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無機-有機ハイブリッド粒子、及びその製造方法。 コモンズ 新技術説明会 外国出願あり

国内特許コード P100000130
整理番号 K035P01
掲載日 2009年2月27日
出願番号 特願2009-030628
公開番号 特開2010-185023
登録番号 特許第5008009号
出願日 平成21年2月13日(2009.2.13)
公開日 平成22年8月26日(2010.8.26)
登録日 平成24年6月8日(2012.6.8)
発明者
  • 藪 浩
  • 樋口 剛志
  • 本吉 究
  • 小池 和孝
出願人
  • 独立行政法人科学技術振興機構
発明の名称 無機-有機ハイブリッド粒子、及びその製造方法。 コモンズ 新技術説明会 外国出願あり
発明の概要

【課題】2種以上の成分から構成される有機材料が相分離した構造を有し、かつ相内に無機材料を含む無機-有機ハイブリッド粒子及び該無機-有機ハイブリッド粒子の製造方法を提供する。
【解決手段】2種以上の成分から構成される有機材料が相分離した構造を有し、かつ少なくとも1相に1種以上の無機材料を含む、無機-有機ハイブリッド粒子を、良溶媒に溶解した2種以上の成分から構成される有機材料を含む溶液中に、該良溶媒と相溶する該有機材料の貧溶媒を添加した後に、該良溶媒を蒸発させて、該有機材料が相分離した構造を有する有機粒子を得ること;該有機粒子及び該成分の少なくとも1種に配位し得る1種以上の無機材料の塩を混合して、無機イオン-有機ハイブリッド粒子を得ること;及び該無機イオン-有機ハイブリッド粒子を還元して無機-有機ハイブリッド粒子を得ることにより製造する。
【選択図】なし

従来技術、競合技術の概要


nm~μmの領域の大きさを持った微粒子は、そのサイズにおいて材料が持つ本来の量子的な性質が顕著に現れること、体積に対する表面の比が平滑な基板などよりも非常に大きく、活性の高い表面状態を持っていること、などの理由から、光機能性、電子機能性、生体機能性などの機能を有する機能性材料として注目されている。



特に、特性の異なる2種以上の成分から構成される材料を用いてナノサイズの微粒子を製造することができれば、1の微粒子に2以上の特性を付与することができ、その応用範囲をさらに広げることができると期待される。



2種以上の成分から構成される材質からなる微粒子を製造する方法としては、微粒子を適当な基板上に塗布した後に、その上面にスパッタリング等を行って金属を塗布する、あるいはその上面に高分子ブラシを合成するなどして、非対称な微粒子(Janus微粒子)を調整する試み(非特許文献1)、エマルジョンを用いてシリカ粒子にポリスチレン微粒子を結合させ、ダンベル上の微粒子を調製した後、高分子ブラシを合成する試み(非特許文献2)がなされているが、いずれも多段階の工程を必要とし、かつ生産効率が低いという問題を有している。



また、非対称な異形微粒子を形成する方法として、シード重合と呼ばれる方法が知られている(特許文献1)。しかし、この方法も煩雑な操作を必要とし、また使用される2種のポリマーのうちの一方が必ず微粒子の表面側に配置されることになり、微粒子におけるポリマー間の配向性が著しく制限されるという問題がある。



前記の方法とは異なる原理に基づく高分子からなる微粒子の製造方法として、ホモポリマーやブロックコポリマーなどの単一の有機材料を用いて、良溶媒に溶解した有機材料溶液中に該良溶媒と相溶する前記材料の貧溶媒を添加して該材料の濃度を低下させることで、上記有機材料からなる微粒子を調製する方法が報告されている(特許文献2、非特許文献3)。さらに、2種以上の成分から構成される有機材料を用いる微粒子を製造する方法についても報告されている(特許文献3)。

産業上の利用分野


本発明は、無機-有機ハイブリッド粒子及びその製造方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
(1)良溶媒に溶解した2種以上の成分から構成される有機材料を含む溶液中に、該良溶媒と相溶する該有機材料の貧溶媒を添加した後に、該良溶媒を蒸発させて、該有機材料が相分離した構造を有する有機粒子を得ること;(2)該有機粒子及び該成分の少なくとも1種に配位し得る1種以上の無機材料の塩を混合して、無機イオン-有機ハイブリッド粒子を得ること;及び(3)該無機イオン-有機ハイブリッド粒子を還元して無機-有機ハイブリッド粒子を得ることを含む、粒径が10nm~100μmである無機-有機ハイブリッド粒子の製造方法であって、前記2種以上の成分から構成される有機材料が、芳香族炭化水素-脂肪族炭化水素ブロック共重合体、芳香族炭化水素-脂肪族極性化合物ブロック共重合体、又は芳香族炭化水素-芳香族極性化合物ブロック共重合体のいずれかである、上記の方法。

【請求項2】
無機材料が0.5nm~100nmの粒径の微粒子である、請求項1に記載の製造方法。

【請求項3】
無機材料が、金属、金属化合物又は合金である、請求項1又は2に記載の製造方法。

【請求項4】
前記2種以上の成分から構成される有機材料が、スチレン-ブタジエンブロック共重合体、スチレン-イソプレンブロック共重合体、スチレン-アクリル酸ブロック共重合体、スチレン-アクリル酸ナトリウムブロック共重合体、スチレン-ポリエチレングリコール(PEG)ブロック共重合体、フルオレン-メタクリル酸メチル(MMA)ブロック共重合体、スチレン-ビニルピリジンブロック共重合体、又はスチレン-ポリアリルアミンブロック共重合体である、請求項1から3のいずれか1項に記載の製造方法。

【請求項5】
請求項1~4のいずれか1項に記載の製造方法により得られる無機-有機ハイブリッド粒子。

【請求項6】
請求項5に記載の無機-有機ハイブリッド粒子を用いた電子デバイス。

【請求項7】
請求項5に記載の無機-有機ハイブリッド粒子を用いた光学デバイス。

【請求項8】
請求項5に記載の無機-有機ハイブリッド粒子を表示画素とする表示デバイス。
産業区分
  • 高分子化合物
国際特許分類(IPC)
Fターム
出願権利状態 権利存続中
参考情報 (研究プロジェクト等) さきがけ ナノシステムと機能創発 領域
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