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2016 年度 実績報告書

内包粒子の規則配列構造を外場制御できる新規中空コロイド結晶の作製と機能創出

研究課題

研究課題/領域番号 26286019
研究機関東北大学

研究代表者

長尾 大輔  東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (50374963)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワードナノ粒子 / 中空粒子 / 規則配列 / 可動
研究実績の概要

Yolk/Shell粒子(主にシリカコアを中空部に内包した粒子)の3次元規則配列体の光学特性を引き続き検討した。単分散なYolk/Shell粒子を制限領域において自然沈降させて得られた3次元規則配列体の反射スペクトルを測定したところ、入射角によってピーク波長が変化する反射スペクトルが得られた。Braggの反射式を用いて検出ピーク波長を詳細に調べたところ、3次元規則配列体を構成する材料(シリカ)の屈折率、中空部の体積、面間隔を考慮することで、入射角に依存する実測ピーク波長をBraggの反射式で表現することができた。理論ピーク波長との比較から、入射角に依存する反射ピークは、中空部に閉じ込めたシリカ粒子に由来することを特定することができた。液中にある3次元規則配列体内のシリカ粒子の多くはブラウン運動により中空閉空間を動き回ることができことから、交流電場等の外部からの刺激に応じて反射ピーク波長の位置を制御できる可能性を示すことができた。
金ナノ粒子を内包したYolk/Shell粒子については、金ナノ粒子の電場応答性を明らかにするため、粒径数十ナノメートル程度の金ナノ粒子の電場応答性を初めに検討することにした。水中に分散する金ナノ粒子に対して種々の周波数の電場を印加したところ、低周波数領域において金ナノ粒子は強い電場応答性を示し、金ナノ粒子特有の赤い懸濁液の色が電場印加によって紫色あるいは黒色に変化した。また、粒子径が異なる金ナノ粒子の懸濁液にそれぞれ交流電場を印加したところ、周波数応答特性が金ナノ粒子サイズに強く依存することを確認した。このような懸濁液色の変化は、金ナノ粒子が液中で凝集したことを示唆する結果であり、今後集積する金ナノ粒子間距離を精密かつ可逆的に制御するには、可動金コア内包型のYolk/Shell粒子の規則配列化が必須となることを明確にすることができた。

現在までの達成度 (段落)

28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

28年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額が生じた理由

28年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額の使用計画

28年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (18件)

すべて 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 1件、 査読あり 6件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 1件) 備考 (1件) 産業財産権 (3件)

  • [国際共同研究] ユトレヒト大学(オランダ)

    • 国名
      オランダ
    • 外国機関名
      ユトレヒト大学
  • [雑誌論文] Yolk/shell colloidal crystals incorporating movable cores with their motion controlled by an external electric field2017

    • 著者名/発表者名
      Kanako Watanabe, Haruyuki Ishii, Mikio Konno, Arnout Imhof, Alfons van Blaaderen, Daisuke Nagao
    • 雑誌名

      Langmuir

      巻: 33(1) ページ: 296-302

    • DOI

      10.1021/acs.langmuir.6b03116

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Phosphor-free silica-coating of monodisperse cores for dual functionalization with luminescent and mesoporous shell2017

    • 著者名/発表者名
      Haruyuki Ishii, Shunsuke Kawai, Daisuke Nagao, Mikio Konno
    • 雑誌名

      Microporous and Mesoporous Materials

      巻: 241 ページ: 366-371

    • DOI

      10.1016/j.micromeso.2016.12.014

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Optimized Thermal Treatment for Preparation of Double Inverse Opals Incorporating Movable Cores2017

    • 著者名/発表者名
      Kenta Yamada, Daisuke Nagao, Haruyuki Ishii, Mikio Konno
    • 雑誌名

      Journal of Chemical Engineering of Japan

      巻: 50(1) ページ: 64-67

    • DOI

      10.1252/jcej.16we146

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Low-temperature synthesis of water-dispersible magnetic composite particles with high monodispersity2016

    • 著者名/発表者名
      Chika Suwabe, Noriko Yamauchi, Daisuke Nagao, Haruyuki Ishii, Mikio Konno
    • 雑誌名

      Colloid and Polymer Science

      巻: 294(12) ページ: 2079-2085

    • DOI

      10.1007/s00396-016-3971-y

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Imprinting dimples on narrowly dispersed polymeric spheres by heterocoagulation between hard polymer particles and soft oil droplets2016

    • 著者名/発表者名
      Kanji Kadowaki, Haruyuki Ishii, Daisuke Nagao, Mikio Konno
    • 雑誌名

      Langmuir

      巻: 32(44) ページ: 11600-11605

    • DOI

      10.1021/acs.langmuir.6b02688

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis of phosphor-free luminescent, monodisperse, mesoporous silica nanoparticles in the co-presence of double- and single-chain cationic surfactants2016

    • 著者名/発表者名
      Haruyuki Ishii, Shunsuke Kawai, Daisuke Nagao, Mikio Konno
    • 雑誌名

      Advanced Powder Technology

      巻: 27(2) ページ: 448-453

    • DOI

      10.1016/j.apt.2016.01.010

    • 査読あり
  • [学会発表] 磁場応答特性向上のための磁性複合粒子の液中分散性制御2017

    • 著者名/発表者名
      小濵奈月、石井治之、今野幹男、長尾大輔
    • 学会等名
      化学工学会第82年会
    • 発表場所
      芝浦工業大学(東京都・江東区)
    • 年月日
      2017-03-06 – 2017-03-08
  • [学会発表] 単分散粒子を鋳型としたポリマーインバースオパールの作製プロセスについて2017

    • 著者名/発表者名
      八幡あゆみ、石井治之、今野幹男、長尾大輔
    • 学会等名
      化学工学会第82年会
    • 発表場所
      芝浦工業大学(東京都・江東区)
    • 年月日
      2017-03-06 – 2017-03-08
  • [学会発表] ナノ粒子担持状態を制御可能なポリマー層形成プロセスに関する検討2017

    • 著者名/発表者名
      重田望、石井治之、長尾大輔
    • 学会等名
      第19回化学工学会学生発表会【東日本】
    • 発表場所
      東京農工大学(東京都・小金井市)
    • 年月日
      2017-03-04 – 2017-03-04
  • [学会発表] 重合性シリコーン油滴とのヘテロ凝集を利用したポリマー粒子表面の凹凸制御2016

    • 著者名/発表者名
      田島優衣、門脇侃志、石井治之、今野幹男、長尾大輔
    • 学会等名
      高分子ミクロスフェア討論会
    • 発表場所
      千葉大学(千葉県・千葉市)
    • 年月日
      2016-11-07 – 2016-11-09
  • [学会発表] Synthesis of golf ball-like particles using monodisperse oil droplets2016

    • 著者名/発表者名
      Y. Tajima、H. Ishii、M. Konno、D. Nagao
    • 学会等名
      12th Japan-Korea Symposium on Materials & Interfaces
    • 発表場所
      Gotemba Kogen Resort-Toki No Sumika(Shizuoka・Japan)
    • 年月日
      2016-11-02 – 2016-11-04
    • 国際学会
  • [学会発表] シリコーン油滴を利用したヘテロ凝集による粒子表面凹凸制御2016

    • 著者名/発表者名
      田島優衣、石井治之、今野幹男、長尾大輔
    • 学会等名
      化学工学会第48回秋季大会
    • 発表場所
      徳島大学(徳島県・徳島市)
    • 年月日
      2016-09-06 – 2016-09-08
  • [学会発表] メソポーラスシリカ粒子の単分散化と細孔径制御2016

    • 著者名/発表者名
      奈良光展、石井治之、今野幹男、長尾大輔
    • 学会等名
      化学工学会第48回秋季大会
    • 発表場所
      徳島大学(徳島県・徳島市)
    • 年月日
      2016-09-06 – 2016-09-08
  • [備考] 東北大学大学院工学研究科 化学工学専攻 長尾研究室HP

    • URL

      https://www.che.tohoku.ac.jp/~mpe/

  • [産業財産権] 磁性体複合粒子およびその製造方法、並びに免疫測定用粒子2017

    • 発明者名
      長尾大輔、石井治之、小濱奈月、後藤昌大、上山俊彦
    • 権利者名
      国立大学法人東北大学、DOWAエレクトロニクス株式会社
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2017-028302
    • 出願年月日
      2017-02-17
  • [産業財産権] 光学素子、光学素子を用いたデバイスおよび光学素子の製造方法2016

    • 発明者名
      長尾大輔、今野幹男、渡部花奈子
    • 権利者名
      国立大学法人東北大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2016-098658
    • 出願年月日
      2016-05-17
  • [産業財産権] 磁性体複合粒子およびその製造方法、並びに免疫測定用粒子2016

    • 発明者名
      長尾大輔、今野幹男、石井治之
    • 権利者名
      国立大学法人東北大学、DOWAエレクトロニクス株式会社
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2016-171157
    • 出願年月日
      2016-09-01

URL: 

公開日: 2018-01-16  

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