2018 Fiscal Year Annual Research Report
Development of reusable and energy-saving reacter using water cluster for continuous nanoparticle synthesis
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17K19002
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| Research Institution | Hirosaki University |
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Principal Investigator |
鷺坂 将伸 弘前大学, 理工学研究科, 准教授 (60374815)
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| Project Period (FY) |
2017-06-30 – 2019-03-31
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| Keywords | ナノ粒子 / クラスター / 両親媒性分子 / 二酸化炭素 / 超臨界流体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
高圧二酸化炭素流体中に水クラスターを利用したナノ粒子合成を行うため、まず水クラスターを安定化させる親水基フリーフッ化炭素ー炭化水素両親媒性分子Nohead FC6-HCn(C6F13-Ph-CO-CH2-2CnH(2n+1), Ph=phenylene, n = 3 or 4)の合成を行った。また、連続的にナノ粒子合成を行うための高圧流通系合成分離装置を作製し、ZnS、Ag及びAuのナノ粒子の合成を試験した。ナノ粒子の原料を溶解させた水を高圧二酸化炭素流体中でナノクラスター化させ、安定に存在する温度・圧力条件を探索し、相図を明らかにした。そして、ナノクラスターが安定に存在した45℃、250bar条件において、反応時間を変化させて、ナノ粒子合成と分離を行った。得られたナノ粒子は、数十nm程度であり、反応時間の増加に伴い、結晶性が高くなり、本来の各化合物のナノ粒子としての光学的性質(紫外可視光吸収特性および蛍光特性)を表した。興味深いことに、球状粒子だけではなく、ファイバー状ナノ粒子やそれが網目状発達したナノ構造体の形成も確認された。さらにナノ粒子合成後、簡単にNohead FC6-HCnをナノ粒子から分離して回収できることが確かめられた。したがって、このナノ粒子合成では、クラスター安定化剤を回収・再利用でき、そして、原料以外にイオン性物質は存在しないため、ナノ粒子の性能を著しく落とす不純物が入りこまないナノ粒子の高効率製造技術になると期待される。
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