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Direct immobilization technique of noble metal nanoparticles on resin surface using reaction filed induced by radiation

Research Project

Project/Area Number 20K05382
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 31010:Nuclear engineering-related
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

Seino Satoshi  大阪大学, 大学院工学研究科, 准教授 (90432517)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Keywordsナノ粒子 / 樹脂 / 貴金属 / 放射線 / めっき / 抗菌 / 抗ウイルス
Outline of Research at the Start

加速器電子線やガンマ線といった工業的に利用されている放射線源を利用し、樹脂材料表面に貴金属ナノ粒子を直接担持析出させるプロセスの研究を行う。放射線照射により誘起される反応場において、貴金属ナノ粒子が樹脂表面にどのような過程で担持固定化されるのか、また貴金属ナノ粒子と樹脂表面間にどのような相互作用が働いているかを、材料学的解析技術を研究ツールとして解明を目指す。同手法により得られた貴金属ナノ粒子担持樹脂材について触媒活性や坑微生物性能を評価する。得られた知見を活用し、樹脂材料表面に貴金属ナノ粒子による機能性を付与するための新技術としての確立を目指す。

Outline of Final Research Achievements

We conducted research on a technique that utilizes chemical reactions induced by radiation exposure to immobilize noble metal nanoparticles on the surface of resin materials. We used ABS resin plates as a model and performed immobilization of Pd nanoparticles and Ag nanoparticles. The radiation exposure induced a reduction reaction of the metal ions and a modification reaction of the resin surface, demonstrating that the generated functional groups contribute to the immobilization of the metal nanoparticles. Furthermore, Pd nanoparticles functioned as an electroless plating catalyst, and it was found that they exhibited high adhesion strength to copper plating films. The resin material immobilized with Ag nanoparticles was confirmed to possess extremely high antibacterial and antiviral properties.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

放射線を利用したナノ粒子固定化技術により、樹脂材料に対し貴金属ナノ粒子を直接固定化できることが示された。Pdナノ粒子の固定化により、様々な樹脂材料への新たな無電解めっき技術へと適用することができる。またAgナノ粒子の固定化により、優れた抗菌性・抗ウイルス性を付与することができる。貴金属種と樹脂材料種との組み合わせを変えることで、様々な用途への展開も期待される。これらの成果は、同技術の新たな産業分野への応用の可能性を広げるものである。

Report

(4 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (17 results)

All 2022 2021 2020

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 3 results) Presentation (12 results) (of which Invited: 2 results) Book (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] Effect of Polymer Substrate on Adhesion of Electroless Plating in Irradiation-Based Direct Immobilization of Pd Nanoparticles Catalyst2022

    • Author(s)
      Uegaki Naoto、Seino Satoshi、Ohkubo Yuji、Nakagawa Takashi
    • Journal Title

      Nanomaterials

      Volume: 12 Issue: 22 Pages: 4106-4106

    • DOI

      10.3390/nano12224106

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Development of Direct Immobilization Technique of Ag Nanoparticles on Resin Substrates Imparting High Antibacterial and Antiviral Activities2022

    • Author(s)
      Seino Satoshi、Ohkubo Yuji、Magara Tomonari、Enomoto Hiroki、Nakajima Eri、Nishida Tomoki、Imoto Yasuo、Nakagawa Takashi
    • Journal Title

      Nanomaterials

      Volume: 12 Issue: 17 Pages: 3046-3046

    • DOI

      10.3390/nano12173046

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Development of a Simultaneous Process of Surface Modification and Pd Nanoparticle Immobilization of a Polymer Substrate Using Radiation2022

    • Author(s)
      Uegaki Naoto、Seino Satoshi、Takagi Yuji、Ohkubo Yuji、Nakagawa Takashi
    • Journal Title

      Nanomaterials

      Volume: 12 Issue: 9 Pages: 1463-1463

    • DOI

      10.3390/nano12091463

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 放射線法で合成したPd固定化樹脂板のめっき密着性の評価2022

    • Author(s)
      足立笙維、清野智史、上垣直人、大久保雄司、中川 貴
    • Organizer
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    • Author(s)
      清野智史、大久保雄司、眞柄智成、榎本博樹、中川貴、 中嶋絵里、西田倫希、射本康夫
    • Organizer
      日本防菌防黴学会第49回年次大会
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  • [Presentation] 金属銀ナノ粒子の表面保護状態と抗ウイルス性能の関係2022

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      日本防菌防黴学会第49回年次大会
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      上垣直人・清野智史・大久保雄司・中川貴
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      日本化学会 第102春季年会
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      清野智史
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  • [Presentation] 放射線を利用したPd触媒直接固定化法におけるプロセス改善と無電解めっき特性の評価2021

    • Author(s)
      高瀬 綾子,清野 智史,大久保 雄司,上垣 直人,足立 笙維,中川 貴
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      第23回 関西表面技術フォーラム
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  • [Presentation] 樹脂板への銀ナノ粒子直接固定化の研究2021

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      榎本博樹、清野智史、眞柄智成、大久保雄司、射本康夫、西田倫希、中嶋絵里、中川貴
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      日本防菌防黴学会 第48回年次大会
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  • [Presentation] 放射線を利用した樹脂基板へのPd ナノ粒子固定化法 - Pd使用量低減に向けたプロセスの改善-2021

    • Author(s)
      高瀬綾子,清野智史,石黒文康,上垣直人,藤枝俊,中川貴,山本孝夫
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  • [Presentation] 放射線を利用した樹脂基板へのPd ナノ粒子固定化法 -無電解Cu めっきへの適用可能な樹脂基板の検討-2021

    • Author(s)
      上垣直人,清野智史,石黒文康,大久保雄司,藤枝俊,中川貴,山本孝夫
    • Organizer
      ナノ学会第19回大会
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  • [Presentation] 放射線を利用した樹脂板の表面改質およびPdナノ粒子固定化の同時プロセスの開発2021

    • Author(s)
      上垣直人、清野智史、石黒文康、大久保雄司、藤枝俊、中川貴、山本孝夫
    • Organizer
      日本化学会 第101春季年会
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  • [Presentation] 放射線を利用したナノ粒子合成技術とその応用2020

    • Author(s)
      清野智史
    • Organizer
      大阪大学大学院工学研究科 テクノアリーナ「元素戦略・分子戦略工学」領域 第1回フォーラム
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  • [Presentation] 放射線を利用したナノ粒子合成技術とその応用2020

    • Author(s)
      清野智史
    • Organizer
      電気三学会関西支部 学生のための講演会
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      2020 Research-status Report
  • [Book] 金属ナノ粒子の合成/構造制御とペースト化および最新応用展開2020

    • Author(s)
      清野智史(分担執筆)
    • Total Pages
      368
    • Publisher
      (株)R&D支援センター
    • ISBN
      9784905507482
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 樹脂素材の抗菌・抗ウイルス処理方法、抗菌・抗ウイルス性樹脂素材の製造方法、及び抗菌・抗ウイルス性樹脂素材2021

    • Inventor(s)
      清野智史、眞柄智成、大久保雄司
    • Industrial Property Rights Holder
      株式会社アクト・ノンパレル
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2021-076405
    • Filing Date
      2021
    • Related Report
      2021 Research-status Report

URL: 

Published: 2020-04-28   Modified: 2024-01-30  

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