• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

ボトムアップ手法によるメタ原子集積体の自動形成

公募研究

研究領域電磁メタマテリアル
研究課題/領域番号 23109502
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
研究機関東北大学

研究代表者

藪 浩  東北大学, 多元物質科学研究所, 准教授 (40396255)

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
8,840千円 (直接経費: 6,800千円、間接経費: 2,040千円)
2012年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2011年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
キーワードメタ原子 / ブロック共重合体 / 逆オパール / ボトムアップ / メタ原
研究実績の概要

可視光における3次元共振型メタマテリアルを実現するためには、(1)可視光と共振できるプラズモニックな材料で作られたサブ波長サイズの共振器、(2)高い共振値を得られる分割リング共振器(SRR)などの共振器デザイン、および(3)(1)・(2)によって得られる「メタ原子」の3次元的なアレイの3点が必要である。
本研究ではコロイド粒子を鋳型とした逆オパール中に金属イオンを錯化したブロック共重合体を包埋し、ブロック共重合体微粒子の集積体を形成した後、金属イオンを還元するボトムアップ手法により、cmオーダーサイズのメタ原子集積体を自動形成することを目的とした。
コロイド結晶を鋳型とすることで形成される逆オパール構造を鋳型とし、その空孔内にブロック共重合体とポリマー被覆金ナノ粒子をキャスト製膜する事により、空孔内に同心球状のミクロ相分離構造を形成し、金ナノ粒子が相分離構造に沿って配列したコンポジット膜の形成に成功した。
さらにコロイド微粒子と金ナノ粒子を同一の水分散液に混合し、塗布製膜する事で、コロイド粒子同士がつながった部分の周囲に金ナノ粒子が毛管力で凝集し、結果としてリング状の構造が形成される事を見いだした。金ナノ粒子リングはコロイド粒子同士の結合点に自動的に形成されるため、三次元的に金ナノ粒子リングが配列したコンポジット膜が形成された。このコンポジット膜を加熱する事により、金ナノ粒子同士を融着することで、金ナノリングの形成にも成功した。
以上の結果から、ボトムアップ手法を用いて、メタ原子集積体の自動形成を実現した。

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

    (9件)

すべて 2013 2012 2011 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (5件) (うち招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Bottom-up Approach to Creating Three-Dimensional Nanoring Arrays Composed of Au Nanoparticles2013

    • 著者名/発表者名
      H. Yabu
    • 雑誌名

      Langmuir

      巻: 29(4) 号: 4 ページ: 1005-1009

    • DOI

      10.1021/la305028t

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nanoparticle Arrangements in Block-copolymer Particles Having Microphase Separated Structures2011

    • 著者名/発表者名
      H.Yabu, K.Koike, T.Higuchi, M.Shimomura
    • 雑誌名

      Journal of Polymer Science : Part B : Polymer Physics

      巻: 49 号: 24 ページ: 1717-1722

    • DOI

      10.1002/polb.22374

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Black Thin Layers Generate Strong Structural Colors ; A Biomimetic Approach for Creating One-dimensional (1D) Photonic Crystals2011

    • 著者名/発表者名
      H.Yabu, T.Nakanishi, Y.Hirai, M.Shimomura
    • 雑誌名

      Journal of Materials Chemistry

      巻: 21 号: 39 ページ: 15154-15156

    • DOI

      10.1039/c1jm13094c

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 高分子微粒子の中にナノ構造を作り込む2012

    • 著者名/発表者名
      藪浩
    • 学会等名
      第37回山形大学有機デバイス研究センター研究会
    • 発表場所
      山形
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] メタマテリアルの自己組織的作製2011

    • 著者名/発表者名
      藪浩
    • 学会等名
      トップダウンとボトムアップの融合によるナノ構造の作製と新機能発現
    • 発表場所
      東京(招待講演)
    • 年月日
      2011-10-18
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 自己組織化による高分子微粒子の作製と有機-無機ハイブリッドへの展開2011

    • 著者名/発表者名
      藪浩
    • 学会等名
      化学系学協会東北大会
    • 発表場所
      仙台(招待講演)
    • 年月日
      2011-09-17
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 自己組織化による高分子微細構造の作製2011

    • 著者名/発表者名
      藪浩
    • 学会等名
      高分子学会北海道支部夏季セミナー
    • 発表場所
      洞爺湖(招待講演)
    • 年月日
      2011-08-25
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] ナノ構造を持つ高分子微粒子の作製と有機-無機ハイブリッド構造体への展開2011

    • 著者名/発表者名
      藪浩
    • 学会等名
      高分子学会九州支部若手研究会
    • 発表場所
      小倉(招待講演)
    • 年月日
      2011-07-08
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [備考] Welcome to HY's HP of Dr. Hiroshi Yabu's Homepage

    • URL

      http://poly.tagen.tohoku.ac.jp/yabu_homepage/hiroshi.html

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書

URL: 

公開日: 2011-04-06   更新日: 2018-03-28  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi