2014 Fiscal Year Annual Research Report
単一イオン照射法による機能性融合ナノマテリアルの創製
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25810116
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
佃 諭志 東北大学, 多元物質科学研究所, 助教 (00451633)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | ハイブリッド材料 / 高分子 / 金属ナノ粒子 / イオンビーム / ナノワイヤー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題は、高分子の1次元ナノ構造体を容易に作製する技術「単一粒子ナノ加工法」を基盤とし、高分子と金属ナノ粒子のハイブリッドナノワイヤーの作製、及び有機無機複合化による機能化を目的としている。前年度で粒子内包型、表面修飾型の２種のハイブリッド化手法を確立しており、今年度においては、作製に成功しているAuナノ粒子―ハイドロゲルナノワイヤーの特性評価を行い以下の点を明らかとした。
１）材料選択においてハイドロゲルナノワイヤーの膨潤特性に注目し、ハイブリッド化の母材として選択した。ハイドロゲルナノワイヤーの膨潤特性評価を液中での原子間力顕微鏡を用いた直接観察及び、サイズ評価を行い異方性の膨潤―収縮挙動を示すこと、架橋点密度の制御により膨潤度を制御することに成功した。
２）Auナノ粒子とハイブリッド化したハイドロゲルナノワイヤーの可視紫外吸収特性評価を行い、Auナノ粒子の局在共鳴プラズモンに起因した吸収帯をハイブリッドナノワイヤーが保持すること、ナノ粒子のサイズ、凝集状態で吸収帯がシフトすることそれぞれ明らかとしただけではなく、その吸収帯がゲルワイヤーの膨潤―収縮挙動によって可逆的にシフトすることを見出し、高分子―金属ナノ粒子双方の特性を組み合わせた機能性のナノ材料の創製に成功している。
さらには、ハイブリッド化の手法として気相中での還元法を取り入れることにより、高温耐熱性の高分子ワイヤーにPdナノ粒子を高密度、高分散状態でハイブリッド化させた触媒材料を開発し、一酸化炭素を二酸化炭素に効率よく変換する酸化触媒として作用することを実証した。
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