2015 Fiscal Year Annual Research Report
固液界面と吸着分子の断面イメージングを可能とするナノキュベットの創成
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26870184
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
三宮 工 東京工業大学, 総合理工学研究科(研究院), 講師 (60610152)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 電子顕微鏡 / ナノホール / 液体セル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
透過型電子顕微鏡（TEM）を用いた、液中でのその場観察手法は近年注目を集めている。TEMによる液中その場観察では、試料付近のみ液体に浸し、電子線の光路は真空に保ち、電子線が液体を通過する距離を減らすことが必要となる。このような「液体セル」では電子線散乱を抑えるため、液厚をきわめて薄くする必要がある。本研究では、これまで我々の開発した極薄自立ナノ多孔膜を応用し、液体をナノ孔中に閉じ込め、電子顕微鏡観察可能な液体セル「ナノキュベット」を提案した。電子線散乱を最小限に抑えるため、窓膜には極薄非晶質炭素膜を用いる。本研究のナノキュベット作製は、パラレルプロセスであるため、電子線リソグラフィーや、FIBとは異なり、ナノ構造を大量生産することができる。また、壁面材料を任意に選ぶことができるため、材料選択的に壁面に吸着した分子断面を容易に観察することが可能となる。２６年度は、ナノキュベットの作製方法を確立した。セラミック材料（カーボン、窒化アルミ）、金属材料（金）を用いたナノキュベットの作製に成功し、TEM観察により水がキュベット内に閉じ込められていることを確認した。その場観察では、加速電子線の影響により、水を介した化学反応が進行していることが確認された。加速電圧が高い（300kV）場合、水と炭素が反応、あるいは気泡生成によるコントラストが確認された。加速電圧など観察条件を調整した結果、反応はほとんど進展しなくなり、観察が容易になった。２７年度には、銀粒子の成長・分解反応の液中その場観察に成功し、その場ポリマー堆積、タンパク質らしき像を得ることができた。さらに、プラズモニックセンシングを利用し、光学測定によりExsituでシーリングの確認を行う手法を確立した。
また、本ナノキュベット作製手法を応用し、TEM用位相板の作製にも成功した。
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[Journal Article] Modulation of Photocatalytic Properties by Strain in 2D BiOBr Nanosheets2015
Author(s)
H. Feng, Z. Xu, L. Wang, Y. Yu, D. R. G. Mitchell, D. Cui, X. Xu, J. Shi, T. Sannomiya, Y. Du, W. Hao, S. Dou
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Journal Title
ACS Applied Materials & Interfaces
Volume: 7
Pages: 27592-27596
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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