１次元・２次元ハイブリッドナノ材料による大気中水分の無動力捕集デバイスの創製

使用一维/二维混合纳米材料创建无动力大气水分收集装置

基本信息

批准号：
17J05751
负责人：
嶋田泰佑
金额：
$ 1.6万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2017
资助国家：
日本
起止时间：
2017-04-26 至 2020-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本年度は、水滴回収のための高機能化疎水性表面の創製に向けて、ナノワイヤ構造体上へ修飾する有機分子の配向分析を行った。本研究では、ナノワイヤ構造体を用いた大気中の水滴を無動力で捕集可能なデバイスの創製を着想し、これまでに親水性（接触角＜90度）・疎水性（接触角＞90度）表面の開発を進めてきた。昨年度では、ナノワイヤ構造体表面上への長鎖アルキル（C=18）リン酸分子修飾により、疎水性表面を開発した。しかしながら、当該疎水性表面の示す接触角は110度であり、効率的な水滴回収のためには、より高い接触角を示す疎水性表面（接触角＞150度）が必要である。疎水性などの機能発現において、分子の配向性は重要因子の一つであるため、構造体表面上へアルキルリン酸分子を制御して修飾すること要求される。そこで、本年度では、短鎖アルキル（C=1）リン酸分子をモデルとして、ナノワイヤ構造体表面上での配向分析を行った。水熱合成により作製した酸化亜鉛ナノワイヤ構造体表面上に二酸化チタンを成膜し、短鎖アルキルリン酸分子を修飾した。親水性・疎水性を評価したところ、短鎖アルキルリン酸分子修飾による接触角の低減を確認したため、疎水性表面の創製のためには長鎖アルキルリン酸分子が必要であることが分かった。続いて、赤外分光法を用いて有機分子による赤外吸収を測定したところ、ナノワイヤ構造体表面上に短鎖アルキルリン酸分子が修飾されたことを確認した。面内・面外方向の赤外吸収スペクトルから配向性を分析すると、短鎖アルキルリン酸分子はランダムではなく、ナノワイヤ構造体表面上に一定角度に配向して吸着したことを示した。以上より、短鎖アルキルリン酸分子をモデルとした、ナノ構造体表面上での分子配向を明らかにした。

今年，我们对在纳米线结构上修饰的有机分子进行了定向分析，以创建高功能性疏水表面以进行水滴恢复。这项研究构思了可以使用纳米线结构在没有动力的情况下在大气中收集水滴的设备，并且一直在发展亲水性（接触角<90度）和疏水（接触角> 90度）表面。去年，通过修饰纳米线结构表面上的长链烷基（C = 18）磷酸分子来开发疏水表面。但是，疏水表面的接触角为110度，为了有效的水滴恢复，需要更高接触角的疏水表面（接触角> 150度）。在疏水性和其他功能的表达中，分子的方向是重要因素之一，因此有必要通过控制结构表面上的烷基磷酸分子分子进行控制。因此，在今年，使用短链烷基（C = 1）磷酸分子作为模型在纳米线结构的表面进行了定向分析。二氧化钛沉积在通过热液合成制备的氧化锌纳米线结构的表面上，以修饰短链磷酸烷基分子。评估了亲水性和疏水性，并通过短链磷酸烷基分子的修饰来降低接触角，并发现需要长链烷基磷酸盐分子来产生疏水表面。随后，使用红外光谱法测量了有机分子的红外吸收，并证实了短链磷酸烷基烷基烷基分子已在纳米线结构的表面进行了修饰。对面内和面外红外吸收光谱的取向分析表明，短链磷酸烷基磷酸分子在纳米线结构表面上以恒定角度吸附，而不是随机。从上面，阐明了使用短链磷酸分子作为模型的纳米结构表面上的分子取向。

项目成果

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科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

イオン選択的電極を用いた微小粒子状物質由来水溶性成分の分析

使用离子选择性电极分析源自微粒物质的水溶性成分

DOI：
发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
0
作者：
山内晴加;嶋田泰佑;安井隆雄;合田達郎;加地範匡;宮原裕二;馬場嘉信
通讯作者：
馬場嘉信

機能化ナノワイヤによる生体外微粒子及び生体分子分析法の創成

使用功能化纳米线创建体外微粒和生物分子分析方法

DOI：
发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
0
作者：
石井祐太;山崎裕一;小塚裕介;中尾裕則;嶋田泰佑
通讯作者：
嶋田泰佑

Robust Ionic Current Sensor for Bacterial Cell Size Detection

用于细菌细胞大小检测的稳健离子电流传感器

DOI：
10.1021/acssensors.8b00045
发表时间：
2018
期刊：
ACS Sensors
影响因子：
8.9
作者：
H. Yasaki;T. Shimada;T. Yasui;T. Yanagida;N. Kaji;M. Kanai;K. Nagashima;T. Kawai and Y. Baba
通讯作者：
T. Kawai and Y. Baba

PM2.5 collection device toward PM2.5 monitoring

PM2.5采集装置走向PM2.5监测