2006 Fiscal Year Annual Research Report
有機単分子層修飾ナノ単結晶の超臨界合成と有機無機ハイブリッドナノ材料創生
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17206078
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
阿尻 雅文 東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (60182995)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
名嘉 節 東北大学, 多元物質科学研究所, 助教授 (30344089)
梅津 光央 東北大学, 大学院工学研究科, 助教授 (70333846)
大原 智 東北大学, 多元物質科学研究所, 助手 (00396532)
高見 誠一 独立行政法人物質・材料研究機構, 主幹研究員 (40311550)
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| Keywords | ハイブリッドナノ粒子 / in-situ表面修飾 / 水熱合成 / 溶液中分散性 |
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| Research Abstract |
(1)基礎反応の機構・速度論(阿尻)
17年度と同様の手法により、水中での有機・金属間反応の速度および平衡定数の評価を行った。さらに、有機-無機相互作用を介した結晶核発生および特異的な結晶成長について、酸化物ナノ結晶の合成実験結果をもとに、以下のように定性的な描像を与えた。(1)超臨界中では有機分子と金属イオンが均一相を形成し、(2)媒質の溶解度の減少により無機ナノ粒子の核発生後(3)有機物による高活性結晶面の成長速度が抑制され、(4)その結果として通常では得られない表出結晶面をもつナノ結晶が得られる。
(2)有機単分子層修飾ナノ単結晶の超臨界合成法の開発(阿尻・高見)
上記のナノ粒子の超臨界in-situ表面修飾により、ハイブリッドナノ粒子を合成する条件及び合成法に関する研究を行った。流通式超臨界ナノ粒子合成法による理想的な反応制御を応用し、多段式の表面修飾剤の導入法を開発した。その結果として、通常不可能であった熱的に不安定な有機分子をナノ結晶表面に結合させることに成功した。特に水分散性を確立する上では重要な技術である。
(3)有機・無機結合評価(阿尻・名嘉・梅津)
17年度に引き続き、様々な系、生成物について、固体NMR、および放射光XAFS測定、TGA・MS測定を行い、距離、結合エネルギー、被服率を評価し、1)の反応条件と表面修飾の関係を明らかにした。また、DLS測定により溶媒中でのナノ粒子の分散度を評価した。さらに、本年度は、ナノ粒子の発光等のナノ粒子物性に与えるサイズ、表面修飾の影響を評価した。
(4)有機・無機ハイブリッドナノ材料創生(阿尻・名嘉・大原)
コバルアルミネイト、チタン酸バリウム、マグネシウムフェライトのハイブリッド材料を合成し、ハイブリッド材料の物性評価試験を行った。(1)〜(3)により得られる、反応と表面修飾の関係、表面修飾とハイブリッドナノ材料物性との関係を明らかにし(特にサイズ効果、表面修飾効果)、ハイブリッドナノ材料の設計指針を得ることができた。
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