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ナノ粒子融合マテリアルの構築と応用

Publicly Offered Research

Project AreaFusion Materials: Creative Development of Materials and Exploration of Their Function through Molecular Control
Project/Area Number 25107720
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 InstitutionNara Institute of Science and Technology

Principal Investigator

中嶋 琢也  奈良先端科学技術大学院大学, 物質創成科学研究科, 准教授 (70379543)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2015-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2014)
Budget Amount *help
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2014: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Fiscal Year 2013: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Keywords複合材料 / ナノ粒子 / イオン液体 / 自己組織化
Outline of Annual Research Achievements

金属・半導体ナノ粒子はナノサイズ特有の物性を示すが、自己組織化により自己集合構造特有の性質を発揮する。さらに、ナノ物質-ソフトマテリアルの融合により材料特性の向上のみならず、各々の材料単体では得られない融合マテリアル特有の光・電子・磁気特性の発現が期待される。本研究課題では、イオン液体の自己組織化特性に着目し、イオン液体-ナノ粒子双方が高秩序に配列した融合マテリアルの構築を目指した。平成25、26年度は、イオン液体表面を有する金属・半導体ナノ結晶を合成し、融合マテリアル中におけるイオン液体のナノ粒子溶媒和と溶媒和力に基づくナノ粒子間自己集合について評価した。さらに、半導体ナノロッドについて、表面配位子の分子制御により、半導体ナノロッドへの両親媒性構造の導入ならびに、1次元自己組織化を達成した。
ナノ粒子のイオン液体中における溶媒和と相互作用を以下のように考察した。まず、ナノ粒子のイオン液体への導入により、ナノ粒子表面近傍においてイオン液体のアニオン種の秩序配列が起こり、それをトリガーとした数イオン対層の溶媒和構造が形成される。ナノ粒子の濃度が上昇するにつれ、溶媒和イオン液体間での相互作用が働き、その結果、低秩序ながらもナノ粒子の配列が起こる。以上のように、ナノ粒子の溶媒和圏を捕えることに成功し、溶媒和圏を通した非DLVO力によるナノ粒子-ナノ粒子間の相互作用を見出した。
一方、ウルツ構造を有する半導体ナノロッドについて、面選択的な配位力に着目し、親水性配位子を利用することで両親媒性化に成功した。側面を親水性、端面を疎水性とした両親媒性ナノロッドは、端面間の強い疎水性効果により長軸方向に連結した一次元組織化構造を与えた。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2014 Annual Research Report
  • 2013 Annual Research Report
  • Research Products

    (14 results)

All 2015 2014 2013 Other

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 2 results) Presentation (8 results) (of which Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Flexible thermoelectric rubber polymer composites based on single-walled carbon nanotubes2015

    • Author(s)
      M. Nakano, Y. Nonoguchi, T. Nakashima, T. Kawai
    • Journal Title

      Jpn. J. Apply. Phys.

      Volume: 54 Issue: 4S Pages: 04DN03-04DN03

    • DOI

      10.7567/jjap.54.04dn03

    • NAID

      210000145082

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Preparation of fusion materials based on ionic liquids and cationic gold nanoparticles2015

    • Author(s)
      T. Nakashima, Y. Hayakawa, M. Mori, T. Kawai
    • Journal Title

      Polym. J.

      Volume: 47 Issue: 2 Pages: 171-176

    • DOI

      10.1038/pj.2014.103

    • NAID

      120006345371

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Acid Base Responsive Intense Charge Transfer Emission in Donor Acceptor Conjugated Fluorophores2014

    • Author(s)
      T. Inouchi, T. Nakashima, T. Kawai
    • Journal Title

      Chem. Asian J.

      Volume: 9 Issue: 9 Pages: 2542-2547

    • DOI

      10.1002/asia.201402463

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Inversion of Supramolecular Chirality in Bichromophoric Perylene Bisimides: Influence of Temperature and Ultrasound2014

    • Author(s)
      Kumar, Jatish; Nakashima, Takuya; Kawai, Tsuyoshi
    • Journal Title

      LANGMUIR

      Volume: 30 Issue: 21 Pages: 6030-6037

    • DOI

      10.1021/la500497g

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Charge Transfer Emission of T-Shaped π-Conjugated Molecules: Impact of Quinoid Character on the Excited State Properties2014

    • Author(s)
      T. Inouchi, T. Nakashima, T. Kawai
    • Journal Title

      J. Phys. Chem. A

      Volume: 118 Issue: 14 Pages: 2591-2598

    • DOI

      10.1021/jp501225j

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Trilayer-cubic core-shell structure of PbS/EuS nanocrystals revealed by combination of synchrotron small-angle X-ray scattering method and energy-dispersive X-ray spectroscopy2013

    • Author(s)
      Hiroyasu Masunaga, Hiroki Ogawa, Takuya Nakashima, Tsuyoshi Kawai, Takaaki Hikima, Masaki Takata and Sono Sasaki
    • Journal Title

      Dalton Transactions

      Volume: 42 (45) Issue: 45 Pages: 16216-16221

    • DOI

      10.1039/c3dt51710a

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 配位子交換に誘起されたCdSeナノロッドの配向組織化とゲル形成2015

    • Author(s)
      谷口佑基、中嶋琢也、河合壯
    • Organizer
      日本化学会第95春季年会
    • Place of Presentation
      日本大学(千葉県船橋市)
    • Year and Date
      2015-03-26
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] イオン液体とナノ粒子の界面設計に基づくナノフルイドの創成2015

    • Author(s)
      中嶋琢也、河合壯
    • Organizer
      化学工学会第80年会
    • Place of Presentation
      芝浦工業大学(東京都江東区)
    • Year and Date
      2015-03-19
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] ナノ粒子の表面化学とイオン液体の融合2015

    • Author(s)
      中嶋琢也
    • Organizer
      高分子学会九州支部 有機材料研究会
    • Place of Presentation
      九州大学(福岡県福岡市)
    • Year and Date
      2015-03-04
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 半導体ナノ結晶-イオン液体融合マテリアルの構造評価2014

    • Author(s)
      中嶋琢也、森緑、河合壯
    • Organizer
      第63回高分子討論会
    • Place of Presentation
      長崎大学(長崎県長崎市)
    • Year and Date
      2014-09-24
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] イオン液体中における半導体ナノ粒子の分散特性2014

    • Author(s)
      中嶋琢也、森緑、河合壯
    • Organizer
      第65回コロイドおよび界面化学討論会
    • Place of Presentation
      東京理科大学(東京都新宿区)
    • Year and Date
      2014-09-03
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Morphology Dependent Dissymmetry of Circularly Luminescence in Chial Aggregates Formed by a Binaphtylene Dye2014

    • Author(s)
      T. Nakashima, J. Kumar, T. Nakashima
    • Organizer
      IUMRS-ICA2014
    • Place of Presentation
      福岡大学(福岡県福岡市)
    • Year and Date
      2014-08-27
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Intense Charge Transfer Emission in Donor-Acceptor Conjugated Fluorophores with Quinoidal Character2014

    • Author(s)
      T. Nakashima, T. Inouchi, T. Kawai
    • Organizer
      Intense Charge Transfer Emission in Donor-Acceptor Conjugated Fluorophores with Quinoidal Character
    • Place of Presentation
      フランス、ボルドー
    • Year and Date
      2014-07-15
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 単層カーボンナノチューブ/イオン液体ポリマーナノコンポジットの増強ゼーベック効果

    • Author(s)
      中野元博、野々口斐之、中嶋琢也,河合壯
    • Organizer
      第46回 フラーレン・ナノチューブ・グラフェン総合シンポジウム
    • Place of Presentation
      東京大学
    • Related Report
      2013 Annual Research Report

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

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