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本研究では、我々が独自に開発してきた単分散球状シリカナノ粒子や、本研究で開発する様々なナノ粒子系をナノビルディングユニット (NBU) に用い、これらを一次元から三次元までの様々な次元において自在に集積するボトムアッププロセスを開発する。これに
より、従来の技術では成し得なかった新規機能の創出を目指す。この目的に向けて、以下の三項目に重点的に取り組む。1) NBUの合成法の開発：サイズ、組成、形状、内部構造の多様化。2) NBUの各種次元配列制御：NBUと有機機能分子あるいは生体分子などの物質系との協奏的相互作用を利用して、配列構造や次元を制御。3) NBUからの階層的コロイド結晶の創製：多成分のNBUからナノ空間・マイクロ空間を有する階層構造を創出することで、新規のシステム・デバイスを創出。本年度は、上記の各項目に関して以下の成果を得た。
1) 金属コアーメソポーラスシリカシェルナノ粒子を、従来法にくらべて簡便かつ環境低負荷なプロセスで合成した。単分散球状シリカナノ粒子を鋳型として、粒子形状の均一性がきわめて高い中空有機シリカナノ粒子を合成した。表面にナノサイズの凹凸を有しながらも単結晶性を示すロッド状酸化チタンナノ粒子を得た。
2) 市販の金属酸化物ナノ粒子（酸化スズ、酸化セリウム等）のコロイド分散液に、アミノ酸とアルコールを添加することにより、ナノ粒子が一次元の数珠状構造へと自己集合することを見出した。また、単分散球状シリカナノ粒子のコロイド分散液にポリプロピレンオキシド (PPO) とポリエチレンオキシド (PEO) からなる PPO-PEO-PEO 型のブロックコポリマーを添加して水熱処理するとシリカナノ粒子が三次元のベシクル状へと自己集合することを明らかにした。
3) 2)で作製したナノ粒子ベシクルに他の金属酸化物ナノ粒子を担持させ、多成分からなる階層構造を作製した。
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