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。

透射电子显微镜是可视化构成物质的原子和分子状态的最发达和最广泛的方法。人们开发了一系列称为大气样品室的实验装置，用于在高真空下稳定地容纳透射电子显微镜中的液体和气体，但其结构复杂且难以控制，透射电子显微镜对化学研究领域的贡献已经很大。受到限制。最近，已经开发出具有优异的高温稳定性、加工性、密封性和电子束透明度的等离子涂膜。在这项研究中，我们将利用日本最先进的半导体集成电路微加工技术，在透射电子显微镜内创建一个复合纳米级微大气样品室，这将使我们能够进行微化学反应机制的化学实验。使用等离子涂层薄膜创建反应器（纳米细胞化学实验室）。在这项研究中，我们将：1）对等离子镀膜中水溶液的限制进行实验，并根据结果确定在什么条件下制成的等离子镀膜对于限制什么材料是最佳的； 2) 将冷却固化的甲醇和水，以及加热分解时产生二氧化碳和氢气的碳酸钙和储氢合金，嵌入双层等离子镀膜中并加热，以研究可以保留多少产生的气体，并提高保留强度，我们寻找创建坚固且易于用透射电子显微镜观察的薄膜的条件。 3）我们开发了一种将多种物质限制在膜内并在透射电子显微镜下发生反应的方法。在该方法中，将熔点约为100K或更高的物质气相沉积到样品台上，并使用用于制造集成电路的掩模使用液氮进行冷却，并以岛的形式限制在膜内。纳米级化学反应装置是在透射电子显微镜内通过连接物质的密闭单元与高熔点惰性气体的管状单元进行反应而形成的。我们目前正计划为这种方法申请专利。