Nanomaterial manipulation by local control of electic-field at solid-liquid interface

通过固液界面电场的局部控制来操纵纳米材料

基本信息

批准号：
22H01419
负责人：
元祐昌廣
金额：
$ 11.23万
依托单位：
Tokyo University of Science
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

まず，金属ナノ構造体周りの局在プラズモン増強電場下でのナノ粒子輸送について詳細な検討を行った．直径200nm，間隔50nmの，光の波長より小さな金ナノ構造体を電子線描画により作製し，レーザ光を集光照射すると，粒子が点状，円環状に集積される形態が存在することが明らかになった．この集積パターンが変化する要因についてプラズモン解析のシミュレーションを用いて検討した結果，光放射圧の寄与が小さく，熱泳動支配あることが明らかになった．そして各種条件を変化させた実験とシミュレーションを実施した結果，Soret係数の温度依存性によって集積パターンが変化することがわかった．また，交流局在電場での物質輸送実験を行う実験系について，ファンクションジェネレータとバイポーラアンプを組み合わせることで数MV/mの電界強度を印加できる装置を開発した．ドライエッチングを用いて透明導電膜のパターンを設けたマイクロ流路を製作し，ポリスチレンナノ粒子を含んだ超純水を流して，先行的に実験を行った．交流周波数を変化させることでマイクロ流路中でナノ粒子が異なる場所に集積されることが確認された．1kHz付近では交流電気浸透流によって粒子が運搬されて電極ギャップから数十μmの位置に粒子が集積されるが，50kHz-150kHzの周波数域では，電極ギャップ内に粒子が集積され，このメカニズムは明らかになっていない．この新たに発見したナノ粒子集積現象について，次年度に解明に取り組む予定である．

首先，我们在金属纳米结构周围的局部等离子体增强电场下进行了一项详细的研究。已经揭示了有一种形式，当颗粒以直径为200 nm的金纳米结构中积累了点状和环形形状，并且通过电子束图浓缩并辐照激光时，产生了50 nm的距离，颗粒以点状和环形形状积聚。使用等离子体体体分析的模拟研究了改变这种积累模式的因素，表明光辐射压力的贡献很小，并且嗜热占主导地位。在使用各种条件进行实验和模拟之后，我们发现由于SORET系数的温度依赖性而导致的积累模式发生了变化。此外，对于在AC局部电场中进行材料传输实验的实验系统，我们开发了一种可以通过组合功能发生器和双极放大器来应用几个MV/M的电场强度。使用干蚀刻的透明导电膜制造微流路径，并将含有聚苯乙烯纳米颗粒的超纯水倒入其中，并预先进行实验。已经证实，纳米颗粒通过改变交替的电流频率在微通道的不同位置积聚。在大约1kHz时，颗粒是通过交流电流流量运输的，并在从电极间隙几十μm处积聚颗粒，但是在50kHz-150kHz的频率范围内，颗粒在电极间隙内积累，并且该机制尚不清楚。我们计划在下一个财政年度澄清这种新发现的纳米颗粒积累现象。

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）

Fluorescence Anisotropy Studies on Bodipy (Pyrromethene 546) Dye as a Novel Thermal Probe

DOI：
10.1007/s10895-021-02868-0
发表时间：
2022-01
期刊：
Journal of Fluorescence
影响因子：
2.7
作者：
P. Jain;M. Motosuke
通讯作者：
P. Jain;M. Motosuke

Influence of Viscosity and Molecular Size on Temperature Sensitivity of Fluorescence Anisotropy

DOI：
10.18494/sam3913
发表时间：
2022-01-01
期刊：
SENSORS AND MATERIALS
影响因子：
1.2
作者：
Yamaguchi，Ryosuke;Jain，Puneet;Motosuke，Masahiro
通讯作者：
Motosuke，Masahiro

Temperature sensitivity of BODIPY dye (pyrromethene 597) over different linear organic solvents

DOI：
10.35848/1347-4065/ac5fc9
发表时间：
2022-05-01
期刊：
JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS
影响因子：
1.5
作者：
Jain，Puneet;Motosuke，Masahiro
通讯作者：
Motosuke，Masahiro

研究室webページ（英語）

实验室网页（英文）

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

Microscopic liquid thermometry by fluorescence polarization analysis

通过荧光偏振分析进行显微液体测温

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Ryosuke Yamaguchi;Puneet Jain;Kei Kurihara;Yoshiyasu Ichikawa;Masahiro Motosuke
通讯作者：
Masahiro Motosuke

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元祐昌廣其他文献

バイオアッセイのためのマイクロ流体技術

用于生物测定的微流控技术

DOI：
发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
0
作者：
Kento Kobayashi;Yusuke Watanabe;Jiayi Zhou;Takumi Fujibayashi;Momoko Matsuyama;Miyu Yamada;Hiroyuki Tsukihara Hideyuki Iijima;Norihiro Koizumi;丸本一弘;元祐昌廣
通讯作者：
元祐昌廣