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2013 Fiscal Year Annual Research Report

シロキサン系ビルディングユニットからのコロイドの精密合成

Research Project

Project/Area Number 23245044
Research InstitutionWaseda University

Principal Investigator

黒田 一幸  早稲田大学, 理工学術院, 教授 (90130872)

Project Period (FY) 2011-04-01 – 2014-03-31
Keywordsシロキサン化合物 / ビルディングユニット / 階層構造 / 無機逆合成 / コロイド
Research Abstract

本研究課題では無機ナノ構造体を種々のビルディングユニットの高次集積体として捉え、それらを分子レベルから精密に設計・合成することによる、無機逆合成手法の確立を目指している。そのために、高次集積可能なシロキサン系ビルディングユニットの開発に焦点を絞って研究を推進した。これまでに分子性ビルディングユニットの集積によるコロイド状ナノ構造体の合成を達成した。本年度はそれらのサイズ制御や表面設計を検討するとともに、新たに高分子からなるビルディングユニットを開発した。
1) 多機能集積ビルディングユニットとしてのコロイド状メソポーラスシリカナノ粒子の設計: 無機逆合成を実現するためにはコロイド状ナノ構造体への機能集積が必要である。そこで、我々はコロイド状メソポーラスシリカナノ粒子(CMS)に着目し、研究を進めてきた。本年度は、CMS合成における界面活性剤の役割を詳細に調べ、従来は検討されてこなかった界面活性剤濃度の高い条件でCMSの合成を行うことで、粒子径の微小化(数十nm)、分散状態を保持したままでの表面官能基の制御を実現することができた。
2) シロキサンポリマーからなる高分子ビルディングユニットの開発: 自己組織化能を利用した高分子ビルディングユニットを開発した。自己組織化能が高いポリジメチルシロキサン鎖を有するジブロックコポリマーを用い、ナノ粒子やナノロッドのようなコロイド状ナノ構造体の集積体をone-potで作製した。本手法を発展させることで、分子レベルでの機能集積が可能な新規ビルディングユニットの実現が期待される。
以上、種々のシロキサン系ビルディングユニットを分子レベルから精密制御するための基盤技術を開発した。

Current Status of Research Progress
Reason

25年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

25年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (52 results)

All 2014 2013

All Journal Article (9 results) (of which Peer Reviewed: 9 results) Presentation (42 results) (of which Invited: 4 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results) (of which Overseas: 1 results)

  • [Journal Article] Films with Tunable Graded Refractive Index Consisting of Spontaneously Formed Mesoporous Silica Nanopinnacles2014

    • Author(s)
      S. Kitamura, Y. Kanno, M. Watanabe, M. Takahashi, K. Kuroda, H. Miyata
    • Journal Title

      ACS Photonics

      Volume: 1 Pages: 47-52

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Utilization of alkoxysilyl groups for the creation of structurally controlled siloxane-based nanomaterials2014

    • Author(s)
      K. Kuroda, A. Shimojima, K. Kawahara, R. Wakabayashi, Y. Tamura, Y. Asakura, M. Kitahara
    • Journal Title

      Chem. Mater.

      Volume: 26 Pages: 211-220

    • DOI

      dx.doi.org/10.1021/cm4023387

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 層間化学修飾による層状ケイ酸塩の応用可能性2014

    • Author(s)
      Y. Asakura, R. Takayama, T. Shibue, K. Kuroda
    • Journal Title

      J. Soc. Inorg. Mater., Jpn.

      Volume: 21 Pages: 6-14

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Critical Roles of Cationic Surfactants in the Preparation of Colloidal Mesostructured Silica Nanoparticles: Control of Mesostructure, Particle Size, and Dispersion2014

    • Author(s)
      H. Yamada, C. Urata, S. Higashitamori, Y. Aoyama, Y. Yamauchi, K. Kuroda
    • Journal Title

      ACS Appl. Mater. Interfaces

      Volume: 6 Pages: 3491-3500

    • DOI

      10.1021/am405633r

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Heteroepitaxial Formation of Aligned Mesostructured Silica Films with Large Structural Periodicities from Mixed Surfactant Systems2013

    • Author(s)
      S. Hayase, Y. Kanno, M. Watanabe, M. Takahashi, K. Kuroda, H. Miyata
    • Journal Title

      Langmuir

      Volume: 29 Pages: 7096-7101

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Preparation of Aqueous Colloidal Mesostructured and Mesoporous Silica Nanoparticles with Controlled Particle Size in a Very Wide Range from 20 nm to 700 nm2013

    • Author(s)
      H. Yamada, C. Urata, H. Ujiie, Y. Yamauchi, K. Kuroda
    • Journal Title

      Nanoscale

      Volume: 5 Pages: 6145-6153

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Formation of Au Nanostructure by Electrodeposition in a Mesoporous Silica Film with Interconnected Cage-Type Mesopores2013

    • Author(s)
      Y. Kanno, K. Kuroda
    • Journal Title

      Bull. Chem. Soc. Jpn.

      Volume: 86 Pages: 583-585

    • DOI

      10.1246/bcsj.20120358

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Platinum Nanopeapods: Spatial Control of Mesopore Arrangements by Utilizing a Physically Confined Space2013

    • Author(s)
      A. Takai, Y. Sakamoto, O. Terasaki, Y. Yamauchi, K. Kuroda
    • Journal Title

      Chem. Eur. J.

      Volume: 19 Pages: 11564-11567

    • DOI

      10.1002/chem.201300449

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Siloxane-Bond Formation Promoted by Lewis Acids: A Nonhydrolytic Sol-Gel Process and the Piers-Rubinsztajn Reaction2013

    • Author(s)
      R. Wakabayashi, K. Kuroda
    • Journal Title

      ChemPlusChem

      Volume: 78 Pages: 764-774

    • DOI

      10.1002/cplu.201300027

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] N, N-ジメチルプロピオンアミド含有β-helix layered silicateへのアゾベンゼン誘導体の導入2014

    • Author(s)
      朝倉裕介、高山良介、下嶋敦、黒田一幸
    • Organizer
      日本化学会第94春季年会
    • Place of Presentation
      名古屋大学東山キャンパス
    • Year and Date
      20140327-20140330
  • [Presentation] 低次元物質の3次元化によるナノ空間創製2014

    • Author(s)
      黒田一幸
    • Organizer
      第1回東北大学リーディング大学院研究会
    • Place of Presentation
      東北大学青葉山キャンパス
    • Year and Date
      20140222-20140222
    • Invited
  • [Presentation] Topotactic Coversion of β-Helix-Layered Silicate into AST-Type Zeolite through Successive Interlayer Modifications2014

    • Author(s)
      Y. Asakura, R. Takayama, T. Shibue, K. Kuroda
    • Organizer
      International Symposium on Integration of Chemistry and Bioscienc
    • Place of Presentation
      Waseda University Nishiwaseda Campus
    • Year and Date
      20140115-20140116
  • [Presentation] Controlled Au deposition inside mesoporous silica for preparation of nanostructured Au2014

    • Author(s)
      M. Kitahara, K. Kuroda
    • Organizer
      International Symposium on Integration of Chemistry and Bioscienc
    • Place of Presentation
      Waseda University Nishiwaseda Campus
    • Year and Date
      20140115-20140116
  • [Presentation] ポリジメチルシロキサン含有ジブロックコポリマーを用いた酸化物メソ構造体薄膜のメソ構造変化2014

    • Author(s)
      安部拓矢、戸田亜水香、河原一文、福島悠太、菅野陽将、下嶋敦、黒田一幸
    • Organizer
      第52 回セラミックス基礎科学討論会
    • Place of Presentation
      愛知県名古屋市ウイングあいち
    • Year and Date
      20140109-20140110
  • [Presentation] 水系コロイド状メソポーラスヤヌスナノ粒子の作製2014

    • Author(s)
      氏家裕人、大西健太、下嶋敦、黒田一幸
    • Organizer
      日本化学会第94春季年会
    • Place of Presentation
      名古屋大学東山キャンパス
    • Year and Date
      2014-03-29
  • [Presentation] トリメチルシリル基の脱離によるシロキサン結合の組み換え2014

    • Author(s)
      吉川昌、田村泰大、若林隆太郎、玉井美沙、下嶋敦、黒田一幸
    • Organizer
      日本化学会第94春季年会
    • Place of Presentation
      名古屋大学東山キャンパス
    • Year and Date
      2014-03-27
  • [Presentation] スルホ基を有する水系コロイド状メソポーラスシリカナノ粒子の作製2014

    • Author(s)
      東田盛さゆり、廣岡奈緒子、浦田千尋、下嶋敦、黒田一幸
    • Organizer
      日本化学会第94春季年会
    • Place of Presentation
      名古屋大学東山キャンパス
    • Year and Date
      2014-03-27
  • [Presentation] メソポーラスシリカナノ粒子からのナノシート集積体の作製2014

    • Author(s)
      氏家裕人、大庭悠輝、下嶋敦、黒田一幸
    • Organizer
      日本化学会第94春季年会
    • Place of Presentation
      名古屋大学東山キャンパス
    • Year and Date
      2014-03-27
  • [Presentation] Topotactic conversion of layered octosilicate to RWR-type zeolite by separating the formation stages of interlayer condensation under refluxing and elimination of organic guest molecules2013

    • Author(s)
      Y. Asakura, S. Osada, N. Hosaka, T. Terasawa, K. Kuroda
    • Organizer
      23rd Annual Meeting of MRS-J
    • Place of Presentation
      Yokohama Port Opening Plaza
    • Year and Date
      20131209-20131211
  • [Presentation] Effect of Mesoscale Anchoring on the Adhesion of Copper Thin Films Prepared on Mesoporous Silica Thin Films2013

    • Author(s)
      M. Kobayashi, Y. Kanno, K. Kuroda
    • Organizer
      23rd Annual Meeting of MRS-J
    • Place of Presentation
      Yokohama Port Opening Plaza
    • Year and Date
      20131209-20131211
  • [Presentation] β-Helix Layered Silicateの層間縮合と アミド分子が縮合に与える影響2013

    • Author(s)
      高山良介、朝倉裕介、渋江俊道、黒田一幸
    • Organizer
      第29回ゼオライト研究発表会
    • Place of Presentation
      東北大学片平キャンパス
    • Year and Date
      20131127-20131129
  • [Presentation] ポリジメチルシロキサン含有ジブロックコポリマーを用いたメソポーラスチタニア-シリカ薄膜の作製2013

    • Author(s)
      安部拓矢、戸田亜水香、河原一文、福島悠太、菅野陽将、黒田一幸
    • Organizer
      第32回無機高分子研究討論会
    • Place of Presentation
      東京理科大学神楽坂キャンパス
    • Year and Date
      20131107-20131108
  • [Presentation] メソポーラスチタニア-シリカ薄膜作製におけるポリジメチルシロキサン含有ブロックコポリマーの役割2013

    • Author(s)
      安部拓矢、戸田亜水香、河原一文、福島悠太、菅野陽将、黒田一幸
    • Organizer
      第3回 CSJ化学フェスタ2013
    • Place of Presentation
      タワーホール船堀
    • Year and Date
      20131021-20131023
  • [Presentation] トリアルキルベンゼンによる水中分散型コロイド状メソ構造体シリカナノ粒子の形態制御2013

    • Author(s)
      氏家裕人、山田紘理、浦田千尋、黒田一幸
    • Organizer
      第3回 CSJ化学フェスタ2013
    • Place of Presentation
      タワーホール船堀
    • Year and Date
      20131021-20131023
  • [Presentation] メソポーラスシリカ薄膜表面の細孔を利用したアンカーリング効果による銅薄膜の密着性向上2013

    • Author(s)
      小林真帆、菅野陽将、黒田一幸
    • Organizer
      第3回 CSJ化学フェスタ2013
    • Place of Presentation
      タワーホール船堀
    • Year and Date
      20131021-20131023
  • [Presentation] β-Helix Layered Silicateの層間縮合によるゼオライト化2013

    • Author(s)
      高山良介、朝倉裕介、渋江俊道、黒田一幸
    • Organizer
      第3回 CSJ化学フェスタ2013
    • Place of Presentation
      タワーホール船堀
    • Year and Date
      20131021-20131023
  • [Presentation] 第四級アンモニウム基を有するアルコキシシランの自己集合による層状有機シロキサンの合成2013

    • Author(s)
      山末奈央、田村泰大、下嶋 敦、黒田一幸
    • Organizer
      第3回 CSJ化学フェスタ2013
    • Place of Presentation
      タワーホール船堀
    • Year and Date
      20131021-20131023
  • [Presentation] Preparation of Bi nanowires using mesoporous silica as a template2013

    • Author(s)
      M. Kitahara, H. Kamila, K. Kuroda, I. Terasaki
    • Organizer
      第3回 CSJ化学フェスタ 2013
    • Place of Presentation
      タワーホール船堀
    • Year and Date
      20131021-20131023
  • [Presentation] Silicate-based building blocks for nanomaterials and nanocomposites2013

    • Author(s)
      K. Kuroda
    • Organizer
      1st International Conference on Nanomaterials & Applications
    • Place of Presentation
      Postoroz, Slovenia
    • Year and Date
      20130922-20130926
    • Invited
  • [Presentation] 層状ケイ酸塩オクトシリケート層表面へのSi-OH基とピペリジノ基の導入・固定とその触媒能2013

    • Author(s)
      松本 拓隼、朝倉 裕介、下嶋 敦、黒田一幸
    • Organizer
      第112回触媒討論会
    • Place of Presentation
      秋田大学手形キャンパス
    • Year and Date
      20130918-20130920
  • [Presentation] 層間にシリル基由来の Si-OH 基と塩基性官能基を有する層状オクトシリケート誘導体の合成とその触媒能2013

    • Author(s)
      松本拓隼、朝倉裕介、下嶋敦、黒田一幸
    • Organizer
      第57回粘土科学討論会
    • Place of Presentation
      高知文化プラザポート
    • Year and Date
      20130904-20130906
  • [Presentation] シリカコロイド結晶の粒子間隙における酸化マンガンの生成2013

    • Author(s)
      松野敬成、関根可織、CHOI Kwang-Min、下嶋敦、黒田一幸
    • Organizer
      日本セラミックス協会第26回秋季シンポジウム
    • Place of Presentation
      信州大学長野キャンパス
    • Year and Date
      20130904-20130906
  • [Presentation] コロイド状メソ構造体シリカナノ粒子の形態制御におけるトリアルキルベンゼンの影響2013

    • Author(s)
      氏家裕人、山田紘理、浦田千尋、黒田一幸
    • Organizer
      日本ゾル-ゲル学会 第11回討論会
    • Place of Presentation
      広島大学東広島キャンパス
    • Year and Date
      20130801-20130802
  • [Presentation] 複数の官能基を有するアルコキシシロキサンオリゴマーの初期加水分解・重縮合挙動の調査2013

    • Author(s)
      吉川昌、玉井美沙、若林隆太郎、黒田一幸
    • Organizer
      日本ゾル-ゲル学会 第11回討論会
    • Place of Presentation
      広島大学東広島キャンパス
    • Year and Date
      20130801-20130802
  • [Presentation] Novel synthesis method of nanostructured gold by using mesoporous silica as a template2013

    • Author(s)
      M. Kitahara, K. Kuroda
    • Organizer
      8th International Mesostructured Materials Symposium
    • Place of Presentation
      兵庫県淡路市淡路夢舞台国際会議場
    • Year and Date
      20130520-20130524
  • [Presentation] Role of polydimethylsiloxane-containing diblock copolymer in the preparation of mesoporous titania-silica thin films2013

    • Author(s)
      T. Abe, A. Toda, K. Kawahara, Y. Fukushima, Y. Kanno, K. Kuroda
    • Organizer
      8th International Mesostructured Materials Symposium
    • Place of Presentation
      兵庫県淡路市淡路夢舞台国際会議場
    • Year and Date
      20130520-20130524
  • [Presentation] Enhanced adhesion of copper thin films on mesoporous silica thin films2013

    • Author(s)
      Y. Kanno, M. Kobayashi, K. Kuroda
    • Organizer
      8th International Mesostructured Materials Symposium
    • Place of Presentation
      兵庫県淡路市淡路夢舞台国際会議場
    • Year and Date
      20130520-20130524
  • [Presentation] Increase in pore size of colloidal mesoporous silica nanoparticles with diameter less than 50 nm2013

    • Author(s)
      H. Ujiie, H. Yamada, C. Urata, K. Kuroda
    • Organizer
      8th International Mesostructured Materials Symposium
    • Place of Presentation
      兵庫県淡路市淡路夢舞台国際会議場
    • Year and Date
      20130520-20130524
  • [Presentation] Preparation of porous β-MnO2 by using a hard templating method with size-controlled colloidal silica crystals2013

    • Author(s)
      T. Matsuno, K. Sekine, K.-M. Choi, K. Kuroda
    • Organizer
      8th International Mesostructured Materials Symposium
    • Place of Presentation
      兵庫県淡路市淡路夢舞台国際会議場
    • Year and Date
      20130520-20130524
  • [Presentation] Binary Silica Nanoparticle Superlattices with ico-AB13 Structure2013

    • Author(s)
      Y. Sakamoto, S. Toko, Y. Kuroda, T. Matsui, K. Kuroda
    • Organizer
      17th International Symposium on Intercalation Compounds
    • Place of Presentation
      宮城県仙台市Sendai International Center
    • Year and Date
      20130512-20130516
  • [Presentation] Formation of RUB-24 through Interlayer Condensation of Protonated Layered Octosilicate in N-methylformamide2013

    • Author(s)
      S. Osada, N. Hosaka, T. Terasawa, Y. Asakura, K. Kuroda
    • Organizer
      17th International Symposium on Intercalation Compounds
    • Place of Presentation
      宮城県仙台市Sendai International Center
    • Year and Date
      20130512-20130516
  • [Presentation] Formation of AST-type Zeolite by Interlayer Condensation of β-Helix Layered Silicate2013

    • Author(s)
      R. Takayama, Y. Asakuea, T. Shibue, K. Kuroda
    • Organizer
      17th International Symposium on Intercalation Compounds
    • Place of Presentation
      宮城県仙台市Sendai International Center
    • Year and Date
      20130512-20130516
  • [Presentation] Conversion of Layered Silicate RUB-51 Silylated with SiCl4 to a Microporous Materials2013

    • Author(s)
      Y. Asakura, K. Kuroda
    • Organizer
      17th International Symposium on Intercalation Compounds
    • Place of Presentation
      宮城県仙台市Sendai International Center
    • Year and Date
      20130512-20130516
  • [Presentation] Silicate-Based Nanomaterials as Building Blocks2013

    • Author(s)
      K. Kuroda
    • Organizer
      245th ACS National Meeting
    • Place of Presentation
      New Orleans, Louisiana
    • Year and Date
      20130407-20130411
    • Invited
  • [Presentation] Role of Hybrid Materials in the Preparation of Functional Porous Materials2013

    • Author(s)
      K. Kuroda
    • Organizer
      245th ACS National Meeting
    • Place of Presentation
      New Orleans, Louisiana
    • Year and Date
      20130407-20130411
    • Invited
  • [Presentation] 層状ケイ酸塩の層間環境制御による層間縮合2013

    • Author(s)
      朝倉裕介、黒田一幸
    • Organizer
      第29回ゼオライト研究発表会
    • Place of Presentation
      東北大学片平キャンパス
    • Year and Date
      2013-11-28
  • [Presentation] ナノ空間を有する無機固体化学に関する研究2013

    • Author(s)
      黒田一幸
    • Organizer
      錯体化学会第63回討論会
    • Place of Presentation
      琉球大学千原キャンパス
    • Year and Date
      2013-11-04
  • [Presentation] Utilization of Alkoxysilyl Groups for the Creation of Structurally Controlled Siloxane-Based Nanomaterials2013

    • Author(s)
      K. Kuroda
    • Organizer
      First international seminar on nanoporous and nanostructured materials for energy, environment and health
    • Place of Presentation
      University of Montpellier, France
    • Year and Date
      2013-09-18
  • [Presentation] Possibilities of Layered Silicates by Chemical Modification of Interlayer Surfaces2013

    • Author(s)
      K. Kuroda
    • Organizer
      Workshop on Layered Materials
    • Place of Presentation
      Prague, Cezch Republic
    • Year and Date
      2013-09-13
  • [Presentation] メソポーラスシリカ細孔内での金属(Au, Pt)析出挙動2013

    • Author(s)
      北原真樹、下嶋敦、黒田一幸
    • Organizer
      日本セラミックス協会第26回秋季シンポジウム
    • Place of Presentation
      信州大学長野キャンパス
    • Year and Date
      2013-09-05
  • [Presentation] Silica- and Silicate-Based Nanomaterials2013

    • Author(s)
      K. Kuroda
    • Organizer
      Advanced Complex Inorganic Nanomaterials 2013
    • Place of Presentation
      Namur, Belguim
    • Year and Date
      2013-07-17
  • [Patent(Industrial Property Rights)] Fine structure, optical member, antireflection film, water-repellent film, substrate for mass spectrometry, phase plate, process for producing fine structure, and process...2013

    • Inventor(s)
      Kuroda,K. Kitamura,S. Miyata,H.他
    • Industrial Property Rights Holder
      Kuroda,K. Kitamura,S. Miyata,H.他
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      PCT/JP2013/068801
    • Filing Date
      2013-07-03
    • Overseas

URL: 

Published: 2015-05-28  

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