2016 Fiscal Year Annual Research Report
デンドロン修飾異種ナノ粒子の孤立かつ超規則配列に基づく革新的協奏機能
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16H04190
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
蟹江 澄志 東北大学, 多元物質科学研究所, 准教授 (60302767)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | ナノ粒子 / デンドリマー / ハイブリッド / 超規則構造 / 液晶 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，単分散性に優れた球状の金属・量子ドット・強磁性ナノ粒子から“液晶性有機無機デンドリマー”を構築し，デンドリマーの自己組織性に由来した異種ナノ粒子の自己積層により異種ナノ粒子が孤立かつ精緻に配列した“超配列自己集積構造”を構築する．この際，隣接する金属・量子ドット・強磁性ナノ粒子のプラズモン共鳴・蛍光・磁気特性を人工的に制御するメタマテリアル特性を示す有機無機ハイブリッド材料を得る手法を開発する．さらには，強磁性ナノ粒子の“磁気誘導加熱”現象に着目し，交流磁場下において液晶相転移を誘起し，メタマテリアル特性のON-OFF 制御を実現する．本課題では，機能性単分散無機ナノ粒子表面に有機デンドロンを精密化学修飾することで，無機ナノ粒子の優れたプラズモン・蛍光・磁気的性質と有機デンドロンの構造可逆性とを兼ね揃える “液晶性有機無機ハイブリッドデンドリマー” を構築し，異種ナノ粒子間での相互作用の発現に伴う革新機能材料を開発することが重要である．代表者はこれまでに，“液晶性有機無機ハイブリッドデンドリマー” を開発してきた．本手法は，十数ナノサイズの領域におけるナノ粒子規則配列・集積のための解決的手段となる．平成28年度は，デンドロンのルーチン大量合成に加え，オリゴチオフェン型デンドロンを合成に取り組んだ．次年度以降も継続的な合成法開拓が必要な状況である．本課題では，単分散性に優れた表面カルボキシル基修飾強磁性 Fe3O4 ナノ粒子の合成法確立は不可避である．平成28年度は引き続きデンドロン修飾強磁性ナノ粒子の合成を行い，合成法を確立するに至った．一方で，代表者は既に，CdS 半導体ナノ粒子をコアとする“有機無機ハイブリッドデンドリマー”を得ており，平成28年度に投稿を行い Cell Press 社が刊行した Chem 誌への掲載が決まり，大きな成果となった．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
平成28年度に実施を予定していた研究は以下の４課題である
１．デンドロンのルーチン大量合成に加え，オリゴチオフェン型デンドロンを合成する
２．単分散性に優れた表面カルボキシル基修飾強磁性 Fe3O4 ナノ粒子の合成法確立する
３．CdS 半導体ナノ粒子をコアとする“有機無機ハイブリッドデンドリマー”に関する論文投稿を行う
４．チオフェン型デンドロン修飾に取り組み，チオフェン修飾に由来したナノ組織構造形成と蛍光挙動解析を行う
１，２については順調に推移している．３に関してはデンドロンの修飾法についても新たに方法を開拓できことから，当初計画を上回る成果である．一方，４に関してはデンドロンの合成法を開拓している段階である．以上から総合的に判断し，おおむね順調に進展していると理解している．
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| Strategy for Future Research Activity |
現在までの進捗からわかるように，おおむね順調に推移していると考えている．チオフェンデンドリマーの合成に関しては，加速が必要であると認識し，研究代表者が有する人的ネットワークを最大限活用し，ディスカッションを積極的に行う事で合成ルートの確立を達成したいと考えている．
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[Journal Article] A New Low-Symmetry Cubic Mesophase of Dendronized CdS Nanoparticles and their Structure-dependent Photoluminescence2017
Author(s)
Masaki Matsubara, Warren Stevenson, Jun Yabuki, Xiangbing Zeng, Haoliang Dong, Kazunobu Kojima, Shigefusa F. Chichibu, Kaoru Tamada, Atsushi Muramatsu, Goran Ungar, and Kiyoshi Kanie
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Journal Title
Chem
Volume: 印刷中
Pages: 印刷中
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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[Presentation] Organic-Inorganic Liquid-Crystalline Hybrid Dendrimer: Self-Organizing Behavior and the Structure-Derived Functions2016
Author(s)
Kiyoshi Kanie, Masaki Matsubara, Waren Stevenson, Jun Yabuki, Xiangbing Zeng, Haolong Dong, Kazunoby Kojima, Shigefusa F. Chichibu, Atsushi Muramatsu, Goran Ungar
Organizer
20th International Symposium On Advanced Display Material and Devices
Place of Presentation
Shanghai, China
Year and Date
2016-10-19 – 2016-10-21
Int'l Joint Research / Invited
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[Presentation] Liquid-Crystalline Organic-Inorganic Hybrid Dendrimer with a CdS Nano-Core: The Structure-Dependent Photoluminescence Behavior2016
Author(s)
Kiyoshi Kanie, Masaki Matsubara, Waren Stevenson, Jun Yabuki, Xiangbing Zeng, Haolong Dong, Kazunoby Kojima, Shigefusa F. Chichibu, Atsushi Muramatsu, Goran Ungar
Organizer
26th International Liquid Crystal Conference
Place of Presentation
Kent State, USA
Year and Date
2016-07-31 – 2016-08-05
Int'l Joint Research
