| 研究課題/領域番号 |
15K13761
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| 研究機関 | 地方独立行政法人東京都立産業技術研究センター |
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研究代表者 |
林 孝星 地方独立行政法人東京都立産業技術研究センター, 事業化支援本部技術開発支援部先端材料開発セクター, 副主任研究員 (80560151)
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| 研究分担者 |
渡辺 洋人 地方独立行政法人東京都立産業技術研究センター, 事業化支援本部技術開発支援部先端材料開発セクター, 副主任研究員 (00500901)
染川 正一 地方独立行政法人東京都立産業技術研究センター, 事業化支援本部技術開発支援部先端材料開発セクター, 主任研究員 (20520216)
藤巻 康人 地方独立行政法人東京都立産業技術研究センター, 事業化支援本部技術開発支援部先端材料開発セクター, 副主任研究員 (70392305)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| キーワード | 多孔質シリカ / ナノ空間 / 蛍光分子 / 集積状態制御 |
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| 研究実績の概要 |
本研究は、0.7～3 nmの制御された細孔を有する多孔質シリカ（以下NPS）の細孔を利用した材料を開発することを目的としている。
近年、ナノ粒子合成やナノ空間を創製し、性能評価を行い、新たな製品を生み出して日常生活に役立てる研究が注目されている。中でも、金属元素や金属酸化物構成されている量子ドット（以下Q-Dots）や、グラファイト、有機物から合成されたカーボンドット（以下C-Dots）と言われる材料は、蛍光特性や、触媒性能といった性能を有しているため、その利用が期待されている。しかし、合成法や利用する前駆体が多岐に渡るため、最適化に対する様々な議論がなされている。
本研究では、粒子径制御の最適化を図るため、NPSの細孔を利用しC-Dotsの合成を試みた。クエン酸を細孔に導入し、熱分析装置を用いて加熱温度の最適化し、最適な温度で加熱を行ったものについて評価を行った。細孔径が小さくなると蛍光量子収率が増加することが分かった。しかしながら、発光メカニズムは不明であったため、細孔から取り出して得られた蛍光物質の構造を調べることとした。その結果、環状のエステル構造を有するピロン誘導体であることが示唆された。この結果を踏まえ、NPS細孔は特異な性能を有する空間であると考え、このナノ空間を利用し材料開発を行うこととした。NPSは透明性を有するため、光学材料への利用を考慮して細孔内に蛍光分子を導入した。固体状態では凝集して濃度消光するため、本来の性能を発揮させることができないが、細孔に導入すると集積状態をコントロールできることが分かった。また、蛍光分子導入後、溶媒を添加することで、発光強度を向上させることが示唆された。分子と細孔内に存在するシラノール基等の相互作用が、溶媒によって変化したためであると考えており、現在細孔内分子の状態および溶媒添加時の分子状態の変化について調査を行っている。
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