2013 Fiscal Year Research-status Report
単一イオン照射法による機能性融合ナノマテリアルの創製
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25810116
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Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
佃 諭志 東北大学, 多元物質科学研究所, 助教 (00451633)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | ハイブリッド / 高分子 / 金属ナノ粒子 / イオンビーム / ナノワイヤー |
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| Research Abstract |
本研究課題は、「単一イオン照射法」による高分子1次元ナノ構造化技術を基盤として、高分子と無機ナノ粒子を融合させたハイブリッドナノワイヤーの作製、及び制御を行い、高分子だけでは発現が難しい機能の付与や、無機粒子との組み合わせによる新規機能発現を目標としている。多彩な機能性ナノ材料設計を実現するための基盤技術となるハイブリッド化については、以下の2種類の手法から取り組み成果を上げている。
１）粒子内包型ハイブリッド化：高分子と無機粒子前駆体材料を共溶解させた溶液から作製した有機無機複合膜に単一イオンナノ加工法を適用することにより、高分子ナノワイヤーの形成と金属粒子の形成を同時に行い、高分子ナノワイヤー中にAu, Ptナノ粒子を内包したハイブリッド材料の形成に成功している。
２）表面修飾型ハイブリッド化：単一イオン照射法により高分子ナノワイヤーを作製した後、無機粒子の前駆体である金属塩を含有した溶液中に高分子ナノワイヤーを浸し、溶液中での粒子形成反応を行い、ナノワイヤー表面をナノ粒子で修飾する手法である。熱処理及びUV照射を行うことにより、高分子ナノワイヤー表面にAu, Ag粒子を直接形成することに成功している。
さらに、上記2種類のハイブリッド化手法において、イオンビームと薄膜作製の条件によりハイブリッド材料のサイズと数密度を、また、金属塩添加量、還元時間により金属ナノ粒子の粒径、粒子数をそれぞれ制御できることを明らかとしている。
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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
平成25年度の研究計画での課題であった高分子ナノ構造体と金属粒子のハイブリッド化は、１）粒子内包型ハイブリッド化、２）表面修飾型ハイブリッド化の2種の手法からアプローチを行い、両方の手法で初期目標であるハイブリッド化に成功している。上記の手法は、その形成法の観点から高分子ナノワイヤーの内部と外部に金属ナノ粒子形成が可能であり、材料設計において手法を使い分けることにより任意に材料設計が期待さできる。また、添加する金属塩の混合比、反応時間、照射条件等の各種条件における金属ナノ粒子のサイズと粒子数の定量評価を行い、系統的にサイズ・粒子数が変化することを見出し、各種条件制御により粒子制御法の確立に成功している。以上の成果は、平成25年度の当初計画目標であるので、研究は計画通りに進行している。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成26年度の研究計画は、当初計画通り、母材高分子ナノワイヤーの物性評価、ハイブリッド材料の光学特性評価をまず行い基礎データの収集を行う。前年度を含めた成果を基盤とし、高分子と金属ナノ粒子の組み合わせ、粒子のサイズ制御、さたには多層膜の利用による多種高分子ブロックの組み合わせを含めた任意設計を行い、多機能性ナノ材料の形成を目指す。
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