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Development of monolithic silica-based optical materials by cosolvent-free liquid-phase synthesis

Research Project

Project/Area Number 24350109
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypePartial Multi-year Fund
Section一般
Research Field Inorganic industrial materials
Research InstitutionTokyo Metropolitan University

Principal Investigator

Kajihara Koichi  首都大学東京, 都市環境科学研究科, 准教授 (90293927)

Co-Investigator(Renkei-kenkyūsha) KANAMURA KIYOSHI  首都大学東京, 都市環境科学研究科, 教授 (30169552)
Project Period (FY) 2012-04-01 – 2016-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2015)
Budget Amount *help
¥16,380,000 (Direct Cost: ¥12,600,000、Indirect Cost: ¥3,780,000)
Fiscal Year 2015: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Fiscal Year 2014: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Fiscal Year 2013: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2012: ¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Keywordsシリカ / シリカガラス / ポリシルセスキオキサン / 無共溶媒液相合成法 / 蛍光体 / ガラス / シルセスキオキサン / 無共溶媒法 / ポリシルセスキオキサン液体 / 無共溶媒液相合成 / モノリス状ガラス
Outline of Final Research Achievements

Synthesis and its basic science of novel monolithic silica-based optical materials were explored using silane compounds as silicon sources. Elimination of nonessential reagents including cosolvents and simplification of synthesis routes were considered, and precise structural control and formation of metastable structure were intended by exploiting the advantage of liquid-phase synthesis. Novel materials such as ultraviolet-transparent glass-ceramics containing REPO4 nanocrystals with negligibly small Rayleigh scattering, highly efficient visible and ultraviolet phosphors derived from the glass-ceramics, RE-Al codoped silica glasses containing RE clusters, hydrophilic SiOH-rich polysilsesquioxane liquids with high viscosity stability, and ultraviolet-transparent organic-inorganic hybrids derived from the polysilsesquioxane liquids, were developed.

Report

(5 results)
  • 2015 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2014 Annual Research Report
  • 2013 Annual Research Report
  • 2012 Annual Research Report
  • Research Products

    (43 results)

All 2016 2015 2014 2013 2012 Other

All Journal Article (11 results) (of which Peer Reviewed: 9 results,  Acknowledgement Compliant: 6 results,  Open Access: 1 results) Presentation (28 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 2 results) Book (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (3 results)

  • [Journal Article] Synthesis of silanol-rich long-life polysilsesquioxane liquids by cosolvent-free hydrolytic polycondensation of organotrimethoxysilanes followed by aging2016

    • Author(s)
      A. Sakuragi, Y. Igarashi, K. Kajihara, K. Kanamura
    • Journal Title

      Dalton Trans.

      Volume: 45 Issue: 7 Pages: 3151-3157

    • DOI

      10.1039/c5dt04611d

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  • [Journal Article] 光機能性シリカガラス前駆体用マクロ多孔質シリカゲルのゾル-ゲル合成2016

    • Author(s)
      梶原浩一
    • Journal Title

      NEW GLASS

      Volume: 31 Pages: 7-11

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    • Author(s)
      S. Yamaguchi, K. Moriyama, K. Kajihara, K. Kanamura
    • Journal Title

      J. Mater. Chem. C

      Volume: 3 Issue: 38 Pages: 9894-9901

    • DOI

      10.1039/c5tc01672j

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  • [Journal Article] Cosolvent-Free Sol&ndash;Gel Synthesis and Optical Characterization of Silica Glasses Containing LaF<sub>3</sub> and (La,Er)F<sub>3</sub> Nanocrystals2014

    • Author(s)
      K. Suzuki, K. Kajihara, K. Kanamura
    • Journal Title

      Bulletin of the Chemical Society of Japan

      Volume: 87 Issue: 7 Pages: 765-772

    • DOI

      10.1246/bcsj.20140088

    • NAID

      130004059128

    • ISSN
      0009-2673, 1348-0634
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  • [Journal Article] Highly transparent, bright green, sol-gel-derived monolithic silica-(Tb,Ce)PO4 glass-ceramic phosphors2014

    • Author(s)
      K. Kajihara, S. Yamaguchi, K. Kaneko, K. Kanamura
    • Journal Title

      RSC Adv.

      Volume: 4 Issue: 51 Pages: 26692-26696

    • DOI

      10.1039/c4ra03559c

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  • [Journal Article] Characteristic coordination structure around Nd ions in sol-gel-derived Nd-Al-codoped silica glasses2014

    • Author(s)
      F. Funabiki, K. Kajihara, K. Kaneko, K. Kanamura, H. Hosono
    • Journal Title

      J. Chem. Phys. B

      Volume: 118 Issue: 29 Pages: 8792-8797

    • DOI

      10.1021/jp501264h

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  • [Journal Article] Recent advances in sol-gel synthesis of monolithic silica and silica-based glasses2013

    • Author(s)
      K. Kajihara
    • Journal Title

      J. Asian Ceram. Soc.

      Volume: 1 Issue: 2 Pages: 121-133

    • DOI

      10.1016/j.jascer.2013.04.002

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    • Author(s)
      Y. Igarashi, K. Kajihara, K. Kanamura
    • Journal Title

      Bulletin of the Chemical Society of Japan

      Volume: 86 Issue: 7 Pages: 880-883

    • DOI

      10.1246/bcsj.20130053

    • NAID

      10031183253

    • ISSN
      0009-2673, 1348-0634
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  • [Journal Article] Cosolvent-free sol&ndash;gel synthesis of rare-earth and aluminum codoped monolithic silica glasses2013

    • Author(s)
      K. Kaneko, K. Kajihara, K. Kanamura
    • Journal Title

      Journal of the Ceramic Society of Japan

      Volume: 121 Issue: 1411 Pages: 299-302

    • DOI

      10.2109/jcersj2.121.299

    • NAID

      130004950822

    • ISSN
      1348-6535, 1882-0743
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      2012 Annual Research Report
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  • [Journal Article] Synthesis of monolithic deep-ultraviolet-transparent polysilsesquioxaneglasses from organotrimethoxysilane-water binary system2012

    • Author(s)
      K. Kajihara, A. Sakuragi, Y. Igarashi, K. Kanamura
    • Journal Title

      RSC Adv.

      Volume: 2 Issue: 24 Pages: 8946-8948

    • DOI

      10.1039/c2ra21377j

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      2012 Annual Research Report
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  • [Journal Article] 相分離を伴う無共溶媒ソル・ゲル法による希土類イオン高濃度ドープシリカガラスの合成2012

    • Author(s)
      梶原浩一
    • Journal Title

      化学工業

      Volume: 63 Pages: 368-372

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      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Cosolvent-free sol&#8211;gel synthesis of monolithic silica glasses and highly-transparent silica&#8211;REPO4 glass-ceramics2016

    • Author(s)
      Koichi Kajihara, Shiori Yamaguchi, Kiyoshi Kanamura
    • Organizer
      11th International Symposium on SiO2, Advanced Dielectrics and Related Devices
    • Place of Presentation
      Nice, France
    • Year and Date
      2016-06-13
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  • [Presentation] ゾル-ゲル法によるシリカ-(Pr,Gd)PO4ナノ結晶化ガラスの紫外発光の希土類組成依存性2016

    • Author(s)
      須田真優、梶原浩一、金村聖志
    • Organizer
      日本セラミックス協会2016年年会
    • Place of Presentation
      早稲田大学西早稲田キャンパス、東京
    • Year and Date
      2016-03-16
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      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 無共溶媒法で作製したポリシルセスキオキサンの性質に触媒が及ぼす影響2016

    • Author(s)
      小又悠右、梶原浩一、金村聖志
    • Organizer
      日本セラミックス協会2016年年会
    • Place of Presentation
      早稲田大学西早稲田キャンパス、東京
    • Year and Date
      2016-03-16
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      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] TEOS-水二成分系からの無共溶媒法によるシリカ薄膜の合成と液体NMR法による成膜溶液の評価2016

    • Author(s)
      蛭田圭一、梶原浩一、金村聖志
    • Organizer
      日本セラミックス協会2016年年会
    • Place of Presentation
      早稲田大学西早稲田キャンパス、東京
    • Year and Date
      2016-03-16
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      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] ゾル-ゲル法で作製したNd-Al 共ドープシリカガラスにおけるNd イオンの特徴的な配位環境2015

    • Author(s)
      船曳富士、梶原浩一、金子健、金村聖志、細野秀雄
    • Organizer
      第56回ガラスおよびフォトニクス材料討論会
    • Place of Presentation
      ウインクあいち、名古屋
    • Year and Date
      2015-11-13
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  • [Presentation] 無共溶媒ゾル-ゲル法によるシリカ-GdPO4 結晶化ガラスの紫外発光2015

    • Author(s)
      梶原浩一、山口栞、森山健治、金村聖志
    • Organizer
      日本セラミックス協会第28回秋季シンポジウム
    • Place of Presentation
      富山大学五福キャンパス、富山
    • Year and Date
      2015-09-17
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  • [Presentation] ゾル-ゲル法によるシリカ-(Tb,Ce)PO4 系深紫外透明高効率緑色蛍光ガラス2015

    • Author(s)
      梶原浩一、山口栞、金子健、金村聖志
    • Organizer
      第76回応用物理学会秋季学術講演会
    • Place of Presentation
      名古屋国際会議場、名古屋
    • Year and Date
      2015-09-14
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  • [Presentation] Cosolvent-free synthesis of monolithic silica glasses and their application to transparent glass-ceramic phosphors2015

    • Author(s)
      K. Kajihara, S. Yamaguchi, K. Kaneko, K. Kanamura
    • Organizer
      The 18th International Sol-Gel Conference
    • Place of Presentation
      Kyoto, Japan
    • Year and Date
      2015-09-07
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  • [Presentation] TEOS-水二成分系からの無共溶媒法によるシリカ薄膜の合成2015

    • Author(s)
      蛭田圭一、梶原浩一、金村聖志
    • Organizer
      日本セラミックス協会2015年年会
    • Place of Presentation
      岡山大学、岡山
    • Year and Date
      2015-03-19
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Cosolvent-free sol-gel method for the synthesis of monolithic silicate functional optical materials2015

    • Author(s)
      K. Kajihara
    • Organizer
      CNU-TMU Joint Seminar
    • Place of Presentation
      Chungnam National University, Daejeon, Korea
    • Year and Date
      2015-03-09
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      2014 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 無共溶媒ゾル-ゲル法による高透明高効率緑色モノリス状シリカ-(Tb,Ce)PO4結晶化ガラス蛍光体2014

    • Author(s)
      梶原浩一, 山口栞, 金子健, 金村聖志
    • Organizer
      第55回ガラスおよびフォトニクス材料討論会
    • Place of Presentation
      東京工業大学、東京
    • Year and Date
      2014-11-14
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  • [Presentation] 無共溶媒ゾル-ゲル法によるシリカ-希土類リン酸塩結晶化ガラスの結晶構造2014

    • Author(s)
      山口栞、梶原浩一、金村聖志
    • Organizer
      第24回無機リン化学討論会
    • Place of Presentation
      高知会館、高知
    • Year and Date
      2014-09-25
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  • [Presentation] ゾル-ゲル法を用いた希土類オルトリン酸塩ナノ結晶含有シリカガラスの希土類組成依存性2014

    • Author(s)
      山口栞、梶原浩一、金村聖志
    • Organizer
      日本セラミックス協会第27回秋季シンポジウム
    • Place of Presentation
      鹿児島大学、鹿児島
    • Year and Date
      2014-09-09
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  • [Presentation] エチレンジアミン緩衝ゾル-ゲル法による希土類-アルミニウム共ドープシリカゲルおよびガラスの合成2014

    • Author(s)
      森山健治、梶原浩一、金村聖志
    • Organizer
      日本セラミックス協会第27回秋季シンポジウム
    • Place of Presentation
      鹿児島大学、鹿児島
    • Year and Date
      2014-09-09
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  • [Presentation] ソルーゲル法によるモノリス状TbP04ナノ結晶含有シリカガラスの合成と評価2013

    • Author(s)
      山口杲、金子健、梶原浩一、金村聖志
    • Organizer
      日本セラミックス協会2013年年会
    • Place of Presentation
      東京工業大学(東京都)
    • Year and Date
      2013-03-19
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  • [Presentation] 無共溶媒法によって合成されたアルキルポリシルセスキオキサンの粘性にアルキル鎖長が及ぼす効果2013

    • Author(s)
      福田祐子、櫻木新、梶原浩一、金村聖志
    • Organizer
      日本セラミックス協会2013年年会
    • Place of Presentation
      東京工業大学(東京都)
    • Year and Date
      2013-03-18
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      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] アミン緩衝法による希土類-アルミニウム共ドープシリカガラスの無共溶媒ソルーゲル合成2013

    • Author(s)
      金子健、梶原浩一、金村聖志
    • Organizer
      第51回セラミックス基礎科学討論会
    • Place of Presentation
      仙台国際センター(宮城県)
    • Year and Date
      2013-01-10
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  • [Presentation] Ultraviolet optical absorption of thiol-modified polysilsesquioxane and organic-inorganic hybrids prepared by a cosolvent-free method2013

    • Author(s)
      A. Sakuragi, Y. Fukuda, K. Kajihara, K. Kanamura
    • Organizer
      第51回セラミックス基礎科学討論会
    • Place of Presentation
      仙台国際センター(宮城県)
    • Year and Date
      2013-01-09
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      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 無共溶媒法によるチオール基修飾ポリシルセスキオキサンおよび有機・無機ハイブリッドの紫外光吸収2012

    • Author(s)
      五十嵐雄太、梶原浩一、金村聖志
    • Organizer
      第52回ガラスおよびフォトニクス材料討論会
    • Place of Presentation
      北海道大学(北海道)
    • Year and Date
      2012-10-26
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  • [Presentation] 無共溶媒液相法によるポリシルセスキオキサンガラスの合成2012

    • Author(s)
      櫻木新、梶原浩一、金村聖志
    • Organizer
      日本セラミックス協会第25回秋季シンポジウム
    • Place of Presentation
      名古屋大学(愛知県)
    • Year and Date
      2012-09-21
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      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Synthesis of monolithic rare-earth doped silica glasses by cosolvent-freesol-gel method accompanied by macroscopic phase separation2012

    • Author(s)
      K. Kajihara, S. Kuwatani, K.Kaneko, K. Kanamura
    • Organizer
      The 6th International Conference on the Scienceand Technology for Advanced Ceramics (STAC6)
    • Place of Presentation
      メルパルク横浜(神奈川県)
    • Year and Date
      2012-06-28
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      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] シリカ系ガラスの評価と合成2012

    • Author(s)
      梶原浩一
    • Organizer
      平成24年度第1回GICプロセス・材料技術部会
    • Place of Presentation
      首都大学東京(東京都)(招待講演)
    • Year and Date
      2012-05-08
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  • [Presentation] Synthesis of Polysilsesqioxane-based Amorphous Optical Materials via Cosolvent-free Hydrolytic Polycondensation of Organotrimethoxysilanes

    • Author(s)
      K. Kajihara, A. Sakuragi, Y. Igarashi, K. Kanamura
    • Organizer
      The 7th International Conference on the Science and Technology for Advanced Ceramics
    • Place of Presentation
      Yokohama, Japan
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      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 無共溶媒液相法によって合成したエチル基修飾ポリシルセスキオキサンガラスの物性

    • Author(s)
      櫻木 新、梶原 浩一、金村 聖志
    • Organizer
      日本セラミックス協会第26回秋季シンポジウム
    • Place of Presentation
      信州大学、長野
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  • [Presentation] 無共溶媒ゾル-ゲル法によるイッテルビウム-リン共ドープシリカガラスの合成と評価

    • Author(s)
      山口 栞、梶原 浩一、金村 聖志
    • Organizer
      日本セラミックス協会第26回秋季シンポジウム
    • Place of Presentation
      信州大学、長野
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  • [Presentation] ゾル-ゲル法による希土類フッ化物ナノ結晶ドープシリカガラスの合成

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      梶原浩一、鈴木琴美、永山修平、金村聖志
    • Organizer
      第54回ガラスおよびフォトニクス材料討論会
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      産業技術総合研究所関西センター、大阪
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  • [Presentation] Viscosity of polyalkylsilsesquioxanes prepared from alkyltrimethoxysilane-water binary system

    • Author(s)
      Y. Fukuda, A. Sakuragi, K. Kajihara, K. Kanamura
    • Organizer
      第52回セラミックス基礎科学討論会
    • Place of Presentation
      愛知県産業労働センター、愛知
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    • Author(s)
      梶原浩一
    • Organizer
      第31回無機材料に関する最近の研究成果発表会 -材料研究に新しい風を-(日本板硝子材料工学助成会)
    • Place of Presentation
      東海大学校友会館、東京
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    • Invited
  • [Book] ゾル-ゲル法の最新応用と展望, 新材料・新素材シリーズ, 野上正行(編)2014

    • Author(s)
      梶原浩一(分担執筆)
    • Total Pages
      12
    • Publisher
      シーエムシー出版
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      2013 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 蛍光ガラス2015

    • Inventor(s)
      梶原浩一、山口栞、森山健治、金村聖志
    • Industrial Property Rights Holder
      梶原浩一、山口栞、森山健治、金村聖志
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Filing Date
      2015-06-04
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 含フッ素基修飾ポリシルセスキオキサン液体、含フッ素基修飾ポリシルセスキオキサンガラス及びこれらの製造方法2013

    • Inventor(s)
      梶原浩一、福田祐子、櫻木新、金村聖志
    • Industrial Property Rights Holder
      首都大学東京
    • Industrial Property Number
      2013-023079
    • Filing Date
      2013-02-08
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] ポリシルセスキオキサン液体及びポリシルセスキオキサンガラスならびにその製造方法2013

    • Inventor(s)
      梶原浩一、櫻木新、五十嵐雄太、金村聖志
    • Industrial Property Rights Holder
      首都大学東京
    • Industrial Property Number
      2013-024792
    • Filing Date
      2013-02-12
    • Related Report
      2012 Annual Research Report

URL: 

Published: 2012-04-24   Modified: 2019-07-29  

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