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ナノ空間内の次元制御固相重合反応:ひとつの粒子による有機分子の自由なナノ造形

研究課題

研究課題/領域番号 26249145
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 原子力学
研究機関京都大学 (2015-2017)
大阪大学 (2014)

研究代表者

関 修平  京都大学, 工学研究科, 教授 (30273709)

研究分担者 櫻井 庸明  京都大学, 工学研究科, 助教 (50632907)
佐伯 昭紀  大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (10362625)
研究協力者 八巻 徹也  量子科学技術研究機構, 上席研究員 (10354937)
杉本 雅樹  量子科学技術研究機構, 上席研究員 (90354943)
斎藤 勇一  量子科学技術研究機構, 次長 (40360424)
千葉 敦也  量子科学技術研究機構, 主幹研究員 (40370431)
竹下 友輝  大阪大学, 大学院工学研究科, 大学院生
堀尾 明史  大阪大学, 大学院工学研究科, 大学院生
香山 一登  京都大学, 大学院工学研究科, 大学院生
坂口 周悟  京都大学, 大学院工学研究科, 大学院生
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
41,080千円 (直接経費: 31,600千円、間接経費: 9,480千円)
2017年度: 6,630千円 (直接経費: 5,100千円、間接経費: 1,530千円)
2016年度: 6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2015年度: 11,570千円 (直接経費: 8,900千円、間接経費: 2,670千円)
2014年度: 16,510千円 (直接経費: 12,700千円、間接経費: 3,810千円)
キーワードナノワイヤー / 粒子線 / 固相重合 / センサー / エネルギー変換 / 単一粒子 / STLiP / SPNT / ナノワイヤ / 線形重合 / クラスター / 昇華 / イオントラック / ナノワイヤ― / 高エネルギー粒子 / 次元制御重合 / イオンビーム / センシング / トラック / 1次元 / ポルフィリン
研究成果の概要

さまざまに形を変えるポリマー中の「長い鎖」は、ポリマー材料の機械的強度や熱安定性、溶解・加工性など、ポリマーの特徴・優位性のほとんどを支配する。本研究では、ナノメートルスケールの大きさを有する高エネルギー荷電粒子の飛跡中のみにポリマーの重合反応を集約させ、さまざまな有機分子を汎用的に重合かつ同時にナノ構造化する手法を確立した。従来の微細加工法では決して達成できない超高アスペクト比を有する1次元ナノ構造体を、精密にサイズ制御して高密度形成し、荷電粒子の相互作用を「視覚化」するだけでなく、表面積を生かしたさまざまな光・電子・センシング素子としての展開を行った。

報告書

(5件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (42件)

すべて 2018 2017 2016 2015 2014 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (20件) (うち国際共著 7件、 査読あり 20件、 オープンアクセス 9件、 謝辞記載あり 8件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 5件、 招待講演 8件) 図書 (1件) 備考 (3件)

  • [国際共同研究] IUAC/Amity University(インド)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] GSI Helmholtzzentrum Darmstadt(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] Inter University Accelerator Center(India)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] Remarkable Effect of Halogenation of Aromatic Compounds on Efficiency of Nanowire Formation through Polymerization/Crosslinking by High-Energy Single Particle Irradiation2018

    • 著者名/発表者名
      Akifumi Horio, Tsuneaki Sakurai, Kazuto Kayama, G. B. V. S. Lakshmi, Devesh Kumar Avasthi, Masaki Sugimoto, Tetsuya Yamaki, Atsuya Chiba, Yuichi Saito, Shu Seki
    • 雑誌名

      Radiation Physics and Chemistry

      巻: 142 ページ: 100-106

    • DOI

      10.1016/j.radphyschem.2017.02.052

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書 2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Fabrication of Au nanoparticles on poly(vinylpyrrolidone) nanowires exhibiting reversible frequency change of localized surface plasmon resonance2018

    • 著者名/発表者名
      S. Tsukuda, S. Seki, M Omichi, M. Sugimoto, A. Idesaki, T. Sekino, T. Omata
    • 雑誌名

      AIP Advances

      巻: 8 号: 1 ページ: 015314-015314

    • DOI

      10.1063/1.5001553

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Electron-Transporting Foldable Alternating Copolymers of Perylenediimide and Flexible Macromolecular Chains2018

    • 著者名/発表者名
      T. Sakurai, N. Orito, S. Nagano, K. Kato, M. Takata, S. Seki
    • 雑誌名

      Materials Chemistry Frontiers

      巻: 2 号: 4 ページ: 718-729

    • DOI

      10.1039/c7qm00616k

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Donor/Acceptor Segregated π-Stacking Arrays by Use of Shish-Kebab-Type Polymeric Backbones: Highly Conductive Discotic2017

    • 著者名/発表者名
      T. Sakurai, S. Yoneda, S. Sakaguchi, K. Kato, M. Takata, S. Seki
    • 雑誌名

      Macromolecules

      巻: 50 号: 23 ページ: 9265-9275

    • DOI

      10.1021/acs.macromol.7b02020

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cooperative Supramolecular Polymerization of a Perylene Diimide Derivative and its Impact on Electron-transporting Property2017

    • 著者名/発表者名
      Dipankar Basak, Deep Sankar Pal, Tsuneaki Sakurai, Satoru Yoneda, Shu Seki, Suhrit Ghosh
    • 雑誌名

      Physical Chemistry Chemical Physics

      巻: 19 号: 46 ページ: 31024-31029

    • DOI

      10.1039/c7cp06298b

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Control over differentiation of a metastable supramolecular assembly in one and two dimensions2017

    • 著者名/発表者名
      T. Fukui, S. Kawai, S. Fujinuma, Y. Matsushita, T. Yasuda, T. Sakurai, S. Seki, M. Takeuchi, K. Sugiyasu
    • 雑誌名

      Nature Chem.

      巻: 9 号: 5 ページ: 493-499

    • DOI

      10.1038/nchem.2684

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Formation of Nanowires by Single Particle-Triggered Linear Polymerization of Solid-State Aromatic Molecules2016

    • 著者名/発表者名
      A. Horio, T. Sakurai, G.B.V.S. Lakshmi, D. K. Avasthi, M. Sugimoto, T. Yamaki, S. Seki
    • 雑誌名

      Nanoscale

      巻: 8 号: 32 ページ: 14925-14931

    • DOI

      10.1039/c6nr03297d

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Fabrication of Fluorescent Nanowires via High-Energy Particles-Triggered Polymerization Reactions2016

    • 著者名/発表者名
      A. Horio, T. Sakurai, V. S. Padalkar, D. Sakamaki, T. Yamaki, M. Sugimoto, S. Seki
    • 雑誌名

      Journal of Photopolymer Science and Technology

      巻: 29 号: 3 ページ: 373-377

    • DOI

      10.2494/photopolymer.29.373

    • NAID

      130005256595

    • ISSN
      0914-9244, 1349-6336
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Anisotropic swelling of hydrogel nanowires based on poly(vinylpyrrolidone) fabricated by single-particle nanofabrication technique2016

    • 著者名/発表者名
      S. Tsukuda, M. Omichi, M. Sugimoto, A. Idesaki, V. S. Padalkar, S. Seki
    • 雑誌名

      J. Polym. Sci. Polym. Phys.

      巻: 54 号: 19 ページ: 1950-1956

    • DOI

      10.1002/polb.24100

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Fabrication of ‘Clickable’ Polyfluorene Nanowires with High Aspect Ratio as Biological Sensing Platforms2016

    • 著者名/発表者名
      T. Wasin, K. Enomoto, T. Sakurai, V. Padalkar, H. Cheng, M. Tang, A. Horio, D., Sakamaki, M. Omichi, A. Saeki, K. Kikuchi, Y. Hori, A. Chiba, Y. Saito, T. Kamiya, M. Sugimoto, S. Seki
    • 雑誌名

      ACS Sensors

      巻: 6 号: 6 ページ: 766-774

    • DOI

      10.1021/acssensors.6b00070

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Fabrication of Pt nanoparticle incorporated polymer nanowires by high energy ion and electron beam irradiation2016

    • 著者名/発表者名
      S. Tsukuda, R. Takahasi, S. Seki, M. Sugimoto, A. Idesaki, M. Yoshikawa, S. Tanaka
    • 雑誌名

      Radiation Physics and Chemistry

      巻: 118 ページ: 16-20

    • DOI

      10.1016/j.radphyschem.2015.05.029

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Polymerization of Room-Temperature Ionic Liquid Monomers by Electron Beam Irradiation with the Aim of Fabricating Three-Dimensional Micropolymer/Nanopolymer Structures2015

    • 著者名/発表者名
      H. Minamimoto, H. Irie, T. Uematsu, T. Tsuda, A. Imanishi, S. Seki, S. Kuwabata
    • 雑誌名

      Langmuir

      巻: 31(14) 号: 14 ページ: 4281-4289

    • DOI

      10.1021/la503252p

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Fabrication of Thermoresponsive Nanoactinia Tentacles by a Single Particle Nanofabrication Technique2015

    • 著者名/発表者名
      Masaaki Omichi, Hiromi Marui, Vikas Sudam Padalkar, Akifumi Horio, Satoshi Tsukuda, Masaki Sugimoto, Shu Seki
    • 雑誌名

      Langmuir

      巻: 31 号: 42 ページ: 11692-11700

    • DOI

      10.1021/acs.langmuir.5b02962

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Fine Patterning of Silver Metal by Electron Beam Irradiation onto Room-temperature Ionic Liquid2015

    • 著者名/発表者名
      H. Minamimoto, H. Irie, T. Uematsu, T. Tsuda, A. Imanishi, S. Seki, S. Kuwabata
    • 雑誌名

      Chemistry Letters

      巻: 44 号: 3 ページ: 312-314

    • DOI

      10.1246/cl.141037

    • NAID

      130004868383

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Reversible Control of Radius and Morphology of Fluorene-Azobenzene Copolymer Nanowires by Light Exposure2015

    • 著者名/発表者名
      Cheng H, Tang M, Washin T, Enomoto K, Chiba A, Saito Y, Kamiya T, Sugimoto M, Saeki A, Sakurai T, Omichi M, Sakamaki D, and Seki S
    • 雑誌名

      Advanced Materials Interfaces

      巻: 2 号: 1 ページ: 1400450-1400450

    • DOI

      10.1002/admi.201400450

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書 2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Systematic Studies on Side-Chain Structures of Phthalocyaninato-Polysiloxanes: Polymerization and Self-Assembling Behaviors2015

    • 著者名/発表者名
      Satoru Yoneda, Tsuneaki Sakurai, Toru Nakayama, Kenichi Kato, Masaki Takata, Shu Seki
    • 雑誌名

      Journal of Porphyrins and Phthalocyanines

      巻: 19 号: 01-03 ページ: 160-170

    • DOI

      10.1142/s1088424614501053

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Formation Of Nanowires From Pentacene Derivatives By Single-particle Triggered Linear Polymerization2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Takeshita, T. Sakurai, A. Asano, K. Takano, M. Omichi, M. Sugimoto, S. Seki
    • 雑誌名

      Adv. Mater. Lett.

      巻: 6 号: 2 ページ: 99-103

    • DOI

      10.5185/amlett.2015.5720

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Simple and Rapid Method for High-Resolution Visualization of Single-Ion Tracks2014

    • 著者名/発表者名
      M. Omichi, W. Choi, D. Sakamaki, S. Tsukuda, M. Sugimoto, S. Seki
    • 雑誌名

      AIP Advances

      巻: 4 号: 11 ページ: 1-8

    • DOI

      10.1063/1.4902164

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Fabrication of enzyme-degradable and size-controlled protein nanowires using the single particle nano-fabrication technique2014

    • 著者名/発表者名
      M. Omichi, A. Asano, S. Tsukuda, K. Takano, M. Sugimoto, A. Saeki, D. Sakamaki, A. Onoda, T. Hayashi, S. Seki
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 5 号: 1 ページ: 1-8

    • DOI

      10.1038/ncomms4718

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Spatial Point Analysis of Ion Track Patterns using Common Polymer Films by Atomic Forced Microscopy2014

    • 著者名/発表者名
      M. Omichi, W. Choi, S. Tsukuda, M. Sugimoto, S. Seki
    • 雑誌名

      Journal of Photopolymer Science and Technology

      巻: 27 号: 5 ページ: 561-564

    • DOI

      10.2494/photopolymer.27.561

    • NAID

      130004691084

    • ISSN
      0914-9244, 1349-6336
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Organic Functional Nanomaterials by Single Particle Triggered Linear Polymerization2017

    • 著者名/発表者名
      Shu Seki, Tsuneaki Sakurai
    • 学会等名
      International Conference on Accelerators in Materials and Medical Sciences
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Development of Organic Nanowires Formed through Chemical Reactions Triggered by High-Energy Charged Particle Irradiation2017

    • 著者名/発表者名
      Tsuneaki Sakurai
    • 学会等名
      10th China-Japan Joint Symposium on Functional Supramolecular Systems
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 高エネルギー荷電粒子照射が誘起する固相重合反応を用いた垂直配向有機ナノワイヤの形成2017

    • 著者名/発表者名
      香山 一登, 櫻井 庸明, 杉本 雅樹, 八巻 哲也, 関 修平
    • 学会等名
      第60回放射線化学討論会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 高エネルギー荷電粒子照射による有機化合物の固相重合反応とナノ構造体の形成2017

    • 著者名/発表者名
      櫻井 庸明, 香山一登, 関 修平
    • 学会等名
      第66回高分子討論会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Organic Functional Nanomaterials by Single Particle Triggered Linear Polymerization2016

    • 著者名/発表者名
      Shu Seki
    • 学会等名
      International Conference on Ion Beams in Materials Engineering and Characterizations (IBMEC 2016)
    • 発表場所
      Delhi, India
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Observation of Nanowires via Ion Beam-Triggered Intra-Track Polymerization of π-Conjugated2015

    • 著者名/発表者名
      Tsuneaki Sakurai, Akifumi Horio, Yuki Takeshita, Shu Seki
    • 学会等名
      25th Annual Meeting of MRS-J (2015)
    • 発表場所
      Yokohama, Japan
    • 年月日
      2015-12-08
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Low Dimensional Nanostructures Produced by High Energy Single Particle2015

    • 著者名/発表者名
      Shu Seki
    • 学会等名
      International Conference on Nanostructuring by Ion Beams 2015 (ICNIB2015)
    • 発表場所
      Agra, India
    • 年月日
      2015-11-23
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 単一粒子固相重合法によるソフトマテリアルとクラスターイオンビームの相互作用の可視化2015

    • 著者名/発表者名
      櫻井 庸明, 堀尾 明史, 竹下 友輝, 千葉 敦也, 斎藤 勇一, 関 修平
    • 学会等名
      第10回高崎量子応用シンポジウム
    • 発表場所
      高崎シティギャラリー, 高崎
    • 年月日
      2015-10-08
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 高エネルギー粒子線照射を利用した低分子重合/高分子架橋反応によるナノ構造体形成技術2015

    • 著者名/発表者名
      櫻井 庸明, 竹下 友輝, 堀尾 明史, 関 修平
    • 学会等名
      第64回高分子討論会
    • 発表場所
      東北大学
    • 年月日
      2015-09-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 粒子線による芳香族アミンの線形固相重合とナノワイヤの形成2015

    • 著者名/発表者名
      堀尾 明史, 櫻井 庸明, 関 修平
    • 学会等名
      第64回高分子討論会
    • 発表場所
      東北大学
    • 年月日
      2015-09-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Development of Semiconducting Nanowires via Ion Beam-Triggered Intra-Track Polymerization of π-Conjugated Molecules2014

    • 著者名/発表者名
      櫻井庸明、竹下友輝、杉本雅樹、関修平
    • 学会等名
      第24回日本MRS年次大会
    • 発表場所
      横浜市開港記念館(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2014-12-10 – 2014-12-12
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Control of Morphology of Protein and Photo-Switchable Nanowires2014

    • 著者名/発表者名
      Shu Seki
    • 学会等名
      International Conference on Swift Heavy Ions in Materials Engineering and Characterization 2014
    • 発表場所
      Inter-University Accelerator Centre, New Delhi, India
    • 年月日
      2014-10-14 – 2014-10-17
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] クラスターイオンビームを用いたナノワイヤの形成とその飛跡の可視化2014

    • 著者名/発表者名
      竹下友輝、櫻井庸明、榎本一之、関 修平、千葉敦也、齋藤勇一、出崎 亮、杉本雅樹、大道正明
    • 学会等名
      第9回高崎量子応用研究シンポジウム
    • 発表場所
      高崎シティギャラリー(群馬県高崎市)
    • 年月日
      2014-10-09 – 2014-10-10
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 高エネルギー単一粒子を用いた低分子材料の一次元固相重合とナノワイヤーの構築2014

    • 著者名/発表者名
      竹下 友輝・櫻井庸明・関 修平
    • 学会等名
      第63回高分子討論会
    • 発表場所
      長崎大学(長崎県長崎市)
    • 年月日
      2014-09-24 – 2014-09-26
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Development of Semiconducting Nanowires via Ion Beam-Triggered Intra-Track Polymerization of π-Conjugated Small Molecules2014

    • 著者名/発表者名
      Tsuneaki Sakurai, Yuki Takeshita, Masaki Sugimoto, and Shu Seki
    • 学会等名
      The 15th IUMRS-International Conference in Asia (IUMRS-ICA 2014)
    • 発表場所
      Fukuoka University(福岡県福岡市)
    • 年月日
      2014-08-24 – 2014-08-27
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [図書] “High Energy Charged Particles: Their Chemistry and Use as Versatile Tools for Nanofabrication”2015

    • 著者名/発表者名
      Shu Seki, Tsuneaki Sakurai, Masaaki Omichi, Akinori Saeki, Daisuke Sakamaki
    • 総ページ数
      74
    • 出版者
      Springer-Verlag GmbH
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [備考] Lab. Research

    • URL

      http://www.moleng.kyoto-u.ac.jp/~moleng_06/research/index.html

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [備考] 荷電粒子による1次元ナノ空間内固相重合法(STLiP)

    • URL

      http://www.chem.eng.osaka-u.ac.jp/~cmpc-lab/research/index.html

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [備考] 荷電粒子による1次元ナノ空間内固相重合法(STLiP)

    • URL

      http://www.moleng.kyoto-u.ac.jp/~moleng_06/research/index.html

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2019-03-29  

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