導電性高分子膜への電流反転金ナノ粒子自在析出制御による電極触媒設計学理の構築

控制电流反转金纳米粒子在导电聚合物膜上自由沉积建立电催化剂设计理论

• 批准号: 22K20475
• 负责人: 栗岡 智行
• 金额: $ 1.83万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-08-31 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K20475/
• 关键词: ハイブリッド材料; 電極触媒; 貴金属ナノ粒子; 導電性高分子; 電気化学センサー

電気化学反応に基づき、簡便かつ迅速に高感度で化学物質を検出可能な電気化学バイオセンサーは、糖尿病等の重篤疾患の発見手法として期待されている。センサーの高感度化は、低濃度の検出対象の検出を可能とするため、疾患の早期発見につながる。電気化学センサーの有力な電極材料の一つとして、導電性高分子担体と貴金属ナノ粒子からなるハイブリッド材料がある。導電性高分子担体内における、貴金属ナノ粒子の形状や量、分布は、ハイブリット材料の電極触媒特性に影響を及ぼすため、これらの制御は重要であるものの、その手法は依然限られている。本研究では、ハイブリッド材料の電極触媒特性の向上を目的として、導電性高分子の電気化学ドーピングと脱ドーピングを鍵とする貴金属ナノ粒子析出制御法を新たに構築する。また、本手法で用いる各種パラメータが、アルコール類の電解酸化に対する作製したハイブリッド材料の電極触媒特性に及ぼす影響を詳細に明らかにし、電気化学バイオセンサー応用に向けた電極材料設計指針の学理を開拓する。初年度である2022年度は、導電性高分子担体にポリチオフェン (PTh)、貴金属ナノ粒子として金ナノ粒子 (AuNPs) からなる AuNPs/PTh ハイブリッド材料の作製に取り組み、ハイブリッド材料中の AuNPs の形状や析出量制御に取り組む。作製したハイブリッド材料については、1-propanol の電解酸化に対する電極触媒特性を評価した。その結果、AuNPs の析出条件によって、作製した AuNPs/PTh の電極触媒特性が変化することを見出した。

基于电化学反应的高灵敏度可以轻松，快速检测化学物质的电化学生物传感器预计将是一种检测严重疾病（例如糖尿病）的方法。传感器的高灵敏度允许检测低浓度的检测，从而早期检测疾病。电化学传感器最突出的电极材料之一是由导电聚合物载体和高贵金属纳米颗粒组成的混合材料。尽管这些对照很重要，但在导电聚合物支持中贵金属纳米颗粒的形状，数量和分布，因为它们会影响杂交材料的电催化特性。在这项研究中，我们将构建一种用于控制贵金属纳米颗粒沉淀的新方法，这是电化学掺杂和投入导电聚合物的关键，目的是改善杂交材料的电催化特性。此外，将详细阐明该方法中使用的各种参数对制造杂交材料对醇的电氧化的电催化性能的影响，并将开发针对电化学生物传感器应用的电极材料设计指南的理论。在2022年的第一年，我们将致力于制造由聚噻吩（PTH）组成的AUNP/PTH杂种材料作为导电聚合物载体和金纳米颗粒（AUNPS）作为贵金属纳米颗粒，并将致力于控制Aunps在卫生材料中降水的形状和量。对于准备好的杂种材料，评估了1-丙醇对电解氧化的电催化特性。结果，发现制备的AUNP/PTH的电催化特性根据AUNPS的降水条件而改变。

项目成果

Gold/MnO2 particles decorated on electrodeposited polyaniline toward non-enzymatic electrochemical sensor for glucose

• DOI: 10.1016/j.mne.2023.100175
• 发表时间: 2023-04
• 期刊: Micro and Nano Engineering
• 作者: Keisuke Okamoto;Hiroki Kawakami;Yu-An Chien;Tomoyuki Kurioka;W. Chiu;Parthojit Chakraborty;T. Nakamoto;Y. Hsu;M. Sone;T. Chang

High Strength and High Corrosion Resistance Ni-TiO2 Composites by Supercritical CO2-Assisted Co-Electrodeposition towards MEMS Components

通过超临界 CO2 辅助共电镀制备 MEMS 元件的高强度、高耐腐蚀性 Ni-TiO2 复合材料

• 发表时间: 2022
• 作者: Yu-An Chien;Chun-Yi Chen;Tomoyuki Kurioka;Masato Sone;Tso-Fu Mark Chang
• 通讯作者: Tso-Fu Mark Chang

Development of Au nanoparticles-MnO2 modified polyaniline electorode for Non-Enzymatic Glucose Sensors

用于非酶葡萄糖传感器的金纳米粒子-MnO2修饰聚苯胺电极的开发

• 发表时间: 2022
• 作者: Keisuke Okamoto;Hiroki Kawakami;Yu-An Chien;Tomoyuki Kurioka;Wan-Ting Chiu;Parthojit Chakraborty;Takamichi Nakamoto;Masato Sone;Tso-Fu Mark Chang
• 通讯作者: Tso-Fu Mark Chang

ポリアニリンと貴金属原子の複合電極の開発と1-プロパノールの電解酸化に対する触媒活性評価

聚苯胺与贵金属原子复合电极的研制及1-丙醇电解氧化催化活性评价

• 发表时间: 2023
• 作者: 吉田 祥平;岡本 奎祐;栗岡 智行;Chun-Yi Chen Parthojit Chakraborty;Tso-Fu Mark Chang;中本 高道;曽根 正人
• 通讯作者: 曽根 正人

Ultra-High Mechanical Strength and Thermal Stability of Electrodeposited Ni-B Alloys toward MEMS Micro-Components

用于 MEMS 微型元件的电沉积 Ni-B 合金的超高机械强度和热稳定性

• 发表时间: 2022
• 作者: Yiming Jiang;Chun-Yi Chen;Tomoyuki Kurioka;Daisuke Yamane;Masanori Mizoguchi;Osamu Kudo;Ryu Maeda;Masato Sone;Tso-Fu Mark Chang.
• 通讯作者: Tso-Fu Mark Chang.