磁性体含有単分散性粒子の合成および磁場を利用した配列制御に関する研究

含磁性材料单分散颗粒的合成及磁场排列控制研究

• 批准号: 08J03697
• 负责人: 松本 秀樹
• 金额: $ 0.77万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2008
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2008 至 2009
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08J03697/
• 关键词: 磁性複合粒子; 単分散粒子; 静電相互作用; ヘテロ凝集; マグネタイト; シリカ; 自己組織化; 規則配列構造; 磁性ナノ粒子

磁性体を含有する複合粒子は、外部磁場による操作が可能であるため、診断薬用担体やホルモン等の微量物質の分析や分離回収に用いられる。分析の精度及び回収効率の向上のためには、粒子が高い磁化を持つことに加え、粒子個々のサイズ、形状及び磁性体含有率が均一であることが求められる。また、この条件を満たす粒子は、自己組織化を利用した配列化が可能であり、フォトニック結晶をはじめとする次世代光学デバイスへの応用も考えられる。昨年度の研究で、単分散シリカ粒子の表面にマグネタイトをヘテロ凝集させ、その上からシリカの保護層をコーティングすることで単分散磁性複合粒子の合成に成功し、さらにこれらの手順を交互に繰り返すことで、磁化の高い複合粒子を合成できることを見出した。しかし、合成手順が煩雑で時間がかかるという問題があった。本年度はその粒子合成プロセスの簡略化を検討し、生成粒子の均一性や磁気特性を損なうことなく、粒子合成に掛かる時間を4割程度削減することが可能となった。作製した粒子は磁気応答性を持ち、サブミクロンサイズで単分散であるため、自己組織化を利用した規則配列構造の形成を検討した。粒子濃度5wt%の粒子懸濁液に親水性のガラス基板を垂直に浸し、これを1μm/sの速度で引き上げることでガラス基板上に規則配列構造を形成させることに成功した。同条件においてネオジム磁石による磁場作用下でも規則配列構造を形成することが可能であった。磁場作用下で作製した配列構造の一部は、クラックの走る方向が変化しているものもあり、磁場によって粒子の配向性を制御できることが示唆された。配向性をより高度に制御できれば、広範囲で規則的な配列構造の形成など、デバイス開発に有用な配列技術につながると考えられる。

Containing magnetic body を す は る composite particles, the external magnetic field に よ る が operation may で あ る た め, diagnosis 薬 supporter や ホ ル モ ン の trace substances such as の analysis や separate the 収 に with い ら れ る. Analysis の precision and び 収 back sharper rate の upward の た め に は, high particle が い magnetized を つ こ と に え, particle a 々 の サ イ ズ, shape and び magnetic body containing rate が uniform で あ る こ と が o め ら れ る. を ま た, こ の conditions against た を は す particles, their organization using し た match column change が may で あ り, フ ォ ト ニ ッ ク crystallization を は じ め と す る next generation optical デ バ イ ス へ の 応 tested え in も ら れ る. Yesterday annual の research で, scattered 単 シ リ カ particle surface に の マ グ ネ タ イ ト を ヘ テ ロ agglutination さ せ, そ の on か ら シ リ カ の protective を コ ー テ ィ ン グ す る こ と で 単 の synthetic に し success, scattered magnetic composite particles さ ら に こ れ ら の hand shun を interaction に Qiao り return す こ と で を synthesis, high magnetization の い composite particles で き る こ と を shows し た. The <s:1> が, the synthetic hand, the が, the 雑で, the が, the ると, the う, the う, the があった. This year は そ の particle synthesis プ ロ セ ス の briefly turn を beg し 検 の uniformity of magnetic 気 や, generate particles を loss な う こ と な く に particle synthesis, hang か る time を degree of 4 cut cut す る こ と が may と な っ た. Cropping し た は magnetic particles 気 応 answer sex を hold ち, サ ブ ミ ク ロ ン サ イ ズ で 単 scattered で あ る た め, their organizational を using し た の rules match column structure formation を beg し 検 た. Particle concentration of 5 wt % の particle suspension に hydrophilic の ガ ラ ス substrate を vertical に immersion し, こ れ を 1 mu on the m/s speed の で lead き げ る こ と で ガ ラ ス substrate に を rules match column structure form さ せ る こ と に successful し た. With conditions に お い て ネ オ ジ ム magnet に よ る magnetic field under the action of で も を rules match column structure formation す る こ と が may で あ っ た. Magnetic field under the action of で cropping し た の a は column structure, ク ラ ッ ク の る direction が variations change し て い る も の も あ り, magnetic field に よ っ て particle の match tropism を suppression で き る こ と が in stopping さ れ た. With tropism を よ り highly に suppression で き れ ば, hiroo van 囲 の な で rules match column structure formation な ど, デ バ イ ス open 発 に useful な match column technology に つ な が る と exam え ら れ る.

项目成果

Repetition of electrostatic heterocoagulation for high magnetic content of monodisperse silica particles

重复静电杂凝以获得高磁性含量的单分散二氧化硅颗粒

• 发表时间: 2009
• 期刊: The 5th Joing China/Japan Chemical Engineering Symposium (CJCES)
• 作者: Satoshi Otani;Toshiharu Iwai;Shingo Nakahata;Chiharu Sakai;Masakane Yamashita;Hideki Matsumoto
• 通讯作者: Hideki Matsumoto

Synthesis of highly monodisperse particles composed of a magnetic core and fluorescent shell

• DOI: 10.1021/la801364w
• 发表时间: 2008-09-02
• 期刊: LANGMUIR
• 影响因子: 3.9
• 作者: Nagao, Daisuke;Yokoyama, Mikio;Konno, Mikio
• 通讯作者: Konno, Mikio

高磁性含有率を持つ単分散マグネタイト-シリカ複合粒子の作製

高磁性含量单分散磁铁矿-二氧化硅复合颗粒的制备

• 发表时间: 2009
• 作者: Satoshi Otani;Toshiharu Iwai;Shingo Nakahata;Chiharu Sakai;Masakane Yamashita;Hideki Matsumoto;中島健一郎;Daisuke Nagao;松本秀樹
• 通讯作者: 松本秀樹