金属ナノ粒子を用いた有機-無機複合材料の開発

点击翻译按钮获取中文摘要

金属ナノ粒子として,本研究では金ナノ粒子を選択した.保護剤を添加せずにクエン酸還元法によって調製した金ナノ粒子はその濃縮が困難だが,限外ろ過膜を使用することで,常温で濃縮でき,さらに,分散液中に混在するクエン酸イオンなどを除去した.その分散液に,入れ子型構造単分子膜を形成している両親媒性分子基板を浸積すると,1度の浸積で,ほぼ最密充填の金ナノ粒子モノレイヤーが作成できた.このモノレイヤーも導電性を有し,透明である.静電相互作用でほぼ完璧なナノ粒子モノレイヤーの生成を報告したのはこれが世界で初めてである.こうした吸着挙動を高分子電解質を用いた場合や,様々な濃度の金ナノ粒子を用いる事によって比較検討した.また,粒径の揃った粒子ということで,同様にアニオン性のシリカナノ粒子の吸着挙動をモデルとして検討した.粒径によって,吸着挙動が異なる事が見出され,静電相互作用による粒子の有機層への吸着は,有機層自体の安定性や,相互作用の強さに大きく依存する事が示された.また,二分子膜の親水部層間に金イオンを取り込み,その後に還元する手法によっても金ナノ粒子を得ることができるが,この手法では,金ナノ粒子の形状が二分子膜の水中での膨潤状態によって異なり,分散液中による還元では得られにくい,プレート状や,珊瑚状の金ナノ粒子を得ることができた,さらには,金属と配位相互作用を持つ二分子膜物質を設計し,特異な形状を持つ金属ナノ粒子の作成に成功した.