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2011 年度 実績報告書

金表面上におけるマイクロバブルの新規機能発現とデバイス展開に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 10J06851
研究機関中央大学

研究代表者

藤井 翔  中央大学, 大学院・理工学研究科, DC2

キーワードレーザー誘起マイクロバブル / 金薄膜 / 表面プラズモン共鳴 / マランゴニ対流 / 量子ドット / ナノリング / Nd : YAGレーザー
研究概要

本研究では、赤外光レーザー(1064nm)集光下で金表面に生成する単一マイクロナノバブル(直径~1μm)を研究対象とし、その周りで起る現象と化学反応に基づいたマイクロナノバブルの新機能、性質の発現、新規利用法の確立を目的としている。本年度は昨年度に引き続き、量子ドット分散溶液中で金表面に気泡を発生させると、量子ドットが金表面上にリング状に集積するメカニズムに関して考察し、国際学術誌Langmuirに報告した。このナノ微粒子の集積メカニズムは、気泡周りに発生するマランゴニ対流によってナノ粒子が気泡の界面に移動し、気泡が創りだす三相界面(固体基板表面と気液界面が接する領域)に集積していると考えた。これにより、表面集積の位置や数を制御しながら溶液プロセスでのナノマテリアルのリング状集積が可能になり、気泡の新しい利用法を提案する事ができた。また、気泡をテンプレートとしている事、及び気泡はレーザー光照射を止めると瞬時に消滅する事から、実質、テンプレートの必要ない、ナノ材料集積方法として捉える事ができる。また、このメカニズムから、分子も三相界面に集積する事がわかった。その分子集積の応用として、台湾国立交通大学、増原宏教授の研究グループと共同研究を行った。グリシンの過飽和水溶液中において気泡を生成させると、気泡界面にグリシンの高濃度溶液が生成し、レーザー光の照射を止めると、高濃度溶液から結晶が成長する様子が確認された。このことから、レーザー光に誘起された気泡は位置を制御した結晶化技術の一つとして利用可能である事が示唆された。これらの研究は国際学術誌ACS Applied Materials & Interfacesに報告した。以上の研究により、レーザー光によって誘起された微小気泡の性質を理解し、新規利用法を見出す事ができた。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2012 2011

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] Glycine Crystallization in Solution by CW Laser-Induced Microbubble on Gold Thin Film Surface2012

    • 著者名/発表者名
      Takayuki Uwada, Sho Fujii, Teruki Sugiyama, Anwar Usman, Atsushi Miura, Hiroshi Masuhara, Katsuhiko Kanaizuka, Masa-aki Haga
    • 雑誌名

      ACS Applied Materials & Interfaces

      巻: 4 ページ: 1158-1163

    • DOI

      10.1021/am201799b

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fabrication and Placement of a Ring Structure of Nanoparticles by a Laser induced micro-nanobubble on a Gold Surface2011

    • 著者名/発表者名
      Sho Fujii, Katsuhiko Kanaizuka, Shoichi Toyabe, Katsuaki Kobayashi, Eiro Muneyuki, Masa-aki Haga
    • 雑誌名

      Langmuir

      巻: 27 ページ: 8605-8610

    • DOI

      10.1021/la201616s

    • 査読あり
  • [学会発表] Templateless Micro-nano Patterned Assembly of Nanomaterials by a Laser-induced Micronanobubble2012

    • 著者名/発表者名
      Sho Fujii
    • 学会等名
      4^<th> HOPE meeting
    • 発表場所
      つくば
    • 年月日
      2012-03-07
  • [学会発表] Templateless Micro-nano Surface Patterning of Nanomaterials at Three Phase Boundary of Laser-induced Micronanobubble2011

    • 著者名/発表者名
      Sho Fujii, Ryuta Fukano, Eiro Muneyuki, Masa-aki Haga
    • 学会等名
      2011 MRS Fall Meeting
    • 発表場所
      Boston, MA, USA
    • 年月日
      2011-11-30
  • [学会発表] Templateless Micro-nano Surface Patterning of Nanomaterials at Three Phase Boundary of Laser-induced Micronanobubble2011

    • 著者名/発表者名
      Sho Fujii, Ryuta Fukano, Eiro Muneyuki, Masa-aki Haga
    • 学会等名
      12^<th> Australia-Japan Colloid and Interface Science Symposium
    • 発表場所
      Cairns, Australia
    • 年月日
      2011-11-23

URL: 

公開日: 2013-06-26  

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