2012年研究カタログ
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■ 研究担当:Alexander Pyatenko/ 越崎直人 ■ ナノシステム研究部門 フィジカルナノプロセスグループ■ 連携担当:太田敏隆 光と粒子の相互作用に基づいた結晶性サブミクロン球状粒子の合成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 ●結晶性サブミクロン球状粒子の合成法を開発、理論的にも裏付け ●液中粒子へのレーザー光照射により選択的瞬間高温加熱を実現 ●酸化チタン・酸化亜鉛などのサブミクロン球状粒子は用途広い 液体中の粒子とレーザー光との相互作用のさせ方を制御することで、さまざまな材料の結晶性サブミクロン球状粒子を作製することができます。本法で得られる結晶性サブミクロン球状粒子は、従来のアモルファス球状粒子やナノ粒子凝集球状粒子とは全く異なります。凝集しにくく再分散させやすいことも大きな特徴で、光散乱体などの光学的応用やバイオ・医療用応用などが期待されています。また、そのレーザー光照射条件は数十~数百mJ/cm2であり、非集光レーザー照射により実現可能であることから生産量の拡大も期待できます。 パルスレーザー光と粒子の相互作用は低フルエンスでの分光学的応用や高フルエンスでのナノ粒子合成応用などでは検討されてきました。一方、数十~数百mJ/cm2の中フルエンスで液中粒子に照射すると、球状粒子が得られることが分かりました。これは、粒子によって吸収された光エネルギーが熱拡散する前に粒子の加熱のみに使われ、結果として粒子がいったん溶融すると、表面張力により球状化するためです。実際このようなモデルで計算したフルエンスと粒子サイズの関係(図1)と粒子形態の実測データ(図2)はよく対応していることがわかりました。● 結晶性サブミクロン球状粒子作製法およびその応用に関する技術相談● 結晶性サブミクロン球状粒子の試料提供● 特許出願情報2010-165560 (2010/07/23)「球状ナノ粒子の製造方法及び同製造方法によって得られた球状ナノ粒子」● 特許出願情報2011-180904 (2011/08/22)「酸化チタン球状粒子及びその製造方法並びに酸化チタン球状粒子を用いた光電子デバイス」�����������������������������������������������������������������������������������������������������������������図1 ZnO粒子の溶融に必要なフルエンスと粒子サイズの関係。▲は不定形、●は球状の粒子が生成図2 ZnO粒子のレーザー照射後のSEM写真。左図は図1の▲、右図は図1の一番左の●に対応。● 研究拠点つくば中央323ナノテクノロジー・材料・製造分野第6会場N-66N-66

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