• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to project page

2015 Fiscal Year Annual Research Report

ナノ空間内の次元制御固相重合反応:ひとつの粒子による有機分子の自由なナノ造形

Research Project

Project/Area Number 26249145
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

関 修平  京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (30273709)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 櫻井 庸明  京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (50632907)
Project Period (FY) 2014-04-01 – 2018-03-31
Keywordsイオンビーム / 粒子線 / 固相重合 / SPNT / STLiP / センシング / トラック / ナノワイヤー
Outline of Annual Research Achievements

架橋型の反応を示す高分子材料あるいは高い連鎖重合反応効率を示す低分子材料の薄膜に高エネルギー加速粒子を入射すると、付与されるエネルギーによりイオントラック内に架橋反応点が選択的に分布し、分子間架橋/重合反応といった不均一な反応を介してゲル化を誘起することをこれまで明らかにしてきた。特に、高エネルギー粒子による線形固相重合反応により、さまざまな機能性低分子材料を自由にナノ構造化することが本研究の最大の目的である。今年度は、(1) 高効率で固相重合反応を示す低分子材料の分子設計指針の知見の拡大、(2) 蛍光発光性を示すナノワイヤの創成とセンシング機能の実演、(3) クラスターイオンを用いたナノ構造体の創製、について研究を実施した。(1)について、これまで開拓してきたアルキン基の導入だけではなく、芳香環のハロゲン化が有効であることを見出した。この解釈として、ハロゲン化誘導体では高エネルギー重粒子イオンの照射によって解離性電子付着反応が優先進行し、多数のラジカル種が生成しているというモデルが提唱された。(2)について、凝集状態において高い量子収率で蛍光発光を示す分子骨格に適切な溶解性側鎖を導入した低分子材料を用いることで、本手法により鮮明なナノワイヤが単離され、元の低分子と同様のパターンの蛍光発光スペクトルが観測された。さらにこのナノワイヤは少量のニトロベンゼン存在下で蛍光クエンチを示し、センシング機能への展開が可能であることが見出された。(3)について、C60クラスターイオンの低分子材料薄膜への照射を実施したところ、現像操作をせずともイオン照射部位が隆起し飛跡検出が可能であることが明らかとなった。この薄膜の現像を行ったところ、C60イオンのクーロン爆発を示唆するナノ構造体が得られ、高次クラスターイオンと有機化合物との相互作用の可視化への足掛かりを得ることができた。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

平成27年度以降の予定として挙げていた、② 金属錯体からなるナノワイヤー、 ③ 異種有機接合ナノワイヤー、④ 金属有機接合ナノワイヤー、のそれぞれの項目についてはすでにその実証を終了し、論文の発表、もしくは投稿準備の段階にまで達している。
これらの当初予定に加え、さらにその光学特性を生かしたセンシング材料への展開にも着手しており、当初の研究計画を超えて大幅に研究が進捗していると考える。

Strategy for Future Research Activity

次年度はセンシング機能のさらなる実演と金属-有機ヘテロナノワイヤの創製を特に推進する。

  • Research Products

    (11 results)

All 2016 2015

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results,  Acknowledgement Compliant: 3 results) Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 2 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Fabrication of Pt nanoparticle incorporated polymer nanowires by high energy ion and electron beam irradiation2016

    • Author(s)
      S. Tsukuda, R. Takahasi, S. Seki, M. Sugimoto, A. Idesaki, M. Yoshikawa, S. Tanaka
    • Journal Title

      Radiation Physics and Chemistry

      Volume: 118 Pages: 16-20

    • DOI

      DOI: 10.1016/j.radphyschem.2015.05.029

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Polymerization of Room-Temperature Ionic Liquid Monomers by Electron Beam Irradiation with the Aim of Fabricating Three-Dimensional Micropolymer/Nanopolymer Structures2015

    • Author(s)
      Hiro Minamimoto, Haruyasu Irie, Taro Uematsu, Tetsuya Tsuda, Akihito Imanishi, Shu Seki, Susumu Kuwabata
    • Journal Title

      Langmuir

      Volume: 31 Pages: 4281-4289

    • DOI

      DOI: 10.1021/la503252p

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Fabrication of Thermoresponsive Nanoactinia Tentacles by a Single Particle Nanofabrication Technique2015

    • Author(s)
      Masaaki Omichi, Hiromi Marui, Vikas Sudam Padalkar, Akifumi Horio, Satoshi Tsukuda, Masaki Sugimoto, Shu Seki
    • Journal Title

      Langmuir

      Volume: 31 Pages: 11692-11700

    • DOI

      DOI: 10.1021/acs.langmuir.5b02962

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Fine Patterning of Silver Metal by Electron Beam Irradiation onto Room-Temperature Ionic Liquid2015

    • Author(s)
      Hiro Minamimoto, Haruyasu Irie, Taro Uematsu, Tetsuya Tsuda, Akihito Imanishi, Shu Seki, Susumu Kuwabata
    • Journal Title

      Chemistry Letters

      Volume: 44 Pages: 312-314

    • DOI

      DOI: 10.1246/cl.141037

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Reversible Control of Radius and Morphology of Fluorene-Azobenzene Copolymer Nanowires by Light Exposure2015

    • Author(s)
      H. L. Cheng, M. T. Tang, W. Tuchinda, K. Enomoto, A. Chiba, Y. Saito, T. Kamiya, M. Sugimoto, A. Saeki, T. Sakurai, M. Omichi, D. Sakamaki, and S. Seki
    • Journal Title

      Adv. Mater. Interfaces

      Volume: 2 Pages: 1400450

    • DOI

      DOI: 10.1002/admi.201400450

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Observation of Nanowires via Ion Beam-Triggered Intra-Track Polymerization of π-Conjugated2015

    • Author(s)
      Tsuneaki Sakurai, Akifumi Horio, Yuki Takeshita, Shu Seki
    • Organizer
      25th Annual Meeting of MRS-J (2015)
    • Place of Presentation
      Yokohama, Japan
    • Year and Date
      2015-12-08 – 2015-12-10
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Low Dimensional Nanostructures Produced by High Energy Single Particle2015

    • Author(s)
      Shu Seki
    • Organizer
      International Conference on Nanostructuring by Ion Beams 2015 (ICNIB2015)
    • Place of Presentation
      Agra, India
    • Year and Date
      2015-11-23 – 2015-11-25
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 単一粒子固相重合法によるソフトマテリアルとクラスターイオンビームの相互作用の可視化2015

    • Author(s)
      櫻井 庸明, 堀尾 明史, 竹下 友輝, 千葉 敦也, 斎藤 勇一, 関 修平
    • Organizer
      第10回高崎量子応用シンポジウム
    • Place of Presentation
      高崎シティギャラリー, 高崎
    • Year and Date
      2015-10-08 – 2015-10-09
  • [Presentation] 高エネルギー粒子線照射を利用した低分子重合/高分子架橋反応によるナノ構造体形成技術2015

    • Author(s)
      櫻井 庸明, 竹下 友輝, 堀尾 明史, 関 修平
    • Organizer
      第64回高分子討論会
    • Place of Presentation
      東北大学
    • Year and Date
      2015-09-15 – 2015-09-17
  • [Presentation] 粒子線による芳香族アミンの線形固相重合とナノワイヤの形成2015

    • Author(s)
      堀尾 明史, 櫻井 庸明, 関 修平
    • Organizer
      第64回高分子討論会
    • Place of Presentation
      東北大学
    • Year and Date
      2015-09-15 – 2015-09-17
  • [Book] “High Energy Charged Particles: Their Chemistry and Use as Versatile Tools for Nanofabrication”2015

    • Author(s)
      Shu Seki, Tsuneaki Sakurai, Masaaki Omichi, Akinori Saeki, Daisuke Sakamaki
    • Total Pages
      74
    • Publisher
      Springer-Verlag GmbH

URL: 

Published: 2017-01-06  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi