Creation of photonic crystal polymer-based ubiquitous analysis device for radionuclides

基于光子晶体聚合物的放射性核素普适分析装置的研制

• 批准号: 22H02004
• 负责人: 塚原 剛彦
• 金额: $ 10.98万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2026-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H02004/
• 关键词: フォトニック結晶; 核種分離; 高感度計測; 分析; マイクロデバイス; 金属イオン; センシング; 機能性ポリマー

コアシェル型高分子フォトニック結晶を合成する手法を確立すると共に、その特性を評価した。具体的には、エマルジョンラジカル重合法を用いて、コアシェル型ポリマーの合成を行った。コア剤としてスチレンを、モノマーとしてビニルピロリドン(VP)またはアクリル酸-アクリルアミド(AAm)を、重合開始剤としてペルオキソ二硫酸アンモニウム(APS)を添加した水溶液をそれぞれ用いた。三つ口フラスコに超純水、スチレンモノマー、APSを投入し、Arガス雰囲気下、74℃で数時間良く攪拌することでポリスチレン(PS)コア粒子を合成した。このコア溶液に、イオン性界面活性剤、VPまたはAAm、5 mol%の架橋剤Methylenebisacrylamide及び開始剤としてアゾビスシアノ吉草酸を投入し、さらに5時間反応を継続することにより、PSコアがVPまたはAAｍポリマーシェルで被覆されたコアシェル型ナノ粒子が合成された。合成したナノ粒子の微構造やサイズを、核磁気共鳴分光(NMR)、全反射式赤外分光(ATR-FTIR)、電子顕微鏡(SEM)、粒径分布測定等によって同定した。また、合成した個々の共重合ポリマーの水溶液中での転移温度(LCST=Lower CriticalSolution Temperature)を調べると共に、これらLCSTに対する溶液性状（金属イオンの種類・濃度、酸濃度など）の影響を評価した。さらに、ポリイミドテープを用いてガラス基板上に矩形型のダム構造を作製し、そのダム構造内に合成したコアシェル型ナノ粒子懸濁液を滴下・乾燥させることで、自己組織化的にフォトニック結晶ポリマー(PCP)を作製した。FT-IR測定及びDLS測定により、約250 nmの粒径を持つコアシェル型ナノ粒子が合成できたことを確認した。

The method of synthesis is to make sure that the properties of the polymer are in common and the properties are different. The specific method is to synthesize the line by using the method of recombination. In this case, you need to determine the exact amount of acid (VP) in the system (AAm). In the same way, you need to add an aqueous solution that is sensitive to sodium disulfate (APS). Three times the temperature is over water, the temperature is low, the temperature is low, the input of APS, the temperature of Ar, the temperature of 74 ℃, and the temperature of 74 ℃, then mix well and make sure that the particles are synthesized by PS. The solution is sensitive, the interface is active, VP is AAm, 5 mol% is sensitive to Methylenebisacrylamide, and the starting point is thioglycoxylic acid (Glyoxalate). After 5 hours, it is necessary to determine the concentration of glycolic acid in the solution, the temperature in the AAm, and the synthesis of the coated AAm particles in the first place. The synthetic particles were used to make the same samples, such as nuclear magnetic resonance spectroscopy (NMR), total reflection infrared spectroscopy (ATR-FTIR), electron microspectroscopy (SEM), particle size distribution measurement and so on. The temperature of transfer temperature (LCST=Lower CriticalSolution Temperature) in aqueous solution and the properties of LCST solution (such as metal temperature, acidity temperature) in aqueous solution have an effect on the properties of the solution. In this paper, we use the rectangular device on the substrate to make the device, and to synthesize the particles in the substrate. Drop the drip of the drying solution into the solution, and make the device by ourselves (PCP). FT-IR and DLS measurements show that the particle size is about 250 nm. The particles are synthesized and confirmed.