回折限界を超えるUVナノ加工技術による高分子ナノ粒子の中空化法の確立

• 研究課題/領域番号: 15H03539
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: ナノ材料工学
• 研究機関: 東京理科大学
• 研究代表者: 河合 武司 東京理科大学, 工学部工業化学科, 教授 (10224718)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円); 2017年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円); 2016年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円); 2015年度: 10,140千円 (直接経費: 7,800千円、間接経費: 2,340千円)
• キーワード: 中空粒子 / ナノ加工 / 紫外線照射 / UV照射

研究成果の概要

新規ナノ加工技術の開発を目的として、紫外線照射による高分子粒子への空孔形成の詳細について検討した。空孔形成には酸素とヒドロキシルラジカルが必須であることを示した。さらに、①空孔は高分子粒子の粒径が250 nm程度であれば中心部に、それ以上では下部に形成すること、②空孔の形成位置は媒体の屈折率に影響を受けること、③紫外線の入射角によって空孔形成位置が制御でき、高分子粒子に複数の空孔を形成できること、および④粒子以外に高分子薄膜にもナノ空孔を作製できることを実証した。また空孔の詳細な構造解析には3Dトモグラフ法が、空孔形成の位置予測にはFDTD法が有効であることも明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Fractionation of binary polymer blend based on size distribution of particles prepared by phase inversion method (2017)
  • 著者名/発表者名: Shuji Ichikawa and Takeshi Kawai
  • 雑誌名: Polymer 巻: 125 ページ: 276-282
  • DOI: 10.1016/j.polymer.2017.08.006
  • 査読あり
• [雑誌論文] One-pot fabrication of multiporous polymer particles by phase inversion in emulsions (2017)
  • 著者名/発表者名: Shuji Ichikawa and Takeshi Kawai
  • 雑誌名: COLLOIDS AND SURFACES A-PHYSICOCHEMICAL AND ENGINEERING ASPECTS 巻: 532 ページ: 570-577
  • DOI: 10.1016/j.colsurfa.2017.03.029
  • 査読あり
• [雑誌論文] Poly(styrene-co-acrylonitrile) Particles Prepared by Phase Inversion of W/O Emulsions (2017)
  • 著者名/発表者名: Shuji Ichikawa, Yoshiro Imura, and Takeshi Kawai
  • 雑誌名: Journal of Oleo Science 巻: 66 号: 3 ページ: 269-277
  • DOI: 10.5650/jos.ess16176
  • NAID: 130005397215
  • ISSN: 1345-8957, 1347-3352
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Dendritic Gold Nanowires Supported on SiO2 Nanoparticles Fabricated by a Seed Growth Method (2016)
  • 著者名/発表者名: Clara Morita-Imura, Takuya Mori, Yoshiro Imura and Takeshi Kawai
  • 雑誌名: NEW JOURNAL OF CHEMISTRY 巻: 40 号: 8 ページ: 7048-7052
  • DOI: 10.1039/c6nj00161k
  • 査読あり
• [雑誌論文] Water and organic solvent dispersible gold nanorods that are pH responsive (2016)
  • 著者名/発表者名: Yoshiro Imura, Kunihiro Fukuda, Clara Morita-Imura, and Takeshi Kawai
  • 雑誌名: ChemistrySelect 巻: 98 号: 17 ページ: 5404-5408
  • DOI: 10.1002/slct.201601248
  • 査読あり
• [学会発表] 紫外線照射によるポリスチレン粒子へのナノ螺旋空孔の作製とその光学特性 (2018)
  • 著者名/発表者名: 村井洸太, 市川大翔, 伊村芳郎, ワン カーシェン, 河合武司
  • 学会等名: 日本化学会第98春季年会
• [学会発表] 紫外線照射によるポリスチレン粒子への位置選択的な金属担持 (2018)
  • 著者名/発表者名: 木下和彦, 市川大翔, 伊村芳郎, ワン カーシェン, 河合武司
  • 学会等名: 日本化学会第98春季年会
• [学会発表] Transparent Conductive Ultrathin Films with High Flexibility Prepared by UV Light Irradiation on Metal NPs Monolayer (2017)
  • 著者名/発表者名: Takeshi Kawai
  • 学会等名: 15th International Conference on Advanced Materials
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Fabrication of anisotropic polystyrene particle monolayers by UV irradiation and immersion into solvent (2017)
  • 著者名/発表者名: Hiroto Ichikawa, Ke-Hsuan Wang, Yoshiro Imura, Takeshi Kawai
  • 学会等名: Asian Conference on Oleo Science 2017
  • 国際学会
• [学会発表] Fabrication of organic hybrid non-spherical particles by ultraviolet irradiation on polystyrene particle monolayer (2017)
  • 著者名/発表者名: Jun Yoshida, Ke-Hsuan Wang, Yoshiro Imura, Takeshi Kawai
  • 学会等名: Asian Conference on Oleo Science 2017
  • 国際学会
• [学会発表] Control of self-propelled motion of PT-polystyrene hubrid particles prepared by ultraviolet irradiation (2017)
  • 著者名/発表者名: Shota Ishimaru, Hiroto Ichikawa, Ke-Hsuan Wang, Yoshiro Imura, Takeshi Kawai
  • 学会等名: Asian Conference on Oleo Science 2017
  • 国際学会
• [学会発表] ポリスチレン粒子膜への紫外線照射による有機-無機複合異形粒子の作製 (2017)
  • 著者名/発表者名: 吉田潤, ワン カーシェン, 伊村芳郎, 河合武司
  • 学会等名: 第68回コロイドおよび界面化学討論会
• [学会発表] 紫外線照射および溶剤浸漬によるポリスチレン粒子加工技術 (2017)
  • 著者名/発表者名: 市川大翔, 石丸翔太, ワン カーシェン, 伊村芳郎, 河合武司
  • 学会等名: 第68回コロイドおよび界面化学討論会
• [学会発表] 紫外線照射によるPt-ポリスチレンハイブリッド自走粒子の作製および自走挙動の制御 (2017)
  • 著者名/発表者名: 石丸翔太, 市川大翔, 伊村芳郎,ワン カーシェン, 河合武司
  • 学会等名: 第68回コロイドおよび界面化学討論会
• [学会発表] Control of self-propelled motion of Pt-polystyrene hybrid particles prepared by ultraviolet irradiation (2017)
  • 著者名/発表者名: Shota Ishimaru, Yoshiro Imura, Ke-hsuan Wang, Takeshi Kawai
  • 学会等名: 90th JSCM Anniversary Conference
  • 国際学会
• [学会発表] コロイド粒子をレンズとして用いた紫外線照射による有機薄膜への自在形状パターニングとその応用 (2016)
  • 著者名/発表者名: 市川大翔, ワンカーシェン, 伊村芳郎, 河合武司
  • 学会等名: 第6回CSJ化学フェスタ2016
  • 発表場所: タワーホール船堀 (東京都、江戸川区)
  • 年月日: 2016-11-14
• [学会発表] ポリスチレン粒子へのUV照射による新規中空化技術の開発とその応用 (2016)
  • 著者名/発表者名: 高橋実和, ワンカーシェン, 伊村芳郎, 河合武司
  • 学会等名: 第67回コロイドおよび界面化学討論会
  • 発表場所: 北海道教育大学旭川校（北海道、旭川市）
  • 年月日: 2016-09-22
• [学会発表] コロイド粒子膜をレンズとして用いた紫外線照射による有機薄膜への自在形状パターニング (2016)
  • 著者名/発表者名: 市川大翔, ワンカーシェン, 伊村芳郎, 河合武司
  • 学会等名: 第67回コロイドおよび界面化学討論会
  • 発表場所: 北海道教育大学旭川校（北海道、旭川市）
  • 年月日: 2016-09-22
• [学会発表] Fabrication technique of the hollow polystyrene nanoparticles by ultraviolet irradiation: Effect of incident angle (2015)
  • 著者名/発表者名: Takahiro Kiryu, Takeshi Kawai
  • 学会等名: Pacifichem 2015
  • 発表場所: Honolulu（アメリカ）
  • 年月日: 2015-12-15
  • 国際学会
• [学会発表] Fabrication of the hollow polystyrene particles by ultravioret irradiation (2015)
  • 著者名/発表者名: Shusaku Hayakawa, Takeshi Kawai
  • 学会等名: Pacifichem 2015
  • 発表場所: Honolulu（アメリカ）
  • 年月日: 2015-12-15
  • 国際学会
• [学会発表] Fabrication technique of the hollow nanoparticles by ultraviolet irradiation (2015)
  • 著者名/発表者名: Miwa Takahashi, Takeshi Kawai
  • 学会等名: Pacifichem 2015
  • 発表場所: Honolulu（アメリカ）
  • 年月日: 2015-12-15
  • 国際学会
• [学会発表] ポリスチレン粒子膜へのUV照射による中空化技術：入射角の影響 (2015)
  • 著者名/発表者名: 霧生貴裕, 高橋実和, 早川周作, 伊村芳郎, 河合武司
  • 学会等名: 第5回CSJ化学フェスタ2015
  • 発表場所: タワーホール船堀（東京都、江戸川区）
  • 年月日: 2015-10-13
• [学会発表] ポリスチレン粒子膜へのＵＶ照射による中空化技術：媒体の役割 (2015)
  • 著者名/発表者名: 高橋実和, 霧生貴裕, 早川周作, 伊村芳郎, 河合武司
  • 学会等名: 第5回CSJ化学フェスタ2015
  • 発表場所: タワーホール船堀（東京都、江戸川区）
  • 年月日: 2015-10-13
• [学会発表] ポリスチレン粒子膜へのUV照射による中空化技術:媒体の役割 (2015)
  • 著者名/発表者名: 高橋実和, 霧生貴裕, 早川周作, 伊村芳郎, 河合武司
  • 学会等名: 第66回コロイドおよび界面化学討論会
  • 発表場所: 鹿児島大学（鹿児島県、鹿児島市）
  • 年月日: 2015-09-10