外場作用下での異形粒子配向集積による非最密充填型新規コロイド結晶の創製

• 研究課題/領域番号: 23681020
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: ナノ材料・ナノバイオサイエンス
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 長尾 大輔 東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (50374963)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2014-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 28,080千円 (直接経費: 21,600千円、間接経費: 6,480千円); 2013年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円); 2012年度: 8,710千円 (直接経費: 6,700千円、間接経費: 2,010千円); 2011年度: 15,860千円 (直接経費: 12,200千円、間接経費: 3,660千円)
• キーワード: ナノ材料 / 自己組織化 / 異型粒子 / 異形粒子 / 磁場 / 複合粒子 / 配向

研究概要

新たな光学特性を発現するコロイド結晶を創製するため、形状異方性を有する微粒子（異形粒子）を溶液の重合反応により合成し、その微粒子をビルディングブロックとして集積させた。異形粒子の合成過程では電場、磁場等の外場に応答する無機材料を、異形粒子の主成分となるポリマーと複合化し、外場印加によって異形粒子の配向状態が変化するようにした。異形粒子内に外場応答性に優れる無機材料成分を局所的に配置することで、異形粒子を配向させた状態で集積させる手法を見出した。また、外場応答性の可動粒子を内包した中空粒子が非最密充填構造のコロイド結晶の作製、さらには外場による内部構造制御に有効であることを実証した。

研究成果

• [雑誌論文] Synthesis of monodisperse composite poly(Nisopropylacrylamide) microgels incorporating dispersive Pt nanoparticles with high contents (2014)
  • 著者名/発表者名: Takahiro Nakao, Daisuke Nagao, Haruyuki Ishii, Mikio Konno
  • 雑誌名: Colloids and Surfaces A 巻: 446 ページ: 134-138
  • DOI: 10.1016/j.colsurfa.2014.01.049
  • 査読あり
• [雑誌論文] Advanced soap-free emulsion polymerization for highly pure, micron-sized, monodisperse polymer particles (2014)
  • 著者名/発表者名: Kazuhiro Shibuya, Daisuke Nagao, Haruyuki Ishii, Mikio Konno
  • 雑誌名: Polymer 巻: 55 号: 2 ページ: 535-539
  • DOI: 10.1016/j.polymer.2013.12.039
  • 査読あり
• [雑誌論文] Miniaturization of anisotropic composite particles incorporating a silica particle smaller than 100 nm (2014)
  • 著者名/発表者名: Yu Sakurai, Daisuke Nagao, Haruyuki Ishii, Mikio Konno
  • 雑誌名: Colloid and Polymer Science 巻: 292 号: 2 ページ: 449-454
  • DOI: 10.1007/s00396-013-3090-y
  • 査読あり
• [雑誌論文] Preparation of various Janus composite particles with two components differently combined (2013)
  • 著者名/発表者名: Nobutaka Shibata, Daisuke Nagao, Haruyuki Ishii, Mikio Konno
  • 雑誌名: Colloid and Polymer Science 巻: 291 号: 1 ページ: 137-142
  • DOI: 10.1007/s00396-012-2687-x
  • 査読あり
• [雑誌論文] Colloidal Polarization of Yolk/Shell Particles by Reconfiguration of Inner Cores Responsive to an External Magnetic Field (2013)
  • 著者名/発表者名: Ayako Okada, Daisuke Nagao, Takuya Ueno, Haruyuki Ishii, Mikio Konno
  • 雑誌名: Langmuir 巻: 29 号: 28 ページ: 9004-9009
  • DOI: 10.1021/la401646t
  • 査読あり
• [雑誌論文] Novel mini-reactor of silicone oil droplets for synthesis of morphology-controlled polymer particles (2012)
  • 著者名/発表者名: Daisuke Nagao, Tatsuya Ohta, Haruyuki Ishii, Arnout Imhof, Mikio Konno
  • 雑誌名: Langmuir 巻: 28 号: 51 ページ: 17642-17646
  • DOI: 10.1021/la304348g
  • 査読あり
• [雑誌論文] Magnetoresponsive, Anisotropic Composite Particles Reversibly Changing Their Chain Lengths by a Combined External Field (2012)
  • 著者名/発表者名: Mariko Nishi, Daisuke Nagao, Kentaro Hayasaka, Haruyuki Ishii, Mikio Konno
  • 雑誌名: Soft Matter 巻: 8 号: 43 ページ: 11152-11155
  • DOI: 10.1039/c2sm26285a
  • 査読あり
• [雑誌論文] Preparation of oil-containing, polymeric particles having a single depression with various shapes (2012)
  • 著者名/発表者名: Tatsuya Ohta, Daisuke Nagao, Haruyuki Ishii, Mikio Konno
  • 雑誌名: Soft Matter 巻: 8 号: 17 ページ: 4652-4658
  • DOI: 10.1039/c2sm07109f
  • 査読あり
• [雑誌論文] Directed Orientation of Asymmetric Composite Dumbbells by Electric Field Induced Assembly (2012)
  • 著者名/発表者名: Daisuke Nagao, Maki Sugimoto, Ayako Okada, Haruyuki Ishii, Mikio Konno, Arnout Imhof, Alfons van Blaaderen
  • 雑誌名: Langmuir 巻: 28 号: 16 ページ: 6546-6550
  • DOI: 10.1021/la204493m
  • 査読あり
• [雑誌論文] Direct Observation of Micron-Sized Silica Rattles to Demonstrate Movability of Inner Spheres in the Silica Compartment Suspended in Aqueous Media (2012)
  • 著者名/発表者名: Ayako Okada, Daisuke Nagao, Haruyuki Ishii, Mikio Konno
  • 雑誌名: Soft Matter 巻: 8 号: 12 ページ: 3442-3445
  • DOI: 10.1039/c2sm06946f
  • 査読あり
• [雑誌論文] Preparation of Asymmetrically Nanoparticle-Supported, Monodisperse Composite Dumbbells by Protruding a Smooth Polymer Bulge from Rugged Spheres (2011)
  • 著者名/発表者名: Daisuke Nagao, Kanako Goto, Haruyuki Ishii, Mikio Konno
  • 雑誌名: Langmuir 巻: 27 号: 21 ページ: 13303-13307
  • DOI: 10.1021/la202968f
  • 査読あり
• [学会発表] Electric field induced self-assemblies of organic-inorganic composite particles with dumbbell shape (2013)
  • 著者名/発表者名: Hayato Takahashi, Haruyuki Ishii, Daisuke Nagao, Mikio Konno
  • 学会等名: International Symposium for the 70th Anniversary of the Tohoku Branch of the Chemical Society of Japan
  • 発表場所: 仙台・東北大学
  • 年月日: 2013-09-30
• [学会発表] Synthesis of Yolk/Shell Particles and Their Reconfiguration of Inner Cores under External Fields (2013)
  • 著者名/発表者名: Daisuke Nagao, Ayako Okada, Haruyuki Ishii, Mikio Konno
  • 学会等名: 46th Biennial Meeting of the German Colloid Society
  • 発表場所: ドイツ・パーダーボルン
  • 年月日: 2013-09-24
• [学会発表] 単分散シリコーン油滴を利用した異形ポリマー粒子合成法の開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 石井治之,太田達哉,金栗幸宏,長尾大輔,今野幹男
  • 学会等名: 第64回コロイドおよび界面化学討論会
  • 発表場所: 名古屋工業大学
  • 年月日: 2013-09-20
• [学会発表] 有機-無機複合異形粒子の電場印加による集積構造制御 (2013)
  • 著者名/発表者名: 高橋駿斗,石井治之,長尾大輔,今野幹男
  • 学会等名: 化学工学第45回秋季大会
  • 発表場所: 東北大学
  • 年月日: 2013-09-17
• [学会発表] 可動性コア/シェル型粒子への外場印加による配列構造制御 (2013)
  • 著者名/発表者名: 長尾大輔,岡田絢子,石井治之,今野幹男
  • 学会等名: 化学工学会第78年会
  • 発表場所: 大阪大学
  • 年月日: 2013-03-18
• [学会発表] 有機・無機複合異形粒子の電場による集積構造制御 (2013)
  • 著者名/発表者名: 高橋駿斗,石井治之,長尾大輔,今野幹男
  • 学会等名: 第15回化学工学会学生発表会米沢大会
  • 発表場所: 山形大学・米沢
  • 年月日: 2013-03-02
• [学会発表] 温度応答性を有する異形ポリマー粒子の合成 (2012)
  • 著者名/発表者名: 仲尾卓治,石井治之,長尾大輔,今野幹男
  • 学会等名: 化学工学第44回秋季大会
  • 発表場所: 東北大学
  • 年月日: 2012-09-21
• [学会発表] 無機ナノコアとポリマーからなる異方性複合粒子の合成 (2012)
  • 著者名/発表者名: 櫻井悠,石井治之,長尾大輔,今野幹男
  • 学会等名: 化学工学第44回秋季大会
  • 発表場所: 東北大学
  • 年月日: 2012-09-20
• [学会発表] 電場印加を利用した異方性粒子の電極上への配向集積 (2012)
  • 著者名/発表者名: 忠成斗,石井治之,長尾大輔,今野幹男
  • 学会等名: 化学工学第44回秋季大会
  • 発表場所: 東北大学
  • 年月日: 2012-09-20
• [学会発表] Asymmetric Composite Dumbbells to be Oriented and Assembled by External Fields (2012)
  • 著者名/発表者名: D. Nagao, K. Hayasaka, M. Sugimoto, M. Konno
  • 学会等名: International Association of Colloid and Interface Scientists (IACIS2012)
  • 発表場所: Sendai
  • 年月日: 2012-05-14
• [学会発表] 高次構造制御したビルディングブロックの調製と外場による配列構造形成 (2012)
  • 著者名/発表者名: 長尾大輔,西眞理子,岡田絢子,石井治之,今野幹男
  • 学会等名: 化学工学会第77年会
  • 発表場所: 工学院大学
  • 年月日: 2012-03-16
• [学会発表] 粒子組成と形態を操る液相微粒子合成 (2011)
  • 著者名/発表者名: 長尾大輔
  • 学会等名: 第2回CE福島地区セミナー(化学工学会福島化学工学懇話会)
  • 発表場所: 福島県いわき市
  • 年月日: 2011-12-22
• [学会発表] 粒子組成と形態を操る液相微粒子合成 (2011)
  • 著者名/発表者名: 長尾大輔
  • 学会等名: 第2回CE福島地区セミナー(化学工学会福島化学工学懇話会)
  • 発表場所: いわき市(招待講演)
  • 年月日: 2011-12-22
• [学会発表] 単分散異形複合粒子の合成と電場配向集積 (2011)
  • 著者名/発表者名: 長尾大輔,杉本真貴,石井治之,今野幹男
  • 学会等名: 第60回高分子討論会
  • 発表場所: 岡山大学
  • 年月日: 2011-09-30
• [学会発表] 内部構造多様化のためのジングルベル型シリカ粒子合成と内包球の液中挙動観察 (2011)
  • 著者名/発表者名: 岡田絢子,石井治之,長尾大輔,今野幹男
  • 学会等名: 第63回コロイドおよび界面化学討論会
  • 発表場所: 京都大学
  • 年月日: 2011-09-08
• [学会発表] 無機コア‐有機シェル粒子からの異方的ポリマー成長によるロッド型複合粒子の合成 (2011)
  • 著者名/発表者名: 西眞理子,石井治之,長尾大輔,今野幹男
  • 学会等名: 第63回コロイドおよび界面化学討論会
  • 発表場所: 京都大学
  • 年月日: 2011-09-07
• [学会発表] 無機コア-有機シェル粒子からの異方的ポリマー成長によるロッド型複合粒子の合成 (2011)
  • 著者名/発表者名: 西眞理子, 石井治之, 長尾大輔, 今野幹男
  • 学会等名: 第63回コロイドおよび界面化学討論会
  • 発表場所: 京都大学
  • 年月日: 2011-09-07
• [学会発表] 有機-無機複合異形粒子の電場印加による集積構造制御
  • 著者名/発表者名: 高橋駿斗、石井治之、長尾大輔、今野幹男
  • 学会等名: 化学工学会第45回秋季大会
  • 発表場所: 岡山大学
• [学会発表] 単分散シリコーン油滴を利用した異形ポリマー粒子合成法の開発
  • 著者名/発表者名: 石井治之、太田達哉、金栗幸宏、長尾大輔、今野幹男
  • 学会等名: 第６４回コロイドおよび界面化学討論会
  • 発表場所: 名古屋工業大学
• [学会発表] Synthesis of Yolk/Shell Particles and Their Reconfiguration of Inner Cores under External Fields
  • 著者名/発表者名: Daisuke Nagao、Ayako Okada、Haruyuki Ishii、Mikio Konno
  • 学会等名: 46th Biennial Meeting of the German Colloid Society
  • 発表場所: ドイツ・パーダーボルン
• [学会発表] Electric field induced self-assemblies of organic-inorganic composite particles with dumbbell shape
  • 著者名/発表者名: Hayato Takahashi、Haruyuki Ishii、Daisuke Nagao、Mikio Konno
  • 学会等名: International Symposium for the 70th Anniversary of the Tohoku Branch of the Chemical Society of Japan
  • 発表場所: 仙台・東北大学
• [学会発表] Asymmetric Composite Dumbbells to be Oriented and Assembled by External Fields
  • 著者名/発表者名: D. NAGAO, K. HAYASAKA, M. SUGIMOTO, M. KONNO
  • 学会等名: International Association of Colloid and Interface Scientists (IACIS2012)
  • 発表場所: Sendai
• [学会発表] 電場印加を利用した異方性粒子の電極上への配向集積
  • 著者名/発表者名: 忠成斗、石井治之、長尾大輔、今野幹男
  • 学会等名: 化学工学第44回秋季大会
  • 発表場所: 東北大学
• [学会発表] 無機ナノコアとポリマーからなる異方性複合粒子の合成
  • 著者名/発表者名: 櫻井悠、石井治之、長尾大輔、今野幹男
  • 学会等名: 化学工学第44回秋季大会
  • 発表場所: 東北大学
• [学会発表] 温度応答性を有する異形ポリマー粒子の合成
  • 著者名/発表者名: 仲尾卓治、石井治之、長尾大輔、今野幹男
  • 学会等名: 化学工学第44回秋季大会
  • 発表場所: 東北大学
• [学会発表] 有機・無機複合異形粒子の電場による集積構造制御
  • 著者名/発表者名: 高橋駿斗、石井治之、長尾大輔、今野幹男
  • 学会等名: 第15回化学工学会学生発表会 米沢大会
  • 発表場所: 山形大学
• [学会発表] 可動性コア/シェル型粒子への外場印加による配列構造制御
  • 著者名/発表者名: 長尾大輔、岡田絢子、石井治之、今野幹男
  • 学会等名: 化学工学第78年会
  • 発表場所: 大阪大学
• [備考]
  • URL: http://www.che.tohoku.ac.jp/~mickey/
• [備考] 東北大学大学院工学研究科化学工学専攻 今野研究室ＨＰ
  • URL: http://www.che.tohoku.ac.jp/~mickey/
• [備考] 東北大学大学院工学研究科 化学工学専攻 今野研究室
  • URL: http://www.che.tohoku.ac.jp/~mickey/index2.html
• [備考]
  • URL: http://www.che.tohoku.ac.jp/~mickey