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相分離液体を反応場とした新奇金ナノ構造体の作製

使用相分离液体作为反应场制备新型金纳米结构

基本信息

批准号：
20810005
负责人：
梶本真司
金额：
$ 1.06万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (Start-up)
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

项目摘要

ナノ秒近赤外光パルスレーザーを用いた温度ジャンプ法によりブトキシエタノール-水混合溶液中に相分離過程を誘起し、一定の遅延時間後に紫外光パルスを照射し金イオンの光還元反応を誘起することによって、動的に相分離過程にある溶液を反応場として金のナノ構造体を作製することに成功した。得られた金ナノ構造体の大きさ・形状は平衡状態にある溶液中で得られるナノ粒子と大きく異なった。特に、近赤外光と紫外光パルス光の遅延時間を5μsにしたときには一辺およそ800nm程度の四角いプレート状の構造体が得られた。このような構造体は平衡状態にある溶液ではもちろん、他の遅延時間でも観測されなかった。また、遅延時間を10μsとして光還元反応を誘起すると相分離過程に現れる相互に絡み合った2相を反映するような50nm程度のナノ粒子の複雑な凝集体が得られた。このことから動的に相分離過程にある溶液が特異な反応場として応用可能であることが分かった。温度ジャンプに伴う相分離過程では、レーザー照射後1μs程度まで異種分子間の水素結合の解離を伴う微小相の形成が起こり、その後は平衡濃度に達した数10ナノメートル程度のそれぞれの相が徐々にその大きさを成長させていくように相分離過程が起こることが分かっている。今回得られたナノ構造体はマイクロ秒オーダーの時間領域においても遅延時間に応じてその構造・大きさを変化させた。この結果は相分離初期過程に現れるナノメートルサイズの相が形成する界面が金のナノ構造体の形成に大きく寄与していることを示唆している。さらに、相分離過程にある溶液の性質について、分子動力学計算を用いて調べた。

The process of phase separation is induced in a near-second ultraviolet radiation solution by temperature reduction method, and the process of phase separation is successfully induced in a solution by ultraviolet radiation after a certain delay time. The shape of the structure is different from that of the equilibrium state. Special, near-infrared and ultraviolet light delay time of 5μs, a four-corner structure of 800nm The structure is in equilibrium state, and the solution is in equilibrium state. The delay time is 10μs, and the phase separation process is induced by the interaction of the two phases. The condensation of the particles is obtained at the level of 50nm. The phase separation process of the solution is different from that of the original solution. The phase separation process is accompanied by the temperature rise and fall of 1μs after irradiation, and the dissociation of water element binding between heterogeneous molecules is accompanied by the formation of micro-phases, and the equilibrium concentration is reached to several 10 μ s after irradiation. The structure of this paper is divided into two parts: one part is the time domain, the other part is the time domain, the other part is the time domain. The results show that the initial phase separation process is the formation of the phase separation interface, the formation of the phase separation structure, and the formation of the phase separation interface. In addition, phase separation process, solution properties, molecular dynamics calculation, etc.