| 研究課題/領域番号 |
20K21097
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分27:化学工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
長尾 大輔 東北大学, 工学研究科, 教授 (50374963)
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| 研究期間 (年度) |
2020-07-30 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2021年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2020年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
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| キーワード | プラズモニック / ナノ粒子 / 周期構造 / ナノ材料 / プラズモニック材料 / 接合 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
制限空間の無い液中で凝集し得られるナノ粒子のクラスターは不均一である。これに対して本研究では、単分散な微粒子が形成する周期的な制限空間に、ナノ粒子を集め、集めたナノ粒子を温和な加熱で接合する「均一ナノクラスター作製プロセス」を提案する。ナノ粒子としてはプラズモニック(PL)ナノ粒子の一種である金ナノ粒子を用いる。PLナノ粒子の光吸収は、粒子の大きさ、形状だけでなく、ナノ粒子の集積度によっても変化する。球状、三角板状、棒状の各PLナノ粒子を、数100 nm以下の単分散粒子が形成する規則的な制限空間内で接合させて、可視から近赤外領域に幅広い光吸収を示す「金ナノ接合体の３次元周期構造体」を作製する。
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| 研究成果の概要 |
大きさや種類の異なる２種類の単分散性粒子を同時に集積させる手法と、コア-シェル型構造の粒子を集積させる手法の両者において、プラズモニック(PL)ナノ粒子の空間配置を制御するプロセスを検討した。その結果、光学的相互作用の強いPLナノ粒子（例えば粒径が比較的大きく、液中での沈降速度が大きなナノ粒子）の配置を３次元的に制御するには、コア-シェル型構造を有する複合粒子の活用が有効であることが明らかになった。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
配列体を構成する粒子の屈折率と、粒子間隙に充填する流体の屈折率をマッチングさせることで、PLナノ粒子本来有する特異な光学特性を、PLナノ粒子の集積体から効率よく引き出せることを明らかにしたことで、追加の熱処理プロセスによって粒子間隙で生じるPLナノ粒子の接合も併用すれば、非球形PLナノ粒子の空間配置制御につながると言える。
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