新規な無機ナノボールの創出と特殊配列の付与

2000 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12740383
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 米澤 徹 九州大学, 大学院・工学研究院, 助手 (90284538)
• キーワード: ナノ粒子 / DNA / 量子サイズ効果 / チオール / テンプレート / 金属コロイド / 吸着 / ファンデアワールス半径

研究概要

4級アンモニウム基を末端に持ち、逆末端にチオール部位を有し、その間を様々な鎖長のアルキル鎖で連結した保護剤を新規に合成した。それぞれの鎖長で、安定な金ナノボールの調製に成功した。得られたナノボールは容易に精製が可能で、安定に保持できることが分かる。イオン性テンプレートとして用いたものはDNAである。残基の種類によらずDNA表面はアニオン性を帯びていることが分かっているので、DNAはカチオン性ナノボールを1次元に配列させるための良いテンプレートとなるはずである。実際、λ-DNAとカチオン性ナノボール分散液とを混合すると、束になったDNA分子群にそってナノボールが一次元的に配列することが分かった。特に、短い鎖長の保護剤を用いた場合には高度に直線的にナノボールが配列した。さらには、鎖長を変化させるに従い、ナノボールの配列間隔をオングストロームオーダーで制御することが可能であり、これは、イオン性保護剤がナノボール表面にほぼ垂直に立って吸着していること、さらには、長鎖の保護剤を用いた場合には親水部たる4級アンモニウム基がお互いに入れ子型となり、できるだけコンパクトに配列しようとする現象に起因するものと考えられる。実際、非常に鎖長の短い保護剤を用いた場合には、入れ子型構造を取らず、ナノボール同士がファンデアワールス半径から考えられる距離で配列していることが観察された。このように、高密度電荷表面を有するナノボールもテンプレート上に高密度に配列可能であることが示された。

研究成果

• [文献書誌] Tetsu Yonezawa, et al.: "Structure of Monoalkyl-Monocationic Surfactants on the Microscopic Three Dimensional Platinum Surface in Water"Colloids and Surfaces A Physicochemical and Engineering Aspects. 169巻1-3号. 35-45 (2000)
• [文献書誌] Tetsu Yonezawa,Shin-ya Onoue,Nobuko Kimizuka: "Self-organized structures of fluorocarbon-stabilized silver nanoparticles"Advanced Materials. (印刷中). (2001)
• [文献書誌] Tetsu Yonezawa,Kei Yasui,and Nobuo Kimizuka: "Controlled Formation of Smaller Gold Nanoparticles by the Use of Four-Chained Disulfide Stabilizer"Langmuir. 17巻2号. 271-273 (2001)
• [文献書誌] Tetsu Yonezawa,Masaya Fukumaru,and Nobuo Kimizuka: "Controlled Growth of Gold Nanoparticles in Organic Gels"Studies in Surface Science and Catalysis. (印刷中). (2001)
• [文献書誌] Tetsu Yonezawa, et al.: "Preparation of Ultrathin Films Filled with Gold Nanoparticles through Layer-by-Layer Assembly with Polymers"Studies in Surface Science and Catalysis. (印刷中). (2001)
• [文献書誌] Tetsu Yonezawa,Shin-ya Onoue, and Toyoki Kunitake: "Three-dimensional Assembly of Cationic Gold Nanoparticles and Anionic Organic Compounds : DNA and Bilayer Membrane"Studies in Surface Science and Catalysis. (印刷中). (2001)