In situ synchrotron X-ray diffraction monitoring to understand the relationship between nanoparticle growth and hydrothermal synthesis conditions

• Project/Area Number: 25K01678
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 30010:Crystal engineering-related
• Research Institution: Osaka Metropolitan University
• Principal Investigator: 笠井 秀隆 大阪公立大学, 大学院工学研究科, 准教授 (80634807)
• Project Period (FY): 2025-04-01 – 2028-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2025)
• Budget Amount: ¥18,460,000 (Direct Cost: ¥14,200,000、Indirect Cost: ¥4,260,000); Fiscal Year 2027: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000); Fiscal Year 2026: ¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000); Fiscal Year 2025: ¥8,970,000 (Direct Cost: ¥6,900,000、Indirect Cost: ¥2,070,000)
• Keywords: 放射光その場観察 / 水熱合成 / ナノ粒子 / 粒子成長 / 放射光X線回折

Outline of Research at the Start

温度と圧力などで変化する水熱合成の環境（水熱反応場）に依存した粒子成長の理解は、サイズや形状および原子配列を高度制御したナノ粒子作製に不可欠である。本研究は放射光X線回折を用いた水熱合成の追跡（放射光その場観察）によって、ナノ粒子成長における原子配列、サイズ・形状、量の時間変化の反応場依存性を調べ、反応場と粒子合成の相関を解明する。また、流通式水熱合成の放射光その場観察を開発し、急速昇温による影響についても明らかにする。反応場と粒子成長の法則を見出し、従来の経験や偶然によって決定した合成を、高度に予測し設計指針を与えられる科学に基づいた材料合成へ変革することを目指す。