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Preparation of submicron-sized spherical particles using laser-induced agglomeration of nanoparticles

Research Project

Project/Area Number 17K05078
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Optical engineering, Photon science
Research InstitutionShimane University

Principal Investigator

Tsuji Takeshi  島根大学, 学術研究院環境システム科学系, 准教授 (50284568)

Project Period (FY) 2017-04-01 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2019: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2017: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Keywordsレーザー / ナノ粒子 / コロイド / 導電材料 / サブミクロン粒子 / 金ナノ粒子 / アブレーション / 凝集 / 分散
Outline of Final Research Achievements

1. Influence of stabilizer concentration on the submicrometer-sized particles (SMP): In the former researches we have known that increase in the concentration of stabilizing reagent of the source nanoparticle colloids leads to the increase in the amount of the nanoparticle residue and broadening of the SMP size distribution. In this research, we have clarified that this phenomenon is caused by the insufficient heating of smaller nanoparticles during laser irradiation.
2. Preparation of submicrometer-sized platinum particles: platinum SMP is a promising conductive material. However, preparation of platinum SMP using conventional methods such as chemical reduction method is difficult. In this research we have successfully prepared platinum SMP by applying the method used for the preparation of gold SMP.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

球状サブミクロン粒子(SMP)は,高い分散性など,ナノ粒子にはない特性を持つ優れた機能材料であるが,ナノ粒子と比べると作製は容易ではない。最近液中のナノ粒子にレーザー光を照射して溶融を誘起し,SMPを作製する,液中レーザー溶融法が注目されている。本研究は,ナノ粒子が溶融に至る前の凝集過程を詳しく調べ,その制御法を提案するために行ったものである。
今回の研究を通して,保護剤の影響など,SMPを効率よく作製するために必要な知見が得られた。さらに,白金SMP作製への応用など,この方法を幅広く利用するために必要な地券も得られた。

Report

(4 results)
  • 2019 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2018 Research-status Report
  • 2017 Research-status Report
  • Research Products

    (28 results)

All 2020 2019 2018 2017

All Journal Article (10 results) (of which Peer Reviewed: 9 results,  Open Access: 1 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (18 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 5 results)

  • [Journal Article] Improvement of the Cycle Property of Binder-Free LiCoO<sub>2</sub> Positive Electrode Film Deposited via the Pulsed Electrophoretic Deposition2019

    • Author(s)
      Miyazaki Hidetoshi、Mimaru Yu、Makinose Yuki、Tsuji Takeshi、Yamada Hirotoshi、Mutai Toshiki
    • Journal Title

      MATERIALS TRANSACTIONS

      Volume: 60 Issue: 12 Pages: 2576-2579

    • DOI

      10.2320/matertrans.MT-M2019112

    • NAID

      130007751040

    • ISSN
      1345-9678, 1347-5320
    • Year and Date
      2019-12-01
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  • [Journal Article] Experimental and Theoretical Study of Photochemical Hydrogen Evolution Catalyzed by Paddlewheel‐Type Dirhodium Complexes with Electron Withdrawing Carboxylate Ligands2019

    • Author(s)
      Kataoka, Yusuke; Yano, Natsumi; Kohara, Yoshihiro; Tsuji, Takeshi; Inoue, Satoshi; Kawamoto, Tatsuya
    • Journal Title

      ChemCatChem

      Volume: 11 Issue: 24 Pages: 6218-6226

    • DOI

      10.1002/cctc.201901534

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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Photochemical degradation of acrolein using VUV excimer lamp in air at atmospheric pressure2019

    • Author(s)
      M. Tsuji,M. Miyano,N. Kamo,T. Kawahara,K. Uto,J. Hayashi,T. Tsuji
    • Journal Title

      International Journal of Environmental Science and Technology

      Volume: 16 Issue: 11 Pages: 7224-4229

    • DOI

      10.1007/s13762-019-02404-5

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  • [Journal Article] マイクロ波加熱で合成した Au/TiO<sub>2</sub>, Ag/TiO<sub>2</sub>光触媒ナノ粒子によるメチルオレンジの分解2019

    • Author(s)
      辻 正治、有村 優奈、田中 茉優、松田 佳奈子、河済 博文、宇都 慶子、林 潤一郎、吾郷 浩樹、辻 剛志
    • Journal Title

      日本電磁波エネルギー応用学会論文誌

      Volume: 3 Pages: 14-23

    • NAID

      130007762489

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  • [Journal Article] Formation of Unique Nanoparticle Agglomerates During Laser Ablation of CaO Powders in Ethanol2019

    • Author(s)
      T. Tsuji, M. Kaneko, M. Fujiwara, D. Atarashi, H. Miyazaki
    • Journal Title

      Journal of Laser Micro/Nanoengineering

      Volume: 14 Pages: 157-151

    • DOI

      10.2961/jlmn.2019.02.0006

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  • [Journal Article] Stabilizer-Concentration Effects on the Size of Gold Submicrometer-Sized Spherical Particles Prepared Using Laser-Induced Agglomeration and Melting of Colloidal Nanoparticles2018

    • Author(s)
      Takeshi Tsuji, Shota Sakaki, Hideki Fujiwara, Hirotsugu Kikuchi, Masaharu Tsuji, Yoshie Ishikawa, Naoto Koshizaki
    • Journal Title

      Journal of Physical Chemistry C

      Volume: 122 Issue: 37 Pages: 21659-21666

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.8b05911

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    • Author(s)
      Tsuji Masaharu、Matsuda Kanako、Tanaka Mayu、Kuboyama Satsuki、Uto Keiko、Wada Nozomi、Kawazumi Hirofumi、Tsuji Takeshi、Ago Hiroki、Hayashi Jun-ichiro
    • Journal Title

      ChemistrySelect

      Volume: 3 Issue: 5 Pages: 1432-1438

    • DOI

      10.1002/slct.201702664

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    • Author(s)
      Sakaki Shota、Ikenoue Hiroshi、Tsuji Takeshi、Ishikawa Yoshie、Koshizaki Naoto
    • Journal Title

      Applied Surface Science

      Volume: 435 Pages: 529-534

    • DOI

      10.1016/j.apsusc.2017.10.235

    • NAID

      120006820160

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    • Author(s)
      Tsuji Takeshi、Kikuchi Makoto、Kagawa Takuya、Adachi Hiroaki、Tsuji Masaharu
    • Journal Title

      Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects

      Volume: 529 Pages: 33-37

    • DOI

      10.1016/j.colsurfa.2017.05.078

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  • [Journal Article] Pulse-Width dependence of the cooling effect on sub-micrometer ZnO spherical particle formation by pulsed-laser melting in a liquid2017

    • Author(s)
      Shota Sakaki, Hiroshi Ikenoue, Takeshi Tsuji, Yoshie Ishikawa, Naoto Koshizaki
    • Journal Title

      ChemPhysChem

      Volume: 18 Issue: 9 Pages: 1101-1107

    • DOI

      10.1002/cphc.201601175

    • NAID

      120006517700

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    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] 液中レーザーアブレーションによるナノ粒子ゲル状凝集体の生成とこれを利用したナノコンポジットの作製 (2)2020

    • Author(s)
      辻 剛志, 金子 美貴, 藤原 萌豊, 新 大軌, 宮崎 英敏
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      第67回応用物理学会春季学術講演会
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  • [Presentation] 液中レーザーアブレーションを用いたゲル状構造体,ナノコンポジットの作製2020

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      辻 剛志,金子 美貴,藤原 萌豊,新 大軌,宮崎 英敏
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      レーザー学会学術講演会第40回年次大会
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  • [Presentation] 金サブミクロン粒子の局所レーザー加熱を用いた空間選択的なZnOロッドアレイの作製2020

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      辻 剛志,植山 大将,小椋 真輔,藤原 英樹,笹木 敬司,菊池 裕嗣
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      レーザー学会学術講演会第40回年次大会
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  • [Presentation] 液中レーザーアブレーションによるナノ粒子ゲル状凝集体の生成とこれを利用したナノコンポジットの作製2019

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      辻 剛志, 金子 美貴, 藤原 萌豊, 新 大軌, 宮崎 英敏
    • Organizer
      第80回応用物理学会秋季学術講演会
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      辻 剛志, 金子 美貴, 藤原 萌豊, 新 大軌, 宮崎 英敏
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      2019年光化学討論会
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  • [Presentation] 液中レーザー溶融法を用いた白金サブミクロン粒子の作製2019

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      辻 剛志,鈴木 優太,榊 祥太,石川 善恵,越崎 直人
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      2019年 電気学会 電子・情報・システム部門大会
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      The 8th International Congress on Laser Advanced Materials Processing (LAMP2019)
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  • [Presentation] レーザー照射によるナノ粒子の凝集制御と球状サブミクロン粒子の作製2019

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      辻 剛志
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      辻 剛志, 榊 祥太, 石川 善恵, 越崎 直人
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      辻 剛志, 藤原英樹, 菊池裕嗣
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  • [Presentation] コロイド状ナノ粒子のレーザー誘起凝集過程の解析と制御 ~保護剤が球状サブミクロン粒子の粒径分布に与える影響~2018

    • Author(s)
      辻 剛志, 榊 祥太, 越崎 直人, 石川 善恵, 藤原 英樹, 菊池 裕嗣
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      電子材料研究会 「先端電子材料とプロセシング」
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      レーザー学会学術講演会第38回年次大会
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  • [Presentation] ナノ粒子のレーザー誘起凝集の制御による球状サブミクロン粒子の作製2018

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      辻 剛志, 安達 泰精, 石川 善恵, 越崎 直人
    • Organizer
      レーザー学会学術講演会第38回年次大会
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    • Invited
  • [Presentation] レーザー誘起凝集過程における保護剤吸脱着ダイナミクスの解析2017

    • Author(s)
      安達 泰精, 辻 剛志, 石川 善恵, 越崎 直人
    • Organizer
      レーザー学会第513回研究会
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  • [Presentation] コロイド状ナノ粒子のレーザー誘起凝集を利用した球状サブミクロン粒子の作製2017

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      辻 剛志, 石川 善恵, 越崎 直人
    • Organizer
      電子材料研究会 「物質生成・材料合成を目指した高エネルギープロセス」
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  • [Presentation] コロイド状ナノ粒子のレーザー誘起凝集を用いた球状サブミクロン粒子の作製2017

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      辻 剛志, 安達 泰精, 石川 善恵, 越崎 直人
    • Organizer
      レーザー学会第509回研究会
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    • Invited
  • [Presentation] Preparation of submicron-sized spherical particles of gold using laser melting in liquids: Improvement of the formation efficiency and size control by utilizing laser-induced agglomeration of colloidal nanoparticles2017

    • Author(s)
      T. Tsuji, N. Yamada, F. Kitagawa, Y. Ishikawa, N. Koshizaki
    • Organizer
      COLA 2017
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    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2017-04-28   Modified: 2021-02-19  

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