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2020 年度 実績報告書

液中プラズマプロセッシングを用いたバルクから合成するハイエントロピー合金ナノ粒子

公募研究

研究領域ハイエントロピー合金:元素の多様性と不均一性に基づく新しい材料の学理
研究課題/領域番号 19H05162
研究機関北海道大学

研究代表者

米澤 徹  北海道大学, 工学研究院, 教授 (90284538)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2021-03-31
キーワードハイエントロピー合金 / ナノ粒子 / 液中プラズマ / 構造解析 / コーティング
研究実績の概要

液中でのプラズマ法を用いたハイエントロピー合金(HEA)ナノ粒子の直接合成に引き続き従事した。ハイエントロピー合金とは多元素を等モル程度含んだ合金のことである。液中プラズマ、さらには、レーザーアブレーション法の適用、酸化した多元素合金の還元、その際における合金ナノ粒子のカプセル化に挑戦し結果をえた。レーザーアブレーション法と同様液中プラズマ法においても、前周期遷移金属の場合には酸化したナノ粒子が生成した。溶媒を有機溶媒に代えても、還元体を得ることが難しかった。
本研究では前周期遷移金属に集中し、得られたナノ粒子は還元操作によってハイエントロピーナノ粒子化できると考え、水素環境場における還元によって微細な合金ナノ粒子の合成に挑戦した。
筆者らは酸化スズをベーマイトでコーティングし還元操作によってコアシェル構造を持つナノ粒子の合成に成功している。そこで、ハイエントロピー合金ナノ粒子においても、還元操作においては金属酸化物コーティングを行い、還元操作時の融合・凝集を防ぐ操作を行った。本研究においてもべーマイト処理法を用いて、それによって粒子1つをアルミナコートすることに成功した。つまり、べーマイトコーティング手法は汎用的で、比較的幅広い合金系に適応できる可能性を見出した。
得られたナノ粒子についてさらにXRD、TEM、SEMなどによって構造解析を行った。まだ十分なデータの蓄積が得られていないので引き続き検討する。

現在までの達成度 (段落)

令和2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

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2021 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Pt/Ag Solid Solution Alloy Nanoparticles in Miscibility Gap Synthesized by Co-Sputtering onto Liquid Polymer2021

    • 著者名/発表者名
      Mingbei Zhu, Mai Thanh Nguyen, Yuen-ting Rachel Chau, Lianlian Deng, and Tetsu Yonezawa
    • 雑誌名

      Langmuir

      巻: 37 ページ: 印刷中

    • 査読あり
  • [学会発表] Pt/Ag solid solution alloy nanoparticles synthesized by co-sputtering onto liquid polymer2021

    • 著者名/発表者名
      Mingbei Zhu,Mai Thanh Nguyen,Tetsu Yonezawa
    • 学会等名
      第56回応用物理学会北海道支部・第17回日本光学会北海道支部合同学術講演会
  • [備考] 先進材料ハイブリッド工学研究室

    • URL

      https://nanoparticle.hokkaido.university/

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公開日: 2021-12-27  

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