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１次元・２次元ハイブリッドナノ材料による大気中水分の無動力捕集デバイスの創製

使用一维/二维混合纳米材料创建无动力大气水分收集装置

基本信息

批准号：
17J05751
负责人：
嶋田泰佑
金额：
$ 1.6万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2017
资助国家：
日本
起止时间：
2017-04-26 至 2020-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本年度は、水滴回収のための高機能化疎水性表面の創製に向けて、ナノワイヤ構造体上へ修飾する有機分子の配向分析を行った。本研究では、ナノワイヤ構造体を用いた大気中の水滴を無動力で捕集可能なデバイスの創製を着想し、これまでに親水性（接触角＜90度）・疎水性（接触角＞90度）表面の開発を進めてきた。昨年度では、ナノワイヤ構造体表面上への長鎖アルキル（C=18）リン酸分子修飾により、疎水性表面を開発した。しかしながら、当該疎水性表面の示す接触角は110度であり、効率的な水滴回収のためには、より高い接触角を示す疎水性表面（接触角＞150度）が必要である。疎水性などの機能発現において、分子の配向性は重要因子の一つであるため、構造体表面上へアルキルリン酸分子を制御して修飾すること要求される。そこで、本年度では、短鎖アルキル（C=1）リン酸分子をモデルとして、ナノワイヤ構造体表面上での配向分析を行った。水熱合成により作製した酸化亜鉛ナノワイヤ構造体表面上に二酸化チタンを成膜し、短鎖アルキルリン酸分子を修飾した。親水性・疎水性を評価したところ、短鎖アルキルリン酸分子修飾による接触角の低減を確認したため、疎水性表面の創製のためには長鎖アルキルリン酸分子が必要であることが分かった。続いて、赤外分光法を用いて有機分子による赤外吸収を測定したところ、ナノワイヤ構造体表面上に短鎖アルキルリン酸分子が修飾されたことを確認した。面内・面外方向の赤外吸収スペクトルから配向性を分析すると、短鎖アルキルリン酸分子はランダムではなく、ナノワイヤ構造体表面上に一定角度に配向して吸着したことを示した。以上より、短鎖アルキルリン酸分子をモデルとした、ナノ構造体表面上での分子配向を明らかにした。

This year, we conducted orientation analysis of organic molecules for the creation of highly functional aqueous surfaces for water droplet recycling. In this study, the development of hydrophilic (contact angle <90 degrees) and hydrophobic (contact angle> 90 degrees) surfaces was studied in order to create structures that capture water droplets without power. Last year, there were long locks on the surface of the structure (C=18), and the surface of the structure was opened. When the contact angle of the aqueous surface is 110 degrees, it is necessary to show the contact angle of the aqueous surface (contact angle>150 degrees). The functional development of water, molecular alignment and important factors, structural surface control of acid molecules and modification requirements This year, alignment analysis was conducted on the surface of the structure. Hydrothermal synthesis of acid on the surface of the structure to form a film, short-chain acid molecule modification Hydrophilicity, water resistance, short chain, acid modification, low contact angle, water resistance, long chain, acid modification The organic molecules were detected by infrared spectroscopy. Analysis of the out-of-plane orientation of the adsorption molecules on the surface of the structure at a certain angle The molecular alignment on the surface of the structure is clearly defined.

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

イオン選択的電極を用いた微小粒子状物質由来水溶性成分の分析

使用离子选择性电极分析源自微粒物质的水溶性成分

DOI：
发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
0
作者：
山内晴加;嶋田泰佑;安井隆雄;合田達郎;加地範匡;宮原裕二;馬場嘉信
通讯作者：
馬場嘉信

機能化ナノワイヤによる生体外微粒子及び生体分子分析法の創成

使用功能化纳米线创建体外微粒和生物分子分析方法

DOI：
发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
0
作者：
石井祐太;山崎裕一;小塚裕介;中尾裕則;嶋田泰佑
通讯作者：
嶋田泰佑

Robust Ionic Current Sensor for Bacterial Cell Size Detection

用于细菌细胞大小检测的稳健离子电流传感器

DOI：
10.1021/acssensors.8b00045
发表时间：
2018
期刊：
ACS Sensors
影响因子：
8.9
作者：
H. Yasaki;T. Shimada;T. Yasui;T. Yanagida;N. Kaji;M. Kanai;K. Nagashima;T. Kawai and Y. Baba
通讯作者：
T. Kawai and Y. Baba

PM2.5 collection device toward PM2.5 monitoring

PM2.5采集装置走向PM2.5监测

DOI：
发表时间：
2017
期刊：
影响因子：
0
作者：
T. Shimada;T. Yasui;A. Hibara;H. Yasaki;T. Yanagida;N. Kaji;M. Kanai;K. Nagashima;T. Kawai;Y. Baba
通讯作者：
Y. Baba

PM2.5 analysis in liquid phase via water film-based collection and microfluidics-based electrical detection

通过基于水膜的收集和基于微流体的电检测进行液相 PM2.5 分析

DOI：
发表时间：
2018
期刊：
Micro Total Analysis Systems 2018
影响因子：
0
作者：
T. Shimada;H. Yasaki;T. Yasui;A. Hibara;T. Yanagida;N. Kaji;M. Kanai;K. Nagashima;T. Kawai;Y. Baba
通讯作者：
Y. Baba