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銀ナノコイルの形状制御および電気・光学的応用展開

研究課題

研究課題/領域番号 19K04085
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分18010:材料力学および機械材料関連
研究機関秋田大学

研究代表者

趙 旭  秋田大学, 理工学研究科, 講師 (20650790)

研究分担者 山口 誠  秋田大学, 理工学研究科, 准教授 (90329863)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2020年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワードナノコイル / ナノファイバ / 形状制御 / 表面増強ラマン散乱 / 透明ヒーター / 電場増強 / 形状異方性 / プラズマ処理 / ナノ構造体 / 金属ナノコイル
研究開始時の研究の概要

本研究は、3年計画により、銀(Ag)ナノコイル形状形成の駆動源である不整合ひずみエネルギーの解放に着目し、その制御によるナノコイルの形状制御の達成を推進する。また、ナノコイルの形状諸元がコイルネットワークの機械・電気・光学特性に及ぼす影響を調査する。さらに、Agナノコイルの形状効果(可撓性と伸縮性)および材質効果(高電気伝導性)を生かして、高伸縮性透明ヒーターおよび表面増強ラマン散乱への応用を図る。

研究成果の概要

本研究は、独自開発した金属ナノコイルの創製方法に基づき、銀ナノコイルの形状制御に成功した。従来の3次元ナノ構造体の複雑な形状および創製過程に起因する形状制御が困難である問題を打開し、形状制御の基盤技術を確立した。また、銀ナノコイルの形状効果と材質効果を活かして、高伸縮性透明ヒーターおよび表面増強ラマン散乱基板に応用し、ナノコイルの形状変化が機械・電気・光学特性に及ぼす影響を解明した。なお、独自の銀塩化物の還元メカニズムを見出し、高アスペクト比を有する銀ナノファイバの迅速創製法を開発した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は、独自開発した金属ナノコイルの創製方法に基づき、「ナノ」と「コイル」創製を両立したうえで、さらにコイルの形状制御をできた。金属ナノコイルの形状制御の基盤技術を確立し、ナノテクノロジーの研究に貢献した。また、銀ナノコイルの高伸縮性透明ヒーターおよび表面増強ラマン散乱基板への応用は、新たな機能性材料の創出および高感度物性分析法の開発に貢献した。

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件) 産業財産権 (2件)

  • [雑誌論文] Ag nanofibers with ultrahigh aspect ratios fabricated by catalytic reduction of solution blowspun AgNO3/PVA/PVP-mixed nanofibers2022

    • 著者名/発表者名
      Xu Zhao, Chiho Onodera, Mikio Muraoka
    • 雑誌名

      International Journal of the Society of Materials Engineering for Resources

      巻: 25

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Rapid Ag nanofiber formation via Pt nanoparticle-assisted H2-free reduction of Ag+-containing polymers2021

    • 著者名/発表者名
      Xu Zhao, Yukiko Kawamura, Mikio Muraoka
    • 雑誌名

      Nanoscale Research Letters

      巻: 16 号: 1

    • DOI

      10.1186/s11671-021-03549-4

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Anisotropic surface-enhanced Raman scattering in shape-controlled Ag microcoils2021

    • 著者名/発表者名
      Xu Zhao, Kensuke Sakuma, Makoto Yamaguchi, Mikio Muraoka
    • 雑誌名

      Materials Letters

      巻: 300 ページ: 130178-130178

    • DOI

      10.1016/j.matlet.2021.130178

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Plasma etching-assisted stress release for fabricating metallic nanocoil networks at low temperatures2020

    • 著者名/発表者名
      Xu Zhao, Ryuma Sakuraba, Mikio Muraoka
    • 雑誌名

      Nanoscience and Nanotechnology Letters

      巻: 12 号: 1 ページ: 107-112

    • DOI

      10.1166/nnl.2020.3078

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Fabrication and application of metallic micro/nanocoils2021

    • 著者名/発表者名
      Xu Zhao
    • 学会等名
      The 32nd 2021 International Symposium on Micro-NanoMechatronics and Human Science
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Mass fabrication of silver nanofibers with ultrahigh aspect ratios2021

    • 著者名/発表者名
      Chiho Onodera, Xu Zhao, Mikio Muraoka
    • 学会等名
      The Ninth International Conference on Materials Engineering for Resources
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 触媒還元法によるフレキシブル透明導電膜の迅速創製2021

    • 著者名/発表者名
      小野寺千穂、趙旭、村岡幹夫
    • 学会等名
      日本機械学会2021年度年次大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Pt触媒粒子を利用した透明導電膜の簡易作製2020

    • 著者名/発表者名
      趙旭、川村透子、村岡幹夫
    • 学会等名
      日本機械学会2020年度年次大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 銀ナノコイルによる表面増強ラマン散乱効果の基礎検討2020

    • 著者名/発表者名
      佐久間健輔、アハマドシャキル、趙旭、山口誠、村岡幹夫
    • 学会等名
      日本機械学会2020年度年次大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [産業財産権] 銀ナノファイバの製造方法2020

    • 発明者名
      趙旭、村岡幹夫
    • 権利者名
      秋田大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2020-084337
    • 出願年月日
      2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [産業財産権] 表面増強ラマン散乱の測定方法及び表面増強ラマン散乱ユニット2020

    • 発明者名
      趙旭、村岡幹夫、山口誠
    • 権利者名
      秋田大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2020-013968
    • 出願年月日
      2020
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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