超臨界法による有機無機ハイブリッドナノ粒子合成・化工熱力学と単位操作の確立

2012 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 20226015
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 阿尻 雅文 東北大学, 原子分子材料科学高等研究機構, 教授 (60182995)
• 研究分担者: 名嘉 節 独立行政法人物質・材料研究機構, 先端材料プロセスユニット, 主席研究員 (30344089) ; 北條 大介 東北大学, 原子分子材料科学高等研究機構, 助教 (30511919) ; 高見 誠一 東北大学, 多元物質科学研究所, 准教授 (40311550) ; 有田 稔彦 東北大学, 多元物質科学研究所, 助教 (50423033) ; 梅津 光央 東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (70333846) ; 青木 宣明 東北大学, 原子分子材料科学高等研究機構, 助教 (90437244)
• 研究期間 (年度): 2008-05-12 – 2013-03-31
• キーワード: 薄膜 / 微粒子形成操作

研究概要

金属酸化物ナノ粒子は、極めて広い分野での応用が期待され利用技術開発が進められている。本研究では、ナノ粒子系の分子設計とハンドリング・構造化のための基礎学理と単位操作の確立と、学術面においても、有機・無機融合学理、その反応工学、そしてナノ粒子系の熱力学の創出を目指した。また、ナノ粒子からなる超結晶合成のための技術基盤の確立に挑戦した。
１．有機・無機結合反応の機構解明、複合金属酸化物、金属硫化物、半導体合成の研究を昨年度に引き続き更に詳細に行い、ナノ粒子合成の最適条件を予測する手法・反応設計指針の完成を目指した。表面有機分子への高分子の導入により、高分子とのハイブリッド材料合成などこれまでの研究成果を集大成し、具体的な応用のための流体ハンドリング・構造形成技術の構築に取り組んだ。
２．高圧系のＰＶＴ測定装置を用いて、高分子－溶媒－分子様ナノ粒子間の相平衡の測定、熱量測定実験を行い、有機修飾ナノ粒子の熱物性評価法の確立を試みた。さらに、溶媒中に高濃度分散した分散液の粘性測定も行った。
３．昨年度に引き続き、ナノ粒子と表面電荷（官能基）の制御により、２成分および３成分系のナノ粒子の配列・分散制御を試み、２成分ナノ粒子が偏在することなく混合することに成功した。

現在までの達成度 (区分)

理由

24年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

24年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Surfactant-Assisted Hydrothermal Synthesis of Water-Dispersible Hafnium Oxide Nanoparticles in Highly Alkaline Media (2012)
  • 著者名/発表者名: A. Sahraneshin, S.Asahina, T.Togashi, V.Singh, S.Takami, D.Hojo, T. Arita, K.Minami, T.Adschiri
  • 雑誌名: Cryst Growth Des 巻: 12 ページ: 5219-5226
  • DOI: DOI:10.1021/cg3005739
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mechanistic study on the synthesis of one-dimensional yttrium aluminum garnet nanostructures under supercritical hydrothermal conditions in the presence of organic amines (2012)
  • 著者名/発表者名: A. Sahraneshin, S. Takami, D.Hojo, T. Arita, K.Minami, T. Adschiri
  • 雑誌名: CRYSTENGCOMM 巻: 14 ページ: 6085-6092
  • DOI: 10.1039/c2ce25494h
  • 査読あり
• [雑誌論文] Flocculation and Re-Dispersion of Colloidal Quantum Dots (2012)
  • 著者名/発表者名: N. Manabe, S. Hanada, N. Aoki, Y. Futamura, K. Yamamoto,T. Adschiri,
  • 雑誌名: Journal of chemical engineering of Japan 巻: 45 ページ: 917-923
  • 査読あり
• [雑誌論文] Highly Concentrated Colloidal Dispersion of Decanoic Acid Self-assembled Monolayer-protected CeO2 Nanoparticles Dispersed to a Concentration of up to 77 wt % in an Organic Solvent (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Arita, J.W.Yoo, Y.Ueda, T.Adschiri
  • 雑誌名: Chemistry Letters 巻: 41 ページ: 1235-1237
  • DOI: 10.1246/cl.2012.1235
  • 査読あり
• [雑誌論文] Neutron radiography on tubular flow reactor for hydrothermal synthesis: In situ monitoring of mixing behavior of supercritical water and room-temperature water (2012)
  • 著者名/発表者名: S.Takami, K.-I.Sugioka, T. Tsukada, T.Adschiri, K.Sugimoto, N. Takenaka, Y. Saito
  • 雑誌名: Journal of Supercritical Fluids 巻: 63 ページ: 46-51
  • DOI: 10.1016/j.supflu.2011.11.010
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis and morphology control of surface functionalized nanoscale yttrium aluminum garnet particles via supercritical hydrothermal method (2012)
  • 著者名/発表者名: A.Sahraneshin, S.Takami, K. Minami, D.Hojo, T.Arita, T.Adschiri
  • 雑誌名: PROGRESS IN CRYSTAL GROWTH AND CHARACTERIZATION OF MATERIALS 巻: 58 ページ: 43-50
  • DOI: 10.1016/j.pcrysgrow.2011.10.004
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis of shape-controlled and organic-hybridized hafnium oxide nanoparticles under sub- and supercritical hydrothermal conditions (2012)
  • 著者名/発表者名: A.Sahraneshin, S.Takami, D.Hojo, K. Minami, T.Arita, T.Adschiri
  • 雑誌名: Journal of Supercritical Fluids 巻: 62 ページ: 190-196
  • DOI: 10.1016/j.supflu.2011.10.019
  • 査読あり
• [雑誌論文] Continuous hydrothermal synthesis of 3,4-dihydroxyhydrocinnamic acid-modified magnetite nanoparticles with stealth-functionality against immunological response (2012)
  • 著者名/発表者名: T.Togashi , S.Takami , K. Kawakami , H.Yamamoto , T. Naka , K. Sato , K. Abe, T. Adschiri
  • 雑誌名: Journal of Material Chemistry 巻: 22 ページ: 9041-9045
  • DOI: 10.1039/C2JM30325F
  • 査読あり
• [雑誌論文] Rapid and continuous synthesis of cobalt aluminate nanoparticles under subcritical hydrothermal conditions with in-situ surface modification (2012)
  • 著者名/発表者名: JF. Lu, K.Minami, S. Takami, T.Adschiri
  • 雑誌名: Chemical Engineering Science 巻: 85 ページ: 50-54
  • DOI: 10.1016/j.ces.2012.01.061
  • 査読あり
• [雑誌論文] Simple and rapid synthesis of ZrO 2 nanoparticles from Zr(OEt) 4 and Zr(OH) 4 using a hydrothermal method (2012)
  • 著者名/発表者名: M.Taguchi, S. Takami, T. Adschiri, T.Nakane, K. Sato, T.Naka
  • 雑誌名: CrystEngComm 巻: 14 ページ: 2117-2123
  • DOI: 10.1039/c2ce06408a
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis of surface-modified monoclinic ZrO2 nanoparticles using supercritical water (2012)
  • 著者名/発表者名: M.Taguchi, S.Takami, T.Adschiri, T.Nakane, K.Sato, T.Naka
  • 雑誌名: CrystEngComm 巻: 14 ページ: 2132-2138
  • DOI: 10.1039/c2ce06409j
  • 査読あり
• [学会発表] Supercritical Hydrothermal Synthesis of Organic Modified Nanoparticles for the Fabrication of Hybrid Polymers (2012)
  • 著者名/発表者名: Tadafumi Adschiri
  • 学会等名: 14th International IUPAC CPnfrence on High Temperature Materials Chemistry HTMC-XIV
  • 発表場所: Beijing, China
  • 年月日: 20120909-20120913
  • 招待講演
• [学会発表] Green chemistry route for organic modified nanoparticle synthesis by using SCW (2012)
  • 著者名/発表者名: Tadafumi Adschiri
  • 学会等名: Gordon Research Conferences Green Chemistry
  • 発表場所: llCiocco Tuscany Resort Italy
  • 年月日: 20120722-20120727
  • 招待講演
• [学会発表] Supercritical hydrothermal synthesis of organic modified nanoparticles -Toward super hybrid materials- (2012)
  • 著者名/発表者名: Tadafumi Adschiri
  • 学会等名: ACHEMA 2012 IPNF2012 International Powder and Nanotechnology Fourm
  • 発表場所: Frankfurt, Germany
  • 年月日: 20120619-20120620
  • 招待講演
• [学会発表] Supercritical Route for Super Hybrid Materials (2012)
  • 著者名/発表者名: Tadafumi Adschiri
  • 学会等名: ISSF 10th International Symposium on Supercritical Fluids
  • 発表場所: San Francisco. CA, USA
  • 年月日: 20120513-20120516
  • 招待講演