ナノ鋳型を用いた金属ナノ粒子の形状制御に関する研究

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本研究課題は,特異な形状を有するナノ構造体を型に鋳型を作製すること,ならびにこれを用いて特殊な形状や均一な粒径分布を有する金属や金属酸化物のナノ構造体を得ることを目的とした。1)銀ナノシートの作製シート状の積層構造を形成する鋳型を作製した。これに金属銀を取り込ませて,銀ナノシートを作製できることを初めて見出した。また得られた銀ナノシートを剥離などの処理をして分析すると,バルクのものと全く異なることが分かった。銀ナノシートは電子線回折やX線回折測定を行うと,パターンがバルクのものとは全く異なった。紫外-可視分光特性も異なることが分かった。様々な応用が期待され,工学的価値も高いと考える。2)均一細孔鋳型の作製均一な粒径分布のナノ粒子を比較的得やすいシリカのナノ粒子を作製し,これを型に鋳型の作製を試みた。50nm〜1μmまで,各粒径でシリカナノ粒子を作製し,それぞれに有機分子に混ぜて不完全燃焼することによって有機分子を炭化させた。シリカをケミカルエッチングしてシリカを溶出し,型のシリカナノ粒子と同径の孔を有する炭素鋳型を作製した。この細孔を元に磁性粒子や銀粒子の作製を行った。3)生体分子を埋包した粒子の作製生体分子であるタンパク質を型に用い,これを埋包させたシリカ粒子を作製した。回収も考えて磁性粒子と複合化させた。酵素を埋包させて,その活性を調べると,埋包させる前と同レベルの値を示した。これは酵素の立体的な三次元構造が維持されていることを示しており,シリカ層内で酵素の形の細孔を有していると考えられる。4)ネットワーク構造体の作製これまで球形のシリカが多数報告されているが,それに対して本系では棒状シリカのネットワーク構造を得た。ノニオン性界面活性剤の構造体の金のナノ粒子の鎖状構造体を鋳型に用いてシリカで固めることで,金ナノ粒子含有シリカネットワーク構造体を初めて作製した。