2013 Fiscal Year Research-status Report
高分子ミセルを鋳型とする卵黄－卵殻型無機ナノ粒子の合成と構造制御
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24510139
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| Research Institution | Saga University |
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Principal Investigator |
中島 謙一 佐賀大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (10104720)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
渡 孝則 佐賀大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (10136541)
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| Keywords | 高分子ミセル / コア－シェル－コロナ構造 / 卵黄－卵殻型ナノ粒子 / 鋳型合成 / ゾル－ゲル反応 / 銀 / シリカ |
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| Research Abstract |
前年度は金－シリカ（卵黄－卵殻）ナノ粒子の合成を試みたので、今年度は銀－シリカ（卵黄－卵殻）ナノ粒子の合成を試みた。
【１】銀－高分子複合ミセルの合成
まず、銀ナノ粒子にチオール基（SH）を有するポリスチレン（PS）ホモポリマーを結合した。これとポリ（スチレン-ｂ-２-ビニルピリジン-ｂ-エチレンオキシド）（略称：PS-b-PVP-b-PEO）をDMF に溶解・分散した後、透析法によって溶媒を段階的に水に置き換えて、金ナノ粒子のまわりをPSコアが被覆し、さらにPVP シェル、PEO コロナが取り囲んだ構造の銀－高分子複合ミセルを得た。得られた複合粒子は電子顕微鏡測定で特性解析を行った。
【２】銀－シリカ（卵黄－卵殻）ナノ粒子の合成
前記の銀－高分子複合ミセルは、酸性条件下では、PVP ブロックがプロトン化して陽イオンとなっており、静電反発によって伸張したコンフォメーションをとる。そこに、シリカ前駆体のTEOS を加えて、TEOSをミセルのPVPシェル層に取り込ませた。その後、ゾル－ゲル反応によって、PVPシェル層にシリカを形成させた。シリカ層が形成された後、約500℃で焼成して鋳型高分子を取り除き、銀－シリカ（卵黄－卵殻）ナノ粒子を得た。得られた銀－シリカナノ粒子を透過型電子顕微鏡で測定したところ、シリカの中に金ナノ粒子が入った粒子の数が少なく、大半は銀ナノ粒子とと中空シリカが別々に存在した。今後、鋳型分子を別のものに替える、シリカ前駆体を替えるなど、実験条件を種々に変えて検討を行う予定である
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
銀－シリカ（卵黄－卵殻）ナノ粒子の合成を試みて、所期のナノ粒子を得ることができたが、その収率が極めて悪く、ほとんどが銀ナノ粒子が中空シリカナノ粒子の外に存在した。さらに、当初予定していたパラジウム－シリカ（卵黄－卵殻）ナノ粒子の合成にも取りかかることができなかった。したがって、やや遅れていると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
銀－シリカ（卵黄－卵殻）ナノ粒子の収率が悪かった原因として、鋳型高分子（PS-b-PVP-b-PEO）が充分に銀ナノ粒子に結合していないことが考えられる。それを改善するために、鋳型高分子としてPS-b-PVP-b-PEOではなく、他のトリブロック共重合体を用いることを考えている。具体的には、ポリエチレングリコール（PEG）、ポリ[３－（メタクリロイルアミノ）プロピルトリメチルアンモニウムクロリド]（PMAPTAC）、ポリ（Ｎ－イソプロピルアクリルアミド）（PNIPAM）、ポリ（Ｎ，Ｎ－ジメチルアミノプロピルアクリルアミド）（PDMAPAA）からなるテトラブロック共重合体（PEG-b-PMAPTAC-b-PNIPAM-b-PDMAPAA）を試みる予定である。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
平成25年度は、研究の進捗がやや遅れたために、当初予定していたパラジウム－シリカ（卵黄－卵殻）ナノ粒子の合成とそ触媒活性の検討まで進まなかった。そのために次年度使用額が生じた。
平成26年度は銀－シリカ（卵黄－卵殻）ナノ粒子の収率を上げるために、鋳型高分子の変更およびシリカ前駆体の変更を行う予定である、さらに、当初予定していたパラジウム－シリカ（卵黄－卵殻）ナノ粒子の合成にも取りかかる予定である。そのために費用を繰り越して、平成26年度に使用する予定である。
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