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金属ナノワイヤは、その一次元構造に特徴的な物性を示し、物性は構造に依存する。本研究では、金ナノワイヤに着目し、金ナノワイヤの構造解析と、金ナノワイヤ構造とその分散液のレオロジー特性の関係解明について取り組み、学術論文2報、国際学会2件、国内学会4件の成果を得た。成果の詳細を以下に示す。
①静的光散乱法による金ナノワイヤの構造解析
静的光散乱法とは、散乱光強度の角度依存性から散乱体の構造情報を得る手法で、解析には散乱体の幾何学形状に応じた関数式が用いられる。本研究では、みみず鎖モデルを用いた解析により、金ナノワイヤの長さや持続長といった構造パラメーターを算出することに成功した。また、ナノワイヤが「Attachmentモデル」で成長しており、また、伸長に伴いワイヤ間の絡み合いによるフォールディングが生じることを明らかにした。
②金ナノワイヤ構造とそのレオロジー特性との関係解明
金ナノワイヤの一次元構造に特徴的な物性としてレオロジー特性に着目し、ナノワイヤ構造とレオロジー特性の関係解明に取り組んだ。金ナノワイヤ分散液の粘度は、ワイヤ長に応じて変化し、非ニュートン性流体の挙動を示した。また、動的粘弾性測定から得られた貯蔵・損失弾性率の周波数依存性を、マクスウェルモデルを用いて解析することで、鎖長が5.1μmの金ナノワイヤに応力印加した際、複数の緩和過程があることが分かった。ひも状構造体に応力印加した際、構造体自身の緩和（ラウス緩和）と、ひも同士の絡み合いに起因する緩和（レプテーション緩和）がある。つまり、複数の緩和過程は、ワイヤの伸長に伴い、ワイヤ自身の絡み合いに加え、ワイヤ間の絡み合いの効果が生じたためであると考えられる。実際に電子顕微鏡観察より、ワイヤ内やワイヤ間での絡み合いによる高次構造の形成が確認でき、絡み合い構造の形成がレオロジー特性発現の要因である事を示唆する結果を得た。
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