2019 Fiscal Year Annual Research Report
Fabrication Process and Chiral Functions of 3D Metal Nanostructures and Their Chiral Functions
| Project Area | Coordination Asymmetry: Design of Asymmetric Coordination Sphere and Anisotropic Assembly for the Creation of Functional Molecules |
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| Project/Area Number |
16H06515
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| Research Institution | Doshisha University |
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Principal Investigator |
彌田 智一 同志社大学, ハリス理化学研究所, 教授 (90168534)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
鎌田 香織 防衛医科大学校(医学教育部医学科進学課程及び専門課程、動物実験施設、共同利用研究施設、病院並びに防衛, 進学課程, 講師 (00361791)
金 仁華 神奈川大学, 工学部, 教授 (60271136)
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| Project Period (FY) |
2016-06-30 – 2021-03-31
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| Keywords | 金属マイクロコイル / バイオテンプレート / キラルシリカ / 光学活性 / キラル転写 / テラヘルツ電磁応答 / 不斉有機酸 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
バイオテンプレート技術によるらせん藻類由来の金属マイクロコイルとその電磁応答特性の解明（彌田・鎌田）と、キラルシリカ転写技術による金属、酸化物、ポリマー、シリコンなど多彩なキラルナノ材料の創成（金）について、これまでの成果と技術課題を踏まえ、グループ内外、領域内外の連携を通じたさらなる展開を行った。
１．金属マイクロコイル１本のテラヘルツ近接場顕微鏡による再放射パターン実測（彌田）：テラヘルツ光パルス励起による30-40μm径の金属マイクロコイル１本からの再放射パターンから、金属マイクロコイル分散シートの異常に高いテラヘルツ波吸収が金属特有の連鎖的な吸収・再放射によることがわかった。
２．金属マイクロコイルの配向分散体とミリ波・テラヘルツ帯電磁応答（彌田・鎌田）：金属マイクロコイルの磁場配向分散シートのX線マイクロCT測定による全コイルの位置・配向情報とテラヘルツイメージングによるミリメートル分解能の透過・反射マッピングを行った。コイル配向と電磁応答の相関抽出の基礎データを取得した。
３．キラルシリカのキラル転写（金）：独自の作製プロセスによるキラルシリカを創成し、異種材料へのキラル転写を検討した。金錯イオンの吸着・還元・シリカ除去による金ナノ粒子の表面局在プラズモン吸収領域に円二色性が現れた．さらに、水熱合成によるナノゾル化，Mg還元によるシリコン化，レゾルシノール樹脂およびその炭化物への転写にも成功した．総じて、シリカのキラル情報を有機高分子、金属ナノ粒子へ転写する手法、シリカのキラル情報を円偏光発光に展開する手法を開発した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
１.テラヘルツ光パルス励起による独自の作成技術による世界最小量産化、金属マイクロコイル１本からの再放射パターンを実時間、実空間、周波数分解で世界ではじめて計測した
２．独自のケイ素中心キラルシリカを創成し、異種材料へのキラル機能転写を世界ではじめて実証した。特に、希土類酸化物からの円偏光発光をはじめて実現した。
３．バイオテンプレート技術による世界最小量産化の金属μコイルの事業化に向けた技術移転がスタートした。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度は、バイオテンプレート技術によるらせん藻類由来の金属マイクロコイルとその電磁応答特性の解明（彌田・鎌田）と、キラルシリカ転写技術による金属、酸化物、ポリマー、シリコンなど多彩なキラルナノ材料の創成（金）について、これまでの成果と技術課題を踏まえ、グループ内外、領域内外の連携を通じたさらなる展開を行い、広い視点からアシンメトリー・キラル機能としてまとめる。
１．金属マイクロコイル１本のテラヘルツ近接場顕微鏡による再放射パターン実測（彌田）：テラヘルツ光パルス励起による金属マイクロコイル１本からの再放射パターンから、金属マイクロコイル分散シートの異常に高いテラヘルツ波吸収が金属特有の連鎖的な吸収・再放射によることがわかった。再放射は、軸方向と垂直方向に異方的に起こるので、コイル２本の配置に依存した再放射・吸収プロセスの可視化を試みる。
２．金属マイクロコイルの配向分散体とミリ波・テラヘルツ帯電磁応答（彌田・鎌田）：金属マイクロコイルの磁場配向サンプルのコイル配向と電磁応答の相関抽出を試みる。
３．次世代電波吸収体としての金属マイクロコイル分散材料の開発（彌田・鎌田・金）： 2019年度より、藻類由来金属マイクロコイルによる次世代電波吸収体の開発に向けて、P社が事業化に向けた研究開発を推進している。幅広い用途開発に向けた材料化基礎研究を推進する。
４．キラルシリカ材料の創成（金）：昨年度は、シリカのキラル情報を有機高分子、金属ナノ粒子へ転写する手法、シリカのキラル情報を円偏光発光に展開する手法ついて検討し、期待できる結果を得た。今年度は、キラルシリカ系複合材料を用いるラマンスペクトル増幅について検討し、キラルシリカと通常のラマン分光法を合わせたエナンチオマー識別手法の確立を目指す。
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Research Products
(21 results)
