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拡張融解金属錯体法によるナノ粒子合成法の開発と3D人工格子への展開

研究課題

研究課題/領域番号 20H02499
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分27010:移動現象および単位操作関連
研究機関山形大学

研究代表者

冨樫 貴成  山形大学, 理学部, 教授 (80510122)

研究分担者 名嘉 節  国立研究開発法人物質・材料研究機構, 機能性材料研究拠点, 主席研究員 (30344089)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2023年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2022年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2021年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2020年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
キーワード有機無機ハイブリッドナノ粒子 / 無溶媒合成 / 精密サイズ制御 / ナノ粒子 / 金属錯体 / ナノ結晶 / サイズ制御 / 合金
研究開始時の研究の概要

本研究は、あらゆる素材のナノ粒子を無溶媒条件で、自在にサイズ・構造を制御し作り分けることのできる新規なナノ粒子合成法の確立を目的とする。これにより、室温で無機材料を液体のように扱うことが可能な次世代材料であるナノ粒子の社会実装の壁であった多量な排液を劇的低減する。さらに、容易かつ低コストで合成されるナノ粒子を原料として、ナノ相分離構造がデザインされた3D人工格子を作成し競争的昨日発言を狙う。

研究成果の概要

本研究では、ナノ粒子無溶媒合成・精密サイズ制御の両立する合成コンセプトを可能とする金属錯体設計指針を確立し、より広範囲の金属・金属酸化物ナノ粒子合成へと発展・拡張を目的に研究を進めた。精密サイズ制御を可能とする金属錯体の同定自在なサイズ制御の実現とした。金属錯体の配位子と分解温度の関係及び非破壊の分解温度評価法の開発、3次元人工格子開発へ向けたナノ粒子構造(サイズ・配位子)とナノ粒子分散挙動の定量的評価を行なった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

液相法によるナノ粒子合成は多量な溶媒・廃液が環境・原料コスト的な問題があり社会実装の大きな障壁となっていた。本研究では、申請者独自技術である融解金属錯体法によ無溶媒単分散ナノ粒子の自在精密サイズ制御合成の汎用性向上を目指し研究を進めた。この成果により、所望の構造・性質を有するナノ粒子を簡便かつ低コストで合成可能とした本成果は、ナノ粒子を原料とした材料合成の開拓、ナノ粒子分散挙動などの基礎物性の評価を可能とする点に学術的意義がある。さらに、低コスト・簡便なナノ粒子合成法はナノ粒子の社会実装をする上で社会的意義もある。

報告書

(2件)
  • 2023 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2020

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (6件)

  • [雑誌論文] Size-Tunable Continuous-Seed-Mediated Growth of Silver Nanoparticles in Alkylamine Mixture via the Stepwise Thermal Decomposition of Silver Oxalate2020

    • 著者名/発表者名
      Togashi Takanari、Tsuchida Koki、Soma Shiori、Nozawa Ryosuke、Matsui Jun、Kanaizuka Katsuhiko、Kurihara Masato
    • 雑誌名

      Chemistry of Materials

      巻: 32 号: 21 ページ: 9363-9370

    • DOI

      10.1021/acs.chemmater.0c03303

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Effect of Organic Ligands for Morphology of Synthesized Iron Oxide Nanocrystals via Thermal Decomposition of Oleylamine-coordinated Iron Oxalate2020

    • 著者名/発表者名
      伊藤夢乃, 野澤良甫 , 栗原正人 , 冨樫貴成
    • 学会等名
      ナノ学会第18回大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] シュウ酸鉄の逐次熱分解によるFe3O4ナノ粒子の合成およびサイズ制御2020

    • 著者名/発表者名
      野澤 良甫, 栗原 正人, 冨樫 貴成.
    • 学会等名
      ナノ学会第18回大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Shape-controlled Synthesis of Iron Oxide Nanocrystals via Thermal Decomposition of Oleylamine-coordinated Iron Oxalate2020

    • 著者名/発表者名
      伊藤夢乃, 野澤良甫, 冨樫貴成
    • 学会等名
      化学工学会第51回秋季大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] コロイド状マグネタイトナノ粒子の粒径制御に向けたシュウ酸鉄の逐次分解におけるアルキルアミンの効果2020

    • 著者名/発表者名
      野澤 良甫, 冨樫 貴成, 栗原 正人.
    • 学会等名
      第71回コロイドおよび界面化学討論会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Fe3O4ナノ粒子の粒径制御に向けたシュウ酸鉄の逐次熱分解に対するアルキルアミンの効果2020

    • 著者名/発表者名
      野澤 良甫, 冨樫 貴成, 栗原 正人.
    • 学会等名
      化学工学会 第51回秋季大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Effect of Alkylamine for Stepwise Thermal Decomposition of Iron Oxalate toward Size-Tunable Synthesis of Fe3O4 Nanoparticles2020

    • 著者名/発表者名
      野澤 良甫, 冨樫 貴成, 栗原 正人
    • 学会等名
      令和2年度化学系学協会東北大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2025-01-30  

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