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2004 年度 実績報告書

機能性ナノ粒子の有機・無機複合皮膜によるカプセル化と樹脂への高密度均一分散

研究課題

研究課題/領域番号 16360379
研究種目

基盤研究(B)

研究機関東京農工大学

研究代表者

神谷 秀博  国立大学法人東京農工大学, 大学院・共生科学技術研究部, 教授 (20183783)

キーワード磁性金属ナノ粒子 / シリカコーティング / ゾルゲル法 / チタニア / 生物由来分散剤 / ゲルゾル法 / TEM微構造解析 / 表面処理
研究概要

今年度は、機能性ナノ粒子として酸化等を防止するためシリカをナノコーティングした磁性金属鉄ナノ粒子、高屈折率チタニア粒子の合成とナノ構造設計を第一に試みた。磁性金属ナノ粒子材料はα-鉄を対象とし、ゲルゾル法で液相合成した酸化鉄ナノ粒子をゾルゲル法でシリカ被覆を行い、水素還元により合成するプロセスについて樹脂間への分散複合化が容易な均一分散性粒子の調整法を確立した。特に、シリカナノコーテイングの際に被覆するシリカ膜が粒子問に固体架橋を形成して凝集体を作ることを防止するため、コーティング前の粒子の分散条件として溶媒中に残留するイオン濃度の低減と粒子濃度、および被覆膜厚の調整が重要であることを明らかにした。また、還元後の鉄粒子の再酸化防止に必要な膜厚設計条件も求めた。得られたシリカ被覆ナノ粒子の微構造を高分解能TEMにより解析し、還元過程で核の鉄粒子と被膜シリカ間に空隙が形成されること、核の鉄粒子は同じ条件で合成、還元しても単結晶や多結晶体など様々な形態の粒子からなることも明らかにした。さらに、核粒子の粒子径制御を行うため、生物由来の界面活性物質介在下で酸化鉄粒子の合成を行い、分散性の高い酸化鉄ナノ粒子の合成に成功した。一方、チタニアについても、光触媒作用があるため樹脂と複合化する場合にマトリックスである樹脂を分解しないためのシリカおよびシランカップリング処理による被覆条件について検討を行った。こうした、シリカ被覆複合化粒子の樹脂への分散性、濡れ性を向上させるため、シランカップリング剤による表面処理に及ぼす粒子径、表面ナノ構造の影響について検討した結果、ナノ粒子になると単位表面積当りのカップリング剤反応量がサブミクロン粒子に比べ減少することなどナノ粒子固有の問題があることも明らかにした。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2005 2004

すべて 雑誌論文 (3件) 図書 (4件)

  • [雑誌論文] 最近の微粉体素材における機能向上と応用性2005

    • 著者名/発表者名
      神谷秀博
    • 雑誌名

      工業材料 53・2

      ページ: 18-21

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Preparation of agglomeration-free hematite particles coated with silica and their reduction behavior in hydrogen2005

    • 著者名/発表者名
      M.Iijima, Y.Yonemochi, M.Kimata, M.Hasegawa, M.Tsukada, H.Kamiya
    • 雑誌名

      Journal of Colloid and Interface Science (印刷中)

  • [雑誌論文] Microstructure of iron particles reduced from silica coated hematite in hydrogen2005

    • 著者名/発表者名
      Y.Yonemochi, M.Iijima, H.Kamiya, et al.
    • 雑誌名

      Advanced Powder Technology (印刷中)

  • [図書] 先進セラミックスの作り方と使い方2005

    • 著者名/発表者名
      米屋勝利, 神谷秀博, 他
    • 総ページ数
      330
    • 出版者
      日刊工業新聞社
  • [図書] ナノ粒子・ナノペースト2004

    • 著者名/発表者名
      奥山喜久夫, 神谷秀博, 他
    • 総ページ数
      308
    • 出版者
      情報機構
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [図書] 超臨界流体とナノテクノロジー2004

    • 著者名/発表者名
      阿尻雅文, 神谷秀博, 他
    • 総ページ数
      300
    • 出版者
      シーエムシー出版
  • [図書] レオロジー〜種別コントロール・評価・チャート集・パラメータ特許〜2004

    • 著者名/発表者名
      大坪泰文, 神谷秀博, 他
    • 総ページ数
      270
    • 出版者
      情報機構

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公開日: 2006-07-12   更新日: 2016-04-21  

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