水溶液錯体化学に立脚したナノフォトセラミックスの合成：高度機能開拓と新物質探索

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22246081
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 無機材料・物性
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 垣花 眞人 東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (50233664)
• 研究分担者: 冨田 恒之 東海大学, 理学部, 講師 (00419235)
• 研究期間 (年度): 2010-05-31 – 2014-03-31
• キーワード: 水 / グリーンプロセス / ナノ光結晶 / 水溶性金属錯体 / フォトセラミックス / 物質探索 / 高度機能化

研究概要

本研究課題では、水溶液錯体化学立脚した手法により、フォトセラミックスを対象とした高度機能化と新規物質探索を目的としていた。高度機能化においては、例えば、水分散性ケイ素化合物を利用した水溶液プロセスによる白色LED用としての応用が期待できる蛍光体の高輝度化や水分解光触媒および超親水性材料における高度機能化を達成した。材料探索では、シリコン含有化合物を中心とし、複数の新規フォトセラミックスを見出した。加えて開発した材料の高度機能化にも取り組み、その結果それらは、民間企業において実用化に向けた検討がなされている。

研究成果

• [雑誌論文] Exploration of New Phosphors Using a Mineral-Inspired Approach in Combination with Solution Parallel Synthesis (2013)
  • 著者名/発表者名: Masato Kakihana, Jihae Kim, Tetsufimi Komukai, Hideki Kato, Yasushi Sato, Makoto Kobayashi, Yuji Takatsuka
  • 雑誌名: Optics and Photonics Journal 巻: 3 ページ: 13-18
  • DOI: 10.4236/opj.2013.36A006
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis of photofunctional ceramics by various solution processes (2013)
  • 著者名/発表者名: Koji Tomita
  • 雑誌名: Journal of the Ceramic Society of Japan 巻: 121 ページ: 841-846
  • DOI: 10.2109/jcersj2.121.841
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis and morphology control of YBO_3 : Tb^<3+> green phosphor by precipitation from homogeneous solution (2013)
  • 著者名/発表者名: Noriyuki Naruse, Koji Tomita, Michio Iwaoka, Masato Kakihana
  • 雑誌名: Journal of the Ceramic Society of Japan 巻: 121 ページ: 502-505
  • DOI: 10.2109/jcersj2.121.502
  • 査読あり
• [雑誌論文] Orange emission from new (Ba_<1-X>Sr_X)_4Al_2S_7 : Eu^<2+> thioaluminate phosphors with visible light excitation (2013)
  • 著者名/発表者名: Takahiko Hasegawa, Hideki Kato, Yuji Takatsuka, Makoto Kobayashi, Hisanori Yamane, Masato Kakihana
  • 雑誌名: ECS Journal of Solid State Science & Technology 巻: 2 ページ: R3107-R3111
  • DOI: 10.1149/2.019302jss
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis of titanium-based ceramics by a new synthetic route of water-soluble titanium complexes (2011)
  • 著者名/発表者名: Kazuhiro Yamamoto, Satoshi Matsushima, Koji Tomita, Yasuyuki Miura, Masato Kakihana
  • 雑誌名: Journal of the Ceramic Society of Japan 巻: 119 ページ: 494-497
  • DOI: 10.2109/jcersj2.119.494
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of new solution method using citric acid and ethylenediamine for borate compounds (2011)
  • 著者名/発表者名: Yuma Martumoto, Koji Tomita, Yoshika Sekine, Masato Kakihana
  • 雑誌名: Journal of the Ceramic Society of Jap 巻: 119 ページ: 486-489
  • 査読あり
• [雑誌論文] 光機能無機材料の粒子形態制御合成技術～光散乱制御による機能向上～ (2011)
  • 著者名/発表者名: 冨田恒之
  • 雑誌名: 月刊ファインケミカル 巻: 40 ページ: 45-52
• [学会発表] 粒子形態制御のための分子と反応のケミカルデザイン (2014)
  • 著者名/発表者名: 冨田恒之
  • 学会等名: 日本セラミックス協会2014年年会サテライトプログラム第2回ケミカルフィールド研究討論会
  • 発表場所: 神奈川
  • 年月日: 2014-03-17
• [学会発表] Exploration of New Phosphors Using a Mineral-Inspired Approach in Combination with Solution Parallel Synthesis (2013)
  • 著者名/発表者名: Masato Kakihana, Yasushi Sato, Makoto Kobayashi, Hideki Kato, Takaki Masaki, Dae-Ho Yoon
  • 学会等名: Phosphor Safari 2013
  • 発表場所: 韓国・済州島
  • 年月日: 2013-10-20
• [学会発表] 溶液化学的プロセスによる光機能材料の精密合成と高機能化 (2013)
  • 著者名/発表者名: 冨田恒之
  • 学会等名: 日本セラミックス協会2013年年会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2013-03-19
• [学会発表] Synthesis and characterization of CeO_2 up-conversion phosphors (2012)
  • 著者名/発表者名: Koji Tomita , Noriyuki Naruse , Yu Oyanagi , Satoshi Ogawa , Kiyofumi Katagiri,Masato Kakihana
  • 学会等名: 日本希土類学会第30回講演会・30周年記念国際シンポジウム
  • 発表場所: 沖縄
  • 年月日: 2012-11-08
• [学会発表] Mineral inspired approach for exploration of new phosphors in combination with the solution parallel synthesis technology (2012)
  • 著者名/発表者名: Masato Kakihana
  • 学会等名: The 12th International Meeting on Information Display
  • 発表場所: 韓国・大邱
  • 年月日: 2012-08-28
• [学会発表] 鉱物にヒントを得た溶液並列合成法による新蛍光体の探索 (2012)
  • 著者名/発表者名: 垣花眞人,金知慧,閔智泓,手束聡子,小林亮,加藤英樹,小向哲史,高塚裕二
  • 学会等名: 蛍光体同学会 第344回講演会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2012-08-03
• [図書] ゾル-ゲル法の最新応用と展望 (2014)
  • 著者名/発表者名: 冨田恒之,垣花眞人
  • 総ページ数: 13-19
  • 出版者: (株)シーエムシー出版
• [図書] 技術シーズを活用した研究開発テーマの発掘 (2013)
  • 著者名/発表者名: 垣花眞人
  • 総ページ数: 330-337
  • 出版者: (株)技術情報協会
• [備考] 本研究で得られた成果に対し,下記2件の研究功績賞/学術賞を研究代表者および分担者が受賞した。
• [備考] ① 冨田恒之,日本セラミックス協会・第67回(平成24年度)進歩賞,業績題目「溶液化学的プロセスによる光機能材料の精密合成と高機能化
• [備考] ② 垣花眞人,平成25年度科学技術分野の文部科学大臣表彰 科学技術賞(研究部門),業績題目「鉱物にヒントを得た溶液並列合成法による新蛍光体探索の研究」
• [備考] 東北大学多元物質科学研究所垣花研究室
  • URL: http://www.tagen.tohoku.ac.jp/labo/kakihana/
• [備考] 新機能無機物質探索研究センター
  • URL: http://www.tagen.tohoku.ac.jp/center/CENIM/index.html
• [備考] 東海大学理学部冨田研究室
  • URL: http://www.geocities.jp/tomitalabo/