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有機半導体の板状ナノ粒子の生成機構解明に基づく連続製造プロセスの最適化

研究課題

研究課題/領域番号 16K06840
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 化工物性・移動操作・単位操作
研究機関国立研究開発法人産業技術総合研究所

研究代表者

竹林 良浩  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 主任研究員 (70357416)

研究分担者 三浦 俊明  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 主任研究員 (20358071)
研究協力者 陶 究  産業技術総合研究所, 材料・化学領域 化学プロセス研究部門, 主任研究員
下位 幸弘  産業技術総合研究所, 材料・化学領域 機能材料コンピュテーショナルデザイン研究センター, 研究チーム長
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
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2018年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2017年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2016年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
キーワードナノ粒子 / マイクロミキサ / 有機半導体 / 貧溶媒晶析 / 結晶構造 / 計算化学 / 分子間相互作用 / マイクロミキサー / 結晶成長 / ナノ材料 / 有機導体 / 化学工学 / 計算物理
研究成果の概要

有機半導体の薄い板状ナノ粒子を、マイクロミキサと呼ばれる内径が1mm以下の混合器を用いて、連続的に再現性良く製造するためのプロセス条件(溶媒の種類や混合比など)を検討した。また、粒子が板状へと異方的に成長する機構を、結晶構造と分子間相互作用に基づいて各結晶面の表面エネルギーを計算することにより明らかにした。さらに、ナノ粒子の製造時の溶媒の選定に重要である各種有機半導体の溶解度の溶媒依存性を、Hansenの溶解度パラメータを用いて定量的に相関・推算できることを明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

有機ナノ粒子は、巨視的な固体や溶液状態とは異なる特性を持つことが知られているが、その生成機構や再現性の良い製造プロセスに関しては未解明の点が多い。本研究で検討した流通式の連続製造プロセスや、表面エネルギー計算を用いた成長異方性の評価手法、溶解度の予測手法は、有機半導体ナノ粒子の大量製造や物性予測、それを用いた有機薄膜デバイスの開発の助けになると考えられる。また、これらの手法は、医薬品など他の機能性化合物への展開も期待ができる。

報告書

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

    (8件)

すべて 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (6件) (うち招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Solubilities of Organic Semiconductors and Nonsteroidal Anti-inflammatory Drugs in Pure and Mixed Organic Solvents: Measurement and Modeling with Hansen Solubility Parameter2018

    • 著者名/発表者名
      Takebayashi Yoshihiro、Sue Kiwamu、Furuya Takeshi、Yoda Satoshi
    • 雑誌名

      Journal of Chemical & Engineering Data

      巻: 63 号: 10 ページ: 3889-3901

    • DOI

      10.1021/acs.jced.8b00536

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 有機ナノ粒子の流通式晶析および関連する溶解度と結晶内相互作用の解析2018

    • 著者名/発表者名
      竹林良浩
    • 雑誌名

      化学工業

      巻: 69 ページ: 46-50

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 有機半導体・医薬品の溶解度の溶媒依存性と混合溶媒中での極大2018

    • 著者名/発表者名
      竹林良浩
    • 学会等名
      「化学工学物性定数の最近の動向」講習会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 混合溶媒中での溶解度の極大とその出現条件2018

    • 著者名/発表者名
      竹林良浩、陶究、古屋武、依田智
    • 学会等名
      分離技術会年会2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 流通式貧溶媒晶析で製造した有機半導体の板状ナノ粒子の構造解析2017

    • 著者名/発表者名
      竹林 良浩、陶 究、依田 智
    • 学会等名
      化学工学会 第49回秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 有機半導体の板状ナノ粒子の構造異方性と表面エネルギー計算2017

    • 著者名/発表者名
      竹林 良浩、陶 究、三浦 俊明、下位 幸弘、依田 智
    • 学会等名
      第26回有機結晶シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 流通式装置の物性測定・反応解析・粒子晶析への応用2017

    • 著者名/発表者名
      竹林 良浩
    • 学会等名
      化学工学会 マイクロ化学プロセス分科会 第8回討論交流会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] マイクロミキサを用いたNPB類縁体の板状ナノ粒子の連続製造2016

    • 著者名/発表者名
      竹林良浩、陶究、依田智
    • 学会等名
      第25回有機結晶シンポジウム
    • 発表場所
      京都大学吉田キャンパス(京都市左京区)
    • 年月日
      2016-09-18
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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