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多彩な金属酸化物ナノフルイドを実現する有機分子表面修飾のデザイン手法

研究課題

研究課題/領域番号 16H04559
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 反応工学・プロセスシステム
研究機関名古屋大学

研究代表者

高見 誠一  名古屋大学, 工学研究科, 教授 (40311550)

研究分担者 成 基明  東北大学, 未来科学技術共同研究センター, 助教 (30747259)
廬 金鳳  東北大学, 未来科学技術共同研究センター, 研究支援者 (70532422)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
17,810千円 (直接経費: 13,700千円、間接経費: 4,110千円)
2018年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
2017年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2016年度: 7,150千円 (直接経費: 5,500千円、間接経費: 1,650千円)
キーワードナノ粒子 / 表面制御 / 金属酸化物 / 分散 / 表面修飾 / 金属酸化物ナノ粒子 / 溶媒中分散 / 有機分子複合課 / 水熱合成 / ナノ結晶 / 高濃度分散 / 有機無機複合化 / 酸化物 / 溶解度パラメータ
研究成果の概要

金属酸化物ナノ粒子の溶媒中分散を実現するため、ナノ粒子の表面に有機分子を結合して表面化学特性を制御する表面修飾が行われてきた。しかし、どのような分子を結合すれば良いかは試行錯誤により決定されてきたため、本研究では、ナノ粒子の分散を決める有機分子の評価に関する研究を行なった。その結果、未修飾粒子のHansen溶解度パラメータ測定、COSMO-RSによる分散媒と修飾分子との親和性評価により、実験で観察された分散の傾向をある程度説明できることがわかり、これらを指標として有機分子-分散媒を提案できることが明らかとなった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

有機分子などと異なり、無機ナノ粒子はたとえ同じ化学式で表されたとしても大きさや表面状態により物理的、化学的性質が大きく異なる。その性質については様々な評価方法が存在したが、本手法は、分散などの関係する表面化学特性を評価するものであり、さらに、それに対して表面修飾有機分子が与える影響を明らかにし、その制御を実現した。無機ナノ粒子は、ポリマーやプラスチックなどと複合化することで様々な新材料を実現することができるが、本研究はその複合化を容易にするものである。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2018 2017

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 2件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 4件、 招待講演 7件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Atomic-Scale Valence State Distribution inside Ultrafine CeO2 Nanocubes and Its Size Dependence2018

    • 著者名/発表者名
      Hao Xiaodong、Yoko Akira、Chen Chunlin、Inoue Kazutoshi、Saito Mitsuhiro、Seong Gimyeong、Takami Seiichi、Adschiri Tadafumi、Ikuhara Yuichi
    • 雑誌名

      Small

      巻: 14 号: 42 ページ: 1802915-1802915

    • DOI

      10.1002/smll.201802915

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Direct Imaging for Single Molecular Chain of Surfactant on CeO2 Nanocrystals2018

    • 著者名/発表者名
      Hao Xiaodong、Chen Chunlin、Saito Mitsuhiro、Yin Deqiang、Inoue Kazutoshi、Takami Seiichi、Adschiri Tadafumi、Ikuhara Yuichi
    • 雑誌名

      Small

      巻: 14 号: 31 ページ: 1801093-1801093

    • DOI

      10.1002/smll.201801093

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Hydrothermal Synthesis of Organic-modified Metal Oxide Nanocrystals2018

    • 著者名/発表者名
      Seiichi Takami
    • 学会等名
      12th International Conference on Ceramic Materials and Components for Energy and Environmental Applications
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 表面修飾酸化物ナノ結晶の水熱合成と応用、合成過程の解明2018

    • 著者名/発表者名
      髙見 誠一
    • 学会等名
      日本セラミックス協会 第31回秋季シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Hydrothermal synthesis of organic-modified metal oxide nanocrystals2018

    • 著者名/発表者名
      Seiichi Takami
    • 学会等名
      13th Korea-Japan Symposium on Materials and Interfaces
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 反応場としての超臨界水の特徴と有機系資源変換などへの応用2018

    • 著者名/発表者名
      髙見 誠一
    • 学会等名
      第52回 化学工学の進歩講習会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Hydrothermal Synthesis of Organic-modified Metal Oxide Nanocrystals2017

    • 著者名/発表者名
      Seiichi Takami
    • 学会等名
      2017 International Conference on Nanospace Materials
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 超臨界水熱合成への反応工学的アプローチ2017

    • 著者名/発表者名
      髙見誠一
    • 学会等名
      化学工学会第49回秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Supercritical Hydrothermal Synthesis of Organic-modified Metal Oxide Nanocrystals2017

    • 著者名/発表者名
      Seiichi Takami
    • 学会等名
      Supergreen 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] YSZナノ粒子の有機修飾機構についての考察2017

    • 著者名/発表者名
      林 真弓, 成 基明, 高見 誠一, 青木 宣明, 北條 大介, 相田 努, 阿尻 雅文
    • 学会等名
      第19回化学工学会学生発表会
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [図書] 化学工学の進歩52 物質循環とマテリアル開発 2.3 反応場としての超臨界水の特徴と有機系資源変換などへの応用2018

    • 著者名/発表者名
      髙見誠一
    • 総ページ数
      11
    • 出版者
      三恵社
    • ISBN
      9784864879682
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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