| 研究課題/領域番号 |
17K04990
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
ナノ材料化学
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| 研究機関 | 名古屋市立大学 |
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研究代表者 |
山中 淳平 名古屋市立大学, 医薬学総合研究院(薬学), 教授 (80220424)
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| 研究分担者 |
奥薗 透 名古屋市立大学, 医薬学総合研究院(薬学), 准教授 (10314725)
豊玉 彰子 名古屋市立大学, 医薬学総合研究院(薬学), 講師 (50453072)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2019年度)
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| 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)
2019年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2018年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2017年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
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| キーワード | コロイド / 微粒子 / クラスター / 会合体 / 正四面体 / ダイヤモンド格子 / 摩擦力 / 宇宙実験 / ダイヤモンド構造 / 荷電粒子 / 静電相互作用 / 構造形成 / 凝集 / コロイド粒子 |
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| 研究成果の概要 |
数個―10個程度のコロイド粒子の会合体は、会合モデル系として、また高次集合構造の基本ユニットとして、世界的な注目を集めている。特に正４面体型の会合体は、光閉じ込めが可能なダイヤモンド格子の構成単位として重要である。このような会合体は、正・負荷電粒子のクーロン引力により作製できるが、粒子間の摩擦力のため、結合角は不均一であった。
本研究では、粒子表面の高分子修飾やクーロン力の大きさを調節することで摩擦力を制御し、対称性に優れた会合体の構築に成功した。また、平面基板への粒子吸着挙動との対応も検討した。本研究成果を元に、国際宇宙ステーションでの会合形成実験が2020年に実施予定である。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
これまで、国の内外の研究により、会合数分布が狭いコロイド粒子の会合体を作製する条件が明らかになりつつある。しかし、対称性に優れた会合体の作製は、課題として残されていた。本研究は、正負の粒子間に働くクーロン力を利用し、かつ粒子間に働く摩擦力を制御することで、対称性に優れた正四面体型を作製できる条件を見出し、また対称性と摩擦力の相関を実験的に明らかにした。
本研究で得られた規則正しい会合体は、ダイヤモンド構造構成単位として、新材料の作製に役立つと期待する。また、研究の成果は、国際宇宙ステーションでの会合体作製実験にも役立っている。
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