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貴金属ナノ粒子は可視光と相互作用して、局在表面プラズモン共鳴（LSPR）に基づく強い光吸収および光散乱を示す。LSPRの吸収断面積は著しく大きいため、吸収される光エネルギーは超高速・高効率で熱エネルギーに変換される。従来、「光熱変換」の研究は、表面増強ラマン、蛍光増強等の「プラズモン増強」にくらべて重要性は低いと考えられてきた。しかし、最近、ナノ粒子の光熱変換をドラッグデリバリーや腫瘍細胞の温熱治療に利用する研究が盛んになり、今後、今後有用な分野として注目される。そこで、更なる応用技術開拓のために光熱変換に関する基盤的研究の推進をおこなった。
本研究では、過渡吸収分光法を用いた水溶液中の金ナノ粒子コロイドとナノ病パルスレーザーとの相互作用による粒子の温度上昇のピコ秒時間分解計測、金ナノ粒子を水中で連続波レーザー加熱して発生する蒸気バブルの原子間力顕微鏡（AFM）を用いた研究および光熱効果を利用した高分子のマニピュレーションやナノファブリケーションに取り組んだ。
その結果、過渡吸収分光法を用いて温度上昇によるプラズモンブリーチを捉えることができた。大気圧下と60 MPaの高圧下ではブリーチは高圧下のほうが著しく、大気圧ではバブルが発生していると考えられた。ただし、温度上昇の詳細な計測は信号対ノイズ比の改善が困難なんため、今後の課題である。また、AFMを用いることにより、蒸気バブルから空気への置換によって長寿命のナノバブルへの変換過程をとらえることができた。さらに、ポリマー溶液中で基板に固定した金ナノ粒子をレーザー加熱することにより、ポリマー分子の流れをつくりだしポリマーを金ナノ粒子の周りに固定化することができた。温度応答性ポリマーを用いたレーザーのオンオフに応答する相分離も観測した。
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