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2019 年度 実績報告書

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

局所ナノ空間に閉じ込めたナノ粒子の動き(ブラウン運動)に及ぼすナノ粒子形状の影響を調べるため、金ナノロッドを内包したYolk/Shell粒子の合成を行った。板状の金ナノトライアングル粒子を内包したYolk/Shell粒子の合成にも挑戦した。合成は、昨年度までに検討した調製法にならい、コア-シェル粒子のシェル表面に吸着したカチオン性高分子による選択的エッチング効果を利用し、金ナノロッド内包型ならびに金ナノトライアングル粒子内包型のYolk/Shell粒子を合成した。合成した粒子に閉じ込められたナノ材料については、その周りに同ナノ材料がブラウン運動できる空間が十分に確保されていることを電子顕微鏡(TEM)観察で確認できた。この結果に基づき、金ナノロッド内包型のYolk/Shell粒子を再度、共同研究先のオランダ国・ユトレヒト大学に送り、同大学保有のLiquid Cell TEMにより、シリカ殻内に閉じ込められた金ナノロッドの液中での挙動を観察した。その結果、球状金ナノ粒子を閉じ込めたYolk/Shell型粒子と同じように、金ナノロッドも周囲が液体で満たされていれば、局所ナノ空間内でブラウン運動できることを確認することができた。
研究期間において得られた結果から、粒径数100 nmレベルで検討してきたYolk/Shell型粒子の合成プロセスは、高温熱処理を使わない中空化プロセスを利用することで、粒径100 nm以下のYolk/Shell型粒子合成プロセスとしても利用できることを実証できた。同中空化プロセスでは、粒子径がばらつく(多分散化する)こともないので、粒径均一性の高いYolk/Shell型粒子合成プロセスとして、球状金ナノ粒子や金ナノロッド以外の様々なナノ粒子に適用可能であると言える。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2020 2019 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (4件) 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 3件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] RWTH Aachen University(ドイツ)2017

    • 年月日
      2017-07-09 – 2017-07-10 | 2018-06-262018-07-04 | 2018-09-072018-09-11
    • 国名
      ドイツ
    • 外国機関名
      RWTH Aachen University
    • 主な海外共同研究者名
      Andrij Pich
    • 部局
      Funct. and Interactive Polym.
    • 職名
      Professor
  • [国際共同研究] Utrecht University(オランダ)2017

    • 年月日
      2017-06-28 – 2017-06-29 | 2017-07-022017-07-05 | 2018-05-212018-05-27
    • 国名
      オランダ
    • 外国機関名
      Utrecht University
    • 主な海外共同研究者名
      Alfons van Blaaderen
    • 部局
      Debye Institute
    • 職名
      Professor
  • [国際共同研究] CIC biomaGUNE(スペイン)2016

    • 年月日
      2016-09-18 – 2016-09-24
    • 国名
      スペイン
    • 外国機関名
      CIC biomaGUNE
    • 主な海外共同研究者名
      Luis Liz-Marzan
    • 部局
      BioNanoPlasmonic Laboratory
    • 職名
      Professor
  • [国際共同研究] University of Melbourne(オーストラリア)2016

    • 年月日
      2016-05-17 – 2016-05-21
    • 国名
      オーストラリア
    • 外国機関名
      University of Melbourne
    • 主な海外共同研究者名
      Paul Mulvaney
    • 部局
      School of Chemistry
    • 職名
      Professor
  • [雑誌論文] Compartmentalization of gold nanoparticle clusters in hollow silica spheres and their assembly induced by an external electric field2020

    • 著者名/発表者名
      Kanako Watanabe, Tom A. J. Welling, Sina Sadighikia, Haruyuki Ishii, Arnout Imhof, Marijn A. van Huis, Alfons van Blaaderen, Daisuke Nagao
    • 雑誌名

      Journal of Colloid and Interface Science

      巻: 566(15) ページ: 202-210

    • DOI

      10.1016/j.jcis.2020.01.094

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Three-dimensional periodic structures of gold nanoclusters in the interstices of sub-100 nm polymer particles toward surface-enhanced Raman scattering2019

    • 著者名/発表者名
      Ayumi Yahata, Haruyuki Ishii, Kosuke Nakamura, Kanako Watanabe, Daisuke Nagao
    • 雑誌名

      Advanced Powder Technology

      巻: 30(12) ページ: 2957-2963

    • DOI

      10.1016/j.apt.2019.09.003

    • 査読あり
  • [学会発表] Fabrication of non-close-packed colloidal crystals composed of hollow particles incorporating movable cores2019

    • 著者名/発表者名
      H. Namigata, K. Watanabe, E. Tanaka, D. Nagao
    • 学会等名
      2019 International Symposium on Chemical-Environmental-Biomedical Technology(isCEBT2019)
    • 国際学会
  • [学会発表] Colloidal stability of gold nanoparticle clusters encapsulated into hollow silica spheres2019

    • 著者名/発表者名
      K. Watanabe, T. A. J. Welling, S. Sadighikia, H. Ishii, A. Imhof, M. A. Huis, A. van Blaaderen, D. Nagao
    • 学会等名
      OKINAWA COLLOIDS 2019
    • 国際学会
  • [学会発表] Effect of silica encapsulation on plasmon characteristics of gold nanotriangle2019

    • 著者名/発表者名
      K. Nakamura, K. Watanabe, D. Nagao
    • 学会等名
      OKINAWA COLLOIDS 2019
    • 国際学会
  • [学会発表] 金ナノトライアングルのシリカ被覆プロセスとプラズモン特性に関する研究2019

    • 著者名/発表者名
      中村幸佑、黒田昂太郎、渡部花奈子、長尾大輔
    • 学会等名
      第21回先端研究発表会
  • [備考] 長尾研究室HP

    • URL

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

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公開日: 2021-12-27  

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