2016 Fiscal Year Annual Research Report
Physical preparation method of subnanometer metal nanoparticles
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26620002
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
真船 文隆 東京大学, 大学院総合文化研究科, 教授 (50262142)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
宮島 謙 東京大学, 大学院総合文化研究科, 助教 (20365456)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | クラスター / ナノ粒子 / レーザー蒸発 / ナノシリカ / 金属酸化物 / キャビテーションバブル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、レーザー蒸発法を用いて、サブナノメートルスケールの粒子を安定に生成することを目的とした。そのためのアプローチとして、① 気相クラスターを用いて、サブナノメートルの粒子の安定性を明らかにした。② 液相レーザー蒸発法でキャビテーションバブルの生成と粒子生成の関係を明らかにするために、その場観察のためのシャドウグラフ装置を立ち上げた。③ 実際に溶液中に分散している10 nm程度の大きさのシリカ（ナノシリカ）を担持剤として用いて、液相レーザー蒸発法によって生成する一次粒子をシリカの表面で捕捉し、サブナノ粒子の合成を試みた。
気相クラスターによる研究では、気相熱脱離法を用いて様々な金属クラスターや金属酸化物クラスターの安定組成に関する研究を行った。例えば、酸化物クラスターでは、それぞれの元素の酸化数が安定性に重要な役割を果たすことがわかった。5族元素の酸化物については、Nbが+5の酸化数を、Vが+4と+5の酸化数をとると考えれば、これらの酸化物クラスターの熱的に安定な組成をすべて説明できることを明らかにした。
液相レーザー蒸発法によるナノ粒子生成では、パルスレーザー照射直後に現れるギャビテーションがナノ粒子生成に重要な役割を果たすことが最近の実験によって明らかにされている。外力を与えることによってキャビテーションを制御し、ナノ粒子生成対する影響を評価するために、シャドウグラフ装置を立ち上げ、キャビテーションバブルを観測した。
ナノシリカを用いたサブナノ粒子合成に関しては、ニッケル、ロジウム、モリブデン合金、銅、硫化鉄などについて検証した。ニッケルやロジウムに関しては、１ nmより小さな粒子の生成が生成した一方、一部の元素は時間の経過に伴い、酸化されてイオンとして溶出することがわかった。
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[Journal Article] Microcrystals Delivery by Pulsed Liquid Droplet for Serial Femtosecond Crystallography2016
Author(s)
Fumitaka Mafune;, Ken Miyajima, Kensuke Tono, Yoshihiro Takeda, Jun-ya Kohno, Naoya Miyauchi, Yasumasa Joti, Jun Kobayashi, Eriko Nango, So Iwata, Makin Yabashi
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Journal Title
Acta Crystallographica Section D
Volume: 72
Pages: 520-523
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Geometrical Structures of Partially Oxidized Rhodium Cluster Cations, Rh6Om+ (m = 4, 5, 6), Revealed by Infrared Multiple Photon Dissociation Spectroscopy2016
Author(s)
Kohei Koyama, Toshiaki Nagata, Satoshi Kudoh, Ken Miyajima, Douwe M. M. Huitema, Valeriy Chernyy, Joost M. Bakker, Fumitaka Mafune
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Journal Title
J. Phys. Chem. A
Volume: 120
Pages: 8599-8605
DOI
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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