組織化された界面反応場を用いる微粒子材料の調製とナノ構造制御

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13650813
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 平井 隆之 大阪大学, 太陽エネルギー化学研究センター, 教授 (80208800)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 白石 康浩 大阪大学, 太陽エネルギー化学研究センター, 助手 (70343259)
• Keywords: 乳化液膜 / エマルション / 微粒子材料 / 希土類酸化物 / 希土類酸硫化物 / 蛍光体 / 粒径制御 / アップコンバージョン発光

Research Abstract

組織化された界面反応場として、有機分子が組織的に会合した有機/水二相界面を挙げることができる。このような反応場は、物理的にサイズが制御されているのみならず、生体組織中の無機物が自在に微細構造を形成する現象、すなわちバイオミネラリゼーションとも関連しており、バイオミメティックな化学の観点からも興味深い特殊な反応場であるといえる。このような組織化された反応場として、本研究ではW/O/W型エマルションを用い、無機微粒子材料の調製に関して検討した。
W/0/W型エマルション系の外水相から希土類金属イオンを抽出させ、内水相へ輸送することにより、内水相中で粒径が数十〜数百ナノメートルに制御された希土類しゅう酸塩微粒子を調製した。これを焼成することでGd_2O_3:Eu^<3+>およびGd_2O_2S:Eu^<3+>赤色蛍光体微粒子を合成した。特に、酸硫化物の合成には、硫黄を含む窒素気流中での焼成が有効であることを明らかにした。
また、同様の手法で合成した粒径50nm程度に微小化されたY_2O_3:Yb,Er粒子は、赤外レーザーの照射により可視光(赤色光)を発光する「赤外可視変換型(アップコンバージョン)蛍光体」として機能することを示した。このように蛍光体粒子を微細化することによって、イムノアッセイへの応用が可能になるものと期待される。
さらに、粒径50nm程度の希土類しゅう酸塩微粒子を調製したエマルション系をそのまま基板上にスピンコート塗布し、焼成することによって、緻密な微粒子薄膜材料の調製が可能であることを明らかにした。

Research Products

• [Publications] Syouhei Nishihama, Takayuki Hirai, Isao Komasawa: "The Preparation of Rare Earth Phosphate Fine Particles in an Emulsion Liquid Membrane System"Journal of Materials Chemistry. 12(4). 1053-1057 (2002)
• [Publications] Takayuki Hirai, Takashi Hirano, Isao Komasawa: "Preparation of Gd_2O_3 : Eu^<3+> and Gd_2O_2S : Eu^<3+> Phosphor Fine Particles Using an Emulsion Liquid Membrane System"Journal of Colloid and Interface Science. 253(1). 62-69 (2002)
• [Publications] Takayuki Hirai, Takuya Orikoshi, Isao Komasawa: "Preparation of Y_2O_3 : Yb, Er Infrared-to-Visible Conversion Phosphor Fine Particles Using an Emulsion Liquid Membrane System"Chemistry of Materials. 14(8). 3576-3583 (2002)
• [Publications] 折越卓哉, 平井隆之, 駒沢 勲: "乳化液膜系を反応場とするY_2O_3 : Yb, Er赤外可視変換蛍光体微粒子の調整"希土類. 40. 210-211 (2002)