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セラミックス蛍光体の表面修飾における結合構造モデルと発光効率への影響

研究課題

研究課題/領域番号 17K06828
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 複合材料・表界面工学
研究機関阿南工業高等専門学校

研究代表者

小西 智也  阿南工業高等専門学校, 創造技術工学科, 教授 (90455163)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020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)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2017年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワードセラミックス蛍光体 / アップコンバージョン発光 / 希土類イオン / 表面修飾 / 蛍光体 / セラミックス / 発光効率 / 表面構造 / 分光分析 / 表面・界面物性 / ポリマー / 蛍光
研究成果の概要

近赤外光を照射すると可視光を発するEr3+添加セラミックスナノ蛍光体は,セキュリティ印刷技術分野,またバイオイメージング分野での応用が期待される.ここで,水溶液中に蛍光体を均一分散させるためには親水性機能性高分子等による表面修飾が有用であるが,水環境プロセスでは水酸基の導入による発光強度の大幅な低下もしくは発光の消失を抑制する必要があった.本研究では,Er3+添加NaYF4蛍光体の水熱合成を行い,アクリル酸処理により試料表面の水酸基を除去し,ラジカル重合によるマクロモノマーの表面修飾を行った.その結果,表面修飾処理後において,もとの50-60%の発光強度を維持できることがわかった.

研究成果の学術的意義や社会的意義

希土類添加セラミックスナノ蛍光体インクの製造において,ポリマーによる表面修飾プロセスのコスト低減に貢献できる.これにより,簡便かつ強力な偽造防止技術,安価な医療用画像診断技術の発展につながり,その成果は社会学,情報科学,医学,生化学など多岐に波及を見込むことができる.また,本研究の成果は,様々な機能性ポリマーの修飾に応用することができ,例えば,発光特性に化学応答性(pH,濃度など)・物理応答性(温度,電場など),標的応答性(吸着対象など)を有する,新たな機能性蛍光体への展開も期待できる.

報告書

(5件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (4件)

すべて 2021 2020 2017

すべて 学会発表 (4件)

  • [学会発表] Er3+添加NaYF4ナノ蛍光体の水熱合成と表面処理2021

    • 著者名/発表者名
      松浦 由実, 香西 貴典, 藤原 健志, 鄭 涛, 釜野 勝, 小西 智也, 廣中 厚祐
    • 学会等名
      第23回化学工学会学生発表会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 水熱合成法によるLaOCl:Er3+蛍光体の作製と発光への影響特性2021

    • 著者名/発表者名
      田上 修, 香西 貴典, 藤原 健志, 鄭 涛, 釜野 勝, 小西 智也, 廣中 厚祐
    • 学会等名
      第23回化学工学会学生発表会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Er3+添加La2O3蛍光体の焼成温度が発光特性に及ぼす影響2020

    • 著者名/発表者名
      大西 優, 廣中 厚祐, 香西 貴典, 藤原 健志, 鄭 涛, 釜野 勝, 小西 智也
    • 学会等名
      2020年度応用物理・物理系学会 中国四国支部合同学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] セキュリティ印刷に向けたアップコンバージョン発光ナノ蛍光体のスケールアップ合成2017

    • 著者名/発表者名
      小西 智也, 釜野 勝, 上原 信知, 藤原 健志, 香西 貴典, 徐 微微, 鎌田 隼
    • 学会等名
      第27回日本MRS年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2022-01-27  

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