金属ナノ粒子、微粒子の合成、調製と最新応用技術

銀ナノインク、銅ナノ接合材、電極、ディスプレイ、太陽電池、バイオセンサ、触媒、抗菌剤、、、
 目的に合わせた「粒子特性」の実現と「応用製品、材料開発」のノウハウを一挙掲載!

金属ナノ粒子、微粒子の合成、調製と最新応用技術

価格 88,000円(税抜 80,000円) 出版社 技術情報協会
発刊日 2021年10月29日 体裁 A4判 558ページ
ISBNコード 978-4-86104-862-3 商品コード 2127

本書のポイント

【合成技術】

  • 液相、気相など金属ナノ粒子の各種合成法の解説とサイズ、形状の制御技術

【配線材料】

  • インクジェット用銀ナノ粒子インクの設計と要求特性
  • 「耐酸化性」と「低温加熱」で導電化できる銅系配線インクの開発

【接着・接合材料】

  • 低温、無加圧銀焼結型ダイボンド材料の開発事例
  • 銅ナノ粒子の接合材としての特性と接合シートの開発

【光学材料】

  • プラズモン共鳴を利用した光電変換デバイス、偏光シート、多色エレクトロクロミック素子の開発事例

【センサ】

  • 金属ナノ粒子の特性を利用したバイオセンシングや高感度生体分子検出の開発事例

【触媒】

  • 各種金属ナノ粒子を用いた触媒設計、機能と反応効率を向上させるための手法

【抗菌材料】

  • 銀ナノ粒子担持繊維、樹脂の抗菌・抗ウイルス性能評価
  • 平板状銀ナノ粒子を用いた光半導体の抗菌効果

執筆者

※敬称略

佐藤 正秀
宇都宮大学
高橋 幸奈
九州大学
小寺 喬之
鶴岡工業高等専門学校
小野 篤史
静岡大学
冨樫 貴成
山形大学
門 晋平
和歌山大学
宮川 雅矢
工学院大学
穂苅 遼平
(国研)産業技術総合研究所
田中 秀樹
中央大学
米村 弘明
崇城大学
荻原 隆
大研化学製造販売(株)
木村 俊輔
千葉大学
辻 剛志
島根大学
中村 一希
千葉大学
真下 茂
熊本大学
小林 範久
千葉大学
興津 健二
大阪府立大学
内田 孝幸
東京工芸大学 
佃 諭志
東北大学
橋本 修一
群馬工業高等専門学校
保倉 明子
東京電機大学
棚橋 一郎
(公財)大阪産業局
中村 圭太郎
(株)日清製粉グループ本社
平尾 元
愛媛大学
岡田 芳樹
関西大学
座古 保
愛媛大学
家永 隆史
紀州技研工業(株)
渡辺 茂
高知大学
武田 真一
武田コロイドテクノ・コンサルティング(株)
斎木 敏治
慶応義塾大学
熊木 大介
山形大学
三友 秀之
北海道大学
中村 考志
(国研)産業技術総合研究所
須川 晃資
日本大学
和田 仁
福田金属箔粉工業(株)
宮澤 雄太
大日本塗料(株)
椎木 弘
大阪府立大学
山名 一成
兵庫県立大学
山田 直輝
兵庫県立工業技術センター
満留 敬人
大阪大学
八重 真治
兵庫県立大学
大高 敦
大阪工業大学
酒井 俊郎
信州大学
田辺 真
東京工業大学
相川 達男
住友金属鉱山(株)
山元 公寿
東京工業大学
笹川 和彦
弘前大学
森 浩亮
大阪大学
藤﨑 和弘
弘前大学
桒原 泰隆
大阪大学
森 崇充
(株)大阪ソーダ
山下 弘巳
大阪大学
陳 伝トウ
大阪大学
古南 博
近畿大学
長澤 浩
(株)環境レジリエンス
北嶋 武
防衛大学校
川戸 祐一
石原ケミカル(株)
植竹 裕太
大阪大学
三好 健太朗
大陽日酸(株)
清野 智史
大阪大学
小山 真司
群馬大学
吉田 朋子
大阪市立大学
桒原 彰太
東邦大学
田中 賢二
近畿大学
岡本 晃一
大阪府立大学
波多野 諒
名古屋市工業研究所

目次

第1章 第1章 液相法による金属ナノ粒子の合成と制御

    第1節 液相還元による金属ナノ粒子の合成
  • 1.液相反応における金属ナノ粒子生成機構
  • 2.種々の液相反応系を用いる金属ナノ粒子合成
  • 2.1 常圧・水溶液中での金属ナノ粒子合成
  • 2.1.1 塩化金酸,塩化白金酸を出発原料とする金属ナノ粒子合成
  • 2.1.2 ヒドラジン還元による金属ナノ粒子合成
  • 2.2 ポリオール液相還元による金属ナノ粒子合成
  • 2.3 水熱・ソルボサーマル条件での金属ナノ粒子合成
  • 第2節 噴霧熱分解法による球状金属微粒子の調製とその特徴
  • 1.微粒子合成法
  • 1.1 気相法
  • 1.2 液相法
  • 1.3 固相法
  • 1.4 噴霧熱分解法
  • 2.噴霧熱分解法による金属微粒子の調製とその特徴
  • 2.1 Ag微粒子
  • 2.2 Ni微粒子
  • 2.3 Cu微粒子(CuO微粒子)
  • 第3節 アルキルアミン融合シュウ酸錯体分解法による単分散ナノ粒子の精密サイズ制御合成
  • 1.核発生と結晶成長
  • 1.1.1 核発生
  • 1.1.2 LaMerモデル
  • 1.1.3 ナノ粒子合成における化学反応
  • 1.2 アルキルアミン融合シュウ酸錯体分解法
  • 1.2.1 アルキルアミン融合シュウ酸錯体と単分散ナノ粒子合成
  • 1.2.2 逐次分解反応による精密サイズ制御
  • 第4節 粘土を用いた銅ナノ粒子の合成と粒径、分散性制御
  • 1.銅ナノ粒子の合成法と課題
  • 2.層状物質との金属ナノ粒子の複合化
  • 3.カオリナイト上への耐酸化性銅ナノ粒子合成とその戻り反応特性
  • 4.ナノシート集合体を用いた銅ナノ粒子の粒径・分散性の制御
  • 5.集合構造を利用した銅ナノ粒子複合体の光学特性
  • 6.保護剤フリーを活かした対アニオンとの反応による異方性の創出
  • 第5節 ガス燃焼式噴霧熱分解法による球状銀粉末の合成と粒子特性
  • 1.実験方法
  • 1.1 ガス燃焼式噴霧熱分解装置
  • 1.2 銀粉末の製造
  • 1.3 銀粉末の粒子特性評価
  • 2.実験結果および考察
  • 第6節 液中レーザー溶融法による球状金サブミクロン粒子の作製
  • 1.基本的な実験方法
  • 2.レーザー誘起凝集によるナノ粒子の凝集の制御
  • 3.レーザー照射密度の調整と粒径制御
  • 4.保護剤の影響と粒径制御
  • 4.1 保護剤濃度
  • 4.2 保護剤種
  • 第7節 液中パルスプラズマ法を用いたナノ粒子の合成
  • 1.液中パルスプラズマ法
  • 2.ナノ粒子の合成
  • 2.1 単体ナノ粒子
  • 2.2 合金ナノ粒子
  • 2.3 化合物ナノ粒子
  • 2.4 カーボンナノマテリアル
  • 2.5 カーボン被膜型ナノ粒子
  • 第8節 超音波マイクロバブルを利用した金属ナノ粒子の合成技術
  • 1.金属イオンの還元と金属ナノ粒子の生成
  • 2.金属錯イオンと金属ナノ粒子の紫外可視吸収スペクトルの解析
  • 3.金属イオンの還元速度や金属ナノ粒子の粒径に及ぼす因子
  • 4.MnO4-還元からのMnO2ナノ粒子の生成
  • 5.Au(III)イオンの還元:アルコール分解速度とガス状物質生成速度の解析からの考察
  • 6.短時間超音波照射によるAuシードとAuナノロッドの生成
  • 第9節 溶液中での光還元による高分子ナノワイヤー上での金属ナノ粒子の直接形成
  • 1.イオンビームを利用した高分子ナノワイヤーの形成
  • 1.1 単一粒子ナノ加工法
  • 1.2 ポリビニルピロリドンナノワイヤー
  • 2.PVPナノワイヤー上でのAuナノ粒子形成
  • 3.PVP/Auナノワイヤーの光学特性
  • 第10節 藻類細胞を利用した金属ナノ粒子合成技術
  • 1.藻類細胞を利用した金属ナノ粒子合成の研究動向
  • 2.バイオ材料を利用した金属ナノ粒子の合成
  • 2.1 微細藻類を利用した金ナノ粒子の合成
  • 2.2 様々なタイプの金属ナノ粒子の合成
  • 3.金属ナノ粒子の生成メカニズム
  • 3.1 細胞内で起こる還元反応
  • 3.2 細胞外で起こる還元反応
  • 4.藻類細胞を利用した金属ナノ粒子合成研究の課題
  •  

第2章 気相法による金属ナノ粒子の合成とサイズ、形状制御

    第1節 高周波熱プラズマ法を利用した金属ナノ粒子の合成
  • 1.RF熱プラズマの特徴
  • 2.ナノ粒子の作製手順
  • 3.金属ナノ粒子の作製例
  • 3.1 単成分金属粒子
  • 3.2 合金ナノ粒子
  • 3.3 コアシェル構造(表面被覆)金属ナノ粒子
  • 3.3.1 コア(金属)-シェル(有機物)構造ナノ粒子
  • 3.3.2 コア(金属)-シェル(炭化物)構造ナノ粒子
  • 3.3.3 コア(金属)-シェル(酸化物)構造ナノ粒子
  • 4.金属ナノ粒子の特性
  • 4.1 低温焼結性
  • 4.2 反応性
  • 5.後処理による高機能化
  • 5.1 分級
  • 5.2 熱処理
  • 第2節 急速冷却システムを用いた非凝集ナノ粒子の気相合成技術
  • 1.非熱融合ニッケルナノ粒子の気相合成
  • 2.超音速ラバルノズル
  • 3.気相で合成した非熱融合,非凝集ニッケルナノ粒子の酸化防止技術
  • 4.非凝集ニッケルナノ粒子を利用した担持触媒粒子の気相合成
  • 5.非凝集金属酸化物粒子の気相合成
  • 第3節 改良型流動油面上真空蒸着法における金属ナノ粒子の合成と保護剤選定
  • 1.流動油面上真空蒸着法
  • 1.1 概要
  • 1.2 構成
  • 1.3 原理
  • 2.改良型流動油面上真空蒸着法
  • 2.1 概要
  • 2.2 構成
  • 2.3 改良点
  • 2.4 運転条件
  • 3.保護剤選定
  • 3.1 捕集液
  • 3.2 保護剤の制約
  • 3.3 親油基
  • 3.4 親水基
  • 3.5 保護剤比較実験例
  • 3.6 保護剤濃度
  • 3.7 保護剤混合
  • 4.液相法との相違点
  •  

第3章 金属ナノ粒子・微粒子の分散性・分散安定性の評価手法

  • 1.インク・スラリー・ペースト状分散体に対する評価
  • 2.インク・スラリー・ペースト状分散体の評価手法
  • 2.1 なぜ濃厚系のまま評価する必要性があるのか?
  • 2.2 二つの分散安定性
  • 2.3 超音波スペクトロスコピー
  • 2.3.1 超音波スペクトロスコピーの原理
  • 2.3.2 超音波スペクトロスコピーによる評価例
  • 2.4 自然沈降分析法および遠心沈降分析法
  • 2.4.1 自然沈降分析法および遠心沈降分析法の原理と測定装置
  • 2.4.2 遠心沈降分析法の応用例
  • 2.4.3 自然沈降分析法の応用例
  •  

第4章 金属ナノ粒子、微粒子の配線材料への応用技術

    第1節 低温焼結型銀ナノ粒子インクの開発とフレキシブルデバイス開発への応用
  • 1.印刷電極の要求特性
  • 2.TFT電極に向けた印刷プロセス
  • 3.インクジェット印刷を用いた微細配線形成
  • 4.インクジェット用銀ナノ粒子インクの設計
  • 5.インクジェット印刷による電極形状制御
  • 6.全印刷型有機TFT
  • 第2節 窒化銅微粒子の合成方法の開発と配線材料への応用
  • 1.窒化銅微粒子の簡便な合成方法の開発
  • 1.1 窒化銅微粒子の合成方法の開発
  • 1.2 窒化銅微粒子の化学特性評価
  • 1.3 窒化銅微粒子の形状制御
  • 1.4 その他窒化銅に関する学理的検討
  • 2.窒化銅微粒子のインク化と後処理
  • 2.1 窒化銅微粒子の光吸収性
  • 2.2 窒化銅微粒子の光焼成用インクの検討
  • 2.3 銅系素材間の銅転化率および導電率の比較
  • 第3節 亜酸化銅微粒子分散液の特性と導体膜の形成技術
  • 1.銅微粒子の潜在的な課題
  • 1.1 PE分野に求められる性能
  • 1.2 銅微粒子の利点と弱点
  • 2.亜酸化銅微粒子分散液
  • 2.1 銅微粒子分散液の特徴
  • 2.2 亜酸化銅微粒子分散液の特徴
  • 3.導体膜の形成技術
  • 3.1 乾燥膜の重要性
  • 3.2 導体膜の特徴
  • 3.3 導体化のメカニズム
  • 3.4 導体膜の例
  • 3.5 課題
  • 第4節 金ナノ粒子とセルロースナノファイバの複合化によるフレキシブル金薄膜の作製技術
  • 1.ナノめっき技術による薄膜形成
  • 2.金ナノ粒子を用いた金箔の形成
  • 3.金箔の応用
  • 第5節 無電解反応によりシリコン上に形成した貴金属ナノ粒子と高密着性めっき膜
  • 1.無電解置換析出によるシリコン上への貴金属ナノ粒子形成
  • 1.1 シリコン上へ無電解置換析出する貴金属
  • 1.2 シリコンの前処理が無電解置換析出に及ぼす影響
  • 2.金属ナノ粒子を用いたシリコン上への高密着性めっき膜の形成
  • 2.1 触媒活性を持つナノアンカーを利用したシリコン上へのめっき膜の形成
  • 2.2 金ナノ粒子を用いたシリコン上へのめっき膜形成
  • 3.ワイドバンドギャップ半導体への展開
  • 3.1 SiC上への金属の置換析出
  • 3.2 金ナノ粒子触媒を用いたSiC上へのめっき膜形成
  • 第6節 超音波を利用した裸の金ナノ粒子の合成とポリマー粒子上への集積化
  • 1.湿式化学還元法による金ナノ粒子の水系合成
  • 2.超音波化学還元法による金ナノ粒子の水系合成
  • 3.高周波超音波化学還元法による裸の金ナノ粒子の水系合成
  • 4.高周波超音波化学還元法を利用したポリマー粒子上への裸の金ナノ粒子の集積化
  • 第7節 金属ペースト乾燥体中の金属粒子の分布とバインダー樹脂の影響
  • 1.実験方法
  • 1.1 サンプル調製
  • 1.2 AFMを用いたナノ触診法による表面弾性率マッピング
  • 1.3 IRマッピング
  • 1.4 SEM-EDS
  • 2.樹脂相分離状態と無機粒子の分布の可視化
  • 第8節 高密度電流下におけるフレキシブル金属ナノ粒子配線の損傷
  • 1.微細配線のエレクトロマイグレーション損傷
  • 2.通電試験方法
  • 2.1 Agナノ粒子インク配線の作製
  • 2.2 加速通電試験システム
  • 3.結果
  • 3.1 通電時の電位差変化
  • 3.2 損傷形態
  • 3.3 時間経過に伴う試験片形態変化
  • 3.4 高密度電流下での凝集塊の挙動
  • 4.まとめと考察
  •  

第5章 金属ナノ粒子、微粒子の接着、接合材料への応用技術

    第1節 銀焼結低温半導体接合の無加圧プロセス実現技術とその信頼性向上
  • 1.低温焼結性銀微粒子の創成
  • 2.ミクロ銀/低温焼結性銀微粒子の組み合わせ効果
  • 2.1 二粒子混合系の最密充填設計
  • 2.2 三粒子混合系の最密充填設計
  • 3.無加圧プロセス銀焼結接合の信頼性評価
  • 3.1 高温放置信頼性評価結果
  • 3.2 耐熱衝撃信頼性評価結果
  • 4.無加圧焼結プロセスを実現するために必要な条件
  • 第2節 銀ミクロンフレークペーストによる接合プロセスとパワーモジュールへの応用
  • 1.Agミクロンフレーク粒子と印刷プロセス
  • 2.Agミクロンフレークペーストの低温焼結メカニズム
  • 3.Agミクロンフレークペーストの異種界面接合
  • 3.1 Agメタライズ基板との接合
  • 3.2 Auメタライズ基板との接合
  • 3.3 DBA基板との直接接合
  • 3.4 セラミックスとの直接接合
  • 3.5 半導体との直接接合
  • 4.一体型パワーモジュールへの応用
  • 第3節 新規銀ナノ粒子ペーストによる高耐熱接合技術
  • 1.接合とは
  • 2.銀ナノ粒子
  • 3.銀ナノ粒子による接合法開発の経緯
  • 4.銀ナノ粒子接合の理論
  • 5.True NANO SilverRによる接合
  • 6.非金属接合
  • 7.耐熱接合が開く未来
  • 第4節 銅ナノ粒子接合材料の特性、取り扱い方と高信頼接合
  • 1.PVD法銅ナノ粒子
  • 1.1 銅ナノ粒子
  • 1.2 焼結温度
  • 2.理想的な状態のペーストでの物性
  • 2.1 せん断強度
  • 2.2 熱伝導率
  • 2.3 高温耐性
  • 2.4 理想的な状態の検討のまとめ
  • 3.実際の取り扱いの課題
  • 3.1 事前乾燥
  • 3.2 接合シート
  • 第5節 銅ナノ粒子を用いた接合シートの開発
  • 1.大陽日酸製銅ナノ粒子について
  • 2.接合試験方法
  • 2.1 せん断強度評価
  • 2.2 ヒートサイクル耐性評価
  • 3.実験結果と考察
  • 3.1 せん断強度評価
  • 3.2 ヒートサイクル耐性評価
  • 3.3 接合シートCを用いた接合サンプルの断面観察
  • 第6節 金属塩被膜処理を施した低温焼結性金属ナノ粒子による精密組立接合への応用
  • 1.金属塩被膜処理とは
  • 1.1 Cuナノ粒子への金属塩被膜処理の適用
  • 1.1.1 適用方法
  • 1.1.2 金属塩被膜処理時間の最適化
  • 1.1.3 接合強度に及ぼす金属塩被膜処理効果
  • 1.1.4 接合部の界面組織観察
  • 1.1.5 引張試験後の破面観察
  • 1.2 Cuナノ粒子表面に及ぼす金属塩被膜処理作用
  •  

第6章 金属ナノ粒子、微粒子の光学材料への応用技術

    第1節 金属ナノ粒子の高次構造構築技術
  • 1.金属ナノ粒子を立体的に配置する技術
  • 1.1 DNAを用いて金属ナノ粒子を繋ぐ
  • 1.2 ブロックコポリマーの自己組織化を利用して金属ナノ粒子を配置する
  • 2.金属ナノ粒子の融合技術
  • 2.1 熱により融合する
  • 2.2 光により融合する
  • 2.2.1 極短パルスレーザーを用いた融合
  • 2.2.2 定常光を用いたLSPR誘起による融合
  • 3.金属ナノ粒子を繋げた構造体の光学特性
  • 3.1 金属ナノ粒子を分子により繋いだ高次構造体に現れる光学特性
  • 3.2 金属ナノ粒子を融合した高次構造体に現れる光学特性
  • 第2節 ランダムな金属ナノ微粒子構造を用いたプラズモニックカラーとその制御
  • 1.NHoM構造の鏡像結合モードによる光学特性
  • 2.これまでに報告されてきたNPoM構造との比較
  • 3.NHoMによるフレキシブルな共鳴波長制御とプラズモニックカラー
  • 4.Al-NHoM構造を用いた深紫外波長域への拡張
  • 5.Ag-MoNH構造を用いた近赤外波長域への拡張
  • 第3節 金属ナノ構造のプラズモン共鳴を利用した光電変換デバイスの効率向上
  • 1.金属ナノ粒子の安定性向上
  • 1.1 球状金属ナノ粒子
  • 1.1.1 球状金ナノ粒子
  • 1.1.2 球状銀ナノ粒子
  • 1.2 形状異方性金属ナノ粒子
  • 1.2.1 金ナノロッド
  • 1.2.2 銀ナノプレート
  • 2.光エネルギー捕集効果を利用した光電流増強
  • 2.1 色素増感型太陽電池
  • 2.2 有機薄膜太陽電池
  • 3.金属ナノ構造の制御
  • 3.1 ナノスケール光酸化重合
  • 3.2 疎水性金ナノ粒子の単層二次元アレイ
  • 第4節 金ナノ粒子単層集積膜の作製と表面プラズモン共鳴波長の動的制御
  • 1.表面プラズモン共鳴波長動的制御技術
  • 1.1 MEMS技術を用いた電気的な表面プラズモン共鳴波長制御
  • 1.2 液晶の複屈折性を利用した電気的な表面プラズモン共鳴波長制御
  • 1.3 伸縮性基板を用いた機械的な表面プラズモン共鳴波長制御
  • 1.3.1 コロイダルリソグラフィによるPDMS伸縮性フィルム上金ナノ粒子単層集積膜の作製
  • 1.3.2 フィルム1軸伸長に対する金ナノ粒子単層集積膜の表面プラズモン共鳴波長シフト
  • 1.3.3 フィルム2軸伸長に対する金ナノ粒子単層集積膜の表面プラズモン共鳴波長シフト
  • 第5節 中空銀ナノ粒子の簡便合成と光学特性の制御
  • 1.局在表面プラズモン共鳴
  • 1.1 貴金属ナノ粒子
  • 1.2 LSPRの支配因子
  • 1.3 ナノシェル構造のLSPR
  • 1.4 シミュレーション
  • 2.中空ナノ粒子の合成法
  • 2.1 ガルバニ置換反応
  • 2.2 カーケンドール効果
  • 3.中空銀ナノ粒子
  • 3.1 簡便合成法
  • 3.2 光学特性
  • 3.3 LSPR波長制御
  • 3.4 応用
  • 第6節 銀ナノ粒子を用いた低反射率、高耐久性の偏光シートの開発
  • 1.金属ナノ構造が形成できる印刷技術の開発
  • 2.金属ナノ粒子インクで形成したナノ構造による光学特性の制御
  • 3.低反射率で高耐久性のWG偏光シート
  • 3.1 設計と作製
  • 3.2 結果と考察
  • 3.3 偏光サングラスの試作
  • 第7節 磁場と金属ナノ粒子を活用した光機能材料の高性能化
  • 1.磁場と金属ナノ粒子の効果を活用した光アップコンバージョン材料の高機能化
  • 1.1 光アップコンバージョンに及ぼす磁場の効果
  • 1.2 光アップコンバージョンに及ぼす金属ナノ粒子の効果
  • 1.3 光アップコンバージョンに及ぼす磁場と銀ナノプレートの効果
  • 2.一重項励起子分裂に及ぼす磁場と金属ナノ粒子の効果
  • 2.1 ルブレン薄膜おける1重項励起子分裂に対する磁場と銀ナノ粒子の効果
  • 2.2 ルブレン膜における1重項励起子分裂に対する磁場と銀ナノプレートの効果
  • 第8節 電解析出銀ナノ粒子による多色エレクトロクロミック素子の開発
  • 1.透明・黒・鏡を発現する銀析出型EC素子の構造
  • 2.EC素子中におけるプラズモニック銀ナノ粒子の電解析出とLSPR帯の誘起
  • 3.球状ナノ粒子によるイエロー・グリーン発色のメカニズム
  • 第9節 銀イオンを用いた透明エレクトロクロミック素子とスマートウィンドウの開発
  • 1.スマートウィンドウ
  • 1.1 銀ナノ粒子の特性
  • 1.2 銀イオンを用いた透明EC素子
  • 1.2.1 透明EC素子の動作原理
  • 1.2.2 銀ナノ粒子の粒径と吸収波長
  • 1.2.3 パルス法による銀の核形成・成長の制御と粒径制御
  • 2.透明EC素子を用いたスマートウィンドウへの応用
  • 第10節 プラズモニック・ナノヒーターとしての貴金属ナノ粒子とその応用技術
  • 1.金ナノ粒子に光を当てて氷を溶かす
  • 1.1 光照射による温度上昇
  • 1.2 金ナノ粒子周囲の氷の融解
  • 2.ナノスケールの沸騰現象?光熱蒸気ナノバブル
  • 3.光熱蒸気ナノバブルの応用
  • 3.1 太陽光による蒸気バブル
  • 3.2 光熱バブルを利用した微粒子の高速運動
  • 3.3 ナノレーザー高強度化のためのバブル
  • 3.4 ナノバブルによる細胞膜への穴あけ
  •  

第7章 金属ナノ粒子、微粒子を用いたセンシング技術

    第1節 金属ナノ粒子を用いた微量成分分析用高感度センサの開発
  • 1.Agナノ粒子の光学特性
  • 2.Agナノ粒子の作製方法
  • 3.Agナノ粒子のキャラクタリゼーション
  • 4.Agコロイド粒子の表面増強ラマン散乱センサへの応用
  • 第2節 金ナノ粒子凝集体の一分子計測による高感度分子検出
  • 1.金ナノ粒子の標的分子特異的な凝集体形成
  • 2.金ナノ粒子凝集体の散乱光イメージングによる高感度分子検出
  • 2.1 散乱光イメージングの利点
  • 2.2 金ナノ粒子の散乱光による標的分子検出
  • 2.3 ポータブルDFMを用いた金ナノ粒子凝集による分子検出
  • 3.金ナノ粒子凝集体の一分子計測による高感度分子検出
  • 3.1 一分子計測の利点
  • 3.2 チオール化DNA probe修飾金ナノ粒子を用いた1本鎖DNA検出
  • 3.3 抗体修飾金ナノ粒子を用いたアミロイド凝集検出
  • 3.4 ウシ血清アルブミン修飾金ナノ粒子を用いた抗体検出
  • 3.5 金ナノ粒子凝集の一分子計測における輝点輝度と凝集度相関
  • 第3節 金平糖型金ナノ粒子の作製と細菌検出技術の開発
    -バクテリオファージ(“天敵ウイルス”)を利用した細菌検出法-
  • 1.迅速細菌検出法の現状と天敵ウイルスの応用
  • 1.1 迅速細菌検出
  • 1.2 天敵ウイルスを利用した細菌検出法
  • 2.金ナノ粒子と細菌検出法
  • 2.1 金ナノ粒子を利用した細菌検出法
  • 2.2 比色法
  • 2.3 暗視野顕微鏡法
  • 第4節 ラマンセンシングのための金ナノ粒子二量体の形成と粒子間距離制御
  • 1.アルキル鎖間相互作用によるAuNP二量体の作製法
  • 1.1 アルカンチオール誘導体
  • 1.2 アルキル鎖間相互作用によるAuNP多量体の作製方法
  • 1.3 構成粒子数の均一な多量体懸濁液の作製方法
  • 2.ギャップ長制御AuNP多量体の分光評価
  • 2.1 多量体の吸収・散乱スペクトルによる評価
  • 2.2 ギャップ長の異なるAuNP二量体の評価
  • 2.3 さまざまな粒子径のAuNP多量体形成と分光評価
  • 第5節 金ナノ粒子の自己組織化と高感度バイオセンサへの展開
  • 1.金ナノ粒子の自己組織化
  • 1.1 金属のナノ構造体と局在表面プラズモン共鳴
  • 1.2 2つの自己組織化:閉鎖系(平衡系)と開放系(非平衡系)
  • 2.金ナノ粒子集合化膜の動的構造制御による表面増強ラマン測定の高感度化
  • 2.1 ハイドロゲルの体積変化を利用した金ナノパターンの動的制御
  • 2.2 金ナノ粒子集合化膜の動的構造制御による表面増強ラマン測定の高感度化
  • 3.ロッド状金ナノ粒子の動的な構造制御
  • 3.1 ロッド状金ナノ粒子の配向化
  • 3.2 金ナノロッドアレイの動的な配向制御
  • 3.3 金ナノロッドアレイの基板上での集合-脱集合化
  • 第6節 パラジウムナノ粒子の表面プラズモン共鳴特性とバイオセンシング応用の可能性
  • 1.Pdナノ粒子の表面プラズモン共鳴特性
  • 1.1 Pdナノ粒子の表面プラズモン共鳴波長
  • 1.2 Pdの表面プラズモン共鳴のクオリティファクター
  • 2.異方性Pdナノ粒子の合成と表面プラズモン共鳴波長
  • 2.1 ナノロッド形状Pdナノ粒子
  • 2.2 Pdナノキューブ,コンケーブ
  • 2.3 Pdナノプレート
  • 3.バイオセンシング材料としてのPdナノ粒子の有望性
  • 3.1 表面プラズモン共鳴を利用するバイオセンシングの概要・機構
  • 3.2 センシング材料としてのPdナノ粒子①:屈折率感受率
  • 3.3 センシング材料としてのPdナノ粒子②:FoMの改善に向けた方策
  • 第7節 パラジウム被覆金ナノロッドの特性とセンシング技術への応用
  • 1.パラジウム被覆金ナノロッド
  • 1.1 金ナノロッド
  • 1.2 金ナノロッドへのパラジウム被覆
  • 2.イムノクロマト方式検査キットへの適用
  • 2.1 AuPdの調製
  • 2.2 イムノクロマト方式検査キット
  • 2.3 イムノクロマト試験の仕組み
  • 2.4 イムノクロマト試験結果
  • 第8節 近接場光を利用した超高感度DNAセンサーの開発
  • 1.DNA・色素複合体とその光電応答
  • 2.光電流応答型DNAセンサーによるターゲット遺伝子の検出
  • 3.DNA・PDI・金ナノ粒子複合組織体の光電応答におよぼす近接場光の影響
  •  

第8章 金属ナノ粒子、微粒子の触媒への応用技術

    第1節 高選択的分子変換を実現する複合金属ナノ粒子触媒の設計と開発
  • 1.ハイドロタルサイト固定化金属ナノ粒子触媒
  • 2.ハイドロタルサイト固定化金または銀ナノ粒子触媒
  • 2.1 分子状酸素を用いたアルコール類の酸化反応
  • 2.2 アミンのダブルカルボニル化反応
  • 2.3 エポキシドの脱酸素反応
  • 2.4 芳香族ニトロ化合物の化学選択的還元反応
  • 3.コア-シェル型金または銀ナノ粒子触媒
  • 3.1 セリア内包銀ナノ粒子触媒によるニトロスチレンの化学選択的水素化反応
  • 3.2 セリア内包銀ナノ粒子触媒による不飽和アルデヒドの化学選択的水素化反応
  • 3.3 セリア内包金ナノ粒子触媒の開発
  • 4.温和な条件下でアミドを還元するバナジウム修飾型白金ナノ粒子触媒の開発
  • 第2節 ポリスチレン‐金属ナノ粒子複合体の触媒作用とその有用性
  • 1.直鎖ポリスチレン担持金属ナノ粒子の調製
  • 1.1 直鎖ポリスチレン担持酸化パラジウムナノ粒子
  • 1.2 直鎖ポリスチレン担持パラジウムナノ粒子
  • 1.3 直鎖ポリスチレン担持白金ナノ粒子
  • 1.4 直鎖ポリスチレン担持酸化ロジウムナノ粒子
  • 2.直鎖ポリスチレン担持金属ナノ粒子の水中での触媒活性
  • 2.1 鈴木カップリング反応
  • 2.2 Mizoroki-Heck反応
  • 2.3 薗頭カップリング反応
  • 2.4 檜山カップリング反応
  • 2.5 Ullmannカップリング反応
  • 2.6 アリル位アリール化反応
  • 2.7 アルコール酸化反応,水素移動型還元反応
  • 2.8 酸化的カップリング反応
  • 第3節 銅サブナノ粒子の合成とその触媒活性
  • 1.サブナノ粒子の触媒機能
  • 2.銅オキソ種の触媒機能
  • 3.デンドリマーを鋳型とするサブナノ粒子の合成と触媒機能
  • 4.原子数が規定された酸化銅サブナノ粒子の合成
  • 5.酸化銅サブナノ粒子の構造解析
  • 6.酸化銅サブナノ粒子の酸化能評価
  • 7.酸化銅サブナノ粒子による炭化水素の酸化触媒反応
  • 8.銅を主元素とするアトムハイブリッド触媒の合成と触媒機能
  • 第4節 プラズモニック光触媒の機能化と水素生成、物質変換への応用
  • 1.メソポーラスシリカ内包プラズモニックAgナノ粒子担持
  • 2.Ru錯体/プラズモニックAgナノ粒子複合触媒
  • 3.Au@Pdコアシェルナノ粒子内包塩基性MOF触媒
  • 4.Pd担持還元型酸化グラフェン(rGO)被覆Auナノロッド触媒
  • 第5節 プラズモニック光触媒の機能化と水素生成、物質変換への応用
  • 1.Au/TiO2を用いた水素・酸素生成反応および水分解反応
  • 1.1 水素生成反応
  • 1.2 酸素生成反応
  • 1.3 水分解反応
  • 2.物質変換反応
  • 2.1 有機酸の無機化反応
  • 2.2 有機化合物の選択酸化反応
  • 2.3 有機化合物の還元反応
  • 3.プラズモニック光触媒の新展開
  • 3.1 Auプラズモニック光触媒の長波長応答化
  • 3.2 Auプラズモニック光触媒の還元力の評価
  • 3.3 Au担持酸化タンタル(Au/Ta2O5)による助触媒フリーH2生成
  • 3.4 正孔移動助触媒による反応の加速
  • 第6節 金ナノ粒子プラズモン活用によるグラフェンのラジカル窒化促進
  • 1.プラズモン励起とプラズマプロセス
  • 2.プロセスの概要
  • 2.1 グラフェン上の金ナノ粒子自発形成
  • 2.2 金ナノ粒子プラズモンによるグラフェンのラジカル窒化
  • 3.グラフェン窒化反応へのプラズモンの効果
  • 4.窒化グラフェン結晶性へのプラズモンの効果
  • 第7節 高分子保護ナノ粒子触媒の触媒活性とファインケミカル合成反応への応用
  • 1.PVP保護金属ナノ粒子触媒
  • 1.1 PVP保護金属ナノ粒子における触媒活性のチューニング
  • 1.1.1 Au:PVPの粒子サイズ制御
  • 1.1.2 AuPd合金ナノ粒子の粒子サイズ制御
  • 1.1.3 PVPの鎖長と触媒活性の相関
  • 2.高分子保護ナノ粒子触媒を用いたファインケミカル合成反応
  • 2.1 金ナノ粒子触媒を用いた合成反応
  • 2.1.1 アリールボロン酸とその誘導体のホモカップリング反応
  • 2.1.2 金表面のπ酸性を利用した分子内環化反応
  • 2.2 AuPd:PVP触媒を用いた炭素?塩素結合活性化反応
  • 2.2.1 ウルマンカップリング反応
  • 2.2.2 脱塩素水素化反応
  • 2.3 PtPd:PVP触媒による脱フッ素水素化反応
  • 3.高分子の特性を活かした機能性金ナノ粒子触媒
  • 3.1 回収再利用可能な金ナノ粒子触媒
  • 3.2 クエン酸変性セルロースで保護された金ナノ粒子触媒
  •  

第9章 金属ナノ粒子の抗菌、抗ウイルス作用と材料開発

    第1節 銀ナノ粒子の抗菌性能と抗ウイルス性能
  • 1.放射線を利用した金属ナノ粒子の合成法
  • 1.1 放射線照射下で進行するナノ粒子の生成機構
  • 1.2 放射線法による基材への金属ナノ粒子固定化法
  • 2.銀ナノ粒子コロイドの抗微生物性能評価
  • 3.銀ナノ粒子担持繊維の抗微生物性能評価
  • 3.1 銀ナノ粒子担持繊維の抗菌性能評価
  • 3.2 銀ナノ粒子担持繊維の抗カビ性能評価
  • 3.3 銀ナノ粒子担持繊維の抗ウイルス性能評価
  • 3.4 銀ナノ粒子担持繊維の安全性評価
  • 4.銀ナノ粒子担持樹脂板の抗微生物性能評価
  • 4.1 銀ナノ粒子担持樹脂の抗菌性能評価
  • 4.2 銀ナノ粒子担持樹脂の抗菌性能評価
  • 第2節 人工光合成を促進する半導体光触媒への銀ナノ粒子担持効果
  • 1.Ag助触媒の構造・電子状態の二酸化炭素還元反応メカニズムへの影響
  • 2.反応中のAg助触媒担持状態変化のその場観察
  • 3.二酸化炭素還元の反応活性サイトとして機能するAgナノ粒子助触媒
  • 第3節 銀ナノ粒子を用いた可視光応答型光触媒の開発と抗菌効果
  • 1.平板状銀ナノ粒子(AgPL)とそれを用いた光半導体
  • 1.1 AgPLとその光学特性
  • 1.2 ABC光半導体とその性質
  • 2.ABC光半導体の抗菌性
  • 2.1 平板培地への直接塗布による抗菌試験
  • 2.2 フィルム密着試験法とその改変
  • 2.2.1 直接平板培地試験の問題点とフィルム密着試験法
  • 2.2.2 フィルム密着法による大腸菌への抗菌性評価
  • 2.2.3 暗所での抗菌性評価に関するフィルム密着試験法の問題点
  • 2.2.4 暗所試験における“遮光後放電”の影響除去
  • 2.2.5 抗菌活性値の計算
  • 3.可視光と近赤外光照射時の抗菌活性の比較
  • 3.1 近赤外光照射による抗菌試験法
  • 3.2 病原細菌に対する抗菌効果
  • 3.3 カビ胞子の不活性化
  • 4.抗ウイルス性(可視光照射)
  • 5.安全性に関する検証
  • 第4節 液面プラズマを用いた化粧品用金ナノ粒子材料の開発と抗菌性評価
  • 1.液面プラズマ処理による金ナノ粒子担持複合粉体の調製
  • 1.1 液面プラズマ処理の概要
  • 1.2 液面プラズマ処理による金ナノ粒子の生成と母粉体への担持
  • 1.3 添加剤による金ナノ粒子の分散化効果
  • 1.4 金ナノ粒子担持複合粉体の色調特性の向上
  • 1.5 粒径の微細化及び分散性向上の推定メカニズム
  • 2.複合粉体上のナノ粒子の純度及び脱離量の評価
  • 2.1 金ナノ粒子の化学状態評価
  • 2.2 金ナノ粒子の溶出・脱離量の評価
  • 3.金ナノ粒子担持複合粉体の抗菌性の評価