光エネルギー変換のための新しい酸化チタン-金-色素ナノハイブリッドの構築

昨年に続いて、新しい酸化チタン-金-色素ナノハイブリッドの構築を行うために、金ナノ構造体の酸化インジウムスズ表面への固定化と構造成長に関して詳細に検討した。その結果、二段階でナノ粒子の構造成長を行う種核成長法において、一段階目の種核溶液への浸漬の代わりに、同じ組成の溶液を基板表面にキャストする方法によっても、二段階目の化学還元による構造成長後には、基板表面に金ナノ粒子を分散して固定化できることを明らかにした。また、キャスト操作を繰り返すことで金ナノ粒子の高密度修飾が可能になり、その操作を10回程度繰り返した場合には、三次元構造を有する金ナノ粒子の集積状態を作製できることがわかった。この結果は、本法が界面の新しい機能化法として有効であることを示している。また、種核溶液中にクエン酸イオンを添加することによっても、濃度の増加に伴って金ナノ粒子を高密度で修飾できることを明らかにした。このほかにも、昨年度に興味深い界面構造成長を見出した金ナノプレートの系では、基板表面により強固に固定する方法を検討した。その結果、保護剤の選択や種核修飾後の加熱処理によって、金ナノプレートの表面被覆率を向上させ、さらに強固に金ナノプレートを固定化できることがわかった。これにより、金ナノプレートの修飾電極としての応用が可能になったので、電気化学測定に関してもデータを取得し、現在論文としてまとめている。本研究では、研究の端緒で興味深いナノ構造成長現象が見つかったため、期間中の検討は主に金ナノ粒子の透明導電性ガラス表面への固定化について検討したが、今後それを応用した所期のデバイス構築についても検討を進めたい。

昨年に続いて、新しい酸化チタン-金-色素ナノハイブリッドの構築を行うために、金ナノ構造体の酸化インジウムスズ表面への固定化と構造成長に関して詳細に検討した。その結果、二段階でナノ粒子の構造成長を行う種核成長法において、一段階目の種核溶液への浸漬の代わりに、同じ組成の溶液を基板表面にキャストする方法によっても、二段階目の化学還元による構造成長後には、基板表面に金ナノ粒子を分散して固定化できることを明らかにした。また、キャスト操作を繰り返すことで金ナノ粒子の高密度修飾が可能になり、その操作を10回程度繰り返した場合には、三次元構造を有する金ナノ粒子の集積状態を作製できることがわかった。この結果は、本法が界面の新しい機能化法として有効であることを示している。また、種核溶液中にクエン酸イオンを添加することによっても、濃度の増加に伴って金ナノ粒子を高密度で修飾できることを明らかにした。このほかにも、昨年度に興味深い界面構造成長を見出した金ナノプレートの系では、基板表面により強固に固定する方法を検討した。その結果、保護剤の選択や種核修飾後の加熱処理によって、金ナノプレートの表面被覆率を向上させ、さらに強固に金ナノプレートを固定化できることがわかった。これにより、金ナノプレートの修飾電極としての応用が可能になったので、電気化学測定に関してもデータを取得し、現在論文としてまとめている。本研究では、研究の端緒で興味深いナノ構造成長現象が見つかったため、期間中の検討は主に金ナノ粒子の透明導電性ガラス表面への固定化について検討したが、今後それを応用した所期のデバイス構築についても検討を進めたい。