| 研究課題/領域番号 |
16K13642
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| 研究機関 | 広島大学 |
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研究代表者 |
荻 崇 広島大学, 工学研究科, 准教授 (30508809)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| キーワード | ナノドッド / カーボンドット / 水熱合成法 / 発光材料 |
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| 研究実績の概要 |
本研究は、希土類元素を用いない酸窒化物発光材料BCNOのナノドット作製とエネルギー変換材料への応用展開を目的としており、平成29年度は主に、BCNOナノドットの新たな展開として、Bを除いたCNO、すなわち、カーボンドット(CDs)の合成と特性評価について研究を進めた。具体的には、CDsナノコンポジットフィルムの合成と紫外線吸収特性について研究を実施した。本研究ではポリビニルアルコール(PVA)水溶液中でのCDsの高効率合成および、性能の向上を目的とした。実験方法は次の通りである。まず、PVA水溶液中にCDsの炭素源としてクエン酸を用いて、窒素源として3種類(尿素、ポリビニルピロリドン(PVP)またはポリエチレンイミン(PEI))を用いた。原料を加え室温で攪拌させた3つの原料溶液を用意し、マイクロ波加熱を用いた水熱合成によりCDs-PVA分散液を合成した。CDs-PVAフィルムの作製では、合成したCDs-PVA分散液をガラス上にテーブルコーターを用いて成形、乾燥させる事によって作製した。窒素源を変更して合成した3種類のCDs分散液の光学特性を比較した結果、PEIから合成したCDs-PVA分散液が可視光域での高い透過率と紫外線領域での高い吸光度の両立できた。さらに、耐久性を評価するためにCDs-PVAフィルムおよび市販の紫外線フィルムに紫外線を長時間照射した場合、市販フィルムでは紫外線カット力が低下した事に比べて、CDs-PVAフィルムはほとんど低下が見られなかった。以上、本研究でCDsをPVA水溶液中で直接合成できる事がわかった。
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| 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
H29度の計画は、近年注目を集めている炭素ナノ物質のCarbon Dots (CDs)の紫外線吸収特性に着目し、CDsナノコンポジットフィルムの合成と操作パラメータの紫外線吸収特性への影響について検討する事を目的としていたが、一連の研究を終えて、発表および論文化まで進めることができたため、予定通り進んでいると判断した。
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| 今後の研究の推進方策 |
H29年度の研究成果より、当研究室で初めて開発されたNが多量に含まれたカーボンドットが近赤外光を吸収することが実験的に明らかとなった。そこで、H30年度は、当研究室で開発されたカーボンドットの近赤外光吸収特性と光熱療法への展開に関する研究を進める。具体的には、１）カーボンドット合成条件が近赤外吸収特性に及ぼす影響の評価、２）近赤外光吸収機構の解明、３）近赤外吸収特性と温度上昇効果の評価について、実施する予定である。また、最終年度として、これまでの研究成果をまとめることと同時に、研究成果の論文化および国内外での学会発表を実施する予定である。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
（理由）H30年度は、本研究課題の最終年度に当たる年だが、ここまで予想以上に研究が進んでおり、カーボンドットが光熱療法へ応用展開できることが期待され、そのための実験および分析へ回すことを考えて節約した。また、研究課題で得られた一連の成果を国内外の学会および論文にて発表することを想定して節約した。
（使用計画）カーボンドットの合成と光熱変換特性に関する実験、分析に加え、次のステップへ向けた研究の実験、分析に使用する。また本研究課題の研究成果の国内外で発表、論文化のための研究費として使用する。
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