導電性高分子膜への電流反転金ナノ粒子自在析出制御による電極触媒設計学理の構築

控制电流反转金纳米粒子在导电聚合物膜上自由沉积建立电催化剂设计理论

• 批准号: 22K20475
• 负责人: 栗岡 智行
• 金额: $ 1.83万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-08-31 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K20475/
• 关键词: ハイブリッド材料; 電極触媒; 貴金属ナノ粒子; 導電性高分子; 電気化学センサー

電気化学反応に基づき、簡便かつ迅速に高感度で化学物質を検出可能な電気化学バイオセンサーは、糖尿病等の重篤疾患の発見手法として期待されている。センサーの高感度化は、低濃度の検出対象の検出を可能とするため、疾患の早期発見につながる。電気化学センサーの有力な電極材料の一つとして、導電性高分子担体と貴金属ナノ粒子からなるハイブリッド材料がある。導電性高分子担体内における、貴金属ナノ粒子の形状や量、分布は、ハイブリット材料の電極触媒特性に影響を及ぼすため、これらの制御は重要であるものの、その手法は依然限られている。本研究では、ハイブリッド材料の電極触媒特性の向上を目的として、導電性高分子の電気化学ドーピングと脱ドーピングを鍵とする貴金属ナノ粒子析出制御法を新たに構築する。また、本手法で用いる各種パラメータが、アルコール類の電解酸化に対する作製したハイブリッド材料の電極触媒特性に及ぼす影響を詳細に明らかにし、電気化学バイオセンサー応用に向けた電極材料設計指針の学理を開拓する。初年度である2022年度は、導電性高分子担体にポリチオフェン (PTh)、貴金属ナノ粒子として金ナノ粒子 (AuNPs) からなる AuNPs/PTh ハイブリッド材料の作製に取り組み、ハイブリッド材料中の AuNPs の形状や析出量制御に取り組む。作製したハイブリッド材料については、1-propanol の電解酸化に対する電極触媒特性を評価した。その結果、AuNPs の析出条件によって、作製した AuNPs/PTh の電極触媒特性が変化することを見出した。

Electrochemical reaction is based on simple and rapid detection of highly sensitive chemicals. Electrochemical reaction is also expected to lead to the discovery of serious diseases such as diabetes. The detection of high sensitivity and low concentration of detection objects may result in early detection of diseases. Electrochemistry: a powerful electrode material, conductive polymer support, noble metal particles, etc. The shape, amount and distribution of noble metal particles in conductive polymer supports affect the electrode catalyst characteristics of the conductive polymer materials, and the control methods are still limited. In this study, the electrode catalyst characteristics of conductive polymer materials were studied. The electrochemistry of conductive polymer materials was studied. The method of precipitation of noble metal particles was established. In addition, this method uses various kinds of electrode catalyst characteristics and effects of electrolytic acidification to explain in detail the theoretical development of electrode material design guidelines for electrochemistry. In the first year of 2022, conductive polymer support, noble metal particles and gold particles (AuNPs) were selected for the preparation of AuNPs/PTh. The shape and precipitation amount of AuNPs in conductive polymer materials were selected for the control of precipitation. Evaluation of electrode catalytic properties for electrolytic acidification of 1-propanol As a result, the precipitation conditions of AuNPs, the preparation conditions of AuNPs/PTh and the characteristics of electrode catalysts have been improved.

项目成果

Gold/MnO2 particles decorated on electrodeposited polyaniline toward non-enzymatic electrochemical sensor for glucose

• DOI: 10.1016/j.mne.2023.100175
• 发表时间: 2023-04
• 期刊: Micro and Nano Engineering
• 作者: Keisuke Okamoto;Hiroki Kawakami;Yu-An Chien;Tomoyuki Kurioka;W. Chiu;Parthojit Chakraborty;T. Nakamoto;Y. Hsu;M. Sone;T. Chang

High Strength and High Corrosion Resistance Ni-TiO2 Composites by Supercritical CO2-Assisted Co-Electrodeposition towards MEMS Components

通过超临界 CO2 辅助共电镀制备 MEMS 元件的高强度、高耐腐蚀性 Ni-TiO2 复合材料

• 发表时间: 2022
• 作者: Yu-An Chien;Chun-Yi Chen;Tomoyuki Kurioka;Masato Sone;Tso-Fu Mark Chang
• 通讯作者: Tso-Fu Mark Chang

ポリアニリンと貴金属原子の複合電極の開発と1-プロパノールの電解酸化に対する触媒活性評価

聚苯胺与贵金属原子复合电极的研制及1-丙醇电解氧化催化活性评价

• 发表时间: 2023
• 作者: 吉田 祥平;岡本 奎祐;栗岡 智行;Chun-Yi Chen Parthojit Chakraborty;Tso-Fu Mark Chang;中本 高道;曽根 正人
• 通讯作者: 曽根 正人

Development of Au nanoparticles-MnO2 modified polyaniline electorode for Non-Enzymatic Glucose Sensors

用于非酶葡萄糖传感器的金纳米粒子-MnO2修饰聚苯胺电极的开发

• 发表时间: 2022
• 作者: Keisuke Okamoto;Hiroki Kawakami;Yu-An Chien;Tomoyuki Kurioka;Wan-Ting Chiu;Parthojit Chakraborty;Takamichi Nakamoto;Masato Sone;Tso-Fu Mark Chang
• 通讯作者: Tso-Fu Mark Chang

Functionalization of polyethylene terephthalate fabrics with au@Cu2O core@shell nanocrystals for environmental purifications

• DOI: 10.1016/j.mne.2023.100217
• 发表时间: 2023-09
• 期刊: Micro and Nano Engineering
• 作者: Jhen-Yang Wu;Mei-Jing Fang;Tomoyuki Kurioka;Ting Lai;M. Kuo;Yi-Hsuan Chiu;Chun-Wen Tsao;Yi-An Chen;Hsuan‐Hung Kuo;Yu-An Chien;Po-Wei Cheng;Bo-You Lin;Sue-min Chang;Chun-Yi Chen;M. Sone;T. Chang;Y. Hsu