Development of orientation control method for metal nanoparticles using photo-induced crawling motion of crystals

开发利用晶体光致爬行运动的金属纳米粒子取向控制方法

• 批准号: 22K14531
• 负责人: 齋藤 滉一郎
• 金额: $ 3万
• 依托单位: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K14531/
• 关键词: アゾベンゼン; 光異性化; 有機結晶; 相転移; 金属ナノ粒子

光誘起結晶移動の機構解明を目指して、ミリ秒スケールの時間分解X線回折によって光照射下での4-メチルアミノアゾベンゼンの結晶構造を調べた。その結果、回折リングに沿って明るい回折スポットが移動する様子が確認された。これは、光誘起結晶移動の過程で微細な単結晶の粒が回転したことを示している。しかし、単色のX線を用いたため、ブラッグの条件を満たす方向に回転する結晶の動きしか観測することができなかった。つまり、回転している結晶があったとしても検出されにくく、どのような動きをしているか解析するにはデータ数が不十分であった。ただし、光誘起結晶移動中の微結晶の回転が明らかになったことは、光によって機械的な運動を示すフォトメカニカル結晶の研究において、時間分解X線回折が非常に有効であることを示しており、学術的に価値が高い。そのため、本成果については光誘起結晶移動によるナノ材料の運搬の結果と合わせて論文発表を行った。光誘起結晶移動による金属ナノ粒子の配向制御に向けて、チオール末端ポリスチレンによる粒子の表面修飾を行った。水中で合成した金ナノロッドをポリスチレンで修飾することで、有機溶媒中にも安定した分散が可能となった。また、ナノ粒子の分散性を調べる過程で、アゾベンゼンの光異性化に伴って分散性を可逆に制御可能な系を見出した。当初の計画にはなかったものの、ナノ粒子の集積状態を制御する上で重要な知見が得られたことから論文発表を行った。

The mechanism of light-induced crystal movement indicates that the crystal structure of the crystal is modulated under the irradiation of light by time-resolved X-ray reflection. The results of the analysis, the analysis and the analysis are confirmed. This process of light-induced crystal movement is illustrated by the return of fine crystal particles. The X-ray is used to measure the crystal motion. The number of crystals is not very high. The study of micro-crystals in the process of light induced crystal movement is very important for the study of time resolved X-ray reflection. The results show that light induced crystal movement is the main cause of the material movement. Photo-induced crystal movement of metal particles in the direction of control, the end of the polymer particles in the surface modification In water, it is possible to synthesize and disperse gold in organic solvents. The process of adjusting the dispersibility of the particles, the optical anisotropy of the particles, and the reversible control of the dispersibility have been discovered. In the original plan, it is important to know how to control the accumulation state of particles.

项目成果

Visible‐Light‐Induced Reversible Self‐Assembly of Gold Nanorattles Using Anionic ortho‐Fluoroazobenzene

使用阴离子邻氟偶氮苯可见光诱导金纳米摇铃的可逆自组装

• DOI: 10.1002/ppsc.202200123
• 发表时间: 2022
• 期刊: Particle & Particle Systems Characterization
• 影响因子: 2.7
• 作者: Saito Koichiro;McGehee Keegan;Norikane Yasuo
• 通讯作者: Norikane Yasuo

光誘起結晶移動に基づく材料運搬および 移動機構の考察

基于光诱导晶体运动的物质传输和传输机制的思考

• 发表时间: 2022
• 作者: 斎藤 滉一郎;一柳 光平;野澤 俊介;春木 理恵;金澤 知器;ファン ドンシャオ;則包 恭央
• 通讯作者: 則包 恭央

可視光照射による可逆的な金ナノキューブの分散制御

可见光照射对金纳米立方体的可逆色散控制

• 发表时间: 2023
• 作者: 斎藤 滉一郎;Keegan McGehee;則包 恭央
• 通讯作者: 則包 恭央

Transportation of Nano/Microparticles via Photoinduced Crawling of Azobenzene Crystals

• DOI: 10.1002/admi.202202525
• 发表时间: 2023-04
• 期刊: Advanced Materials Interfaces
• 影响因子: 5.4
• 作者: Koichiro Saito;K. Ichiyanagi;S. Nozawa;R. Haruki;Dongxiao Fan;Tomoki Kanazawa;Y. Norikane