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

2018 年度 実施状況報告書

内包粒子の規則配列構造を外場制御できる新規中空コロイド結晶の作製と機能創出(国際共同研究強化)

研究課題

研究課題/領域番号 15KK0222
研究機関東北大学

研究代表者

長尾 大輔  東北大学, 工学研究科, 教授 (50374963)

研究期間 (年度) 2016 – 2019
キーワードナノ材料 / 中空粒子 / 集積 / 可動
研究実績の概要

前年度に引き続き、Yolk/Shell粒子に閉じ込めたコアの運動をオランダ国・ユトレヒト大学保有のLiquid Cell TEMを使って評価したところ、昨年度観察に成功したサブミクロンサイズの球状酸化物粒子のみならず、粒径50nm以下の金属ナノ粒子の動きも追跡でき、水中での金属ナノ粒子の動的挙動を解析できることが明らかになった。具体的には、粒径30 nm程度の単一金ナノ粒子を内包したYolk/Shell粒子と、複数の金ナノ粒子を内包したYolk/Shell粒子をそれぞれ調製し、両者の動的挙動を直接観察した。その結果、Yolk/Shell粒子内の金ナノ粒子は互いに会合した状態で存在しており、観察期間中、会合状態が維持されることを明らかにした。水中に分散する金ナノ粒子に1 kHz程度の交流電場を印加すると、金ナノ粒子が交流電場に応答することが知られる。その特性とLiquid Cell TEMによる会合金ナノ粒子の観察結果を合わせて考えると、複数の金ナノ粒子を内包したYolk/Shell粒子に対して外部電場を印加すると、内包金ナノ粒子の会合体の動きや配置を外部から制御できる可能性を示唆できる。
集積させた粒子を固定化する手法については、ドイツ国・アーヘン工科大学との共同研究により、β-シクロデキストリンを利用するナノ粒子の固定化手法を検討した。その結果、アミノプロピル基を表面に導入したナノ粒子と、トシル基を有するβ-シクロデキストリンを反応させれば、ナノ粒子表面にβ-シクロデキストリンを導入することが可能あり、さらにはナノ粒子表面に導入したβ-シクロデキストリに生じる水素結合やホスト-ゲスト相互作用を利用すれば、特定の高分子にナノ粒子を固定化できるという知見を得た。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

分散状態にあるYolk/Shell粒子内のナノ粒子の挙動を液中において直接観察するとともに、ナノ粒子表面で選択的に生じる反応を利用すれば、集積させたナノ粒子を固定化できるという見通しが得られたため。

今後の研究の推進方策

学内外の業務多忙のため、H30年度は当初予定していた期間、海外に滞在できなかった。補助事業の延長により得られた期間(H31年度)は、短期渡航でも十分な成果が得られるように海外研究機関と引き続き密に連絡をとりながら、内包ナノ粒子の動きを外部から制御するだけでなく、Yolk/Shell粒子内に閉じ込めたナノ粒子の配置や動きに基づいたシグナルを外部に取り出すための検討を進める。

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 4件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Permittivity enhancement of transparent poly(vinylidene fluoride) nanocomposite films by loading titania-coated barium titanate nanoparticles2018

    • 著者名/発表者名
      Jun Kanazawa, Tsuyoshi Kanamori, Masaki Sato, Haruyuki Ishii, Mikio Konno, Daisuke Nagao
    • 雑誌名

      Journal of Nanoparticle Research

      巻: 20 ページ: 186

    • DOI

      10.1007/s11051-018-4289-0

    • 査読あり
  • [雑誌論文] External-stimuli-assisted control over assemblies of plasmonic metals2018

    • 著者名/発表者名
      Kanako Watanabe, Kotaro Kuroda, Daisuke Nagao
    • 雑誌名

      Materials

      巻: 11(5) ページ: 794

    • DOI

      10.3390/ma11050794

    • 査読あり
  • [学会発表] 誘電性ナノコンポジット膜に及ぼすTEMPO酸化セルロースナノファイバーの補強効果2019

    • 著者名/発表者名
      佐藤昌紀、金澤惇、石井治之、長尾大輔
    • 学会等名
      化学工学会第84年会
  • [学会発表] メソポーラスシリカ粒子の細孔径拡大に向けたゾル-ゲル反応溶媒組成の検討2019

    • 著者名/発表者名
      藤本洸太、石川椿峰、石井治之、長尾大輔
    • 学会等名
      化学工学会第84年会
  • [学会発表] チタン酸バリウムおよびTEMPO酸化セルロースナノファイバーを充填した多機能ナノコンポジット薄膜の作製2019

    • 著者名/発表者名
      佐藤昌紀、金澤惇、石井治之、長尾大輔
    • 学会等名
      マテリアル・ファブリケーション・デザインセミナー
  • [学会発表] Fluorescence enhancement of nanocomposite films composed of phosphor-free luminescent silica nanoparticles by loading dielectric nanoparticles2018

    • 著者名/発表者名
      J. Kanazawa, H. Ishii, D. Nagao
    • 学会等名
      13th Japan-Korea Symposium on Materials and Interfaces
    • 国際学会
  • [学会発表] 蛍光シリカ透明ナノコンポジット膜の蛍光特性に及ぼす誘電性ナノ粒子添加の影響2018

    • 著者名/発表者名
      金澤惇、石井治之、長尾大輔
    • 学会等名
      化学工学会第50回秋季大会
  • [学会発表] 微小空間での粒子配向制御に向けた金ナノロッド複合中空粒子の合成2018

    • 著者名/発表者名
      黒田昂太郎、渡部花奈子、石井治之、長尾大輔
    • 学会等名
      化学工学会第50回秋季大会
  • [学会発表] Rattle-type colloidal crystals incorporating a movable silica/titania core developed for switchable materials2018

    • 著者名/発表者名
      K. Watanabe, E. Tanaka, H. Ishii, D. Nagao
    • 学会等名
      32nd Conference of the European Colloid and Interface Society (ECIS)2018
    • 国際学会
  • [学会発表] Sub-micron core-shell mesoporous silica particles as a new generation for HPLC applications2018

    • 著者名/発表者名
      S. Ishikawa, H. Ishii, D. Nagao
    • 学会等名
      32nd Conference of the European Colloid and Interface Society (ECIS)2018
    • 国際学会
  • [学会発表] ゾル-ゲル反応におけるメソポーラスシェル形成過程の実験的検討2018

    • 著者名/発表者名
      石川椿峰、石井治之、長尾大輔
    • 学会等名
      第20回先端研究発表会
  • [学会発表] Motions of cores incorporated into a rattle particle under an external electric field2018

    • 著者名/発表者名
      K. Watanabe, E. Tanaka, H. Ishii, M. Konno, D. Nagao
    • 学会等名
      16th Conference of the International Association of Colloid and Interface Scientists
    • 国際学会
  • [備考] 東北大学大学院工学研究科 化学工学専攻 長尾研究室HP

    • URL

      http://www.che.tohoku.ac.jp/~mpe/

URL: 

公開日: 2021-12-27  

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