| Project/Area Number |
17K05101
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Research Field |
Plasma electronics
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| Research Institution | Tsuruoka National College of Technology |
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Principal Investigator |
Yoshiki Hiroyuki 鶴岡工業高等専門学校, その他部局等, 教授 (00300525)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
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| Keywords | 大気圧マイクロプラズマ / プラズマ還元 / 金ナノ粒子 / 単層カーボンナノチューブ / 複合ナノ材料 / オンサイト・ワンステップ合成 / 粒径制御 / オンサイト合成 / シュリーレン法 / プラズマ加工 / 大気圧μプラズマ / SWCNT / 粒子径制御 / ナノ材料 / CNTs / バイオセンサー |
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| Outline of Final Research Achievements |
Gold nanoparticles have great potential for applications in catalysts, medical imaging, drug delivery systems and electronic devices. In this study, the on-site, one-step and short-time synthesis of gold nanoparticle/carbon nanotube composites (AuNPs@CNT) by atmospheric-pressure He micro-plasma irradiation to a mixture of a HAuCl4 aqueous solution and a single-walled CNTs dispersed ethanol has been attained. The micro-plasma is generated at a tip of a narrow surgical-needle electrode by RF (13.56 MHz) excitation. The size of AuNPs was controlled by varying plasma irradiation time to a small amount of HAuCl4/CNTs solution of 100-300 μL. AuNPs with an average diameter of 5.3 nm and a standard deviation of 2.6 nm were successfully synthesized on the surface of CNTs at an Au ion concentration of 0.5-0.8 mM and a plasma treatment time of 1 min. Both an average diameter and a standard deviation of AuNPs became larger with increasing plasma treatment time.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
血糖値を測定するグルコースセンサーはグルコースオキシダーゼ等の生体高分子を用いるが、金ナノ粒子（AuNPs）はグルコース酸化触媒活性を有するので無機材料から成るグルコースセンサーの作製が期待される。通常、AuNPsは塩化金酸水溶液等の化学的還元で得られるが、還元剤を用いた多段階ウエットプロセスであるため、簡便かつ粒径制御が容易なプラズマ還元法は有効である。研究成果では、少量（数百μL）のカーボンナノチューブ（CNTs）分散塩化金酸水溶液に大気圧マイクロプラズマを照射するため、オンサイト・ワンステップかつ短時間でAuNPs@CNTを合成可能でグルコースセンサーのチップ化への応用が期待される。
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