共役高分子ナノ結晶の可視光応答型光触媒能を利用した金属ナノシェル複合体の作製制御

利用共轭聚合物纳米晶体的可见光响应光催化能力控制金属纳米壳复合材料的制造

• 批准号: 07J08741
• 负责人: 小野寺 恒信
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07J08741/
• 关键词: 有機ナノ結晶; 光触媒; 有機・無機ハイブリッド; コア; シエル; 表面プラズモン; シェル

本研究課題では、光触媒還元法を確立し、新規な有機・無機ハイブリッドナノ構造体を創製するとともに、有機・無機双方の特性を相乗的に活かした物性・機能を探求する。本年度は、作製した有機・高分子ナノ結晶をコアとする金属ナノシェル複合体の評価と、複合体の集積化を行った。1.有機・高分子ナノ結晶をコアとする金属ナノシェル複合体の評価ポリジアセチレンナノ結晶をコアとする金属ナノシェル複合体について、SEM/TEM観察および分光測定を行った。金属ナノシェルは、金属種によってシェルの凹凸に顕著な違いが認められた。その中でも、銀ナノ粒子は被覆率の違いと表面プラズモン吸収ピークのシフトに相関かおり、銀ナノ粒子間の双極子-双極子相互作用により議論できた。さらに、共同研究として単一粒子のレイリー散乱スペクトルの測定、特に偏光依存性を評価した結果、ポリジアセチレンナノ結晶の光学異方性に対応したスペクトルを観測すると共に、銀ナノ粒子の表面プラズモン吸収についてもコア結晶の屈折率の異方性に影響されたスペクトル変化が観測され、単一粒子レベルでコアーシェル間の相互作用を詳細に評価できた。これらは、複合体の構造と電場増強効果の相関解明に向け、重要なデータと成り得る。2.金属ナノシェル複合体の集積化交互積層法を用いて、複合体を35層まで積層し、非線形光学特性評価に必要な吸光度1程度の薄膜の作製に成功した。しかし、薄膜のSEM観察から、μmオーダーの凝集体が確認でき、より光学品質の高い薄膜を作製するには積層過程での複合体の分散安定性に留意する必要がある。以上のように、金属ナノシェル複合体の評価を行い複合化の特色を明確にすると共に、複合体の集積化を行うという当初の目標を達成できた。また、本研究の成果は学会および論文発表を行った。非線形光学材料・触媒・メタマテリアルなどの作製に貢献すると期待している。

在本研究项目中，我们将建立光催化还原方法，创建新型有机/无机杂化纳米结构，并探索协同利用有机和无机材料特性的物理性质和功能。今年，我们评估了以制造的有机/聚合物纳米晶体为核心的金属纳米壳复合材料，并将复合材料集成。 1.以有机/聚合物纳米晶为核的金属纳米壳复合材料的评价对以聚二乙炔纳米晶为核的金属纳米壳复合材料进行SEM/TEM观察和光谱测量。在金属纳米壳中，根据金属类型观察到壳的不均匀性存在显着差异。其中，银纳米颗粒的覆盖度差异与表面等离子体吸收峰的移动相关，这可以通过银纳米颗粒之间的偶极-偶极相互作用来解释。此外，作为共同研究，我们测量了单个粒子的瑞利散射光谱，特别是评估了偏振依赖性，结果，我们观察到了与聚二乙炔纳米晶体的光学各向异性相对应的光谱，并研究了聚二乙炔纳米晶体的表面等离子体吸收此外，还观察到了核晶体折射率各向异性影响的光谱变化，从而可以在单颗粒水平上详细评估核-壳相互作用。这些可以成为阐明配合物结构与电场增强效应之间相关性的重要数据。 2.采用金属纳米壳复合材料的逐层集成方法，我们堆叠了多达35层复合材料，并成功制备了吸光度约为1的薄膜，这是评估非线性光学性能所必需的。然而，从薄膜的SEM观察中，确认了μm量级的聚集体，为了制造具有更高光学质量的薄膜，需要注意层压过程中复合材料的分散稳定性。如上所述，我们能够评估金属纳米壳复合材料，阐明复合材料的特性，并实现复合材料集成的初步目标。此外，这项研究的结果还在学术会议和论文中发表。预计这将有助于非线性光学材料、催化剂、超材料等的生产。

项目成果

Hybridization of π-Conjugated Organic Nanocore and Noble Metal Shell

π-共轭有机纳米核与贵金属壳的杂化

• 发表时间: 2007
• 作者: K. Yamada;R. Hattori;N. Yoshida;Y. Ito;H. Shibata;Hidetoshi OIKAWA
• 通讯作者: Hidetoshi OIKAWA

光触媒還元法による銀被覆型ポリジアセチレンナノ結晶の作製とその集積化

光催化还原法制备银包覆聚二乙炔纳米晶并集成

• 发表时间: 2008
• 作者: 林 洋平;他;Yoshiyuki Yamagata;Koichiro Aya;Tokunori Hobo;Ko Hirano;Tory Chunn;安益公一郎;安益公一郎;浅野 賢治;安益 公一郎;上口(田中) 美弥子;安益 公一郎;小野寺恒信;中西八郎;小野寺 恒信;三井 正;小野寺 恒信;金子 祐司;小野寺恒信;石川大佑;松田佳久;小野寺恒信;小野寺恒信;横山喬大;古屋和基;小野寺恒信;石川大佑;松田佳久;石川大佑;横山喬大;古屋和基;小野寺恒信;小野寺 恒信
• 通讯作者: 小野寺 恒信

光触媒還元法を用いた共役高分子-金属ナノ複合材料の高次構造制御

光催化还原法控制共轭聚合物-金属纳米复合材料的高阶结构

• 发表时间: 2008
• 作者: 林 洋平;他;Yoshiyuki Yamagata;Koichiro Aya;Tokunori Hobo;Ko Hirano;Tory Chunn;安益公一郎;安益公一郎;浅野 賢治;安益 公一郎;上口(田中) 美弥子;安益 公一郎;小野寺恒信;中西八郎;小野寺 恒信;三井 正;小野寺 恒信;金子 祐司;小野寺恒信;石川大佑
• 通讯作者: 石川大佑

有機非線形光学ナノ結晶をコアとする金属ナノシェル複合体:光触媒還元法による作製と評価

以有机非线性光学纳米晶为核心的金属纳米壳复合材料：光催化还原法制备及评价

• 发表时间: 2008
• 作者: 林 洋平;他;Yoshiyuki Yamagata;Koichiro Aya;Tokunori Hobo;Ko Hirano;Tory Chunn;安益公一郎;安益公一郎;浅野 賢治;安益 公一郎;上口(田中) 美弥子;安益 公一郎;小野寺恒信;中西八郎;小野寺 恒信;三井 正;小野寺 恒信;金子 祐司;小野寺恒信;石川大佑;松田佳久;小野寺恒信
• 通讯作者: 小野寺恒信

Light Propagation through Colloidal Crystal Wire Fabricated by Dewetting Process

光通过去湿工艺制造的胶体晶体线传播

• 发表时间: 2008
• 期刊: Nano Letters 8
• 作者: 林 洋平;他;Yoshiyuki Yamagata;Koichiro Aya;Tokunori Hobo;Ko Hirano;Tory Chunn;安益公一郎;安益公一郎;浅野 賢治;安益 公一郎;上口(田中) 美弥子;安益 公一郎;小野寺恒信;中西八郎;小野寺 恒信;三井 正
• 通讯作者: 三井 正