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2016 Fiscal Year Annual Research Report

Development and functionalities of 1-D metallic nanostructures

Research Project

Project/Area Number 26790023
Research InstitutionOsaka Municipal Technical Research Institute

Principal Investigator

斉藤 大志  地方独立行政法人大阪市立工業研究所, 電子材料研究部, 研究員 (70611317)

Project Period (FY) 2014-04-01 – 2017-03-31
Keywordsナノワイヤ / 静的光散乱 / みみず鎖モデル / フォールディング / 動的粘弾性 / レオロジー / 絡み合い構造
Outline of Annual Research Achievements

金属ナノワイヤは、その一次元構造に特徴的な物性を示し、物性は構造に依存する。本研究では、金ナノワイヤに着目し、金ナノワイヤの構造解析と、金ナノワイヤ構造とその分散液のレオロジー特性の関係解明について取り組み、学術論文2報、国際学会2件、国内学会4件の成果を得た。成果の詳細を以下に示す。
①静的光散乱法による金ナノワイヤの構造解析
静的光散乱法とは、散乱光強度の角度依存性から散乱体の構造情報を得る手法で、解析には散乱体の幾何学形状に応じた関数式が用いられる。本研究では、みみず鎖モデルを用いた解析により、金ナノワイヤの長さや持続長といった構造パラメーターを算出することに成功した。また、ナノワイヤが「Attachmentモデル」で成長しており、また、伸長に伴いワイヤ間の絡み合いによるフォールディングが生じることを明らかにした。
②金ナノワイヤ構造とそのレオロジー特性との関係解明
金ナノワイヤの一次元構造に特徴的な物性としてレオロジー特性に着目し、ナノワイヤ構造とレオロジー特性の関係解明に取り組んだ。金ナノワイヤ分散液の粘度は、ワイヤ長に応じて変化し、非ニュートン性流体の挙動を示した。また、動的粘弾性測定から得られた貯蔵・損失弾性率の周波数依存性を、マクスウェルモデルを用いて解析することで、鎖長が5.1μmの金ナノワイヤに応力印加した際、複数の緩和過程があることが分かった。ひも状構造体に応力印加した際、構造体自身の緩和(ラウス緩和)と、ひも同士の絡み合いに起因する緩和(レプテーション緩和)がある。つまり、複数の緩和過程は、ワイヤの伸長に伴い、ワイヤ自身の絡み合いに加え、ワイヤ間の絡み合いの効果が生じたためであると考えられる。実際に電子顕微鏡観察より、ワイヤ内やワイヤ間での絡み合いによる高次構造の形成が確認でき、絡み合い構造の形成がレオロジー特性発現の要因である事を示唆する結果を得た。

  • Research Products

    (4 results)

All 2017 2016

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

  • [Journal Article] 金ナノワイヤ分散液のレオロジー挙動2017

    • Author(s)
      斉藤大志
    • Journal Title

      Colloid & Interface Communication

      Volume: 42 Pages: 22-23

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Structural Analysis of Micrometer-Long Gold Nanowires Using Wormlike Chain Model and Their Rheological Behavior2017

    • Author(s)
      Masashi Saitoh, Yukiyasu Kashiwagi and Masaya Chigane
    • Journal Title

      Soft Matter

      Volume: 印刷中 Pages: 印刷中

    • DOI

      10.1039/C7SM00284J

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] 金ナノワイヤのみみず鎖モデルを用いた構造解析とその分散液のレオロジー特性2016

    • Author(s)
      斉藤大志、柏木行康、千金正也
    • Organizer
      第64回レオロジー討論会
    • Place of Presentation
      大阪大学(大阪府・豊中市)
    • Year and Date
      2016-10-29
  • [Presentation] Synthesis of Micrometer Long Gold Nanowire: Investigation of the Synthesis Parameters and Structural Analyses by Transmission Electron Microscopy and Static Light Scattering2016

    • Author(s)
      斉藤大志、柏木行康、千金正也
    • Organizer
      2nd International Conference on Polyol Mediated Synthesis
    • Place of Presentation
      滋賀県立大学(滋賀県・彦根市)
    • Year and Date
      2016-07-12
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2018-01-16  

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