2015 Fiscal Year Annual Research Report
無共溶媒液相合成法によるモノリス状シリカ系光学材料の開発
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24350109
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| Research Institution | Tokyo Metropolitan University |
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Principal Investigator |
梶原 浩一 首都大学東京, 都市環境科学研究科, 准教授 (90293927)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | シリカ / シリカガラス / ポリシルセスキオキサン / 無共溶媒液相合成法 / 蛍光体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、(1)試薬の使用量削減と合成時間の短縮によるシリカ系材料の低環境負荷液相合成法の開発、(2)現在主流の気相法を凌駕する光機能性シリカガラスの合成と発光・レーザー材料への応用、(3)三官能アルコキシドからのポリシルセスキオキサン(PSQ)液体の生成機構の解明と応用分野の開拓、である。(1)の基本技術は初年度にほぼ確立されたため、本年度も引き続き主に(2)と(3)に取り組んだ。
(2)に関しては、昨年度見出した(Gd,Pr)PO4ナノ結晶を含有し、Pr3+イオンの4f-5d遷移の光励起によってGd3+イオンが皮膚疾患治療に有用な波長313nmのUVB光を高効率に発する紫外蛍光ガラスの発光効率の希土類組成依存性を調べ、最適な希土類組成はPr3+イオン分率が10%以下であり、この組成域では内部量子効率が~0.8と高い値を示すことが分かった。本研究者の知る限り、このガラスは既存のGd3+イオン紫外蛍光体のうちで最も発光効率が良い。また、YbPO4ナノ結晶含有ガラスにフッ素ドープによるSiOH基の除去を施すことでYb3+イオンからの赤外発光効率が顕著に増大すること、Yb3+イオンが近接していることに特有な、励起状態の衝突を経た二光子励起による青色発光が生じることを見出した。
(3)に関しては、プロピル基および3-スルファニルプロピル基を有する比較的低粘度(~5000mPas)のポリシルセスキオキサン(PSQ)液体が、SiOH基を多量に含んでおり親水的であるにもかかわらず、SiOH基同士が重縮合しにくいため、約2カ月間粘度がほとんど変化しないことを見出した。また、合成時に液-液相分離を起こすメトキシドとこのような分相現象を起こさないエトキシドの両方からほぼ同様の性質を有するPSQ液体が得られることを見出し、液-液相分離はPSQ液体の低粘度化に影響しないことを明らかにした。
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| Research Progress Status |
27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 |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
27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 |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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