ナノセル・ケミカルラボラトリの創成

创建纳米细胞化学实验室

• 批准号: 12875117
• 负责人: 佐々木 勝寛
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 2001
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12875117/
• 关键词: ナノセル; ナノマシン; プラズマコーティング膜; 透過電子顕微鏡; 雰囲気試料室

物質を構成する原子、分子の様子を視覚化する手段として、透過電子顕微鏡法は、最も発達しかつ普及した手段である。高真空に保たれた透過電子顕微鏡中で、液体や・気体を安定に保持するためにのような雰囲気試料室といわれる一連の実験装置が開発されてきたが構造が複雑で制御が難しいので、化学の研究分野への透過電子顕微鏡の寄与は限られたものであった。最近、高温安定性、加工性、密封性、電子線透過性に優れたプラズマコーティング膜が開発された。本研究では日本において最も高度に発達した半導体集積回路微細加工技術を用いて加工することにより、透過電子顕微鏡内にナノサイズの微細雰囲気試料室を複合的に作成し微細化学反応機構を持った化学反応器(ナノセル・ケミカルラボラトリ)をプラズマコーティング膜を用いて作ることを試みた。本研究においては、 1)水溶液系のプラズマコーティング膜中への閉じこめの実験を行い、その成果をふまえて、どのような条件で作られたプラズマコーティング膜が、どのような材料を閉じこめるのに最適であるかを調べた。 2)冷却凝固メタノールや水、加熱分解すると炭酸ガスや水素を発生する炭酸カルシウムや水素吸蔵合金を、プラズマコーティング膜二重層中に埋め込み加熱し、発生ガスがどの程度保持できるか調べ、より保持力が強くかつ、透過電子顕微鏡観察の容易な膜作成条件を探った。 3)複数種の物質を膜内に閉じこめ、双方を透過電子顕微鏡下で反応させる方法を開発した。この方法では、液体窒素を用いて冷却する試料台上へ、集積回路作成用マスクを用いて、融点が100K程度以上の物質を蒸着し、膜内に島状に閉じこめる。閉じこめた反応させるための物質のセル同士を、融点の高い不活性ガスのパイプ状セルで連結することにより、ナノサイズの化学反応装置を透過電子顕微鏡内に形成するものである。現在本手法の特許申請を計画中である。

透射电子显微镜是最发达和流行的手段，作为可视化构成材料的原子和分子状态的一种手段。一系列被称为大气样品室的实验设备已在维持高真空的透射电子显微镜中开发，以稳定地容纳液体和气体，但是结构很复杂且难以控制，并且透射电子显微镜对化学研究领域的贡献受到限制。最近，已经开发出具有出色的高温稳定性，加工性，密封性和电子束传输的等离子体涂料膜。在这项研究中，我们试图通过使用最高度发达的半导体集成电路微型制造技术来处理透射电子显微镜中的纳米大小的微型样品室，并使用血浆涂料膜使用精细的化学反应机制来创建化学反应器（Nanocell Chemical Laboratory）。在这项研究中，我们进行了一项实验，以将血浆涂层限制在水溶液系统中，并根据结果，研究了制作了哪些血浆涂料膜的条件，这是限制材料的理想选择。 2）将分解后产生二氧化碳和氢产生的碳酸钙和氢储存合金冷却的固化甲醇和水埋在血浆涂层的双层中并加热，以确定产生的气体可以保留的状态，并通过电子显微镜探索了膜的较强的反渗透和易于渗透的膜的生产条件。 3）已经开发了一种方法来将多种物质限制在膜内，并允许在透射电子显微镜下反应。在这种方法中，使用液氮使用集成电路制造掩码冷却的样品阶段将其熔点约为100K或更多的物质沉积，并局限于膜中的岛状状态。被限入反应物质的细胞通过具有高熔点的惰性气体的管道样细胞将其连接在一起，从而在透射电子显微镜中形成纳米尺寸的化学反应器。目前，我们计划为此方法提交专利申请。