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金ナノロッドの配向・位置制御技術の確立と新規光学材料への展開

金纳米棒定向位置控制技术的建立及其在新型光学材料中的应用

基本信息

批准号：
22KJ0022
负责人：
関澤祐侑
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2023
资助国家：
日本
起止时间：
2023-03-08 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ0022/
关键词：
金ナノ粒子高分子ブラシポリマーブラシ金ナノロッド

项目摘要

金ナノ粒子は光照射によって局在表面プラズモン共鳴（LSPR）が誘起される。中でも棒状の金ナノ粒子（金ナノロッド; GNR）には、長軸方向に対応した特徴的で強いプラズモン（L-LSPR）が現れる。このL-LSPRは光の照射方向に依存するため、GNRの自在な配向制御の実現は新たな機能を持つ光学デバイスへの応用が期待される。本研究では、外部刺激に応じて柔軟に形を伸縮させる高分子ブラシをテンプレートとして利用し、GNRの動的な配向制御法の確立を目指す。これまで異方性ナノ粒子のテンプレートとして着目されていなかった高分子ブラシを用いることで、ナノ粒子制御に関して新たな知見をもたらすことが期待される。本期間においては、GNRの垂直配向化が可能である高分子ブラシの条件を探索した。その結果、高分子ブラシの密度と長さが重要であることが判明したため、それらのファクターを制御する手法を確立した。ガラス基板上に重合開始剤と開始基を持たない分子を混合して反応させることでポリマーの密度を制御できることを発見した。さらに、重合の時間を変更することでポリマーブラシの長さを制御した。PSS brushに対して正に帯電したGNRを吸着させたところ、ある一定以上の密度、長さがGNRの垂直配向化に重要であることが判明した。以上の結果から、GNRがポリマーブラシの間隙に入り込むことによって、GNRが一方向に固定化されると考えられる。今後はポリマーブラシの構造変化とGNRの配向変化について、詳細なメカニズム探索を行うことで今後の応用展開に向けた基盤の確立を目指す。

Gold particles are induced by light irradiation on the surface of the surface by LSPR. A strong LSPR (L-LSPR) characteristic of rod-like gold particles (GNR) in the opposite direction and in the long axis direction is present. The L-LSPR is dependent on the direction of light irradiation, and the GNR's self-alignment control is realized. The new function of the L-LSPR is expected to maintain the optical performance. This study is aimed at establishing the alignment control method for the use of GNR in response to external stimuli. This is the first time that a polymer has been used in the field of particle control. During this period, the conditions for the vertical alignment of GNR were explored. The result is that the density of the polymer is very important, and the method of controlling it is very important. The substrate is stacked on top of each other and the molecules are mixed. The time of registration shall be changed according to the time of registration. PSS brush is important for GNR adsorption and vertical alignment. The above results show that GNR is immobilized in one direction. In the future, the structural transformation of GNR and the orientation transformation of GNR will be discussed in detail. In the future, the development direction of GNR and the establishment of GNR will be indicated.