時空間構造制御によるナノ・マイクロ微粒子構造体の高機能化に関する研究

通过时空结构控制提高纳米/微米颗粒结构功能性的研究

基本信息

批准号：
08J09189
负责人：
鈴木大介
金额：
$ 0.51万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

自律的かつ周期的に体積変化をするゲル微粒子合成の詳細検討、および、それらの機能制御を試みた。まず、金属触媒が酸化還元振動するBZ反応の金属触媒(Ru(bpy)_3錯体)を、ゲル微粒子の自律的な振動の駆動源としてゲル微粒子内部に固定化し、その酸化還元振動と同期したゲル微粒子の体積振動を生起させることに成功した。次に、Ru(bpy)_3をゲル微粒子内部に固定した効果を明らかにするために、重合時の仕込み架橋剤濃度を変化させて得られたゲル微粒子を用い、振動周波数の温度依存性を検討した。ゲル微粒子が膨潤している状態では、触媒がゲル微粒子で包まれていない従来のBZ反応系と比較すると、触媒をゲル微粒子内部に固定し、さらにゲル微粒子の架橋密度を高くすることで、振動周波数は高くなる傾向を示した。一方、体積相転移直前では、ゲル微粒子を用いた系において仕込み架橋剤濃度によらず振動周波数はほぼ一致した。pNIPAm系ゲル微粒子では、体積相転移直前ではゲルの網目サイズがほぼ等しいことに起因すると考えられる。Ru(bpy)_3をゲル微粒子内部に固定した効果をより詳細に検討するために、FKNモデルにより、振動反応で得られた振動波形を3つのプロセスに分割した。触媒還元プロセスの一周期をしめる割合が、触媒をゲル微粒子に内包し、さらにゲル微粒子の架橋密度が高くなるほど大きくなった。一方、触媒反応が支配的でないプロセスAはプロセスCと逆の傾向を示した。FKNモデルから巨視的に考えると、BZ反応の触媒をゲル微粒子に内包した結果、触媒が関与する反応速度が低下することにより、振動リズムに変化が生じることが示唆された。また、BZ反応に必要な酸・酸化剤・還元剤濃度をそれぞれ変化させた一連の検討結果からも、Ru(bpy)_3の固定化が同様な振動リズムの変化につながることを示すことができた。

我们试图研究自主和定期更改体积并控制其功能的凝胶微粒的合成。首先，将金属催化剂的金属催化剂（RU（BPY）_3复合物）固定在凝胶颗粒内部固定在凝胶颗粒内部，作为凝胶颗粒自主振动的驱动源，与凝胶颗粒的体积振动与氧化的体积振动与氧化相结合的启动是成就的。接下来，为了阐明固定RU（BPY）_3在凝胶颗粒内的效果，使用在聚合过程中通过改变带电的交叉链接浓度而获得的凝胶颗粒来检查振动频率的温度依赖性。在与常规的BZ反应系统相比，凝胶颗粒膨胀的状态与不包含凝胶颗粒的常规BZ反应系统相比，通过固定凝胶颗粒内部的催化剂并增加凝胶颗粒的交联密度，振动频率往往会更高。另一方面，就在体积相变过之前，无论带电的交联链的浓度如何，在系统中，振动频率在系统中几乎相同。据认为，在基于PNIPAM的凝胶细颗粒中，结果是凝胶的网格尺寸大约在体积相变过之前。为了进一步探索固定RU（BPY）_3在凝胶颗粒内部的效果，使用FKN模型将通过振动反应获得的振动波形分为三个过程。随着催化剂被封闭在凝胶颗粒中，并且凝胶颗粒的交联密度增加，催化剂的催化剂还原过程的比例会增加。另一方面，催化反应不占主导地位的过程A显示出相反的趋势。从FKN模型的宏观角度来看，BZ反应的催化剂被封装在凝胶颗粒中，从而导致由于伴侣的振动速率降低了猫咪的振动速率。此外，一系列研究改变了Bz反应所需的酸，氧化剂和还原剂的浓度，表明RU（BPY）_3的固定化导致振动节奏的类似变化。