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金ナノロッドの配向・位置制御技術の確立と新規光学材料への展開

Research Project

Project/Area Number 22KJ0022
Project/Area Number (Other) 21J21054 (2021-2022)
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeMulti-year Fund (2023)
Single-year Grants (2021-2022)
Section国内
Review Section Basic Section 28030:Nanomaterials-related
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

関澤 祐侑  北海道大学, 生命科学院, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2023-03-08 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥2,200,000 (Direct Cost: ¥2,200,000)
Fiscal Year 2023: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2022: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2021: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Keywords金ナノ粒子 / 金ナノロッド / ポリマーブラシ / 配向制御 / 高分子ブラシ
Outline of Research at the Start

金ナノ粒子は光照射によって局在表面プラズモン共鳴(LSPR)が誘起される。中でも棒状の金ナノ粒子(金ナノロッド; GNR)には、長軸方向に対応した特徴的で強いプラズモン(L-LSPR)が現れる。このL-LSPRは光の照射方向に依存するため、GNRの自在な配向制御の実現は新たな機能を持つ光学デバイスへの応用が期待される。本研究では、外部刺激に応じて柔軟に形を伸縮させる高分子ブラシをテンプレートとして利用し、GNRの動的な配向制御法の確立を目指す。これまで異方性ナノ粒子のテンプレートとして着目されていなかった高分子ブラシを用いることで、ナノ粒子制御に関して新たな知見をもたらすことが期待される。

Outline of Annual Research Achievements

金ナノ粒子は光照射によって局在表面プラズモン共鳴(LSPR)が誘起される。中でも棒状の金ナノ粒子(金ナノロッド; GNR)には、長軸方向に対応した特徴的で強いプラズモン(L-LSPR)が現れる。このL-LSPRは光の照射方向に依存するため、GNRの自在な配向制御の実現は新たな機能を持つ光学デバイスへの応用が期待される。本研究では、外部刺激に応じて柔軟に形を伸縮させる高分子ブラシをテンプレートとして利用し、GNRの動的な配向制御法の確立を目指す。これまで異方性ナノ粒子のテンプレートとして着目されていなかった高分子ブラシを用いることで、ナノ粒子制御に関して新たな知見をもたらすことが期待される。 本期間においては、GNRの配向がポリマーブラシの伸縮に依存して制御できることを発見したことに加え、ポリマーブラシの局所構造に依存してプラズモンカップリング状態が異なる事が判明した。これらの結果は、これまで達成が難しかった、基板上でのナノ粒子の配向制御の新たな指針を示す研究であり、今後さらなるナノ粒子の位置・配向の精密な制御が期待される。

Report

(3 results)
  • 2023 Annual Research Report
  • 2022 Annual Research Report
  • 2021 Annual Research Report
  • Research Products

    (13 results)

All 2024 2023 2022 2021

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 1 results) Presentation (11 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results)

  • [Journal Article] Dynamic Orientation Control of Gold Nanorods in Polymer Brushes by Their Thickness Changes for Plasmon Switching2024

    • Author(s)
      Sekizawa Yu、Hasegawa Yuka、Mitomo Hideyuki、Toyokawa Chisato、Yonamine Yusuke、Ijiro Kuniharu
    • Journal Title

      Advanced Materials Interfaces

      Volume: 11 Issue: 11 Pages: 2301066-2301066

    • DOI

      10.1002/admi.202301066

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Self-Assembly of Gold Nanorods into a Highly Ordered Sheet via Electrostatic Interactions with Double-Stranded DNA2022

    • Author(s)
      Nakamura Satoshi、Mitomo Hideyuki、Suzuki Shigeaki、Torii Yu、Sekizawa Yu、Yonamine Yusuke、Ijiro Kuniharu
    • Journal Title

      Chemistry Letters

      Volume: - Issue: 5 Pages: 529-532

    • DOI

      10.1246/cl.220069

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] ポリマーブラシの構造変化を利用した棒状金ナノ粒子の配向制御2023

    • Author(s)
      関澤 祐侑・三友 秀之・与那嶺 雄介・磯野 拓也・田島 健次・佐藤 敏文・居城 邦治
    • Organizer
      2023年度北海道高分子若手研究会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] Anionic polymer brushes can change anisotropic nanoparticle’s orientation2023

    • Author(s)
      Yu Sekizawa, Hideyuki Mitomo, Yusuke Yonamine, Takuya Isono, Kenji Tajima, Toshifumi Satoh, Kuniharu Ijiro
    • Organizer
      IPC2023 (The 13th SPSJ International Polymer Conference)
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Orientational change of gold nanorods with synthetic polymer brush by solvent exchange2023

    • Author(s)
      Yu Sekizawa, Hideyuki Mitomo, Yusuke Yonamine, Takuya Isono, Kenji Tajima, Hirofumi Satoh, Kuniharu Ijiro
    • Organizer
      APNFO14 (The 14th Asia-Pacific Conference on Near-field Optics)
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] アニオン性ポリマーブラシを利用した棒状金ナノ粒子の垂直配列化と配向変化2023

    • Author(s)
      関澤 祐侑・三友 秀之・与那嶺 雄介・磯野 拓也・田島 健次・佐藤 敏文・居城 邦治
    • Organizer
      第57回高分子学会北海道支部研究発表会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 高分子ブラシを利用した棒状金ナノ粒子の垂直配列化と配向変化2022

    • Author(s)
      関澤 祐侑・三友 秀之・与那嶺 雄介・磯野 拓也・田島 健次・佐藤 敏文・居城 邦治
    • Organizer
      第73回コロイドおよび界面化学討論会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 合成高分子ブラシの構造変化を利用した金ナノロッドの配向変化2022

    • Author(s)
      関澤祐侑、三友秀之、与那嶺雄介、磯野拓也、田島健次、佐藤敏文、居城邦治
    • Organizer
      ナノ学会第20回大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] アニオン性ポリマーブラシを利用した棒状金ナノ粒子の配向固定化2022

    • Author(s)
      関澤 祐侑、三友 秀之、与那嶺 雄介、磯野 拓也、田島 健次、佐藤 敏文、居城 邦治
    • Organizer
      第56回高分子学会北海道支部研究発表会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] Reversible orientation changes of a gold nanorod array on a DNA-modified substrate2021

    • Author(s)
      Yu Sekizawa, Hideyuki Mitomo, Satoshi Nakamura, Yusuke Yonamine, Kuniharu Ijiro
    • Organizer
      Pacifichem 2021
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ポリマーブラシを鋳型とした金ナノロッドのpH応答型配向変化2021

    • Author(s)
      関澤祐侑, 三友秀之, 与那嶺雄介, 居城邦治
    • Organizer
      第7回部局横断シンポジウム
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] DNA高分子ブラシを鋳型とした金ナノロッドの刺激応答型配向変化2021

    • Author(s)
      関澤祐侑、三友秀之、豊川知怜、与那嶺雄介、居城邦治
    • Organizer
      第70回高分子討論会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] DNAポリマーブラシを利用した金ナノロッドのpH応答型配向変化2021

    • Author(s)
      関澤祐侑、三友秀之、中村聡、与那嶺雄介、居城邦治
    • Organizer
      ナノ学会第19回大会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report

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Published: 2021-05-27   Modified: 2024-12-25  

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