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機能性無機ナノブロックの配向面・形態・機能の制御

Publicly Offered Research

Project AreaCreation of Element-Block Polymer Materials
Project/Area Number 15H00728
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Science and Engineering
Research InstitutionTokyo Institute of Technology

Principal Investigator

松下 伸広  東京工業大学, 物質理工学院, 准教授 (90229469)

Project Period (FY) 2015-04-01 – 2017-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2016)
Budget Amount *help
¥6,240,000 (Direct Cost: ¥4,800,000、Indirect Cost: ¥1,440,000)
Fiscal Year 2016: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
Fiscal Year 2015: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
Keywords無機ナノブロック / 水熱法
Outline of Annual Research Achievements

オレイン酸イオンとセリウムイオンのイオン濃度比(Ole/Ce)を調整し、粒径がおよそ十数~数十nmのCeO2ナノブロックを作製した。ブロック表面には{111}面、 {110}面、 {100}面が露出しており、その割合がOle/Ceで変化した。不安定な{100}面にオレイン酸イオンが吸着して成長を抑制する事で{100}面の割合が増えた。セリアブロック同士が配向面を揃えて接合・成長するオリエンテッドアタッチメント(OA)成長も観察され、{111}面同士および{100}面同士がOAすること、{100}同士の接合はイオン濃度比が低い場合に生じることが明らかとなった。イオン濃度比[Ole/Ce]を変えることでセリアブロックの配向面制御のみならず、OA成長によるブロック形状制御もできる可能性が示された
蛍光特性を示すロッド状CePO4:Tb3+ナノブロックを作製した。シクロヘキサン中で高い分散性を示し、粒径は約3~5 nm、 長さは約20 nmのナノロッド形状をしていること、高分解能TEM像からは格子縞も観察された。同ナノロッドの分散液に254 nmのUVを照射すると発光中心であるTb3+由来の緑色発光が観察された。サンプルの量子収率は約25%と分散性、発光効率のいずれにも優れる蛍光ブロックが作製できた。
スピネル型フェライトブロックの作製も行った。プロセスの最適化を検討する中で、オレイン酸ゲル水熱成長法(OGHT)を開発した。Fe2+イオンのみを用いて形成したオレイン酸錯体の沈殿物を溶液と分離した後にオレイン酸錯体のみにアンモニア水を滴下後、両者を再度混合したものを水熱するプロセスにより、5~7 nmのキューブ状Fe3O4ブロックを優先成長させることに成功した。

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2016 Annual Research Report
  • 2015 Annual Research Report
  • Research Products

    (12 results)

All 2017 2016 2015 Other

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (9 results) (of which Invited: 2 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Fe2O3-loaded activated carbon fiber/polymer materials and their photocatalytic activity for methylene blue mineralization by combined heterogeneous-homogeneous photocatalytic processes2017

    • Author(s)
      Zukhra C. Kadirova, M. Hojamberdiev, , K.I. Katsumata, T. Isobe, N. Matsushita, A. Nakajima, K. Okada
    • Journal Title

      APPLIED SURFACE SCIENCE

      Volume: 402 Pages: 444-455

    • DOI

      10.1016/j.apsusc.2017.01.131

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Facet control of ceria nanocrystals synthesized by an oleate-modified hydrothermal method2016

    • Author(s)
      Yuki Makinose, Takaaki Taniguchi, Ken-ichi Katsumata, Kiyoshi Okada, Nobuhiro Matsushita
    • Journal Title

      Advanced Powder Technology

      Volume: 27[1], Issue: 1 Pages: 64-71

    • DOI

      10.1016/j.apt.2015.10.004

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] メソクリスタルからの構造制御 ―酸化物ナノロッドとナノシート―2016

    • Author(s)
      久保田雄太、岸哲生、矢野哲司、松下伸広
    • Organizer
      日本セラミックス協会 第29回秋季シンポジウム
    • Place of Presentation
      広島大学、東広島市
    • Year and Date
      2016-09-07
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 高分散無機元素ブロック作製のための溶液プロセス2016

    • Author(s)
      松下伸広、岸哲生、矢野哲司、牧之瀬佑旗、谷口貴章
    • Organizer
      日本セラミックス協会 第29回秋季シンポジウム
    • Place of Presentation
      広島大学、東広島市
    • Year and Date
      2016-09-07
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 界面活性剤を用いた水熱法によるセリアナノブロックと酸化鉄ナノブロックの作製と配向面制御2016

    • Author(s)
      松下伸広、牧之瀬佑旗,岸哲生,矢野哲司
    • Organizer
      粉体粉末冶金協会平成28年度春季年会
    • Place of Presentation
      京都繊維工芸大学、京都市
    • Year and Date
      2016-05-22
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 低環境負荷溶液プロセスによるナノセラミックス形態制御の試み2016

    • Author(s)
      久保田雄太、松下伸広、岸哲生、矢野哲司
    • Organizer
      紛体工学会
    • Place of Presentation
      京都リサーチパーク、京都市
    • Year and Date
      2016-05-17
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 水熱時間を変化させたサマリウムドープセリアナノ粒子の酸素イオン伝導率評価2016

    • Author(s)
      小室瀬奈、松下伸広、岸哲生、矢野哲司
    • Organizer
      紛体工学会
    • Place of Presentation
      京都リサーチパーク、京都市
    • Year and Date
      2016-05-17
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 面活性剤を用いた水熱法によるCeO2ナノブロックの合成と評価2016

    • Author(s)
      水島奈美、松戸亮、岸哲生、矢野哲司、松下伸広
    • Organizer
      三大学合同無機材料合同研究会
    • Place of Presentation
      山梨大学、甲府市
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 様々な条件の水熱処理によるセリアナノ粒子の 析出結晶面及び形態制御2015

    • Author(s)
      牧之瀬佑旗 , 谷口貴章 , 勝又健一 , 松下伸広
    • Organizer
      日本セラミックス協会 関西支部 第18回 若手フォーラム
    • Place of Presentation
      大阪府吹田市
    • Year and Date
      2015-10-30
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] オレイン酸被覆水熱成長法によるセリアナノ粒子の析出結晶面制御2015

    • Author(s)
      牧之瀬佑旗 , 谷口貴章 , 勝又健一 , 松下伸広
    • Organizer
      表面技術協会 第132回講演大会
    • Place of Presentation
      長野市
    • Year and Date
      2015-09-09
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] ステアリン酸ナトリウムを用いた水熱合成法によるキューブ状セリアナノ粒子の作製2015

    • Author(s)
      小室瀬奈 , 勝又健一 , 松下伸広
    • Organizer
      日本セラミックス協会第31回関東支部
    • Place of Presentation
      長野市
    • Year and Date
      2015-09-07
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Remarks] 東工大 矢野-松下研究室

    • URL

      http://intelligent-materials.jp/

    • Related Report
      2016 Annual Research Report

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Published: 2015-04-16   Modified: 2018-03-28  

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