マイクロ流体デバイスを用いた単分散シリカ粒子の作製と形態制御

2018 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 17K18978
• 研究種目: 挑戦的研究(萌芽)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 材料工学およびその関連分野
• 研究機関: 横浜国立大学
• 研究代表者: 金井 俊光 横浜国立大学, 大学院工学研究院, 准教授 (10442948)
• 研究期間 (年度): 2017-06-30 – 2019-03-31
• キーワード: シリカ粒子 / マイクロ流体デバイス / 有機-無機ハイブリッド

研究成果の概要

マイクロ流体技術により単分散性の高いシリカ粒子が作製できた。具体的にはマイクロ流体デバイスを用いて単分散な水ガラス液滴を形成させ、炭酸水素ナトリウムと反応させることにより、CV値3%以下の単分散シリカ粒子が作製できた。また流量調整により、シリカ粒子の大きさを制御することができた。さらに温度応答性を示すポリ-N-イソプロピルアクリルアミド（PNIPAM）ゲル粒子とシリカ粒子からなる雪だるま型ハイブリッド粒子の作製に成功した。加熱によりPNIPAMゲル粒子部分のサイズのみを変えることができた。

自由記述の分野

材料工学

研究成果の学術的意義や社会的意義

シリカは資源量が豊富であり、耐熱性、耐圧性、化学的安定性などの優れた性質により、多分野で利用される基盤材料である。特に粒径の揃った単分散シリカ粒子は、粒子同士の大きさや表面積がほぼ同じであることに起因して同じ性質・性能を示すため、高品質・高性能な材料作製用原料として重要である。本研究ではマイクロ流体技術により、より安価で扱い易い原料を用いて単分散なシリカ粒子が作製できることを示した。また温度応答性を示すPNIPAMゲル粒子とシリカ粒子からなる単分散雪だるま型ハイブリッド粒子が作製できることを示した。本研究成果は多分野で有用な単分散シリカ粒子やハイブリッド粒子の新しい作製方法として期待できる。