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佃 諭志*; 高橋 亮太*; 関 修平*; 杉本 雅樹; 出崎 亮; 吉川 正人; 田中 俊一郎*
Radiation Physics and Chemistry, 118, p.16 - 20, 2016/01
被引用回数：1 パーセンタイル：10.71(Chemistry, Physical)ヘキサクロロ白金(IV)酸を添加したポリビニルピロリドン(PVP)薄膜に高エネルギーイオンビームを照射することによってPVP-Ptナノ粒子ハイブリッドナノワイヤを作製した。一個のイオンを照射するとその飛跡に沿って、PVPの架橋反応とPt 
の還元反応によるPt粒子の析出が同時に起こるため、現像処理後、基板にPtナノ粒子を包含するPVPナノワイヤを得ることができた。ヘキサクロロ白金(IV)酸の添加量を増加するとナノワイヤの直径が減少し、ナノワイヤの単離が困難となることが明らかになったが、イオン照射後、電子線を照射することによってナノワイヤの直径の制御およびナノワイヤの単離が可能であることを見出した。
ray irradiation佃 諭志*; 麻野 敦資*; 杉本 雅樹; 出崎 亮; 関 修平*; 田中 俊一郎*
Journal of Photopolymer Science and Technology, 23(2), p.231 - 234, 2010/06
被引用回数：0 パーセンタイル：0.01(Polymer Science)高分子薄膜に入射するイオンビームの飛跡に沿って生じる高濃度活性種により直径ナノオーダーの高分子架橋体を形成し、これを溶媒抽出してナノワイヤー化する単一粒子ナノ加工法では、その太さをイオンビームの線エネルギー付与(LET)により制御できる。このナノワイヤーを触媒材料へ応用するには、金属を内包させ直立構造に形成する必要があるが、現在イオン加速器で利用可能なLETの上限は約15,000ev/nmであり、直立構造を形成するために必要な太さのナノワイヤーが得られていない。そこで、ナノワイヤー径の制御範囲を拡張する方法として、イオン照射後に線照射を行う新たな方法を開発した。ポリスチレン薄膜にXe 450MeVを照射した後、不活性ガス雰囲気で1Gy/sの線を照射し、溶媒で未架橋部分を除去してナノワイヤーを作製したところ、線の吸収線量に伴ってナノワイヤーの半径が増大し、170kGyで線未照射試料に比べ約2倍に増大することが明らかになった。これは、架橋が不十分で溶媒で除去されていた外周部の分子鎖が、線照射による架橋で溶媒除去の際に溶け残るようになったためである。今後この方法を、金属元素を内包したセラミックス前駆体高分子材料へ適用し、ナノワイヤー触媒材料の作製を試みる予定である。
杉本 雅樹; 吉村 公男; 出崎 亮; 吉川 正人; 麻野 敦資*; 関 修平*; 佃 諭志*; 田中 俊一郎*
no journal, ,
セラミックス前駆体高分子材料のポリカルボシラン(PCS)にイオンビームを照射すると、イオンの飛跡に沿って円筒状の架橋体が形成され、未架橋部分を溶媒で除去後に焼成することでSiCナノファイバーが作製可能である。このSiCナノファイバーの直径は、イオンビームの線エネルギー付与(LET)により制御できる。しかし、現在のイオン加速器で利用可能な最大LET(約15,000ev/nm)のイオンビームを用いても、得られるSiCナノファイバーの直径は20nm以下であり、溶媒洗浄の工程で基板上に倒れてしまうため、触媒材料へ応用する際に必要となる直立構造の形成には至っていない。そこで、SiCナノファイバーの直径を増大させる方法として、イオン照射に電子線照射を組合せた作製方法を開発した。PCS薄膜にオスミウム(
Os
)490MeVを照射した後、電子線を2.4MGy照射し、未架橋部分を溶媒で除去後に1273Kで焼成したところ、得られたSiCナノファイバーの直径は、電子線を照射しない場合に比べて約2倍の40nmまで増大することが明らかになった。これは、架橋が不十分で溶媒で除去されていた外周部のPCS分子鎖が、電子線照射による架橋で溶媒除去の際に溶け残るようになったためである。
杉本 雅樹; 吉川 正人; 佃 諭志*; 田中 俊一郎*; 関 修平*
no journal, ,
高分子薄膜に入射するイオンの飛跡に沿って直径ナノオーダーの架橋体を形成し、これを溶媒抽出する方法によりナノファイバーを作製できる。このナノファイバーに高濃度で金属微粒子を内包させ、それを表面へ析出できれば、大きな比表面積を活かした触媒基材等へ応用できると考えられるが、十分な濃度の金属微粒子を内包するナノファイバーは得られていない。そこで本研究では、水溶性の高分子材料であるポリビニルピロリドン(PVP)とテトラクロロ金(III)酸(HAuCl
)の混合溶液から、Au粒子を内包するナノファイバーの作製を試みた。PVPに対してHAuClを2.5, 5, 10, 15mass%となるよう調整した混合溶液をシリコン基板にスピンコートして薄膜を作製し、490MeVのOsイオンを照射してナノファイバーを形成した。その結果、HAuClの混合量にかかわらずナノファイバーが形成され、TEM観察によりナノファイバーにAu粒子が内包されていることが確認できた。従来ナノファイバーが作製できなかった10mass%以上の混合量でも作製できたことから、金属微粒子の凝集により表面へ析出させるブリードアウト等の技術を組合せることで、触媒能を有するナノファイバーの作製技術へ活用できると期待できる。
杉本 雅樹; 吉川 正人; 関 修平*; 佃 諭志*; 田中 俊一郎*
no journal, ,
炭化ケイ素(SiC)セラミックスの前駆体高分子材料であるポリカルボシラン(PCS)の薄膜に、イオンビームを照射すると、その飛跡に沿って直径数十ナノメートルのPCS架橋体が形成される。照射後、未架橋部分を溶媒で除去し、PCS架橋体をナノファイバーとして得た後、高温焼成することでSiCセラミックナノファイバーが作製できる。本講演では、このSiCセラミックナノファイバーの作製技術について解説する。はじめに、放射線架橋した前駆体高分子材料の焼成転換技術を述べた後、イオンビームによるSiCセラミックナノファイバーの作製工程を紹介し、その形成密度を照射量で、長さを膜厚で、太さをイオンビームが高分子材料に付与するエネルギー量(LET)及び高分子材料の分子量と架橋効率で制御できることを示し、イオンビームによるSiCセラミックナノファイバーの作製技術の特徴を解説する。最後に、触媒金属を含有させた混合高分子材料を薄膜の原料に用いて、金属担持セラミックナノファイバーを作製する試み等について取り上げ、応用技術の開発状況と今後の方向性について述べる。
