溶液プラズマ法を用いた表面電位制御型ナノ材料合成プロセスの開発研究

溶液等离子体法表面电位控制纳米材料合成工艺的研究与开发

基本信息

批准号：
19656167
负责人：
中山忠親
金额：
$ 2.05万
依托单位：
Nagaoka University of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至 2008
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究はナノ粒子の操作性の問題を本質的に克服するために、ナノ秒動作型の高耐電圧パルス電源により初めて得られたストリーマないしグロー放電状態を有する溶液プラズマ状態の特徴を生かし、粒子合成と同時に静電処理を施すことで自己組織化的なナノ材料システムの構築や超安定型ナノ粒子分散スラリーなどの合成を目指すものである。具体的には、溶液プラズマ中の高速電子そのものによる帯電性[耐電型]や、これが溶液中の原子・分子に衝突することによって得られた活性種による帯電性[分子修飾型]あるいはこの複合的な効果による表面電荷制御を行った。その結果、以下の知見が得られた。耐電型の粒子の合成において、平均粒径7nmのアルミナ粒子が分散されたスラリーの合成に成功した。このスラリーは極めて分散性が良いために、体積分率で50%まで添加してもスラリーの粘性が上昇しないことを明らかとした。また、この優れた流動性を有するスラリーを用い、ナノインプリント法で350nmライン-100nmスペースのセラミックス構造体が形成出来ることを明らかとした。液中でのBNのプラズマ処理により、不活性であると言われているBNの表面に水酸基を導入することに成功し、これによって界面活性剤をBNの表面に修飾出来ることを明らかとした。以上の結果から、この電荷を利用したナノ粒子の操作性向上によるナノ粒子実用化のソリューションを提案した。

为了从本质上克服纳米颗粒可操作性问题，本研究利用首次使用纳秒操作型高耐压脉冲电源获得的具有流光或辉光放电状态的溶液等离子体状态的特性，通过进行静电在合成的同时进行处理，我们的目标是构建自组织纳米材料系统并合成超稳定的纳米颗粒分散浆料。具体而言，是由溶液等离子体中的高速电子本身产生的带电特性[静电型]、由与溶液中的原子和分子碰撞而获得的活性物质产生的带电特性[分子改性型]、或者它们的组合。表面电荷受此效应控制。结果，获得了以下发现。在电阻粒子的合成中，我们成功地合成了分散有平均粒径为7nm的氧化铝粒子的浆料。由于该浆料具有极其良好的分散性，因此即使添加体积分数为50％，浆料的粘度也不会增加。此外，还发现使用该流动性优异的浆料，通过纳米压印法可以形成线数为350nm、间隔为100nm的陶瓷结构体。通过在液体中对BN进行等离子体处理，我们成功地将羟基引入到了惰性的BN表面，并且发现这使得BN的表面可以用表面活性剂进行改性。基于上述结果，我们提出了一种通过使用这种电荷提高纳米颗粒的可操作性来实现纳米颗粒实际应用的解决方案。

项目成果

期刊论文数量（20）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

ナノインプリント法によるチタニア多孔体の合成

纳米压印法合成二氧化钛多孔材料

DOI：
发表时间：
2008
期刊：
影响因子：
0
作者：
中山忠親;金弘大;寺内雅裕;今城一嘉;吉村淳;吉村武;鈴木常生;末松久幸;新原皓一
通讯作者：
新原皓一

The Nobel Solution Process Using the Extreme Energy State for Anisotropic Structured Nanomaterials

利用极端能态制备各向异性结构纳米材料的诺贝尔解决方案

DOI：
发表时间：
2009
期刊：
Current Applied Physics (掲載決定)
影响因子：
0
作者：
Tadachika Nakayama;Takashi Minagawa;Shuntaro Suzuki;Hisayuki Suematsu;Koichi Nihara
通讯作者：
Koichi Nihara

Determination of Submicrometer particle Content in Copper Powder Prepared by Pulsed Wire Discharge

脉冲线放电制备铜粉中亚微米颗粒含量的测定