低環境負荷蛍光ナノ粒子の合成と特性制御に関する研究

低环境影响荧光纳米粒子的合成及性能控制研究

基本信息

批准号：
09J01664
负责人：
渡邊厚介 (2010)
金额：
$ 0.9万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2009
资助国家：
日本
起止时间：
2009 至 2010
项目状态：
已结题

项目摘要

従来のCdSeナノ粒子に代わる蛍光ナノ材料の開発として、Cu-In-S系ナノ粒子(CIS)について研究を進めてきた。このCISは近年蛍光材料として注目を浴びてきており、ここ近年で研究グループが急激に増加している。平成21年度では緑から赤色で蛍光を示すCIS系ナノ粒子の合成に成功した。しかし多種多様な合成条件が存在するために、最適条件の探索や原料選択に非常に苦労をすることを実感した。そこで、前年に引き続き、ナノ材料の高速開発を行うため、マイクロリアクターを接続したコンビナトリアルシステムの開発を本年度では行った。材料としてはCdSeを使用したが、約4500条件の合成を約1ヶ月で行い、再現性はもちろんのこと、合成系に関する新たな知見を得た。特にデータ解析には共同研究を行っている産業技術総合研究所がニューラルネットワーク解析を導入し、結果を予測することでより合成数を減らすことが可能性として見えてきた。今後ナノ粒子は実用化に向けて最適な材料が望まれるが、約4500の合成結果から、3次元的にグラフを作成することで、合成条件の最適化からその合成系における限界までを知ることが可能となった。スクリーニングシステムと解析手法の確立をしたことで、これまで世界中でなされてきた合成系の選択から合成条件の最適化までを一気に行えるようになった。上記の成果は国際会議等で発表を行い、現在論文としてまとめている段階である。以上のように、このシステムの重要性は今後ナノ材料開発を行う上で必須となると考えている。今年度にはCISナノ粒子にこのコンビナトリアルシステムを適応させることが叶わなかったが、今後はCdフリーの蛍光ナノ材料開発を研究室を挙げて達成することを期待している。

我们一直在进行 Cu-In-S 纳米颗粒 (CIS) 的研究，以开发荧光纳米材料来替代传统的 CdSe 纳米颗粒。 CIS作为一种荧光材料最近引起了人们的关注，近年来研究小组的数量迅速增加。 2009财年，我们成功合成了CIS纳米颗粒，其荧光范围从绿色到红色。然而，由于合成条件多种多样，我意识到寻找最佳条件和选择原材料是极其困难的。因此，继去年之后，今年我们开发了一个连接微反应器的组合系统，以快速开发纳米材料。使用CdSe作为材料，他们能够在大约一个月内合成大约4500种条件，这不仅提高了再现性，而且提供了关于合成系统的新知识。特别是在数据分析方面，与我们共同研究的产业技术综合研究所引入了神经网络分析，通过预测结果，似乎可以进一步减少复合材料的数量。未来，实际应用中需要最佳的纳米粒子材料，但通过从约 4,500 个合成结果创建三维图表，可以了解从优化合成条件到合成系统的极限的一切。通过建立筛选系统和分析方法，我们现在能够一次性完成从选择合成系统到优化合成条件的所有工作，这在世界各地都已完成。上述结果已在国际会议上发表，目前正在整理成论文。如上所述，我们相信该系统的重要性对于未来纳米材料的发展至关重要。虽然我们今年没能将这个组合系统应用到CIS纳米颗粒上，但我们希望我们实验室将来能够共同开发无镉荧光纳米材料。