2016 Fiscal Year Annual Research Report
Production and structuring of metal nano-particles via in-Liquid plasma processes
| Project/Area Number |
26400534
|
|---|
| Research Institution | Ehime University |
|---|
Principal Investigator |
前原 常弘 愛媛大学, 理工学研究科(理学系), 教授 (40274302)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
青野 宏通 愛媛大学, 理工学研究科(工学系), 教授 (00184052)
川嶋 文人 愛媛大学, 農学研究科, 寄付講座准教授 (60346690)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
|
| Keywords | ナノ粒子 / 高周波プラズマ |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
水中高周波プラズマを利用した金属ナノ粒子の生成に取り組んだ。水中高周波プラズマとは水中に電極を挿入し、高周波（13.56MHz）を印加することで、発生するプラズマである。電極スパッタ法とイオン還元法の両方を試みている。また、プラズマの発生についても、電極直上に発生させる方法と電極から離れた位置での発生の二種類がある。
１）イオン還元法（電極直上）：金イオンを還元する。金ナノワイヤーの成長と金イオン濃度の関係が調べられ、金イオンの減少とともにワイヤーの成長が止まることが確認された。
２）イオン還元法（電極から離れたタイプ）：電極間に絶縁板を配し、貫通孔を設けることで、その位置にプラズマを発生させる。この方式では電極材料が水中に溶出しないため、プラズマプロセス以外でのナノ粒子生成は起こらない。様々な塩を溶解し、金ナノ粒子の生成を試みた結果、食塩ではよく見られる多角形が得られたが、ミョウバンでは1nm程度の微細ナノ粒子を得ることができた。また、本方式において、透明の絶縁板を用いることで、プラズマ発生時の気泡形状やプラズマ発生位置を明らかにした。特に、気泡形状が明らかになったことで、プラズマ発生の定量的な検討に入ることが可能となった。
３）電極スパッタ法：電極をスパッタすることで、ナノ粒子を作る方法である。金電極に対して、電気伝導率の変化に伴うプラズマ発生後の電極形状の変化が観測され、電気伝導率の低い場合に、電極の損傷が大きく、金の析出が多いことが明らかとなった。また、これまでに試みられてこなかったPt電極も利用され、析出量は少ないもの、ナノ粒子が生成可能であることが明らかとなった。
|
