二分子膜を鋳型とするナノシートのサイズ制御法の開発

开发一种以双层膜为模板控制纳米片尺寸的方法

基本信息

批准号：
22KJ2120
负责人：
佐々木弘毅
金额：
$ 1.09万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2023
资助国家：
日本
起止时间：
2023-03-08 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

超膨潤ラメラ相が最安定となる組成の検討、および、最適な攪拌方法の検討を行った。最安定となる組成に関しては磁性ナノシートを利用した新たな評価方法を開発した。磁性ナノシートを添加した超膨潤ラメラ相溶液を振動試料型磁力計（VSM）によって評価し、保磁力と緩和時間を測定することで最安定な組成を検討した。この磁性ナノプレートが分散した超膨潤ラメラ相溶液は報告例のない強磁性液晶であることが明らかになった。既報のものよりも遥かに安価で安定であり、複屈折の変化を利用した磁場の可視化への応用も見込まれた。また、最適な攪拌方法の検討では、テイラークエットを作製し、撹拌状態の制御を目指した。撹拌状態は流体数値解析と超膨潤ラメラ相溶液の複屈折によって確認した。さらに、流体数値解析の結果と超膨潤ラメラ相溶液の複屈折が対応していることを見出した。この結果から、超膨潤ラメラ相溶液を利用した流れの可視化法の開発を行った。本可視化法は既報の流体の可視化法と比較して目視で簡便に大域的な流れを観察することが可能である。また、正面と側面から観察することで流れを立体的に理解することも可能である。見出した最安定となる組成と最適な攪拌方法を利用することで、本研究の目的である超膨潤ラメラ相溶液中で合成するナノシートの精密なサイズ制御が可能となると予想される。本手法は、撹拌条件によってナノシートのサイズを自在に制御でき、液相反応であることから、スケールアップや工業化を行うことも容易であると期待される。

我们研究了能够产生最稳定的超膨胀层状相的组合物和最佳搅拌方法。我们开发了一种使用磁性纳米片的新评估方法来确定最稳定的成分。使用振动样品磁力计（VSM）评估含有磁性纳米片的超膨胀层状相溶液，并通过测量矫顽力和弛豫时间来确定最稳定的成分。结果表明，这种分散有磁性纳米片的超膨胀层状相溶液是一种铁磁性液晶，这是以前从未报道过的。它比之前报道的产品更便宜、更稳定，预计它将应用于利用双折射变化的磁场可视化。此外，为了研究最佳搅拌方法，我们创建了Taylor Couette并旨在控制搅拌状态。通过数值流体分析和超膨胀层状相溶液的双折射证实了搅拌状态。此外，我们发现流体数值分析的结果对应于超膨胀层状相溶液的双折射。基于这一结果，我们开发了一种使用超膨胀层状相溶液的流动可视化方法。与之前报道的流体可视化方法相比，这种可视化方法可以轻松地视觉观察全局流动。还可以通过从正面和侧面观察来三维地了解流动。通过利用我们发现的最稳定的成分和最佳的搅拌方法，我们预计将有可能精确控制在超膨胀层状相溶液中合成的纳米片的尺寸，这就是本研究的目的。由于该方法可以通过搅拌条件自由控制纳米片的尺寸，并且是液相反应，因此预计易于规模化和工业化。

项目成果

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会议论文数量（0）

专利数量（0）

A nanosheet molding method to estimate the size of bilayers suspended in liquids

一种纳米片成型方法来估计悬浮在液体中的双层的尺寸

DOI：
10.1039/d2tc03765c
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
6.4
作者：
Sasaki Koki;Hern;ez Gaitan Jose A.;Tokuda Yuki;Miyake Koji;Uchida Yoshiaki;Nishiyama Norikazu
通讯作者：
Nishiyama Norikazu

Amorphous Aluminosilicate Nanosheets as Intermediate for Synthesis of CHA-type Zeolite Nanosheets

非晶硅铝酸盐纳米片作为CHA型沸石纳米片合成的中间体