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酸窒化物系発光ナノドッドの開発とエネルギー変換材料への展開

研究課題

研究課題/領域番号 16K13642
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 ナノ材料工学
研究機関広島大学

研究代表者

荻 崇  広島大学, 工学研究科, 准教授 (30508809)

研究協力者 奥山 喜久夫  
Iskandar Ferry  
Stark Wendelin J.  
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
3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2018年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2016年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワードナノドッド / 水熱合成法 / 発光材料 / 赤外吸収 / 紫外線吸収 / エネルギー変換材料 / 光熱治療 / レアメタル代替材料 / カーボンドット / 希土類フリー / ナノドット / 蛍光材料 / ナノ粒子合成
研究成果の概要

本研究は、希土類元素を用いない酸窒化物発光材料(特にカーボン系のナノドット)の作製とエネルギー変換材料への応用展開を目的としており、研究期間(3年)内に、1)水熱合成法による窒素ドープカーボンドット粒子の合成と速度論的評価、2)水溶性ポリマー内でのカーボンドット直接合成と紫外線吸収特性の評価、3)ビスマステルル板状粒子による窒素ドープカーボンドットの表面プラズモン増強、4)ピロール窒素を多く含むカーボンドットの合成と光熱治療へ向けた近赤外吸収特性の評価などに取り組んだ。本研究期間中にSCI論文5報、国内外の発表5件の研究成果を挙げた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では、酸窒化物(BCNOおよびそれに派生したカーボン系ナノドット)の発光特性に着目し、その生成過程、特性の制御、表面プラズモン増強、紫外線吸収フィルム、近赤外線吸収材への応用展開について評価した。このような元素で発光する材料の発光機構や反応速度を解析した研究はこれまでになく、学術的にも意義深い。また、この材料は、安全で希土類元素を用いず、更に安価な原料で大量合成が可能であることから産業的観点からも魅力的である。さらに、溶媒中に高度に分散安定していることから、汎用のポリマーと複合化できることも明らかとなり、エネルギー変換材料としての幅広い応用が期待できる。

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

    (22件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (9件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 5件、 査読あり 5件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 3件、 招待講演 3件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] Institut Teknologi Bandung(インドネシア)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] YunTech/Feng Chia University/Shenzhen University(中国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] Nanyang Technological University(シンガポール)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] ETH Zurich(Switzerland)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Institut Teknologi Bandung(Indonesia)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Nanyang Technological University(Singapore)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [国際共同研究] ETH(スイス)

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [国際共同研究] ITB(インドネシア)

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Nanyang Technological University(Singapore)

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Biodegradable Polymer-Coated Multifunctional Graphene Quantum Dots for Light-Triggered Synergetic Therapy of Pancreatic Cancer2019

    • 著者名/発表者名
      C. Yang, K. K. Chan, G. Xu*, M. Yin, G. Lin, X. Wang, W.J. Lin, M. D. Birowosuto, S. Zeng, T. Ogi, K. Okuyama, F. A. Permatasari, F. Iskandar, C. K. Chen, K.T. Yong
    • 雑誌名

      ACS Applied Materials & Interfaces

      巻: 11 号: 3 ページ: 2768-2781

    • DOI

      10.1021/acsami.8b16168

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Design of Pyrrolic-N-rich Carbon Dots with Absorption in the First Near-Infrared Window for Photothermal Therapy2018

    • 著者名/発表者名
      F. Permatasari, H. Fukazawa, T. Ogi, F. Iskandar, K. Okuyama
    • 雑誌名

      ACS Applied Nano Materials

      巻: 1 号: 5 ページ: 2368-2375

    • DOI

      10.1021/acsanm.8b00497

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Surface Plasmon Enhanced Nitrogen-doped Graphene Quantum Dots Emission by Single Bismuth Telluride Nanoplates2017

    • 著者名/発表者名
      U. Saleem, F. A. Permatasari, F. Iskandar, T. Ogi, K. Okuyama, Y. Dharma, A. Rusydi, K. P. Loh, M. D. Birowosuto, P. Coquet, H. Wang
    • 雑誌名

      Advanced Optical Materials

      巻: 1700176 号: 17 ページ: 1-6

    • DOI

      10.1002/adom.201700176

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Direct Synthesis of Carbon Quantum Dots in Aqueous Polymer Solution: One-Pot Reaction and Preparation of Transparent UV-Blocking Films2017

    • 著者名/発表者名
      S. C. Hess, F. A. Permatasari, H. Fukazawa, E. M. Schneider, R. Balgis, T. Ogi, K. Okuyama W. J. Stark
    • 雑誌名

      Journal of Materials Chemistry A

      巻: 5 号: 10 ページ: 5187-5194

    • DOI

      10.1039/c7ta00397h

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Kinetics of nitrogen-doped carbon dot formation via hydrothermal synthesis2016

    • 著者名/発表者名
      T. Ogi, K. Aishima, F. A. Permatasari, F. Iskandar, E. Tanabe, K. Okuyama
    • 雑誌名

      New Journal of Chemistry

      巻: 40 号: 6 ページ: 5555-5561

    • DOI

      10.1039/c6nj00009f

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] カーボンナノドットの合成と利用2018

    • 著者名/発表者名
      荻 崇
    • 学会等名
      ナノ粒子利用技術員会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 水熱合成法によるカーボンナノドットの合成と紫外線吸収材料への応用2017

    • 著者名/発表者名
      深澤裕允, 荻 崇
    • 学会等名
      2017年度 粉体操作に伴う諸現象に関する勉強会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Direct Synthesis of Carbon Dots Nanocomposite Film for a Transparent UV-protection Film2017

    • 著者名/発表者名
      Hiromitsu Fukazawa, Fitri A. Permiatasari, Ratna Balgis, Takashi Ogi, Kikuo Okuyama,Samuel C. Hess, Wendelin J. Stark
    • 学会等名
      7th Asian Particle Technology Symposium
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Samuel Hess, Wendlin Stark: カーボンドットナノコンポジットフィルムの合成と紫外線吸光特性2017

    • 著者名/発表者名
      深澤裕允, 荻 崇, Ratna Balgis, 奥山喜久夫
    • 学会等名
      2017年度 粉体工学会 春期研究発表会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Biosorption and Recovery of Tungsten from an Urban Mine2016

    • 著者名/発表者名
      T. Ogi
    • 学会等名
      International Seminar on Fundamental and Application of Chemical Engineering 2016
    • 発表場所
      Surabaya, Indonesia
    • 年月日
      2016-11-01
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Synthesis of hollow nanostructured silica particle and their application for optically transparent and thermally insulating polymer2016

    • 著者名/発表者名
      T. Ogi, Lusi Ernawati, Ratna Balgis, Kikuo Okuyama
    • 学会等名
      KIChE-SCEJ joint symposium I
    • 発表場所
      Daejeon Convention center, Korea
    • 年月日
      2016-10-20
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] OGI LAB

    • URL

      https://takashiogi.amebaownd.com/

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実施状況報告書
  • [備考] Takashi Ogi HP

    • URL

      http://home.hiroshima-u.ac.jp/~ogit/index.html/

    • 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: 2022-02-22  

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