高分子ナノ粒子内部へのキラルな金属ナノ構造体の直接造形法の創生

创建聚合物纳米粒子内部手性金属纳米结构的直接制造方法

• 批准号: 22H01892
• 负责人: 河合 武司
• 金额: $ 11.4万
• 依托单位: Tokyo University of Science
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 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-22H01892/
• 关键词: キラル金属ナノ構造; 高分子粒子; 紫外線照射

本年度は、銀イオンを含む水面上に浮かべたポリスチレン（PS）粒子の表面に銀粒子を紫外線照射によって担持させて、銀粒子スポットの配置とキラル光学特性との関連について調べ、不連続なキラルナノ構造体の光学特性の解明を目的とした。具体的には、キラル光学特性に及ぼす(1)非同一平面と同一平面上の３つの銀スポットの相違、さらには(2)PS粒子のサイズ、(3)銀スポットサイズ、(4)２つのスポットの配置、(5)金属の種類の影響について検討し、下記の成果を得た。入射角を一定（同一平面）に保って３つの銀スポットを作製しCDスペクトルを測定したところ、CDピークは入射角が増すほど長波長側にシフトした。同様の長波長シフトはPS粒子の粒径の増大によっても得られた。すなわち、銀スポット間の距離によってCDピーク位置が制御できることが明らかとなった。一方、入射角を各スポットごとに変えた場合（非同一平面）では、CDピークの位置は大きく変化しなかったが、入射角を増大させた場合と減少させた場合とではCDピークの正負が逆転した。すなわち、入射角の変化方向でキラリティーが制御できることが明らかとなった。一方、紫外線の照射時間によってスポットサイズを増大させると、CDピーク位置をほとんど変化させずにピーク強度だけ強くできることがわかった。さらに、銀を白金に変えても同様のCDスペクトルが得られ、キラル光学特性の発現は金属の種類には依存しないことも実証した。また２つの銀スポット系のキラル光学特性の発現は、スポットの配置に依存することを明らかとした。すなわち、キラル光学特性は２つのスポットとPS粒子の中心とのなす角が180°では発現しないが、90°や120°では発現することがわかった。現有の紫外可視分光光度計に光学部品を組み込み、1600 nm程度まで測定できる自作CD装置を組み立てることに成功した。

今年，银颗粒受到紫外线射线的辐射支持，这些紫外线辐射（PS）（PS）颗粒漂浮在银离子表面上，目的是研究银颗粒斑点和手性光学特性的布置之间的关系，并阐明不连续的胆汁胆汁纳米结构的光学特性。具体而言，我们调查了（1）三个非跨纳尔和克罗平族银点对手性光学特性的差异，以及（2）PS颗粒的大小，（3）银点的大小，（4）两种斑点的排列，以及（5）的类型，并获得了以下结果。在保持入射角恒定（共面平面）和CD光谱的同时，制备了三个银点。随着入射角的增加，CD峰向更长的波长侧移动。通过增加PS颗粒的粒径，也获得了类似的长波长移位。换句话说，已经揭示了CD峰位置可以由银点之间的距离控制。另一方面，当每个位置（非旋转）更改入射角时，CD峰的位置并没有显着变化，但是在增加和降低入射角之间，正和负CD峰逆转了。换句话说，已经揭示了手性可以朝着入射角变化的方向控制。另一方面，发现随着紫外线照射时间增加斑点大小，可以增加峰值强度而不会改变CD峰位置。此外，证明当银更改为铂时获得了相似的CD光谱，并且手性光学特性不依赖于金属的类型。还揭示了两个银点系统的手性光学特性取决于斑点的位置。换句话说，发现两个斑点和PS粒子中心之间的角度不是在180°，而是在90°或120°时表达。我们已经成功地组装了自己的CD设备，该设备最多可以测量1600 nm，并且将光学组件纳入当前的UV-VIS分光光度计中。