| 研究課題/領域番号 |
17206078
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
反応工学・プロセスシステム
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
阿尻 雅文 東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (60182995)
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| 研究分担者 |
名嘉 節 東北大学所, 多元物質科学研究所, 准教授 (30344089)
梅津 光央 東北大学, 工学部, 准教授 (70333846)
大原 智 大阪大学, 接合科学研究所, 准教授 (00396532)
高見 誠一 物質・材料研究機構, 主幹研究員 (40311550)
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| 研究期間 (年度) |
2005 – 2007
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| 研究課題ステータス |
完了 (2007年度)
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| 配分額 *注記 |
50,050千円 (直接経費: 38,500千円、間接経費: 11,550千円)
2007年度: 9,750千円 (直接経費: 7,500千円、間接経費: 2,250千円)
2006年度: 19,500千円 (直接経費: 15,000千円、間接経費: 4,500千円)
2005年度: 20,800千円 (直接経費: 16,000千円、間接経費: 4,800千円)
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| キーワード | 超臨界 / ナノ材料 / 複合材料 / ハイブリッドナノ粒子 / in-situ表面修飾 / 水熱合成 / 溶液中分散性 / 超臨界水 / ナノ粒子 / 金属酸化物 / ハイブリッド / 自己組織化 |
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| 研究概要 |
(1)基礎反応の機構・速度論(阿尻)
18年度と同様の手法により、水中での有機・金属間反応の速度および平衡定数の評価を実施した。結果、有機-無機相互作用を介した結晶核発生および特異的な結晶成長について、以下のような定性的描像を得た。(1)超臨界中では有機分子と金属イオンが均一相を形成し、(2)媒質の溶解度の減少により無機ナノ粒子の核発生後(3)有機物による高活性結晶面の成長速度が抑制され、(4)その結果として通常では得られない表出結晶面をもつナノ結晶が得られる。また、平衡論的アプローチにより、超臨界水中での金属酸化物ナノ粒子の表面電位と、表面修飾剤の解離状態との電荷のバランス関係が反応を支配していることを示唆する結果を得た。
(2)有機単分子層修飾ナノ単結晶の超臨界合成法の開発(阿尻・高見)
上記のナノ粒子の超臨界in-situ表面修飾により、ハイブリッドナノ粒子を合成する条件及び合成法に関する研究を行った。主に流通式超臨界ナノ粒子合成法による理想的な反応制御を応用し、多段式の表面修飾剤の導入法により多様な表面改質ナノ粒子を得た。また、より微細なナノ粒子の形状、サイズ制御を果たすため、混合部の改良に取り組み、より微細な有機表面修飾ナノ結晶を高収率で得ることに成功した。特にナノ粒子の応用分野を確立する上で、非常に重要な技術である。
(3)有機・無機結合評価(阿尻・名嘉・梅津)
結合様式の評価は、主にTGA・MS測定を援用し、距離、結合エネルギー、被服率を評価した。(1)の反応条件と表面修飾との関係を明らかにした。また、DLS測定により溶媒中でのナノ粒子の分散度を評価した。更に、固体NMR、及び放射光XAFS測定結果の評価と、ナノ粒子の発光等のナノ粒子物性に与えるサイズ、表面修飾の影響とを評価した。
(4)有機・無機ハイブリッドナノ材料創生(阿尻・名嘉・大原)
合成したハイブリッド材料の物性評価試験を行った。(1)〜(3)により得られる、反応と表面修飾の関係、表面修飾とハイブリッドナノ材料物性との関係を明らかにし(特にサイズ効果、表面修飾効果)、ハイブリッドナノ材料の設計指針(特に熱伝導材料、光学材料について)を得た。
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