| 研究課題/領域番号 |
20K05272
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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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| 審査区分 |
小区分28030:ナノ材料科学関連
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| 研究機関 | 東京都市大学 (2023)
日本大学 (2020-2022) |
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研究代表者 |
糸井 充穂 東京都市大学, 理工学部, 教授 (40422448)
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| 研究分担者 |
小松 徳太郎 日本大学, 医学部, 准教授 (50280938)
小林 夏野 岡山大学, 異分野基礎科学研究所, 准教授 (60424090)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2022年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2021年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2020年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
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| キーワード | ナノ粒子 / 光誘起相転移 / 構造解析 / 圧力下構造解析 / ナノ構造物性 / 分子磁性体 / 電荷移動スピン転移 / TEM / 粉末X線構造解析 / サイズ効果 / コアシェル型ナノ粒子 / TEM観測 / 光有機相転移 / 圧力下磁化率測定 / 圧力下X線回折 / 機能性ナノ粒子 / 結晶成長 / 電子顕微鏡 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
プルシアンブルー類似体(PBA)は柔軟な構造を有するため、ヘテロ構造を形成すると元来の物性機能が低下してしまう。コアシェル型PBAナノ粒子の成長過程と格子の不整合によって生じる界面の圧力効果を理解するため、マイクロ流路を用いて合成を制御し、コアとなるナノ粒子の格子上に異なる格子定数を持つPBAを成長させる。そして成長度を変化させたコアシェル型ナノ粒子の境界の形状を電子顕微鏡で調査してナノ粒子の形状と機能の関連性を検証する。また電荷移動転移を付与したコアシェル型ナノ粒子に外部刺激を与え、転移前後で格子の膨張が与える歪みを透過型電子顕微鏡で観測し、コアシェル型PBAナノ粒子の機能性との対応を見る。
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| 研究成果の概要 |
電荷移動スピン転移（Charge Transfer Coupled Spin Transition: CTCST）を起こすプルシアンブルー類似体(Prussian Blue Analogue:PBA)をベースとしたコア・シェル型PBAナノ粒子の物性機能を構造面から理解するため、CTCSTを起こすCoFe-PBAの粒径サイズ効果によるその構造・物性および圧力効果を明らかにした。また、コア・シェル型ナノ粒子の異種PBAの接着面を電子顕微鏡を用いて直接観測し、PBAが接着した界面で格子のミスマッチにより生じる内部圧力や歪みが与える効果を調査した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
PBAは比較的低コストで容易に合成ができ、用いる金属イオンの組み合わせによって様々な物性を示すために、幅広い分野での用途が期待されている材料である。一方で、PBAは金属や酸化物に比べ柔らかく、結晶水含有に関連してランダムな格子欠陥が入りやすい特徴がある。今回我々が調査した粒径サイズ効果、圧力効果および局所構造に関する研究成果は、機能材料としてPBAのロバスト性を構造面から評価できる点で有用である。今後もPBAの構造物性に関するデータを蓄積する必要がある。
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