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イオン液体-ナノ粒子融合マテリアルの構築

公募研究

研究領域融合マテリアル:分子制御による材料創成と機能開拓
研究課題/領域番号 23107520
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関奈良先端科学技術大学院大学

研究代表者

中嶋 琢也  奈良先端科学技術大学院大学, 物質創成科学研究科, 准教授 (70379543)

研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2013-03-31
研究課題ステータス 完了 (2012年度)
配分額 *注記
6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
2012年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2011年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
キーワードイオン液体 / ナノ粒子 / 自己組織化 / 表面・界面 / 複合材料 / 光物性
研究実績の概要

イオン液体中に分散可能なナノ結晶を探索し、表面を2-ジメチルアミノエタンチオール(DMAET)塩酸塩で被覆した種々の金属、半導体ナノ結晶を合成し、疎水性のイオン液体bmimTFSAとの複合化を行った。現在までに、CdTe, CdSe, PbS, PbSの半導体ナノ結晶ならびに AuおよびAgの貴金属ナノ粒子において均一分散が確認され、イオン液体-ナノ粒子複合体形成の方法論の一般性が実証された。特に、水溶液中で非常に不安定な銀ナノ粒子について、イオン液体中で安定性が向上することが見出された。通常、水中においては表面に形成される電気二重層間の反発によりナノ粒子が安定分散される。一方、イオン液体中においては、ナノ粒子表面におけるイオン液体構成イオンの組織化による立体反発的な分散が考慮される。ナノ粒子の導入濃度を上昇すれば、ナノ粒子表面に組織化されたイオン液体間の相互作用が発達し、ナノ粒子-イオン液体双方が高秩序に会合した自己組織化状態が形成されるものと期待される。そこで、イオン液体中への高濃度分散を目指し、イオン液体と類似構造を有する配位子(2-ジメチルアミノエタンチオール-TFSA塩)により被覆されたAuならびにCdSeナノ粒子を合成し、イオン液体との高濃度複合化を行った。 高濃度状態において、ナノ粒子(表面)がドメインをもってイオン液体中で相分離し、ナノ粒子の配列状態が形成されていることを示唆している結果が得られた。希釈により配列構造が緩和し、最終的にはナノ粒子が分散した均一系を与えるスキームが考察された。すなわち、イオン液体の添加によりアシストされた金ナノ粒子の秩序配列化が示唆された。

現在までの達成度 (段落)

24年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

24年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2012 実績報告書
  • 2011 実績報告書
  • 研究成果

    (17件)

すべて 2013 2012 2011

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (10件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Synthesis of PbS/EuS Core/shell Nanocrystals2012

    • 著者名/発表者名
      T. Nakashima, H. Nakao, A. Tanaka, Y. Hasegawa, T. Kawai
    • 雑誌名

      Chem. Lett

      巻: 41 号: 4 ページ: 412-414

    • DOI

      10.1246/cl.2012.412

    • NAID

      130004426555

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] High-order nonlinear optical response of a polymer nanocomposite film incorporating semiconducotor CdSe quantum dots2012

    • 著者名/発表者名
      X. Liu, Y. Adachi, Y. Tomita, J. Oshima, T. Nakashima, and T. Kawa
    • 雑誌名

      Optics Express,

      巻: 20 号: 12 ページ: 13457-13469

    • DOI

      10.1364/oe.20.013457

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Controlled self-assembly of amphiphiles in ionic liquids and the formation of ionogels by molecular tuning of cohesive energies2012

    • 著者名/発表者名
      T. Nakashima, N. Kimizuka
    • 雑誌名

      Polymer Journal

      巻: 44 号: 6 ページ: 665-671

    • DOI

      10.1038/pj.2012.73

    • NAID

      10030599687

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Efficient Oxidative Cycloreversion Reaction of Photochromic Dithiazolylthiazole2012

    • 著者名/発表者名
      T. Nakashima, Y. Kajiki, S. Fukumoto, M. Taguchi, S. Nagao, S. Hirota, T. Kawai
    • 雑誌名

      J. Am. Chem. Soc.

      巻: 134 号: 48 ページ: 19877-19883

    • DOI

      10.1021/ja309275q

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Rapid preparation of highly luminescent CdTe nanocrystals in an ionic liquid via a microwave-assisted process2011

    • 著者名/発表者名
      Y.Hayakawa, Y.Nonoguchi, H.P.Wu, E.W.-G.Diau, T.Nakashima, T.Kawai
    • 雑誌名

      J.Mater.Chem.

      巻: 21 ページ: 8849-8853

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Oligomerization of Cadmium Chalcogenide Nanocrystals into CdTe-Containing Superlattice Chains2011

    • 著者名/発表者名
      Y. Nonoguchi, T. Nakashima, A. Tanaka, K. Miyabayashi, M. Miyake, T. Kawai
    • 雑誌名

      Chem.Commun

      巻: 47 号: 40 ページ: 11270-11272

    • DOI

      10.1039/c1cc14103a

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 表面にキラル配位子を有する半導体ナノ結晶の合成とキラル光学特性2013

    • 著者名/発表者名
      辻知希,中嶋琢也,河合壯
    • 学会等名
      日本化学会第93春季年会
    • 発表場所
      立命館大学
    • 年月日
      2013-03-24
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] イオン液体-ナノ粒子複合体の作製と評価2013

    • 著者名/発表者名
      森緑,中嶋琢也,河合壯
    • 学会等名
      日本化学会第93春季年会
    • 発表場所
      立命館大学
    • 年月日
      2013-03-23
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Acid-induced Twisted Intramolecular Charge Transfer Emission of T-shaped π-Conjugated Molecules Having a Benzimidazole Junction2012

    • 著者名/発表者名
      Toshifumi Inouchi, Takuya Nakashima and Tsuyoshi Kawai
    • 学会等名
      7th Asian Photochemistry Conference 2012 (APC2012)
    • 発表場所
      大阪大学
    • 年月日
      2012-11-13
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] イオン性表面を有する金ナノ粒子の自己組織化特性2012

    • 著者名/発表者名
      中嶋琢也,森緑,早川雄,河合壯
    • 学会等名
      第61回高分子討論会
    • 発表場所
      名古屋工業大学
    • 年月日
      2012-09-21
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Synthesis and characterization of PbS/EuS core/shell nanocrystals2012

    • 著者名/発表者名
      T. Nakashima
    • 学会等名
      International Association of Colloid and Interface Scientists, Conference
    • 発表場所
      宮城県仙台市
    • 年月日
      2012-05-14
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 金ナノ粒子イオン液体コンポジットの作製と評価2012

    • 著者名/発表者名
      早川雄、中嶋琢也、河合壯
    • 学会等名
      日本化学会第92春季年会
    • 発表場所
      慶応大学
    • 年月日
      2012-03-28
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Ionic Liquid-Based Luminescent Composites Prepared by Microwave Irradiation2011

    • 著者名/発表者名
      Y.Hayakawa, T.Nakashima, T.Kawai
    • 学会等名
      The 1st International Synposium on FUSION MATERIALS
    • 発表場所
      三重・鳥羽
    • 年月日
      2011-10-16
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Development of Fusion Materials Based on Luminescent Semiconductor Nanocrystals and Ionic Liquids2011

    • 著者名/発表者名
      Y.Nonoguchi, T.Nakashima, T.Kawai
    • 学会等名
      The 1st International Synposium on FUSION MATERIALS
    • 発表場所
      三重・鳥羽
    • 年月日
      2011-10-16
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] イオン液体とナノ粒子の複合による機能材料の開発2011

    • 著者名/発表者名
      中嶋琢也、早川雄、河合壯
    • 学会等名
      第60回高分子討論会
    • 発表場所
      岡山大学
    • 年月日
      2011-09-29
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Synthesis of CdTe Nanocrystals in Ionic Liquid by Microwave Irradiation2011

    • 著者名/発表者名
      Y.Hayakawa, T.Nakashima, T.Kawai
    • 学会等名
      The 14th Asian Chemical Congress
    • 発表場所
      タイ・バンコク
    • 年月日
      2011-09-07
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [産業財産権] 半導体超微粒子作製法2011

    • 発明者名
      中嶋琢也、河合壯、早川雄、野々口斐之
    • 権利者名
      奈良先端科学技術大学院大学・大塚化学株式会社
    • 産業財産権番号
      2011-155245
    • 出願年月日
      2011-07-13
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書

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公開日: 2011-04-06   更新日: 2018-03-28  

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