2018 Fiscal Year Annual Research Report
放射線によるナノ粒子材料創成のその場観察と機能材料の実用化
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15H02342
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
山本 孝夫 大阪大学, 工学研究科, 教授 (00174798)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中川 貴 大阪大学, 工学研究科, 招へい教授 (70273589)
清野 智史 大阪大学, 工学研究科, 准教授 (90432517)
仁谷 浩明 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 助教 (20554603)
堀 史説 大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (20275291)
水越 克彰 東北大学, 金属材料研究所, 特任准教授 (60342523)
田中 真悟 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エネルギー・環境領域, 研究グループ長 (50357448)
久貝 潤一郎 神戸市立工業高等専門学校, その他部局等, 准教授 (80617134)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | ナノ粒子 / 放射線 / 構造・機能解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
放射線を利用したナノ粒子材料の創製を、協力企業に設置された加速器電子線（4.8 MeV、10 mA）もしくは阪大のコバルト60ガンマ線照射施設を用いて実施した。昨年度までの検討を生かしつつ、Ptを主元素とする二元系金属ナノ粒子が担体表面に担持した複合ナノ粒子の生成プロセスの解明に向けての検討を行った。昨年度までの検討により、生成する二元系粒子の構造を支配する要因として出発原料金属イオンの担体への吸着量が強く影響することが示唆されていた。その知見に基づき、適用する担体材料の物性をパラメータとすることで、目的に応じた二元系合金ナノ粒子担持触媒が合成できることを実証した。貴金属以外のナノ粒子合成についての検討および応用に関する検討として、非白金触媒として有望なNb2O5ナノ粒子がカーボン担体に担持した複合ナノ粒子を得ることにも成功している。新たな試みとして、無電解めっき反応に用いる触媒としての応用を検討した。担体として樹脂材料を用い、その表面にパラジウムナノ粒子を固定化し触媒として機能させることで、新たな無電解めっきプロセスを構築する基礎検討を行った。その結果、樹脂表面のエッチングを行っていないにも関わらず、非常に強固にめっき処理できることを見出した。またパラジウムコロイドおよび銅コロイドの安定合成に成功し、市販の無電解めっき用触媒と比較して遜色ない性能することを見出しており、今後さらに検討を進める予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
これまでに明らかとなった生成機構に基づいた材料設計を行い、一部では狙い通りの粒子材料が得られており、実際に機能発現を確認できている。また得られた材料の新規用途開発も進んでいる。研究を進めるための手法についてもほぼ確立されつつあり、それらを活用した成果が今後も順調に得られる見込みである。
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| Strategy for Future Research Activity |
ナノ粒子材料の創製には、これまでの蓄積を活かして、ダイナミトロン型加速器電子線とコバルト60ガンマ線の照射施設を利用する。それぞれ、協力関係にある民間施設と阪大の施設を活用する。粒子材料の解析には、放射光（PF、SPring-8、あいちシンクロトロン）を利用したXAFS、収差補正TEM、汎用TEM、XRD（H27年度に更新）、ICP、FTIR等の機器（メンバーの所属機関に整備済み）を用いた分析手法を適用する。これらの実験や観察から得られるデータから、想定される化学反応を組み合わせた粒子創製モデルの検討をさらに進め、一つの学術体系として確立したい。
従来進めてきた燃料電池触媒や抗微生物といった応用に加え、無電解めっき反応といった新たな分野での適用可能性についても検討を進めていく。
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Research Products
(19 results)
