希土類酸化物のナノ粒子形態制御と、表面官能基を用いて高次配列化したメタ結晶の構築

利用表面官能团控制稀土氧化物纳米颗粒形态并构建高度有序的超晶

• 批准号: 20900143
• 负责人: 高見 誠一
• 金额: --
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-20900143/
• 关键词: 希土類酸化物ナノ粒子; メタ結晶; 表面修飾酸化物ナノ粒子; 高次複合化; 水熱合成

本研究課題では有機分子存在下で希土類酸化物ナノ粒子を合成することで、ナノ粒子の形態の制御、粒子表面への官能基の配置を行うとともに、官能基間の相互作用を利用して希土類酸化物ナノ粒子が規則性良く配列した高次配列メタ結晶を実現する。さらに、貴金属ナノ粒子との異種粒子複合化を行い、機能の宝庫とも言える希土類酸化物のナノ粒子を階層的に組織化し、新規磁気的、光学的、電気的物性の創出を目指す。本年度は、上記の目標を達成するために、以下の3つの項目を対象とした研究を行った。1) 希土類酸化物ナノ粒子の構造制御と官能基付与有機分子の存在下で希土類酸化物ナノ粒子の水熱合成を行い、ナノ粒子の形態制御と表面への官能基付与を実現した。修飾剤には、両端に-NH2基、-COOH基、-CHO基を有する直鎖有機分子の他、アミノ酸、ペプチドを用いた。有機分子の極性、反応場のpH, 希土類酸化物の安定面、極性面の表面分極をキーとして構造制御、官能基付与を整理した。2) 希土類酸化物ナノ粒子の高次配列a) 粒子表面官能基間の脱水反応、縮合反応を用いて高次配列を試み、希土類ナノ粒子が規則正しく高次複合配列化した「希土類ナノ粒子のメタ結晶」を創製に成功した。3) 希土類酸化物ナノ粒子と金属ナノ粒子との複合化希土類酸化物ナノ粒子と金属ナノ粒子との複合化を試みた。表面修飾金属ナノ粒子の合成は有機溶媒中における還元などの手法を用いて合成した。一方、希土類酸化物ナノ粒子は、上記の手法を用いて合成した。この表面に、一方に-NH2基、もう一方に-COOH基を配置するなどして、2種類のナノ粒子の親和性を高めた後、混合、凝集させることで、2種類の粒子が均一に分散した複合構造の構築に成功した。

在该研究项目中，我们将在有机分子存在下合成稀土氧化物纳米颗粒，控制纳米颗粒的形貌，在颗粒表面放置官能团，并利用官能团之间的相互作用来合成高度A的稀土氧化物纳米颗粒。实现了氧化物纳米粒子排列具有良好规律性的有序超晶。此外，我们的目标是通过将异质颗粒与贵金属纳米颗粒和分层组织的稀土氧化物纳米颗粒复合来创造新的磁、光和电特性，这可以说是一个功能宝库。今年，为实现上述目标，我们开展了以下三项研究。 1）稀土氧化物纳米粒子的结构控制和官能团化我们在有机分子存在下进行了稀土氧化物纳米粒子的水热合成，实现了纳米粒子形貌的控制和表面官能团的添加。作为修饰剂，我们使用两端具有-NH2、-COOH和-CHO基团的线性有机分子以及氨基酸和肽。根据有机分子的极性、反应场的pH值、稀土氧化物的稳定性以及极性表面的表面极化来组织结构控制和官能团添加。 2) 稀土氧化物纳米粒子的高阶排列 a) 利用粒子表面官能团之间的脱水和缩合反应以及“稀土纳米粒子变态”，尝试进行高阶排列，其中稀土纳米粒子排列在一种规则的高阶复合排列，成功地创造了“晶体”。 3)稀土氧化物纳米颗粒和金属纳米颗粒的复合材料我们尝试组成稀土氧化物纳米颗粒和金属纳米颗粒的复合材料。使用有机溶剂中还原等技术合成了表面改性的金属纳米颗粒。另一方面，使用上述方法合成稀土氧化物纳米颗粒。通过在该表面的一侧放置-NH2基团和另一侧放置-COOH基团来增加两种类型纳米粒子的亲和力后，这两种类型的粒子均匀混合并聚集，成功构建了分布式复合结构。

项目成果

Continuous synthesis of organic-inorganic hybridized cubic nanoassemblies of octahedral cerium oxide nanocrystals and hexanedioic acid

• DOI: 10.1039/b801099d
• 发表时间: 2008-10-28
• 期刊: DALTON TRANSACTIONS
• 影响因子: 4
• 作者: Takami, Seiichi;Ohara, Satoshi;Chikyow, Toyohiro
• 通讯作者: Chikyow, Toyohiro