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2018 年度 実施状況報告書

変形自在なマクロ分子集合体をテンプレートとするトップダウン・ナノアセンブリ

研究課題

研究課題/領域番号 18K18948
研究機関大阪大学

研究代表者

阿部 浩也  大阪大学, 接合科学研究所, 准教授 (50346136)

研究期間 (年度) 2018-06-29 – 2020-03-31
キーワードナノ粒子 / アセンブリ
研究実績の概要

本研究課題では、マクロ分子集合体を用いて、無機ナノ粒子の集積パターンをトップダウン的な手法によって自由に描く技術を提案する。マクロ分子集合体とは、ここでは有機分子が液相中で相分離して形成されたマクロな構造体である。ソフトマテリアルであるために柔軟性を示し、外力によって容易に形状が変化する。このマクロ分子集合体を変形自在なテンプレートとして用いる。種々の方法により析出したマクロ分子集合体を無機ナノ粒子と複合化し、2次元/3次元パターンをトップダウン的に直接描画する。続いて、マクロ分子集合体のみを除去し、ナノ粒子から成る集積パターンを得る。以上のプロセスコンセプトを検証する。
2018年度は申請者らの先行研究に基づいて、柔軟なテンプレートを用いるトップダウンナノアセンブル技術の開発を進めた。界面活性剤分子のマクロスケールな自己組織化(リオトロピック液晶)と無機ナノ粒子の複合化により、無機ナノ粒子の配向パターンを形成した。界面活性剤分子としてデオキシコール酸ナトリウムを使用した場合、ファイバー状のマクロ分子集合体が形成され、この構造体にカーボンナノチューブ(CNT)を複合化させた。複合化によりゲル化が生じたため、マイクロノズルからの連続的な押し出しによってトップダウン的な直接描画が可能となった。3次元パターンを直接描画した後、界面活性剤分子を除去することにより、分子間力により配向したCNTの凝集パターンを観察した。

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

申請者らの先行研究に基づいて、柔軟なテンプレートを用いるトップダウンナノアセンブル技術の開発を進めた。界面活性剤分子を用いて、そのマクロ分子集合体と無機ナノ粒子を複合化し、3次元パターンをトップダウン的に直接描画し、マクロ分子集合体のみを除去し、無機ナノ粒子から成る集積パターンを得たことから、おおむね順調に進展していると判断した。

今後の研究の推進方策

本年度の研究において、界面活性剤分子を利用する新たな方法論の可能性を見出した。そこで、次年度はこの詳細について調べるとともに、別の方法を用いたマクロ分子集合体の形成も検討する。

次年度使用額が生じた理由

国内外の学会参加が少なかったために、旅費の使用額が特に少なかった。次年度は積極的に研究成果を国内外の学会の場で公表する予定である。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (3件) (うち招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Free-polymer-induced Gelation of Non-aqueous Colloids for Direct Ink Writing2019

    • 著者名/発表者名
      H.Abe, A. Kondo, K. Sato
    • 雑誌名

      Ceramics Modern Technology

      巻: 1 ページ: 99-103

    • DOI

      10.29272/cmt.2018.0016

    • 査読あり
  • [学会発表] コロイド分散系のレオロジー制御と機能流体化2018

    • 著者名/発表者名
      阿部 浩也
    • 学会等名
      スマートプロセス学会
  • [学会発表] ナノ粒子の液中分散とコロイドプロセシング2018

    • 著者名/発表者名
      阿部 浩也
    • 学会等名
      第124回マイクロ接合研究委員会
    • 招待講演
  • [学会発表] 微粒子設計と材料開発2018

    • 著者名/発表者名
      阿部 浩也
    • 学会等名
      日本フルードパワーシステム学会(JFPS)「機能性流体フルードパワーシステムに関する研究委員会」
  • [備考] http://www.jwri.osaka-u.ac.jp/index.jsp

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公開日: 2019-12-27  

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