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フェムト秒フィラメンテーションの化学―金属イオンの還元,金属ナノ粒子の生成―

研究課題

研究課題/領域番号 26410028
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 物理化学
研究機関大阪市立大学

研究代表者

中島 信昭  大阪市立大学, 大学院理学研究科, 特任教授 (00106163)

研究分担者 谷口 誠治  公益財団法人レーザー技術総合研究所, レーザーバイオ化学研究チーム, 副主任研究員 (00342725)
連携研究者 八ッ橋 知幸  大阪市立大学, 大学院理学研究科, 教授 (70305613)
山中 健一  株式会社豊田中央研究所, 稲垣特別研究室, 研究員 (40418455)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2016年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2015年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2014年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
キーワードフィラメンテーション / フェムト秒レーザー / 金属微粒子 / 熔融塩 / イオン化 / 還元反応 / 白色光 / 金錯体イオン / 銀イオン / 多光子反応 / 溶媒和電子 / 遷移金属
研究成果の概要

水溶液中の金属イオンの還元反応と金属微粒子の生成をフェムト秒レーザー励起で調べた.レーザー波長800 nm,パルス幅90 fs,エネルギーは白色光発生の閾値の手前のサブマイクロジュールから始めた,ナノ粒子(NPs)生成を示す表面プラズモンの吸収が金Ag, Au系で,Pd NPsを示す光散乱を観測できた.金属イオンの反応効率として,AuとPd系では0.1%/入射光子,と評価した.主な機構として,レーザー光を水が吸収し,溶媒和電子を生成,それが金属イオンを還元するとした.金属イオンが多光子吸収し直接原子を生成機構,これは少ないと推定した.Fe3+と Yb3+の系についても照射実験を行った.

報告書

(4件)
  • 2016 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実施状況報告書
  • 2014 実施状況報告書
  • 研究成果

    (32件)

すべて 2017 2016 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 7件、 オープンアクセス 4件、 謝辞記載あり 5件) 学会発表 (19件) (うち国際学会 2件、 招待講演 3件) 図書 (2件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] フェムト秒レーザーによる液相化学反応およびナノ材料創成2017

    • 著者名/発表者名
      岡本拓也、中島信昭、八ッ橋知幸
    • 雑誌名

      レーザー研究

      巻: 45 ページ: 278-282

    • NAID

      130007957316

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] フェムト秒パルスによる金属イオンの還元,金属微粒子の生成2016

    • 著者名/発表者名
      中島信昭
    • 雑誌名

      レーザークロス

      巻: 337 ページ: 3-4

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] 研究と年齢,Faradayの最後の実験2016

    • 著者名/発表者名
      中島信昭
    • 雑誌名

      光化学

      巻: 特別記念号 ページ: 43-44

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] Anisotropic Coulomb explosion of acetylene and diacetylene derivatives2016

    • 著者名/発表者名
      Naoya Mitsubayashi, Tomoyuki Yatsuhashi*, Hiroki Tanaka, Satoshi Furukawa, Masatoshi Kozaki, Keiji Okada, Nobuaki Nakashima
    • 雑誌名

      Int. J. Mass Spectrom

      巻: 403 ページ: 43-52

    • DOI

      10.1016/j.ijms.2016.03.011

    • NAID

      120006542633

    • URL

      https://ocu-omu.repo.nii.ac.jp/records/2019914

    • 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 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Intact Four-atom Organic Tetracation Stabilized by Charge Localization in the Gas Phase2016

    • 著者名/発表者名
      T. Yatsuhashi, K. Toyota, N. Mitsubayashi, M. Kozaki, K. Okada, N. Nakashima
    • 雑誌名

      ChemPhysChem

      巻: 17 号: 19 ページ: 2977-2981

    • DOI

      10.1002/cphc.201600555

    • NAID

      120006542632

    • URL

      https://ocu-omu.repo.nii.ac.jp/records/2019760

    • 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 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Anisotropic Coulomb Explosion of CO Ligands in Group 6 Metal Hexacarbonyls: Cr(CO)6, Mo(CO)6, W(CO)62016

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Tanaka, Nobuaki Nakashima, Tomoyuki Yatsuhashi
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. A

      巻: 120 号: 35 ページ: 6917-6928

    • DOI

      10.1021/acs.jpca.6b05113

    • 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 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Anisotropic coulomb explosion of acetylene and diacetylene derivatives2016

    • 著者名/発表者名
      T. Yatsuhashi, N. Mitsubayashi, H. Tanaka, S. Furukawa, M. Kozaki, K. Okada, N. Nakashima
    • 雑誌名

      International Journal of Mass Spectrometry

      巻: 401

    • NAID

      120006542633

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Metal ion reductions by femtosecond laser pulses with micro-Joule energy and their efficiencies2016

    • 著者名/発表者名
      N. Nakashima, K. Yamanaka, M. Saeki, H. Ohba, S. Taniguchi, T. Yatsuhash
    • 雑誌名

      J. Photochem. Photobiol. A Chem.

      巻: 319-320 ページ: 70-77

    • DOI

      10.1016/j.jphotochem.2015.12.021

    • NAID

      120006543825

    • URL

      https://ocu-omu.repo.nii.ac.jp/records/2020017

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Wet separation between palladium(II) and molybdenum(IV) ions by using laser-induced particle formation: Enhancement of recovery efficiency of palladium by laser condition2015

    • 著者名/発表者名
      M. Saeki, T. Taguchi, N. Nakashima, H. Ohba
    • 雑誌名

      J. Photochem. Photobiol. A

      巻: 299 ページ: 189-193

    • DOI

      10.1016/j.jphotochem.2014.11.022

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] レーザー誘起光還元法を利用した白金族元素分離法の開発―放射性廃棄物処分分野での応用にむけて―2017

    • 著者名/発表者名
      佐伯盛久, 大場弘則, 田口富嗣, 横山 淳,浅井志保, 蓬田 匠, 半澤有希子
    • 学会等名
      日本原子力学会
    • 発表場所
      東海大湘南キャンパス(神奈川県 平塚市)
    • 年月日
      2017-03-27
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] フェムト秒レーザーによる単核クロム錯体のイオン化:イオン化波長依存性2017

    • 著者名/発表者名
      久嶋健人,中島信昭,八ッ橋知幸
    • 学会等名
      日本化学会第97春季年会
    • 発表場所
      慶応大学(神奈川県 横浜市)
    • 年月日
      2017-03-16
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 高強度フェムト秒レーザーによるMn2(CO)10のクーロン爆発2017

    • 著者名/発表者名
      田中宏基,松本拓也,中島信昭,八ッ橋知幸
    • 学会等名
      日本化学会第97春季年会
    • 発表場所
      慶応大学(神奈川県 横浜市)
    • 年月日
      2017-03-16
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] フェムト秒フィラメント中での金属イオンの還元,ナノ粒子生成2016

    • 著者名/発表者名
      中島 信昭
    • 学会等名
      さきがけ「光の利用と物質材料・生命機能」領域発展研究会
    • 発表場所
      北海道大学(北海道 札幌市)
    • 年月日
      2016-12-16
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Anisotropic Coulomb Explosion of CO Ligands in Group 6 Metal Hexacarbonyls2016

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Tanaka, Nobuaki Nakashima, and Tomoyuki Yatsuhashi
    • 学会等名
      9th Asian Photochemistry Conference
    • 発表場所
      Singapore Nanyang Technological University
    • 年月日
      2016-12-07
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Metal ion reductions by femtosecond laser filamentation and their efficiencies2016

    • 著者名/発表者名
      N. Nakashima, K. Yamanaka, M. Saeki, H. Ohba, S. Taniguchi, T. Yatsuhashi
    • 学会等名
      日本化学会第96春季年会
    • 発表場所
      京都府・京田辺市・同志社大学
    • 年月日
      2016-03-24
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Ionization of dihalogenated benzene by using single and double femtosecond laser pulses2015

    • 著者名/発表者名
      K. Hisajima, N. Nakashima, T. Yatsuhashi
    • 学会等名
      The 19th Osaka City University International Workshop on Advanced Molecular Materials Science
    • 発表場所
      大阪府・大阪市・大阪市立大学
    • 年月日
      2015-11-12
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] XAFSによる光励起パラジウム微粒子化反応へのモリブデン添加効果の研究2015

    • 著者名/発表者名
      佐伯 盛久, 松村 大樹,廣田 匠, 田口 富嗣, 辻 卓也,草野翔吾,宮崎卓也,廣尾康一朗,大場 弘則,中島信昭
    • 学会等名
      分子科学研究会
    • 発表場所
      東京都・目黒区・東京工業大学
    • 年月日
      2015-09-16
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] XAFSによる光励起パラジウム微粒子化反応へのモリブデン添加効果の研究2015

    • 著者名/発表者名
      佐伯 盛久, 松村 大樹,廣田 匠, 田口 富嗣, 辻 卓也,草野翔吾,宮崎卓也,廣尾康一朗,大場 弘則,中島信昭
    • 学会等名
      光化学討論会
    • 発表場所
      大阪府・大阪市・大阪市立大学
    • 年月日
      2015-09-09
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 第6族金属カルボニル錯体におけるCO配位子の異方性クーロン爆発(3H2-30)2015

    • 著者名/発表者名
      田中宏基,中島信昭,八ッ橋知幸
    • 学会等名
      日本化学会第95春季年会
    • 発表場所
      日本大学(千葉県船橋市)
    • 年月日
      2015-03-26 – 2015-03-29
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 高強度フェムト秒レーザーにより生じたジヨードアセチレン多価カチオンの安定性の解明(4B6-38)2015

    • 著者名/発表者名
      川口貴士,豊田和男,中島信昭,八ッ橋知幸
    • 学会等名
      日本化学会第95春季年会
    • 発表場所
      日本大学(千葉県船橋市)
    • 年月日
      2015-03-26 – 2015-03-29
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 第 6 族金属カルボニル錯体におけるCO 配位子の異方性クーロン爆発(1P062)2014

    • 著者名/発表者名
      田中 宏基,中島 信昭,八ッ橋 知幸
    • 学会等名
      光化学討論会
    • 発表場所
      北海道大学(北海道札幌市)
    • 年月日
      2014-10-11 – 2014-10-13
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 高強度フェムト秒レーザーにより生じたジヨードアセチレン多価カチオンの安定性の解2014

    • 著者名/発表者名
      川口 貴士,豊田 和男,中島 信昭,八ッ橋 知幸
    • 学会等名
      光化学討論会
    • 発表場所
      北海道大学(北海道札幌市)
    • 年月日
      2014-10-11 – 2014-10-13
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] フェムト秒フィラメンテーションを伴う金属微粒子の生成(2P087)2014

    • 著者名/発表者名
      中島 信昭,山中 健一,八ッ橋 知幸,谷口 誠治,佐伯 盛久,大場 弘則
    • 学会等名
      光化学討論会
    • 発表場所
      北海道大学(北海道札幌市)
    • 年月日
      2014-10-11 – 2014-10-13
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] パラジウムのレーザー誘起微粒子化におけるモリブデンイオン共存効果(2B05)2014

    • 著者名/発表者名
      佐伯 盛久,田口 富嗣,岩撫 暁生,松村 大樹,中島 信昭,大場 弘則
    • 学会等名
      光化学討論会
    • 発表場所
      北海道大学(北海道札幌市)
    • 年月日
      2014-10-11 – 2014-10-13
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] レーザーによる金属イオン価数変化の効率2014

    • 著者名/発表者名
      中島信昭
    • 学会等名
      関西原研 研究会
    • 発表場所
      関西原研(京都府木津川市)
    • 年月日
      2014-09-30
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] パラジウムのレーザー誘起微粒子化におけるモリブデンイオン共存効果(3C06)2014

    • 著者名/発表者名
      佐伯 盛久,田口 富嗣,岩撫 暁生,松村 大樹,中島 信昭,大場 弘則
    • 学会等名
      分子科学討論会
    • 発表場所
      広島大学(広島県東広島市)
    • 年月日
      2014-09-24
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Metal Nanoparticle Formation in Aqueous Solution by Femtosecond Filamentation2014

    • 著者名/発表者名
      N. Nakashima
    • 学会等名
      The 5th International Symposium on Filamentation (COFIL 2014)
    • 発表場所
      中国,上海
    • 年月日
      2014-09-18 – 2014-09-24
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 高強度レーザーによる金属イオンの価数変化2014

    • 著者名/発表者名
      中島信昭
    • 学会等名
      京都大学梶井克純研究室 セミナー
    • 発表場所
      京都大学梶井克純研究室(京都府京都市)
    • 年月日
      2014-04-14
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [図書] CSJカレントレビュー 第18号  強光子場化学の展開(分担)2015

    • 著者名/発表者名
      八ッ橋知幸,中島信昭
    • 総ページ数
      7
    • 出版者
      化学同人
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [図書] 光化学の事典 (分担)2014

    • 著者名/発表者名
      中島信昭
    • 総ページ数
      2
    • 出版者
      朝倉書店
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [備考] 大阪市立大学 大学院理学研究科 物質分子系専攻 光物理化学研究室 発表論文

    • URL

      http://www.sci.osaka-cu.ac.jp/chem/laser/publications_students.html

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [備考] 豊田研究報告一覧 論文リスト

    • URL

      http://www.toyotariken.jp/Toyota_report/Toyota_report2.html

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2018-03-22  

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