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2011 Fiscal Year Annual Research Report

融合マテリアル形成制御用無機クラスターの設計と合成

Planned Research

Project AreaFusion Materials: Creative Development of Materials and Exploration of Their Function through Molecular Control
Project/Area Number 22107002
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

垣花 眞人  東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (50233664)

Keywordsハイブリッド材料 / 機能性高分子 / 融合マテリアル / 自己組織化 / セラミックス
Research Abstract

平成23年度は、(1)ピコリン酸チタン錯体の水熱分解による酸化チタン合成および分子制御による特異構造体の創出、(2)水溶性ケイ素化合物(WSS)を活用した均一沈殿法によるケイ素含有蛍光体の合成、(3)WSS水溶液を用いたシリコンバイオミネラルへの展開、の3課題を実施した。
(1)に関しては、昨年度に、ピコリン酸チタン錯体に分子制御剤としてピコリン酸を用いた水熱処理によりルチルナノロッド集積体が析出することを見出している。本年度はその生成機構を明らかにするために、種々の条件での合成を実施したところ、酸性条件にすることが集積体の生成要件であることが示された。また、シュウ酸を配位子に用いても酸性条件にすることで、同様の集積体が得られることが明らかとなった。すなわち、安定な錯体の創成が特異構造体の合成に必要であることが示唆された。
(2)に関しては、昨年度に、WSSの加水分解特性を利用した均一沈殿法による高輝度Zn_2SiO_4:Mn蛍光体の合成に成功している。本年度は、その手法の確立を目指し、ほかのシリコン含有蛍光体の合成を試みた。その結果、Yi_2SiO_5:Ce^<3+>においても、条件を適切にすることで、従来法よりも高輝度な蛍光体が得られることが明らかとなった。これらにより、WSSを用いた均一沈殿法が、低環境負荷プロセスによるケイ素含有無機マテリアルの合成に有用であることが示された。
(3)に関しては、領域内の研究者と具体的な連携方法について打ち合わせを行い、生物がつくりだすシリコン材料を人工的手法により作製可能であるか否かの検討を実施した。その結果、WSSの詳細な構造・特性を明らかにする必要があることが明らかとなった。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

水溶性金属錯体と分子制御剤を用いることで特異な構造を有する材料の合成に成功しており、本研究の目的の一つである結晶形態制御と構造制御技術の確立が達成されつつある。また、水溶性無機クラスターを領域内研究者に提供することによる共同研究も進行し始めていることから、本研究課題はおおむね順調に進展しているといえる。

Strategy for Future Research Activity

分子制御剤が及ぼす影響の詳細を明らかにするため、一部研究は継続して進める。一方で、新しい無機クラスターの構築およびその構造解析も実施する。また、共同研究をさらに推進し、とくに、異分野との融合研究の可能性を模索するとともに実際に研究に着手する予定である。

  • Research Products

    (47 results)

All 2012 2011 Other

All Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 5 results) Presentation (39 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Hydrothermal synthesis of hierarchical TiO_2 microspheres using a novel titanium complex coordinated by picolinic acid2011

    • Author(s)
      Quang Due Truong, Makoto Kobayashi, Hideki Kato, Masato Kakihana
    • Journal Title

      Journal of the Ceramic Society of Japan

      Volume: 119(6) Pages: 513-516

    • DOI

      10.2109/jcersj2.119.513

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Hydrothermal synthesis of brookite-type titanium dioxide with snowflake-like nanostructures using a water-soluble citratoperoxotitanate complex2011

    • Author(s)
      Makoto Kobayashi, Valery Petrykin, Koji Tomita, Masato Kakihana
    • Journal Title

      Journal of Crystal Growth

      Volume: 337(1) Pages: 30-37

    • DOI

      10.1016/j.jcrysgro.2011.09.046

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Synthesis of the high luminescence yellow (Sr, Ba)_2SiO_4:Eu^<2+> phosphor using a novel water soluble silicon compound2011

    • Author(s)
      Satoko Tezuka, Hideki Kato, Yuji Takatuka, Masato Kakihana
    • Journal Title

      Technical digest of the 11th International Meeting on Information Display

      Volume: (CD-R) Pages: 622-623

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Control of NaAlSiO_4:Eu^<2+> photoluminescence properties by charge-compensated element substitution2011

    • Author(s)
      Jihae Kim, Hideki Kato, Masato Kakihana
    • Journal Title

      Technical digest of the 11th International Meeting on Information Display

      Volume: (CD-R) Pages: 859-860

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Synthesis of an oxynitride-based green phosphor Ba_3Si_6O_<12>N_2:Eu^<2+> via an aqueous solution process using a novel water-soluble Si compound2011

    • Author(s)
      Chihiro Yasushita, Hideki Kato, Masato Kakihana
    • Journal Title

      Technical digest of the 11th International Meeting on Information Display

      Volume: (CD-R) Pages: 861-862

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 水を反応場として用いた機能性無機材料の合成~環境調和型プロセスの設計と新規水溶性金属錯体の開発~2011

    • Author(s)
      小林亮, 垣花眞人
    • Journal Title

      分離技術

      Volume: 41(6) Pages: 32-36

  • [Journal Article] 黄色蛍光体(Sr,Ba,Eu)_2SiO_4の高輝度化におけるSrCl_2,BaCl_2の添加効果2011

    • Author(s)
      手束聡子, 加藤英樹, 高塚裕二, 垣花眞人
    • Journal Title

      希土類(Rare Earths)

      Volume: 58 Pages: 74-75

  • [Presentation] 水溶性ケイ素化合物を用いたゲル凍結乾燥法による(Ba,Sr)_2Si_O4:Eu^<2+>の合成と高輝度化2012

    • Author(s)
      手束聡子, 加藤英樹, 高塚裕二, 垣花眞人
    • Organizer
      日本セラミックス協会2012年年会
    • Place of Presentation
      京都市
    • Year and Date
      2012-03-21
  • [Presentation] ブロンズ型TiO_2薄膜の光誘起親水性評価2012

    • Author(s)
      山本和広, 冨田恒之, 三浦恭之, 垣花眞人
    • Organizer
      日本セラミックス協会2012年年会
    • Place of Presentation
      京都市
    • Year and Date
      2012-03-19
  • [Presentation] 酸化セリウムアップコンバージョン蛍光体の発光色制御2012

    • Author(s)
      小柳優, 成瀬則幸, 冨田恒之, 片桐清文, 垣花眞人
    • Organizer
      日本セラミックス協会2012年年会
    • Place of Presentation
      京都市
    • Year and Date
      2012-03-19
  • [Presentation] 水溶性ケイ素化合物の構造解析と新規水溶性ケイ素錯体の開発2012

    • Author(s)
      吉原大貴, 小林亮, 加藤英樹, 垣花眞人
    • Organizer
      日本セラミックス協会2012年年会
    • Place of Presentation
      京都市
    • Year and Date
      2012-03-19
  • [Presentation] 有機物を用いた水熱法によるFe_3O_4の形態制御2012

    • Author(s)
      佐藤淳貴, 小林亮, 加藤英樹, 垣花眞人
    • Organizer
      日本セラミックス協会2012年年会
    • Place of Presentation
      京都市
    • Year and Date
      2012-03-19
  • [Presentation] Eu^<2+>賦活Na-Sc-Si-O系新規蛍光体の探索2012

    • Author(s)
      ミンジホン, 小林亮, 加藤英樹, 垣花眞人
    • Organizer
      日本セラミックス協会2012年年会
    • Place of Presentation
      京都市
    • Year and Date
      2012-03-19
  • [Presentation] 緑色蛍光体Ba_3Si_6O_<12>N_2:Eu^<2+>のフラックス処理による高輝度化2012

    • Author(s)
      安下千裕, 加藤英樹, 垣花眞人
    • Organizer
      化学工学会第77年会
    • Place of Presentation
      東京都
    • Year and Date
      2012-03-17
  • [Presentation] 水溶性錯体を原料に用いた無機材料の構造・形態制御2012

    • Author(s)
      垣花眞人, 小林亮
    • Organizer
      新学術領域研究「融合マテリアル:分子制御による材料創成と機能開拓」第4回公開シンポジウム
    • Place of Presentation
      大阪市
    • Year and Date
      2012-01-30
  • [Presentation] Synthesis of High Performance Phosphors by Advanced Solution Methods2011

    • Author(s)
      Masato Kakihana
    • Organizer
      Phosphor safari
    • Place of Presentation
      新潟市
    • Year and Date
      2011-11-22
  • [Presentation] Charge-compensated element substitution methodology for control of luminescence property of Eu^<2+>-activated NaAlSiO_42011

    • Author(s)
      Jihae Kim, Hideki Kato, Masato Kakihana
    • Organizer
      Phosphor safari
    • Place of Presentation
      新潟市
    • Year and Date
      2011-11-22
  • [Presentation] Synthesis of an oxynitride-based green phosphor Ba_3Si_6O_<12>N_2:Eu^<2+> via an aqueous solution process using a novel water-soluble Si compound2011

    • Author(s)
      Yasushita Chihiro, Hideki Kato, Masato Kakihana
    • Organizer
      Phosphor safari
    • Place of Presentation
      新潟市
    • Year and Date
      2011-11-22
  • [Presentation] Synthesis of New Water Soluble Phosphorus Precursor and Preparation of High Performance Phosphate Phosphor2011

    • Author(s)
      Minsung Kim, Hideki Kato, Masato Kakihana
    • Organizer
      グローバルCOEプログラムシンポジウム2011
    • Place of Presentation
      仙台市
    • Year and Date
      2011-11-20
  • [Presentation] Photoluminescence property control of NaAlSiO_4:Eu^<2+> by charge-compensated element substitution2011

    • Author(s)
      Jihae Kim, Hideki Kato, Masato Kakihana
    • Organizer
      グローバルCOEプログラムシンポジウム2011
    • Place of Presentation
      仙台市
    • Year and Date
      2011-11-20
  • [Presentation] 様々な結晶構造および形態を有する酸化チタンの合成2011

    • Author(s)
      小林亮, 垣花眞人
    • Organizer
      グローバルCOEプログラムシンポジウム2011
    • Place of Presentation
      仙台市
    • Year and Date
      2011-11-19
  • [Presentation] Controlled Assembly of Hierarchical TiO_2 Structures using Water-soluble Titanium Complexes2011

    • Author(s)
      Truong Quang Duc, 小林亮, 加藤英樹, 垣花眞人
    • Organizer
      平成23年度日本セラミックス協会東北北海道支部研究発表会
    • Place of Presentation
      郡山市
    • Year and Date
      2011-10-28
  • [Presentation] Control of luminescence properties of NaAlSiO_4:Eu^<2+> by charge-compensated element substitution2011

    • Author(s)
      金知慧, 加藤英樹, 垣花眞人
    • Organizer
      平成23年度日本セラミックス協会東北北海道支部研究発表会
    • Place of Presentation
      郡山市
    • Year and Date
      2011-10-27
  • [Presentation] 溶液プロセスを用いた高輝度Ba_3Si_6O_<12>N_2:Eu^<2+>蛍光体の合成2011

    • Author(s)
      安下千裕, 加藤英樹, 垣花眞人
    • Organizer
      平成23年度日本セラミックス協会東北北海道支部研究発表会
    • Place of Presentation
      郡山市
    • Year and Date
      2011-10-27
  • [Presentation] フラックス剤を用いた水溶液法による黄色蛍光体(Sr,Ba,Eu)_2SiO_4の高輝度化II2011

    • Author(s)
      手束聡子, 加藤英樹, 高塚裕二, 垣花眞人
    • Organizer
      粉体粉末冶金協会平成23年度秋季大会
    • Place of Presentation
      大阪市
    • Year and Date
      2011-10-26
  • [Presentation] Design and Synthesis of Inorganic Clusters for Controlled Formation of Fusion Materials2011

    • Author(s)
      Masato Kakihana, Makoto Kobayashi
    • Organizer
      The 1st International Symposium on Fusion Materials
    • Place of Presentation
      鳥羽市
    • Year and Date
      2011-10-17
  • [Presentation] Synthesis of TiO_2 Hollow Spheres with Controlled Crystalline Phases2011

    • Author(s)
      Kiyofumi Katagiri, Hitoshi Inami, Kunihito Koumoto, Koji Tomita, Makoto Kobayashi, Masato Kakihana
    • Organizer
      The 1st International Symposium on Fusion Materials
    • Place of Presentation
      鳥羽市
    • Year and Date
      2011-10-17
  • [Presentation] Synthesis of CeO_2-based Up-conversion Phosphor by Parallel Polymerizable Complex Method for Bio and Medical Application2011

    • Author(s)
      Koji Tomita, Noriyuki Naruse, Yu Oyanagi, Kiyofumi Katagiri, Masato Kakihana
    • Organizer
      The 1st International Symposium on Fusion Materials
    • Place of Presentation
      鳥羽市
    • Year and Date
      2011-10-17
  • [Presentation] Synthesis of the High Luminescence Yellow (Sr, Ba)_2SiO_4:Eu^<2+> Phosphor using a Novel Water Soluble Silicon Compound2011

    • Author(s)
      Satoko Tezuka, Hideki Kato, Yuji Takatuka, Masato Kakihana
    • Organizer
      The 11^<th> International Meeting on Information Display (IMID2011)
    • Place of Presentation
      ソウル,韓国
    • Year and Date
      2011-10-14
  • [Presentation] Control of NaAlSiO_4:Eu^<2+> photoluminescence properties by charge-compensated element substitution2011

    • Author(s)
      Jihae Kim, Hideki Kato, Masato Kakihana
    • Organizer
      The 11^<th> International Meeting on Information Display (IMID2011)
    • Place of Presentation
      ソウル,韓国
    • Year and Date
      2011-10-14
  • [Presentation] Synthesis of an oxynitride-based green phosphor Ba_3Si_6O_<12>N_2:Eu^<2+> via an aqueous solution process using a novel water-soluble Si compound2011

    • Author(s)
      Chihiro Yasushita, Hideki Kato, Masato Kakihana
    • Organizer
      The 11^<th> International Meeting on Information Display (IMID2011)
    • Place of Presentation
      ソウル,韓国
    • Year and Date
      2011-10-14
  • [Presentation] セラミックス材料合成における水溶性金属錯体のポテンシャル2011

    • Author(s)
      小林亮, 垣花眞人
    • Organizer
      新学術領域研究「融合マテリアル:分子制御による材料創成と機能開拓」第1回若手スクール
    • Place of Presentation
      倉敷市
    • Year and Date
      2011-10-01
  • [Presentation] 水溶性有機酸-チタン錯体を用いた特異な形態を有する酸化チタンの合成2011

    • Author(s)
      小林亮, 加藤英樹, 垣花眞人
    • Organizer
      第60回高分子討論会
    • Place of Presentation
      岡山市
    • Year and Date
      2011-09-29
  • [Presentation] 水溶性ケイ素化合物を活用したケイ素含有蛍光体の合成と高輝度化2011

    • Author(s)
      手束聡子, 垣花眞人
    • Organizer
      平成23年度化学系学協会東北大会
    • Place of Presentation
      仙台市
    • Year and Date
      2011-09-18
  • [Presentation] 乳酸チタン錯体の構造制御2011

    • Author(s)
      竹田有咲, 小林亮, 加藤英樹, 垣花眞人
    • Organizer
      平成23年度化学系学協会東北大会
    • Place of Presentation
      仙台市
    • Year and Date
      2011-09-18
  • [Presentation] 水溶性チタン錯体を原料とする形態を制御した酸化チタン多形の合成2011

    • Author(s)
      小林亮, 加藤英樹, 垣花眞人
    • Organizer
      平成23年度化学系学協会東北大会
    • Place of Presentation
      仙台市
    • Year and Date
      2011-09-17
  • [Presentation] 水溶性ケイ素化合物を用いた単分散シリカナノ粒子の合成2011

    • Author(s)
      長谷川貴彦, 加藤英樹, 垣花眞人
    • Organizer
      平成23年度化学系学協会東北大会
    • Place of Presentation
      仙台市
    • Year and Date
      2011-09-17
  • [Presentation] 水溶性ケイ素化合物を用いたナノクリスタルの合成2011

    • Author(s)
      垣花眞人
    • Organizer
      日本セラミックス協会第24回秋季シンポジウム
    • Place of Presentation
      札幌市
    • Year and Date
      2011-09-08
  • [Presentation] 錯体重合法を用いたセリウム系アップコンバージョン蛍光体の合成と評価2011

    • Author(s)
      成瀬則幸, 小柳優, 冨田恒之, 岩岡道夫, 垣花眞人
    • Organizer
      日本セラミックス協会第24回秋季シンポジウム
    • Place of Presentation
      札幌市
    • Year and Date
      2011-09-08
  • [Presentation] 酸化セリウムアップコンバージョン蛍光体のマルチカラー化2011

    • Author(s)
      小柳優, 成瀬則幸, 冨田恒之, 片桐清文, 垣花眞人
    • Organizer
      日本セラミックス協会第24回秋季シンポジウム
    • Place of Presentation
      札幌市
    • Year and Date
      2011-09-08
  • [Presentation] 水熱法によるブルッカイト型酸化チタンの形態制御2011

    • Author(s)
      小林亮, 加藤英樹, 垣花眞人
    • Organizer
      日本セラミックス協会第24回秋季シンポジウム
    • Place of Presentation
      札幌市
    • Year and Date
      2011-09-07
  • [Presentation] Hydrothermal Growth of Hierarchical TiO_2 Microspheres using Novel Water-soluble Titanium Complex2011

    • Author(s)
      Truong Quang Due, 小林亮, 加藤英樹, 垣花眞人
    • Organizer
      日本セラミックス協会第24回秋季シンポジウム
    • Place of Presentation
      札幌市
    • Year and Date
      2011-09-07
  • [Presentation] ブロンズ型二酸化チタンの水熱合成とその光触媒特性2011

    • Author(s)
      冨田恒之, 山本和広, 垣花眞人
    • Organizer
      日本セラミックス協会第24回秋季シンポジウム
    • Place of Presentation
      札幌市
    • Year and Date
      2011-09-07
  • [Presentation] フラックス剤を用いた水溶液法による黄色蛍光体(Sr,Ba,Eu)_2SiO_4の高輝度化2011

    • Author(s)
      手束聡子, 加藤英樹, 高塚裕二, 垣花眞人
    • Organizer
      粉体粉末冶金協会春季大会
    • Place of Presentation
      東京都
    • Year and Date
      2011-05-31
  • [Presentation] 希土類酸化物系アップコンバージョン蛍光体の高輝度化2011

    • Author(s)
      成瀬則幸, 小柳優, 岩岡道夫, 片桐清文, 垣花眞人, 冨田恒之
    • Organizer
      粉体粉末冶金協会春季大会
    • Place of Presentation
      東京都
    • Year and Date
      2011-05-31
  • [Presentation] 黄色蛍光体(Sr,Ba,Eu)_2SiO_4の高輝度化におけるSrCl_2,BaCl_2の添加効果2011

    • Author(s)
      手束聡子, 加藤英樹, 高塚裕二, 垣花眞人
    • Organizer
      第28回希土類討論会
    • Place of Presentation
      東京都
    • Year and Date
      2011-05-12
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.tagen.tohoku.ac.jp/labo/kakihana/

URL: 

Published: 2013-06-26  

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