presentation type：Oral presentation (general)

Venue：オンライン Country：Japan
ポリマーマトリックス中におけるカチオン性π電子系の集合挙動とイオン伝導評価

古賀大地, 本石祐輝, 田中直樹, 藤ヶ谷剛彦

日本化学会第101春季年会 2021.3

　More details

Event date： 2021.3

Language：Japanese Presentation type：Oral presentation (general)

Venue：オンライン Country：Japan
広いπ平面を有する縮環形拡張ピリジニウムカチオンポリマーのアニオン伝導性

本石祐輝, 田中直樹, 藤ヶ谷剛彦

日本化学会第101春季年会 2021.3

　More details

Event date： 2021.3

Language：Japanese Presentation type：Oral presentation (general)

Venue：オンライン Country：Japan
表面電荷を基にした半導体性単層カーボンナノチューブ抽出メカニズム

石井大貴、田中直樹、藤ヶ谷剛彦

第10回CSJ化学フェスタ 2020.10

　More details

Event date： 2020.10

Language：Japanese Presentation type：Oral presentation (general)

Venue：オンライン Country：Japan
反応基を複数有する修飾分子を用いた化学修飾単層カーボンナノチューブの近赤外発光特性

#青木榛花、@田中直樹、@藤ヶ谷剛彦、@白木智丈

第10回CSJ化学フェスタ 2020.10

　More details

Event date： 2020.10

Language：Japanese Presentation type：Oral presentation (general)

Venue：オンライン Country：Japan
脂肪酸で官能化された単層カーボンナノチューブへの血清アルブミンの吸着挙動の観察 International conference

第59回フラーレン・ナノチューブ・グラフェン総合シンポジウム 2020.9

　More details

Event date： 2020.9 - 2022.5

Language：Japanese Presentation type：Oral presentation (general)

Venue：オンライン Country：Japan
正電荷が非局在化した縮環形拡張ピリジニウムカチオンを側鎖に有するアニオン交換膜の合成とアニオン伝導性

#本石祐輝、@田中直樹、@藤ヶ谷剛彦

第69回高分子討論会 2020.9

　More details

Event date： 2020.9

Language：Japanese Presentation type：Oral presentation (general)

Venue：オンライン Country：Japan
近接化学修飾可能な修飾分子の構造変化に伴う局所化学修飾単層カーボンナノチューブの発光特性変化

第59回フラーレン・ナノチューブ・グラフェン総合シンポジウム 2020.9

　More details

Event date： 2020.9

Language：Japanese Presentation type：Oral presentation (general)

Country：Japan
ボリルラジカルによるカーボンナノチューブの電子ドーピング

田中直樹, 浜砂碧, 藤ヶ谷剛彦

第59回フラーレン・ナノチューブ・グラフェン総合シンポジウム 2020.9

　More details

Event date： 2020.9

Language：Japanese Presentation type：Symposium, workshop panel (public)

Venue：オンライン Country：Japan
ビスアリールジアゾニウム塩のリンカー鎖長に依存した化学修飾カーボンナノチューブの近赤外光波長変化

#青木榛花、#Boda Yu、@田中直樹、@藤ヶ谷剛彦、@白木智丈

高分子学会九州支部若手研究会・冬の講演会 2019.12

　More details

Event date： 2019.12

Language：Japanese Presentation type：Oral presentation (general)

Country：Japan
自己組織化能を有する複素多環芳香族カチオンポリマーのアルカリ耐久性とアニオン伝導度

#本石祐輝、@田中直樹、@藤ヶ谷剛彦

第56回化学関連支部合同九州大会 2019.5

　More details

Event date： 2019.7 - 2022.7

Language：Japanese Presentation type：Oral presentation (general)

Country：Japan
平面固定トリフェニルボラン誘導体の液晶挙動

田中直樹, 吉尾正史, 山口茂弘

日本化学会第99春季年会 2020.6

　More details

Event date： 2019.3

Language：Japanese Presentation type：Oral presentation (general)

Country：Japan

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MISC

ホウ素まわりの空間制御による物性発現

田中直樹

化学と工業 2022.10

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Language：Japanese Publishing type：Article, review, commentary, editorial, etc. (scientific journal)
Structurally Constrained Boron-, Nitrogen-, Silicon-, and Phosphorus-Centered Polycyclic π-Conjugated Systems Reviewed

2019.3

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Language：Japanese

DOI： 10.1021/acs.chemrev.8b00637

Industrial property rights

Patent	Number of applications: 2	Number of registrations: 0
Utility model	Number of applications: 0	Number of registrations: 0
Design	Number of applications: 0	Number of registrations: 0
Trademark	Number of applications: 0	Number of registrations: 0

Professional Memberships

The Chemical Society of Japan
The Society of Polymer Science, Japan
The Fullerenes, Nanotubes and Graphene Research Society
Japan Society of Applied Physics
Thermoelectrics Society of Japan

Committee Memberships

高分子学会高分子学会会計 Domestic

2024.4 - 2025.3
高分子学会高分子九州地区若手会幹事 Domestic

2023.4 - 2024.3

Academic Activities

その他

第10回フラーレン・ナノチューブ・グラフェン若手研究会（オンライン Japan ） 2021.3

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Type：Competition, symposium, etc.

Number of participants：60

Research Projects

「西部ガスグループカーボンニュートラル2050」実現に資する研究助成/カーボンナノチューブと多孔性配位高分子の複合化によるCO2分離・回収システムの構築

2024

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Grant type：Donation
レドックスポリマーを基盤とした高性能固体熱化学電池の開発

2023.4 - 2027.3

　 More details

Authorship：Principal investigator
イオン-電子混合伝導体を基盤とした高効率全固体熱化学電池の開発

2023.4 - 2024.3

　 More details

Authorship：Principal investigator
レドックスポリマーを基盤とした高性能固体熱化学電池の開発

Grant number：23K13634 2023 - 2025

日本学術振興会科学研究費助成事業若手研究

　 More details

Authorship：Principal investigator Grant type：Scientific research funding
単年度研究助成

2023

　 More details

Grant type：Donation
研究助成金/ブレンステッド酸ドーピングによる単層カーボンナノチューブの熱電変換性能向上

2023

　 More details

Grant type：Donation
令和5年度学術奨励金/吉田学術教育振興会

2023

　 More details

Grant type：Donation
光誘起電子ドーピングによる単層カーボンナノチューブのn型化とpn精密パターニング技術の開発

2021.12 - 2022.12

　 More details

Authorship：Principal investigator
ホウ素を基軸としたpn精密パターニング技術の開発

2021.10 - 2024.3

　 More details

Authorship：Principal investigator
中性子捕捉療法のための平面三配位ホウ素化合物の開発研究

2021.4 - 2024.3

筑波大学

　 More details

Authorship：Coinvestigator(s)
中性子捕捉療法のための平面三配位ホウ素化合物の開発研究

Grant number：21K09118 2021 - 2024

日本学術振興会科学研究費助成事業基盤研究(C)

　 More details

Authorship：Coinvestigator(s) Grant type：Scientific research funding
ホウ素を基軸とした新規pnパターニング技術の開発

2021 - 2024

戦略的創造研究推進事業 (文部科学省)

　 More details

Authorship：Principal investigator Grant type：Contract research
光誘起電子ドーピングによる単層カーボンナノチューブのn型化とpn精密パターニング技術の開発

2021

　 More details

Grant type：Donation
カチオン性π電子系とπ電子系の複合化による新規機能性材料の創出

2020.4 - 2022.3

九州大学

　 More details

Authorship：Principal investigator

カチオン性π電子系とπ電子系の複合化による新規機能性材料の創出
カチオン性π電子系とπ電子系の複合化による新規機能性材料の創出

Grant number：20K15355 2020 - 2021

日本学術振興会科学研究費助成事業若手研究

　 More details

Authorship：Principal investigator Grant type：Scientific research funding
ボリルラジカルによる半導体への電子ドーピング技術の開拓

2020

わかばチャレンジ

　 More details

Authorship：Principal investigator Grant type：On-campus funds, funds, etc.
ホウ素多価イオンを基盤としたホウ素カチオン材料の創出

2019.4 - 2021.3

九州大学

　 More details

Authorship：Principal investigator

ホウ素多価イオンを基盤としたホウ素カチオン材料の創出
ホウ素多価イオンを基盤としたホウ素カチオン材料の創出

Grant number：18J02019 2019 - 2020

日本学術振興会科学研究費助成事業研究活動スタート支援

　 More details

Authorship：Principal investigator Grant type：Scientific research funding
ホウ素多価イオンを基盤としたホウ素カチオン材料の創出

Grant number：19K23633 2019 - 2020

日本学術振興会科学研究費助成事業基盤研究(C)

　 More details

Authorship：Principal investigator Grant type：Scientific research funding

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Class subject

応用化学学生セミナー第一

2022.4 - 2023.3 Full year

Social Activities

カーボンナノチューブの今後について講演会を行なった。

麗澤中学・高等学校オンライン 2021.10

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Audience： General,　Scientific,　Company,　Civic organization,　Governmental agency

Type：Seminar, workshop