Light-triggered on-demand synthesis of functional metal nanoparticles

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K21109
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 27:Chemical engineering and related fields
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: Shiraishi Yasuhiro 大阪大学, 大学院基礎工学研究科, 准教授 (70343259)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 平井 隆之 大阪大学, 大学院基礎工学研究科, 教授 (80208800)
• Project Period (FY): 2020-07-30 – 2023-03-31
• Keywords: 金属ナノ粒子 / 光 / オンデマンド合成 / 光還元 / 機能性

Outline of Final Research Achievements

We pioneered a method for photochemical synthesis of metal nanoparticles using benzoic acid as a reducing agent and stabilizer, and challenged the development of an innovative nano-processing technology that precisely synthesizes functional metal nanoparticles using light stimulus. We have found that gold nanoparticles with controlled size and morphology can be produced by irradiating an aqueous solution of chloroauric acid, which is a gold precursor, with light. It was clarified that benzoic acid behaves as a reducing agent and as a surface stabilizer for the produced gold nanoparticles, indicating the possibility that this method can be a new on-demand synthesis technology for functional metal nanoparticles.

Free Research Field

光化学・光触媒化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

安息香酸を還元剤・安定化剤として金属ナノ粒子を合成する光化学的手法が可能であることを明らかにした。本成果のように、光だけ、に応答して金属ナノ粒子を生成させるオンデマンド合成は、これまで報告された例はない。本方法を用いれば、光を照射した位置に選択的に金属ナノ粒子を作ることが可能であり、生体内におけるフォトセラピー療法などへの応用が期待できるほか、増強ラマン分析への応用が可能な精密ナノデバイスの合成が可能とる。また、本成果は、金属ナノ粒子の機能化に向けた新たな方法論を導くほか、新たなナノ粒子のプロセシング技術として材料化学分野へ広く波及するはずである。