エコ・ファブリケーションによる金属ナノ材料のモルフォロジー制御

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本研究では低環境負荷・低コストで金属ナノ材料が作製可能な超音波ナノファブリケーション技術を用いて、この非線形な反応場のコントロールを行い、ナノ材料の表面性状や形状等のモルフォロジーの制御技術の確立を行う。そして、理論的観点及び実験的証拠から非線形である超音波反応場の検討を行い、エコ・ファブリケーションのための超音波反応場の可能性を探索し、新規ナノ材料の開発指針を得ることが本研究の目的である。本年度は、超音波を用いた水溶媒中での銀ナノ材料の形態制御を目的として以下の研究を行った。これまでの研究で貴金属酸化物とエタノール等の有機溶媒中で超音波出力・周波数・溶媒・熱伝導率等の反応場条件を変化させることにより酸化物が還元し、生成物の形態制御が可能であることが判明している。そこで更なる低環境負荷プロセスを目的として水溶媒中でのナノ形態制御技術開発を行った。水溶媒でも超音波を作用させ、プロセスの改良することにより銀に還元し、銀ナノ材料が作製できることを見出した。高分解能透過型電子顕微鏡観察の結果から、作製条件によりナノロッド状やナノプレート状に銀ナノ粒子材料のモルフォロジーを変化させることが可能なことが分かった。また添加剤により、収率が大きくなることも分かった。このモルフォロジーの変化は超音波を照射した場合にみられる効果であった。水溶媒で分散剤を使用することなく、ナノロッド、ナノプレート状の銀ナノ材料を作製することに成功し、エコ・ファブリケーションによる金属ナノ材料のモルフォロジー制御のための基礎技術を確立した。