アルミナ細孔を利用したメソポーラス材料の創製と分析場への応用

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15750062
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 山口 央 東北大学, 大学院・理学研究科, 助手 (10359531)
• Keywords: ナノ複合体 / メソポーラス / 陽極酸化アルミナ

Research Abstract

界面活性剤-シリカナノ複合体の原料を含んだ溶液を直径200nmの細孔径が配列した陽極酸化アルミナ基板のアルミナ細孔内に導入し,アルミナ細孔内に界面活性剤-シリカナノ複合体を形成する。本研究では界面活性剤としてCTAB,シリカ源としてTEOSを用いている。形成した界面活性剤-シリカナノ複合体のマクロ構造をSEM,メソ構造をTEM,窒素吸着測定により観測したところ,界面活性剤-シリカナノ複合体は界面活性剤の棒状ミセルを鋳型として形成したシリカナノチャンネルの集合体であり,かつそのチャンネル方向はアルミナ細孔と同様であることが明らかとなった。
本研究で形成したアルミナ膜中の界面活性剤-シリカナノ複合体は,そのチャンネル方向から,分子の膜透過が可能であり,精密な分子ふるい能を有する分離膜として応用可能であると考え,サイズの異なる様々な分子の膜透過挙動を観測した。その結果,シリカナノチャンネルのサイズ以下の分子サイズの比較的小さな分子については膜透過が観測されたものの,シリカナノチャンネルのサイズ以上の大きな分子は全く膜透過しないことを確認した。
また,陽極酸化アルミナ細孔内に形成した界面活性剤-シリカナノ複合体をナノ構造を有する疎水場としてとらえ,液液あるいは固相抽出を模倣した化学センサーチップへの展開も図った。本年度は,界面活性剤-シリカナノ複合体中で希土類のジケトン錯体に対しビピリジンが不可配位することを確認した。
以上のように,本年度の研究によって,界面活性剤-シリカナノ複合体のマクロ構造制御とメソ構造解析,さらにナノチャンネルを利用した分子のサイズ分離の可能性について検証し,分析場への応用を図った。

Research Products

• [Publications] Akira Yamaguchi, Fumiaki Uejo, Takashi Yoda, Tatsuya Uchida, Yoshihiko Taramura, Tomohisa Yamashita, Norio Teramae: "Self Assembly of Silica-Surfactant Nanocomposite in Porous Alumina Membrane"Nature Materials. Accepted.