2015 Fiscal Year Research-status Report
ポリエチレングリコールとイオン液体の協奏機能を利用した金ナノ粒子調製法開発
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15K17812
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| Research Institution | Chiba University |
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Principal Investigator |
畠山 義清 千葉大学, 融合科学研究科, 特任研究員 (90633313)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 金ナノ粒子 / ポリエチレングリコール / イオン液体 / 小角X線散乱 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度はイオン液体単体、イオン液体とポリエチレングリコールの混合系へ金ナノ粒子調製を行った。イオン液体単体については、これまでに得られたデータと比較し、金ナノ粒子に対する安定化能のまとめとなる論文を発表した。本論文では、イオン液体を構成するアニオンのサイズが、粒径制御因子として最も重要であることを明らかとしている。本論文は、Phys. Chem. Chem. Phys.誌のInside Back Coverに紹介された。
一方ポリエチレングリコールにイオン液体を添加した系についても密度、粘度などの物性値測定から金ナノ粒子調製まで、実験を完了されることができた。こちらの系においては、予備実験の段階から、アニオンの求核性が重要なパラメータになると考えられていた。実際5種のアニオンについて検討した結果、求核性の大きいアニオンにおいて、より小さいナノ粒子が得られている。特に一部のアニオンについては、イオン液体、あるいはポリエチレングリコール単体で調製した場合よりも小さな、1 nm程度の粒子が得られることがわかった。これは、既報を参考に考えると、カチオンとポリエチレングリコールの相互作用により、アニオンの求核性の効果が強く出たためと考えられる。これにより、ポリエチレングリコール中においてアニオンの性能を有効に使用できる可能性を示すことができたと考えている。本結果については論文を執筆中である。
また、平成28年度からの研究に用いるため、フェニル基、ベンジル基を有するイオン液体を調製し、融点等の物性測定を始めている。これまでに、塩化物イオン、臭化物イオンを有するイオン液体は、他のカチオンを有する場合と同様に、200 ℃程度まで安定であることがわかった。今後これらを原料に、フッ素系のアニオンを有するイオン液体を合成し、金属ナノ粒子の調製に用いる。
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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
平成27年度は計画した、ポリエチレングリコールとイオン液体の混合系における研究をすべて行うことができた。結果としては、研究計画の段階で予測したアニオンの粒径制御効果が明らかとなった。ポリエチレングリコールとイオン液体の混合系を用いることで、高価なイオン液体の使用量を抑えつつ、アニオンの性能を効果的に引き出すことができたといえる。また、比較のために行ったイオン液体単体の結果を論文としてまとめることができた。査読者からは有意義な意見が得られ、専門誌のInside Back Coverに紹介が掲載された。加えて、フェニル基、ベンジル基を有するイオン液体の合成、物性測定まで進むことができた。高エネルギー加速器研究機構の放射光共同利用実験課題も採択され、次年度はX線吸収分光による化学状態、局所構造に関する研究へも進む。本課題は当初の研究計画よりも進んでいる。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、まずポリエチレングリコールとイオン液体混合系の結果を、論文にまとめて投稿する。平行して、種々のイオン液体を合成し、イオン液体自体の物性測定を行い、その後異方的な構造を持つ金ナノ粒子調製に取り組む。また、放射光実験を行うことができるため、様々なサイズの粒子を調製しつつ、X線吸収分光を行う試料を選定する。調製手法としても、今年度科学技術振興機構から支援を受けた研究の経験から、アークプラズマ法を用いて、スパッタ法を適用しにくい金属のナノ粒子調製に挑戦する。
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| Causes of Carryover |
研究費の都合上、国際会議への参加を取りやめた。また、論文をInside Back Coverで紹介するために費用がかかった。これら二つの差額として次年度使用額が生じた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
試薬等の物品費として支出する。
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