• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to previous page

配位結合を介した酸化物ナノ結晶の基板上多元自在集積

Publicly Offered Research

Project AreaCoordination Programming - Science of Molecular Superstructures for Chemical Devices
Project/Area Number 24108703
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 InstitutionTohoku University

Principal Investigator

高見 誠一  東北大学, 多元物質科学研究所, 准教授 (40311550)

Project Period (FY) 2012-04-01 – 2014-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2013)
Budget Amount *help
¥7,930,000 (Direct Cost: ¥6,100,000、Indirect Cost: ¥1,830,000)
Fiscal Year 2013: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2012: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Keywords金属酸化物 / ナノ結晶 / 配位結合
Research Abstract

カルボキシル基、カテコール構造などは、金属酸化物の表面と配位結合を形成しうる。昨年までの研究により、分子構造の両端にこれらの官能基を持つ有機分子の存在下で金属酸化物ナノ粒子を合成することで、有機分子がナノ粒子を互いに結合させてナノ粒子の集積構造を形成することが明らかとなった。一方、酸化物ナノ結晶の基板上集積を実現するためには、この集積構造が形成される前の単一粒子を取り出す必要がある。そこで、反応条件を1秒程度の極めて短い時間で制御可能な流通式反応器を用いて、この集積構造の形成過程の解明を試みた。
流通式反応装置を用い、0.01 Mの硝酸セリウム水溶液にグルタミン酸が最大で0.05 Mの濃度で溶解している原料溶液を急速加熱した。反応温度を250~300℃、反応時間は0.7から32 sの範囲で変え、反応圧力は25 MPaとした。
生成物の電子顕微鏡像より、グルタミン酸の濃度が高いと結晶子径が小さくなること、グルタミン酸濃度が0.05 Mの場合は結晶子径が20 nm程度、生成物径が50から80 nmであることがわかった。この結果は、1次粒子が集積して50~80 nmの構造が形成されることを示している。一方、275℃の合成温度において、反応時間が0.7 sでは球形の、8.0 sでは立方体の生成物が形成された。この結果は、合成温度の上昇に伴い集積構造が変化する事を示しており、集積構造の設計を可能にする重要な知見である。そこで、生成物の断面構造における結晶の方位解析を行った所、球状の粒子は結晶方位が異なるいくつかのドメインから構成されているのに対して、立方体の粒子では全て同じ結晶方位となっていることが明らかとなった。この成果は1次粒子の方位が揃うとともに、生成物の形状が変化することを示しており、合成条件の制御により多彩な構造形成が可能であることが明らかと成った。

Current Status of Research Progress
Reason

25年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

25年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2013 Annual Research Report
  • 2012 Annual Research Report
  • Research Products

    (7 results)

All 2013 2012

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (4 results) (of which Invited: 2 results)

  • [Journal Article] Hydrothermal synthesis of inorganic-organic hybrid gadolinium hydroxide nanoclusters with controlled size and morphology2013

    • Author(s)
      V. Singh, T. Naka, S. Takami, A. Sahraneshin, T. Togashi, N. Aoki, D. Hojo, T. Arita, T. Adschiri
    • Journal Title

      Dalton Transactions

      Volume: 42 Issue: 45 Pages: 16176-16184

    • DOI

      10.1039/c3dt51692j

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Continuous hydrothermal synthesis of 3,4-dihydroxy hydrocinnamic acid-modified magnetite nanoparticles with stealth-functionality against immunological response2012

    • Author(s)
      T. Togashi, S.Takami, K.Kawakami, H. Yamamoto, T.Naka, K.Sato, K.Abe, T. Adschiri
    • Journal Title

      J Mater Chem

      Volume: 22 Issue: 18 Pages: 9041-9045

    • DOI

      10.1039/c2jm30325f

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Surfactant-Assisted Hydrothermal Synthesis of Water-Dispersible Hafnium Oxide Nanoparticles in Highly Alkaline Media2012

    • Author(s)
      A. Sahraneshin, S. Asahina, T. Togashi, V. Singh, S. Takami, D. Hojo, T. Arita, K. Minami, T. Adschiri
    • Journal Title

      Crystal Growth Design

      Volume: 12 Pages: 5219-5226

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 流通式反応器を用いたアミノ酸存在下での酸化セリウムナノ結晶の水熱合成2013

    • Author(s)
      Litwinowicz A.,高見 誠一,北條 大介,青木 宣明,阿尻 雅文
    • Organizer
      日本セラミックス協会 第26回秋季シンポジウム
    • Place of Presentation
      長野
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Synthesis and assembly of surface-modified metal oxide nanoparticles toward handy oxides2013

    • Author(s)
      S. Takami
    • Organizer
      1st France-Japan Symposium on Green-Materials and Advanced Characterization (GMAC2013)
    • Place of Presentation
      Hyeres, France
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Assembly of Metal Oxide Nanoparticles through Coordination Bond2012

    • Author(s)
      S. Takami, T. Togashi, S. Asahina, T. Adschiri, O. Terasaki
    • Organizer
      The 2012 Spring Meeting of the Materials Research Society
    • Place of Presentation
      San Francisco, U.S.A.
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 有機分子修飾酸化物ナノ結晶の合成,集積と機能化2012

    • Author(s)
      高見誠一
    • Organizer
      化学工学会#160; 第44回秋季大会
    • Place of Presentation
      仙台
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Invited

URL: 

Published: 2013-05-15   Modified: 2019-07-29  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi