2014 Fiscal Year Annual Research Report
ナノ粒子融合マテリアルの構築と応用
Publicly Offered Research
| Project Area | Fusion Materials: Creative Development of Materials and Exploration of Their Function through Molecular Control |
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| Project/Area Number |
25107720
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| Research Institution | Nara Institute of Science and Technology |
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Principal Investigator |
中嶋 琢也 奈良先端科学技術大学院大学, 物質創成科学研究科, 准教授 (70379543)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 複合材料 / ナノ粒子 / イオン液体 / 自己組織化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
金属・半導体ナノ粒子はナノサイズ特有の物性を示すが、自己組織化により自己集合構造特有の性質を発揮する。さらに、ナノ物質－ソフトマテリアルの融合により材料特性の向上のみならず、各々の材料単体では得られない融合マテリアル特有の光・電子・磁気特性の発現が期待される。本研究課題では、イオン液体の自己組織化特性に着目し、イオン液体－ナノ粒子双方が高秩序に配列した融合マテリアルの構築を目指した。平成25、26年度は、イオン液体表面を有する金属・半導体ナノ結晶を合成し、融合マテリアル中におけるイオン液体のナノ粒子溶媒和と溶媒和力に基づくナノ粒子間自己集合について評価した。さらに、半導体ナノロッドについて、表面配位子の分子制御により、半導体ナノロッドへの両親媒性構造の導入ならびに、1次元自己組織化を達成した。
ナノ粒子のイオン液体中における溶媒和と相互作用を以下のように考察した。まず、ナノ粒子のイオン液体への導入により、ナノ粒子表面近傍においてイオン液体のアニオン種の秩序配列が起こり、それをトリガーとした数イオン対層の溶媒和構造が形成される。ナノ粒子の濃度が上昇するにつれ、溶媒和イオン液体間での相互作用が働き、その結果、低秩序ながらもナノ粒子の配列が起こる。以上のように、ナノ粒子の溶媒和圏を捕えることに成功し、溶媒和圏を通した非DLVO力によるナノ粒子-ナノ粒子間の相互作用を見出した。
一方、ウルツ構造を有する半導体ナノロッドについて、面選択的な配位力に着目し、親水性配位子を利用することで両親媒性化に成功した。側面を親水性、端面を疎水性とした両親媒性ナノロッドは、端面間の強い疎水性効果により長軸方向に連結した一次元組織化構造を与えた。
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| Research Progress Status |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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