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液/液界面の精密制御によるナノ形態制御融合マテリアルの創製

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 25107732
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
研究機関東京理科大学

研究代表者

酒井 秀樹  東京理科大学, 理工学部, 教授 (80277285)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
2014年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2013年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
キーワードチタニア / ナノシート / ゾル/ゲル反応 / ナノワイヤー / 中空粒子 / シリカ / 界面活性剤 / 液/液界面 / イオン液体 / ゾルゲル反応 / 光触媒 / 融合材料
研究実績の概要

金属酸化物をゾル・ゲル反応で調製する場合、前駆体として用いられる金属アルコキシドは通常油溶性であり、前駆体と水溶液は反応時に液/液界面を形成していることになる。そこで、液/液界面の構造や性質を、両親媒性分子の添加や、適切な攪拌力の付与により制御することができれば、特徴的なナノ形態を有する融合マテリアルが得られると考えられる。そこで、本年度は、界面活性剤が形成する分子集合体を構造指向剤として利用し、金属アルコキシドの油相から水相への物質移動を制御することにより、シート・ワイヤー・中空などのナノ形態を有する新規融合マテリアルの調製を試みた。
1)イオン液体/油相界面でのゾル・ゲル反応によるシート状・ワイヤー状チタニアの調製
昨年度までに、イオン液体に溶解させた水と油溶性チタニア前駆体との反応により、界面活性剤無添加ではシート状、非イオン界面活性剤添加下ではワイヤー状のチタニア粒子の調製に成功している。本年度は、シート状・ワイヤー状チタニアの形成機構について検討を行った。その結果、チタンアルコキシドの加水分解反応により生成するオリゴマーとイオン液体の相互作用により形成されるラメラ状の会合体が、シート状チタニアの生成を誘起することが分かった。さらに界面活性剤存在下では、チタニア表面に吸着した界面活性剤疎水基の疎媒性相互作用によりシートがスクロールされ、ワイヤー状チタニアが形成することが示された。
2)ベシクルを構造指向剤としたシリカナノ中空粒子の調製とその応用
4級アンモニウム塩型カチオン界面活性剤が形成するベシクルを構造指向剤として用い、シリカ前駆体であるTEOSの加水分解・重縮合反応を、pHを塩基性(11.5)から中性(7~8)に段階的に変化させて進行させることにより、水中およびエタノール中での分散安定性に優れる50nm程度のサイズのシリカナノ中空粒子の調製に成功した。

現在までの達成度 (段落)

26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

26年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (22件)

すべて 2015 2014 2013

すべて 雑誌論文 (11件) (うち査読あり 11件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (10件) (うち招待講演 3件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Removal of Surfactant Template from Mesoporous Titania2015

    • 著者名/発表者名
      T. Endo, S. Okada, K. Torigoe, N. Koshikawa, R. G. Shrestha, K. Sakai, S. Koura, M. Abe, H. Sakai
    • 雑誌名

      Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects

      巻: 464 ページ: 52-56

    • DOI

      10.1016/j.colsurfa.2014.10.004

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Preparation of Gold/Titania Core–Shell Nanocomposites with a Tunable Shell Thickness2014

    • 著者名/発表者名
      T. Kanda, K. Komata, K. Torigoe, T. Endo, K. Sakai, M. Abe, H. Sakai
    • 雑誌名

      Journal of Oleo Science

      巻: 63 号: 5 ページ: 507-513

    • DOI

      10.5650/jos.ess13203

    • NAID

      130003391385

    • ISSN
      1345-8957, 1347-3352
    • 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] Phosphatidylcholine-Based Nonaqueous Photorheological Fluids: Effect of Geometry and Solvent2014

    • 著者名/発表者名
      R. G. Shrestha, N. Agari, K. Tsuchiya, K. Sakamoto, K. Sakai, M. Abe, H. Sakai
    • 雑誌名

      Colloid and Polymer Science

      巻: 292 号: 7 ページ: 1599-1609

    • DOI

      10.1007/s00396-014-3202-3

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Self-Aggregation and Liquid Crystalline Behavior of New Ester-Functionalized Quinuclidinolium Surfactants2014

    • 著者名/発表者名
      A. Bhadani, T. Endo, S. Koura, K. Sakai, M. Abe, H. Sakai
    • 雑誌名

      Langmuir

      巻: 30 号: 30 ページ: 9036-9044

    • DOI

      10.1021/la502098h

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Self-Aggregation Properties of New Ester Based Gemini Surfactants and Their Rheological Behavior in the Presence of Cosurfactant; Monolaurin2014

    • 著者名/発表者名
      A. Bhadani, R. G. Shrestha, S. Koura, T. Endo, K. Sakai, M. Abe, H. Sakai
    • 雑誌名

      Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects

      巻: 461 ページ: 258-266

    • DOI

      10.1016/j.colsurfa.2014.08.001

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electrically Conductive and Mechanically Elastic Titanium Nitride Ceramic Microsprings2014

    • 著者名/発表者名
      S. Yang, X. Chen, K. Yamamoto, M. Iitake, D. Nishio-Hamane, H. Sakai, M. Abe
    • 雑誌名

      Journal of Nanoscience and Nanotechnology 14(6), 4292-4296 (2014).

      巻: 14 号: 6 ページ: 4292-4296

    • DOI

      10.1166/jnn.2014.8642

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 貴金属/チタニア-コア/シェルナノ粒子の調製とその光物性2014

    • 著者名/発表者名
      神田 崇、鳥越幹二郎、柴田裕史、阿部正彦、酒井秀樹
    • 雑誌名

      色材協会誌

      巻: 87 ページ: 43-49

    • NAID

      130004516277

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Preparation of Gold/Silver/Titania Trilayered Nanorods and Their Photocatalytic Activities2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Horiguchi, T. Kanda, K. Torigoe, H. Sakai, M. Abe
    • 雑誌名

      Langmuir

      巻: 30 号: 3 ページ: 922-928

    • DOI

      10.1021/la404370s

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of Water on Interfacial Chemical Properties of Nonionic Surfactants in Hydrophobic Ionic Liquid bmimPF<sub>6</sub>2013

    • 著者名/発表者名
      T. Misono, K. Aburai, T. Endo, K. Sakai, M. Abe, H. Sakai
    • 雑誌名

      Journal of Oleo Science

      巻: 62 号: 6 ページ: 363-370

    • DOI

      10.5650/jos.62.363

    • NAID

      130004436052

    • ISSN
      1345-8957, 1347-3352
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Preparation of Hollow Titania Nanoparticles of Single-nanometer Size Using a PAMAM Dendrimer Template2013

    • 著者名/発表者名
      N. Sorida, S. Hakoda, T. Endo, K. Sakai, H. Sakai, M. Abe
    • 雑誌名

      Journal of Oleo Science

      巻: 62 号: 8 ページ: 637-641

    • DOI

      10.5650/jos.62.637

    • NAID

      130004800078

    • ISSN
      1345-8957, 1347-3352
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 金ナノロッド二量体の形成とその表面増強ラマン散乱活性2013

    • 著者名/発表者名
      S. Hakoda, M. Kisu, K. Torigoe, T. Endo, K. Sakai, H. Sakai, M. Abe
    • 雑誌名

      色材協会誌

      巻: 86 号: 10 ページ: 365-370

    • DOI

      10.4011/shikizai.86.365

    • NAID

      130004516226

    • ISSN
      0010-180X, 1883-2199
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 金/銀/チタニア-コアシェルナノロッドの調製と光触媒特性2014

    • 著者名/発表者名
      堀口悦正, 鳥越幹二郎, 酒井秀樹, 阿部正彦
    • 学会等名
      2014年色材研究発表会
    • 発表場所
      名古屋市工業研究所(愛知県)
    • 年月日
      2014-10-23 – 2014-10-24
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Solution Properties and Phase Behaviors of Gemini-Surfactant like Ion Complexes formed by Alkylamine and Dicarboxylic Acid2014

    • 著者名/発表者名
      H. Sakai, A. Manabe, Y. Okabe, K. Tsuchiya, T. Endo, K. Sakai, M. Abe
    • 学会等名
      1st Asian Conference on Oleo Science (ACOS 2014)
    • 発表場所
      ロイトン札幌(北海道)
    • 年月日
      2014-09-08 – 2014-09-10
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Stimuli-Responsive Viscoelastic Gels with Phytosteryl Ether Surfactants2014

    • 著者名/発表者名
      R. G. Shrestha, K. Sakai, H. Sakai, M. Abe
    • 学会等名
      1st Asian Conference on Oleo Science (ACOS 2014)
    • 発表場所
      ロイトン札幌(北海道)
    • 年月日
      2014-09-08 – 2014-09-10
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] イオン液体/水混合溶媒中でのチタニアワイヤーの調製とその低温結晶化2014

    • 著者名/発表者名
      岡澤 梓, 木下雄太郎, 三園武士, 遠藤健司, 酒井健一, 阿部正彦, 酒井秀樹
    • 学会等名
      第65回コロイドおよび界面化学討論会
    • 発表場所
      東京理科大学神楽坂キャンパス(東京)
    • 年月日
      2014-09-03 – 2014-09-05
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] ミエリン像を鋳型としたナノチューブの合成2014

    • 著者名/発表者名
      深町 匠, 矢吹侑規, 遠藤健司, 酒井健一, 阿部正彦, 酒井秀樹
    • 学会等名
      第65回コロイドおよび界面化学討論会
    • 発表場所
      東京理科大学神楽坂キャンパス(東京)
    • 年月日
      2014-09-03 – 2014-09-05
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 両親媒性分子が形成する構造規制界面を利用したナノ形態付与酸化チタンの調製と光触媒への応用2014

    • 著者名/発表者名
      酒井秀樹
    • 学会等名
      表面技術協会第129回講演大会
    • 発表場所
      東京理科大学、千葉
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] コロイド・界面化学に立脚した高機能セラミックス粒子の合成2013

    • 著者名/発表者名
      酒井秀樹, 遠藤健司, 鳥越幹二郎, 阿部正彦
    • 学会等名
      セラミックス協会第26回秋季シンポジウム
    • 発表場所
      信州大学、長野
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Ionic Liquid Assisted Synthesis of Titania Wires by Sol-Gel Method2013

    • 著者名/発表者名
      A. Okazawa, Y. Kinoshita, T. Endo, M. Abe, H. Sakai
    • 学会等名
      5th Asian Conference on Colloid and Interface Science
    • 発表場所
      Darjeeling, India
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Preparation of Calcium Hydroxyapatite Nanoparticles Dispersible in Water2013

    • 著者名/発表者名
      A. Ozaki, T. Yoshida, T. Yasuda, T. Endo, K. Sakai, M. Abe, H. Sakai
    • 学会等名
      87th ACS Colloid & Surface Science Symposium
    • 発表場所
      Riverside, California, USA
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Photo-Rheological Response of Aqueous Wormlike Micelles with Photocleavable Surfactant2013

    • 著者名/発表者名
      H. Sakai, S. Aikawa, K. Fukuda, S. G. Rekha, T. Endo, K. Torigoe, K. Sakai, K. Sakamoto, M. Abe
    • 学会等名
      87th ACS Colloid & Surface Science Symposium
    • 発表場所
      Riverside, California, USA
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [産業財産権] 中空シリカ粒子の製造方法2014

    • 発明者名
      酒井秀樹, 阿部正彦, 遠藤健司, 大木貴仁, 相馬央登
    • 権利者名
      東京理科大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2014-08-19
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

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公開日: 2013-05-15   更新日: 2019-07-29  

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