ナノスケールにおける分子/金属結合の動的平衡に着眼した新しい金属成膜法の創出

• 研究課題/領域番号: 16K13627
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: ナノ材料化学
• 研究機関: 京都工芸繊維大学
• 研究代表者: 中西 英行 京都工芸繊維大学, 材料化学系, 准教授 (20619655)
• 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: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円); 2018年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2017年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2016年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
• キーワード: オストワルド熟成 / 過飽和 / 双晶 / 配位子 / トンネル障壁 / 分子吸着 / 塑性変形 / ギブス・トムソン効果 / 曲率 / ラプラス圧 / 界面張力 / 動的平衡 / 金属ナノ粒子 / 自己組織化単分子膜

研究成果の概要

ナノサイズまで微細化された金属ナノ粒子は、巨視的な大きさの金属とは異なる興味深い性質を示す事が幅広い分野で報告されている。本研究では、金属ナノ粒子の表面に吸着する有機分子と金属の結合の性質について調べ、それを応用することによって、金属ナノ粒子を分散させた液体を用いた、塗布型の電子材料の開発を行った。これまでの研究では、高温で熱処理をすることが必要であったが、本研究で明らかにしたナノサイズの金属に特有の性質を利用すると、室温近傍で金属ナノ粒子が導体に変化することを実証した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

ナノスケールに独自の特性を利用すると、溶媒を介して簡単に金属を成膜することが可能になり、幅広い分野に波及効果が期待できる。

研究成果

• [国際共同研究] National University of Singapore(シンガポール)
• [国際共同研究] Hungarian Academy of Sciences/BUTE(ハンガリー)
• [国際共同研究] National University of Singapore(Singapore)
• [国際共同研究] BUTE(Hungary)
• [国際共同研究] BUTE/Sun Yat-Sen University/Hungary Academy of Sciences(ハンガリー)
• [雑誌論文] Correlating material transfer and charge transfer in contact electrification (2018)
  • 著者名/発表者名: Pandey, R. K., Kakehashi, H., Nakanishi, H. & Soh, S.
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. C 巻: 122 号: 28 ページ: 16154-16160
  • DOI: 10.1021/acs.jpcc.8b04357
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Interaction of positively charged gold nanoparticles with cancer cells monitored by in situ label-free optical biosensor and transmission electron microscopy (2018)
  • 著者名/発表者名: Peter, B., Lagzi, I., Teraji, S., Nakanishi, H., Cervenak, L., Zambo, D., Deak, A., Molnar, K., Truszka, M., Szekacs, I. & Horvath, R.
  • 雑誌名: ACS Appl. Mater. Interfaces 巻: 10 号: 32 ページ: 26841-26850
  • DOI: 10.1021/acsami.8b01546
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Existence of a precipitation threshold in the electrostatic precipitation of oppositely charged nanoparticles (2018)
  • 著者名/発表者名: Nakanishi, H., Deak, A., Hollo, G. & Lagzi, I.
  • 雑誌名: Angew. Chem. Int. Ed. 巻: 57 号: 49 ページ: 16062-16066
  • DOI: 10.1002/anie.201809779
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Effects of nanowire length on charge transport in vertically aligned gold nanowire array electrodes (2018)
  • 著者名/発表者名: Nakanishi, H., Kikuta, I., Teraji, S., Norisuye, T. & Tran-Cong-Miyata, Q.
  • 雑誌名: Langmuir 巻: 34 号: 51 ページ: 15674-15680
  • DOI: 10.1021/acs.langmuir.8b03089
  • 査読あり
• [雑誌論文] pH mediated kinetics of assembly and disassembly of molecular and nanoscopic building blocks. (2018)
  • 著者名/発表者名: Toth-Szeles, E., Medveczky, Z., Hollo, G., Horvath, J., Szucs, R., Nakanishi, H. & Lagzi, I.
  • 雑誌名: React. Kinet., Mech. Catal. 巻: 123 号: 2 ページ: 323-333
  • DOI: 10.1007/s11144-017-1312-x
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Reversible and continuously tunable control of charge of close surfaces. (2017)
  • 著者名/発表者名: Pandey, R. K., Sun, Y., Nakanishi, H. & Soh, S.
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. Lett. 巻: 8 号: 24 ページ: 6142-6147
  • DOI: 10.1021/acs.jpclett.7b02763
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Metal nanowire-based hybrid electrodes exhibiting high charge/discharge rates and long-lived electrocatalysis. (2017)
  • 著者名/発表者名: Pandey, R. K., Kawabata, Y., Teraji, S., Norisuye, T., Tran-Cong-Miayta, Q., Soh, S. & Nakanishi H.
  • 雑誌名: ACS Appl. Mater. Interfaces 巻: 9 号: 41 ページ: 36350-36357
  • DOI: 10.1021/acsami.7b07794
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Metal-Organic Coaxial Nanowire Array Electrodes Combining Large Energy Capacity and High Rate Capability (2017)
  • 著者名/発表者名: Nakanishi, H., Kikuta, I., Segawa, H., Kawabata, Y., Kishida, R., Norisuye, T. and Tran-Cong-Miyata, Q.
  • 雑誌名: ChemSusChem 巻: 10 号: 4 ページ: 701-710
  • DOI: 10.1002/cssc.201601310
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Self-assembly of like-charged nanoparticles into Voronoi diagram (2016)
  • 著者名/発表者名: Zambo, D., Suzuno, K., Pothorszky, S., Bardfalvy, D., Hollo, G., Nakanishi, H., Wang, D., Ueyama, D., Deak, A. and Lagzi, I.
  • 雑誌名: Phys. Chem. Chem. Phys. 巻: 18 号: 36 ページ: 25735-25740
  • DOI: 10.1039/c6cp04297j
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Nanowire electrodes for electrochemical capacitors and nanoparticles for current conduction (2016)
  • 著者名/発表者名: Nakanishi, H., Kikuta, I., Kawabata, Y., Matsumoto, I., Naitoh, Y., Segawa, H., Norisuye, T. and Q. Tran-Cong-Miyata
  • 雑誌名: ECS Transactions 巻: 75 号: 11 ページ: 11-15
  • DOI: 10.1149/07511.0011ecst
  • 査読あり
• [学会発表] 階層的な細孔構造を有するパラジウム多孔体の電極触媒特性 (2018)
  • 著者名/発表者名: 寺地智司・中西英行・則末智久・宮田貴章
  • 学会等名: 第67回高分子学会年次大会
• [学会発表] 流体を通すパラジウム触媒膜 (2018)
  • 著者名/発表者名: 荒木俊哉・中西英行・則末智久・宮田貴章
  • 学会等名: 第67回高分子学会年次大会
• [学会発表] ナノ粒子から成長したパラジウム電極触媒 (2018)
  • 著者名/発表者名: 南洋樹・中西英行・則末智久・宮田貴章
  • 学会等名: 第67回高分子学会年次大会
• [学会発表] 室温で液体のように流動する金属ナノ粒子 (2018)
  • 著者名/発表者名: 中西英行・則末智久・宮田貴章
  • 学会等名: 第2回NEXT高分子（関西）交流会第3回企画会議
  • 招待講演
• [学会発表] Nanowire Electrodes for Electrochemical Capacitors and Nanoparticles for Current Conduction (2016)
  • 著者名/発表者名: Nakanishi, H.
  • 学会等名: PRiME2016
  • 発表場所: Honolulu, USA
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Monolithic Nanowire Array Electrodes for Electrochemical Energy Storage (2016)
  • 著者名/発表者名: Nakanishi, H.
  • 学会等名: ISMAI2016
  • 発表場所: Kuala Lumpur, Malaysia
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Gold/Polypyrrole Coaxial Nanowire Electrodes for Electrochemical Energy Storage (2016)
  • 著者名/発表者名: Nakanishi, H.
  • 学会等名: EMN meeting
  • 発表場所: Dubrovnik, Croatia
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 金ナノ粒子における分子/金属結合の平衡反応を利用した新しい成膜法の創出 (2016)
  • 著者名/発表者名: 内藤康彬・松本郁子・中西英行・則末智久・宮田貴章
  • 学会等名: 第65回高分子年次大会
  • 発表場所: 神戸国際会議場
• [学会発表] 銀ナノ粒子の表面設計 (2016)
  • 著者名/発表者名: 梯大翔・中西英行・則末智久・宮田貴章
  • 学会等名: 第65回高分子討論会
  • 発表場所: 神奈川大学 横浜キャンパス
• [産業財産権] 金属ナノ粒子を液状化する方法 (2018)
  • 発明者名: 中西英行
  • 権利者名: 京都工芸繊維大学
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2018-089380
  • 出願年月日: 2018