2012年研究カタログ
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■ 研究担当:陶究/伯田幸也 ■ ナノシステム研究部門 ナノケミカルプロセスグループ/ナノシステム研究部門■ 連携担当:太田敏隆 高品質酸化物ナノ粒子をオンデマンド製造するためのマイクロ流体デバイス開発研究のポイント研究のねらい研究内容連携可能な技術・知財 ●高品質ナノ粒子のオンデマンド製造を可能とする流体デバイス ●様々な高結晶性・機能性酸化物ナノ粒子の製造に対応 ●核発生・成長過程を制御し狙い通りの粒径・組成・結晶構造のナノ粒子を製造 機能性酸化物ナノ粒子は、化学的・熱的安定性に優れることから極めて広い分野での利用が期待されています。様々な合成法が報告されていますが、試料提供から、製品試作、さらには産業化に至るまでの製造量制御を視野に入れた方法は僅少です。そのため、製品開発速度に対応できずに産業化に結び付かない場合が多いのが現状です。我々は、高温高圧水反応場とマイクロ流体デバイスを利用し、水熱合成法における粒子の核発生・成長過程の駆動力である過飽和比を厳密に制御することによる高品質な酸化物ナノ粒子のオンデマンド製造プロセスの開発を進めています。 水熱合成法による酸化物ナノ粒子の製造プロセスにおいて、原料金属塩水溶液やpH調整用のアルカリ水溶液を加熱水との急速混合により急速昇温するための混合部がコア技術となります。我々は、耐熱性、耐圧性、耐食性を有するだけでなく、旋回流や縮流の利用による混合の促進、さらには、均質核発生の促進、不均質核発生の回避を可能としつつ、積層化による製造量制御までを視野に入れた構造を備えたマイクロ流体デバイスを開発しました。現状で装置1台あたり最大100g/hの酸化物ナノ粒子製造量を達成しています。●マイクロ流体デバイスを用いたナノ粒子製造●用途に応じたマイクロ流体デバイス開発●特許出願情報2011-135348「高温高圧流体混合装置」2010-075914「高温高圧マイクロ混合デバイス」謝辞: 本研究の一部は、科学研究費補助金(23686113)の助成を受け、産総研コンパクト化学システム研究センターの川﨑慎一朗氏と共同で実施しました。図1 酸化物ナノ粒子製造装置の概略図と外観図2 マイクロ流体デバイスの概略図と外観● 研究拠点つくば中央318ナノテクノロジー・材料・製造分野第6会場N-61N-61

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