2014 Fiscal Year Annual Research Report
半導体ナノシート液晶の外場駆動による光機能性アレイの創製
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24350107
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| Research Institution | Kyushu Institute of Technology |
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Principal Investigator |
中戸 晃之 九州工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (10237315)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
毛利 恵美子 九州工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (60380721)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 無機工業材料 / ナノ材料 / 層状・層間化合物 / ナノシート / 液晶 / コロイド / 光機能材料 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、層状の結晶構造をもつワイドギャップ半導体を剥離させて得られるナノシート液晶を高次組織化し、新規な光機能性ナノシートアレイを構築することである。昨年度までに、ニオブ酸ナノシート液晶への外場印加によるアレイ構造の構築と、ナノシートアレイによる色素の光触媒分解とを実現した。本年度は、これを受けて、以下の検討を行った。
(1) ナノシートアレイの構造多様化と耐久性
昨年までの検討で、ナノシート液晶のドメイン成長制御と外場配向とを組み合わせることで、マクロ構造アレイを形成させられることがわかった。この方法では、電場と重力の印加方向により、網目状と縞状の構造が得られる。この構造形成を詳細に調べたところ、網目状構造の形成にあっては、ナノシート濃度が主たる制御因子であり、ナノシート濃度が高くなるにつれ、discrete構造からnet構造さらにはinterdigitate構造へ変化することがわかった。縞状構造については、縞の形成がナノシートの沈降に伴う過渡的な現象であることを確認した。この構造形成は、電場印加によってナノシートが形成する液晶ドメインの沈降が抑速され、その間にドメインの流動配向が生じて、重力と平行方向へのナノシートの一方向的な配向が達成されることで生じた。
(2) ナノシート多成分系による光触媒系の構築
半導体光触媒活性をもつニオブ酸ナノシートを粘土ナノシートと混合し、これに白金助触媒を加え、さらに高濃度のNaClで粒子成分をヘテロ凝集させた多成分系を構築した。その結果、これらすべての成分を含む系で、水からの光触媒的水素発生において、特異な活性向上が見られた。このとき、白金助触媒は、ニオブ酸ナノシートではなく粘土粒子に担持した方が高い活性を示した。この活性は、粘土とNaClのいずれか一方が欠けても発現せず、電解質をCaCl2に代えても発現しなかった。
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| Research Progress Status |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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