局在プラズモン共鳴と分子ふるいを組み合わせた新規メンブレンセンサーの創製

2011 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 22656178
• Research Institution: Kobe University
• Principal Investigator: 松山 秀人 神戸大学, 大学院・工学研究科, 教授 (50181798)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 大向 吉景 神戸大学, 大学院・工学研究科, 特命助教 (20513542) ; 曽谷 知弘 神戸大学, 大学院・工学研究科, 技術専門職員 (10397797)
• Keywords: ナノ粒子 / メソポーラズシリカ / プラズモン共鳴 / メンブレンセンサー / 多孔膜

Research Abstract

昨年度の検討によりcubic構造やhexagonal構造を有するメソポーラス薄膜の作製に成功した。またAuナノ粒子を含有するメソポーラス薄膜の作製にも成功し、ナノ粒子の濃度を変化させることによりメソポーラス薄膜のナノ細孔構造の制御が可能であることを明らかとした。
今年度は主に得られたAu含有メソポーラス薄膜のセンサーとしての機能について検討を加えた。金属ナノ粒子が示す一つの特徴に強い光の吸収を示すというものがある。この現象は局在表面プラズモン共鳴として知られ、センサーへの応用が可能である。まずTriphenylphosphineにより安定化したAuナノ粒子の配位子を変化させることに伴うUVスペクトルの変化を検討した。Auナノ粒子の配位子を変化させることでピークがシフトすることが確認できた。局在表面プラズモン共鳴によるUVスペクトルのピーク位置は電子密度の影響を受ける。Dodecanethiolが配意した場合チオール基はTriphenylphosphineよりも電子吸引性が弱いためピークは低波長側にシフトした。また、Carbon disulfideの場合はC=S結合の分極が大きいために粒子表面の電子密度が低下し、ピークがややレッドシフトした。さらに、Diphenyl disulfideの場合は粒子表面の電子密度が低下するため吸光度が大きくブルーシフトした。
このようなAuナノ粒子を用いた結果を基に、Auナノ粒子含有薄膜のスペクトルに及ぼす配位子の影響について検討を加えた。Auナノ粒子の場合と同様にDodecanethiolが配意した場合ピーク位置はブルーシフトした。このことからAuナノ粒子含有薄膜においても配位子交換が行われていることが確認でき、この結果は薄膜がメンブレンセンサーとして応用が可能であることを示している。