2004 Fiscal Year Annual Research Report
単核カプセル化超微粒子合成法の開発とその超格子配列制御に関する研究
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15560594
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
小林 芳男 東北大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (40250849)
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| Keywords | シリカ / 微粒子 / カプセル化 / ポリスチレン / ディップコーティング / Mie理論 / 規則配列 |
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| Research Abstract |
本研究では微粒子の凝集と劣化の防止を目指し、直接シリカカプセル化法を開発した。具体的にはAg(粒径10nm)、Au(粒径15nm)およびCo(粒径20nm)ナノ粒子を対象とした。金属塩水溶液を還元剤の作用によって合成し、これに直接シリコンアルコキシドを作用させて粒子表面でゾル-ゲル反応を開始させ、シリカシェルを形成させた。濃度条件を調整することにより、シリカシェル厚を30〜90nmの範囲で変化できた。シリカカプセル化AgおよびAuナノ粒子の吸収スペクトルに関しては、その挙動をMie理論で説明することができた。シリカカプセル化Coナノ粒子に関しては、カプセル化によりCoの酸化が防がれ良好な磁気特性を示した。また、AgIや蛍光ビーズのような金属以外の粒子においても同様なアプローチにより、良好な単核カプセル化粒子を合成することに成功した。
また、ディップコーティング法を用いて微粒子配列化を行い、良好な配列条件の探索を行った。具体的にはサブミクロンオーダーの球形シリカおよびポリスチレン粒子を配列対象粒子とした。粒子分散液中の粒子量を適切に選択すると、単層でコーティング可能であることがわかった。分散媒のpHや添加塩濃度を変化させたところ、いずれの系でも分散媒のイオン強度が小さいほど粒子は規則的に配列した。これは配列には粒子同士の反発力が重要であることを意味する。また、単層配列膜の上にも他の粒子を規則配列できることもわかった。
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