界面ナノ反応場の特性を利用した金属ナノ粒子の合成とそのバイオセンサーへの応用

Research Project

Project/Area Number	04F04392
Research Category	Grant-in-Aid for JSPS Fellows
Allocation Type	Single-year Grants
Section	外国
Research Field	Analytical chemistry
Research Institution	Tohoku University
Principal Investigator	寺前紀夫東北大学, 大学院理学研究科, 教授
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	CHEN Yong 東北大学, 大学院理学研究科, 外国人特別研究員 YONG CHEN 東北大学, 大学院・理学研究科, 外国人特別研究員
Project Period (FY)	2004 – 2006
Project Status	Completed (Fiscal Year 2006)
Budget Amount *help	¥2,400,000 (Direct Cost: ¥2,400,000) Fiscal Year 2006: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000) Fiscal Year 2005: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000) Fiscal Year 2004: ¥400,000 (Direct Cost: ¥400,000)
Keywords	メソポーラス材料 / 陽極酸化アルミナ膜 / シリカ界面活性剤複合体 / ナノ金属材料 / 電気化学 / シリカ海面活性剤複合体 / イオン抽出
Research Abstract	界面活性剤を鋳型として合成されるメソポーラスシリカ薄膜は,直径数nmのシリカナノチャンネルが集積することで形成され,その均一なチャンネル径からnmサイズの金属ナノ構造体の形成場として注目されている。本研究では,陽極酸化アルミナ膜を利用することで膜表面に対して垂直配向したシリカナノチャンネルを集積したメソポーラス薄膜(nanochannel-incorporated-alumina membrane:NAM)の構造的特徴を利用して,金属ナノワイヤーアレイの創製とバイオセンシングへの応用を目指した。実験では,片側面にカーボン膜を蒸着したNAMをカソードとし,塩化金酸のナノチャンネル内での電積を行った。その結果,直径が3-5nm程度の金属ナノワイヤーが炭素薄膜上に集積可能であることが分かった。また,塩化白金酸を用いた用いた系においても同様に白金ナノワイヤーの集積が確認され,NAMを利用した金属ナノワイヤーアレイが形成可能であることを実証した。また,得られた金属ナノワイヤーの結晶構造に関してXRDおよび電子線回折測定を行った。その結果,金ナノワイヤーでは単結晶様の回折パターンが得られた。この結果は,シリカナノチャンネル内での金ナノワイヤーの結晶成長において,成長する結晶方向が一様であることを示すものである。一方,白金ナノワイヤーにおいては,多結晶様の回折パターンであり白金においては結晶成長の方向が一様でないことが分かった。このように,ナノ空間内での結晶成長に関する興味深い知見を得ることが出来た。