| 研究課題/領域番号 |
25246013
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| 研究機関 | 独立行政法人物質・材料研究機構 |
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研究代表者 |
名嘉 節 独立行政法人物質・材料研究機構, その他部局等, 主席研究員 (30344089)
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| 研究分担者 |
田口 実 中央大学, 理工学部, 助教 (00455859)
橋新 剛 熊本大学, 自然科学研究科, 准教授 (20336184)
上床 美也 東京大学, 物性研究所, 教授 (40213524)
高見 誠一 東北大学, 多元物質科学研究所, 准教授 (40311550)
中根 茂行 独立行政法人物質・材料研究機構, その他部局等, その他 (40354302)
冨樫 貴成 山形大学, 理学部, 助教 (80510122)
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| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2017-03-31
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| キーワード | 海底熱水噴出孔 / 超臨界水熱場 / ナノ結晶 / 表面修飾 / 衝突反応 |
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| 研究実績の概要 |
超臨界および亜臨界水熱場中では、表出する結晶面やサイズをコントロールした酸化物ナノ結晶を合成することができる。本研究課題では、この合成法を発展させたナノ結晶合成の連続的なプロセスとして、「海底熱水噴出孔」近傍の反応・晶出機構を再現・応用した新しい水熱合成法の確立に取り組む。今年度の実績は以下のようである。1)ジルコニア（ジルコニウム酸化物）に関して、無機結晶相の制御法を既存のワンショット 型合成技術を用いて開発した。ジルコニアナノ結晶の結晶相は、通常比較的低温で合成されることから準安定相である正方晶が安定相である単斜晶と混合相を形成する。亜臨界水熱場を使用した合成法を用いることにより、単斜晶ジルコニアの単相化に成功した。この合成法は簡便なため大量合成に応用できると期待される。2) 昨年度の結果を踏まえ、従来型の流通式超臨界水ナノ結晶合成を用いてコバルト酸化物の結晶相制御と大量合成を達成した。また、有機分子による表面修飾が可能であることを確認した。各種溶媒への高分散が期待される。3)昨年度開発した反応容器のプロトタイプをモチーフとして「熱水噴出孔型」反応装置を開発した。有機分子で表面修飾したセリアナノ粒子の大量合成に成功した。本装置は複数の金属源（プリカーサー）を熱水反応場に導入することができ、比較的大きな口径を生かして無機結晶相を基板に積層させる機構を導入することができるなど、従来の流通式反応装置には無い特徴を有する。
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| 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
今年度は以下の３つのサブテーマ1)ワンショット型合成法による準安定状態の無機ナノ
結晶抽出 2)「海底熱水噴出孔」型のナノ結晶合成装置の開発 3)同反応装置を用いたナノ結晶合成に関して研究を行った。1)に関しては、ワンショット型合成法での結果を踏まえて流通式によるコバルト酸化物の結晶相制御と大量合成を順調に達成できた。2)に関しては、比較的大きな反応管体積を有することから安全性に重点を置いた開発に努めたため時間がかかったが、年度内に装置が完成しセリアナノ結晶の大量合成に成功した。したがって、全体として上記達成度区分と評価した。
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| 今後の研究の推進方策 |
研究実施計画に大きな変更は無く、以下のサブテーマ「海底熱水噴出孔」型のナノ結晶合成装置を用いた熱水中反応の時間発展構造に取り組む。また、同装置へオプションとして導入した基板ホルダーを用いて、超・亜臨界熱水場における無機結晶の積層化および配向化に取り組む。研究を遂行する上での問題点は無い。
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