アミドアミン誘導体による金属ナノマテリアルの高機能化

使用酰胺胺衍生物的金属纳米材料的高功能性

基本信息

批准号：
11J08394
负责人：
伊村芳郎
金额：
$ 0.83万
依托单位：
Tokyo University of Science
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2011
资助国家：
日本
起止时间：
2011 至 2012
项目状态：
已结题

项目摘要

金などの貴金属ナノ結晶は、SERS活性基板、ナノ配線材料および光学材料など様々な分野への応用が期待されている。これらの性質はナノ結晶の形態に大きく依存するため、望みの性質を示す形態となるように制御することが必要となる。しかしながら、ナノ結晶は球状の形態が最も安定であるため、形態を制御するためにはソフトテンプレートの使用や特定の結晶面のみを選択的に成長させるなどの手法が必要となる。また、ナノ結晶の実用化を考えた場合、室温条件でのナノ結晶の形態制御法の開発も望まれる。一方で、外部刺激応答性ナノマテリアルはセンサーなど様々なものへの応用が期待できるため注目されている。そこで、本年度は「極細金ナノワイヤーの室温合成」と「外部刺激応答性Single-Walled Carbon Nanotubes(SWCNTs)の作製」に取り組んだ。昨年度までに、長鎖アミン誘導体(C18AA)のオルガノゲルを鋳型として用いることで、高温条件下における極細金ナノワイヤーの作製に成功した。ナノワイヤーの合成条件を検討したところ、溶液に流動性が全くない状態のオルガノゲルではなく、流動性のやや残ったゲル状態が好ましいことがわかった。そこで、C18AAのアルキル鎖長を短くした化合物(C12AA)を合成し、分子間の疎水性相互作用を弱くしたところ、室温で流動性のあるゲルを形成することがわかった。さらに、C12AAオルガノゲルを鋳型として用いることにより室温条件下で極細金ナノワイヤーの作製が可能であることもわかった。また、Cl8AA/水/クロロホルムの2相分離系において、pH変化により溶液中のCl8AA濃度が変化することを利用してナノマテリアルの分散状態の制御について検討した。SWCNTsを用いたところ、pH9.5以下ではSWCNTsが水相に分散し、一方、pH9.5以上では水/クロロホルム相の界面にSWCNTsの沈殿が見られた。つまり、C18AA/水/クロロホルムの2相系を用いることで、pH変化によりSWCNTsの分散状態を可逆的に変化できることがわかった。

金等贵金属纳米晶有望应用于SERS活性基底、纳米线材料、光学材料等各个领域。由于这些性质很大程度上取决于纳米晶体的形态，因此有必要控制形态以使其表现出所需的性质。然而，纳米晶体以球形形式最为稳定，因此需要使用软模板或仅选择性生长特定晶面等技术来控制形状。此外，当考虑纳米晶体的实际应用时，还需要开发一种在室温条件下控制纳米晶体形貌的方法。另一方面，外部刺激响应型纳米材料正引起人们的关注，因为它们有望应用于传感器等各种事物。因此，今年我们致力于“超细金纳米线的室温合成”和“外部刺激响应性单壁碳纳米管（SWCNT）的制造”。直到去年，我们以长链胺衍生物（C18AA）的有机凝胶为模板，在高温条件下成功制备出超细金纳米线。当我们检查合成纳米线的条件时，我们发现具有一定流动性的凝胶状态比溶液没有流动性的有机凝胶状态更可取。因此，他们合成了一种烷基链长度缩短的C18AA（C12AA）化合物，削弱了分子间的疏水相互作用，并发现其在室温下形成流体凝胶。此外，还发现以C12AA有机凝胶为模板可以在室温条件下制备超细金纳米线。此外，在Cl8AA/水/氯仿两相分离体系中，我们利用溶液中Cl8AA浓度随pH值变化的特性，研究了纳米材料分散状态的控制。当使用SWCNT时，在pH 9.5或更低时，SWCNT分散在水相中，而在pH 9.5或更高时，SWCNT在水/氯仿相界面处沉淀。换句话说，通过使用C18AA/水/氯仿的两相体系，发现通过改变pH可以可逆地改变SWCNT的分散状态。