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ナノ粒子集積体の製造方法およびナノ粒子集積体 コモンズ

国内特許コード P110003971
整理番号 N051P44
掲載日 2011年7月5日
出願番号 特願2007-054876
公開番号 特開2008-213096
登録番号 特許第4974712号
出願日 平成19年3月5日(2007.3.5)
公開日 平成20年9月18日(2008.9.18)
登録日 平成24年4月20日(2012.4.20)
発明者
  • 栗原 和枝
  • 遠藤 聡
  • 新澤 達朗
出願人
  • 独立行政法人科学技術振興機構
発明の名称 ナノ粒子集積体の製造方法およびナノ粒子集積体 コモンズ
発明の概要

【課題】多様なナノ粒子に適用することができ、様々な形状の基材上に大面積で簡便にナノ粒子を集積可能なナノ粒子集積体の製造方法および新規なナノ粒子集積体を提供する。
【解決手段】非水素結合性の溶媒中において、水素結合性の分子と、水素結合性の官能基を表面に有するナノ粒子とを、水素結合性の官能基を表面に有する基材表面に存在させて、水素結合性の分子が水素結合で組織化された分子マクロクラスターを基材表面に形成させると共に、この分子マクロクラスターにナノ粒子を吸着させることにより、ナノ粒子集積体を形成する。
【選択図】図1-A

従来技術、競合技術の概要


ナノ粒子等の微粒子の集積化技術は、3次元的に集積することによる光学材料(フォトニック結晶)の作製、基板上へ2次元的に集積することによる基板の屈折率や反射率の制御、表面改質などに利用されている。また、異なる粒子上へ集積することによる複合粒子の作製などにも利用されている。



微粒子の集積は主に、1)移流集積法、2)キャスト法、3)静電吸着、4)沈降を利用する方法などにより行われている。



移流集積法(特許文献1等)は、粒子数濃度と基板の移動速度で粒子の配列方向を制御する方法である。この方法では2次元配列を有する単粒子膜を基板上に作製でき、連続して単粒子膜を作製するため大面積の単粒子膜を作製することが可能となる。しかし、この方法で3次元的な集積を制御するのは難しく、また平滑な基板が必要となる。



一方、キャスト法では、基板上にたらす溶液の量と粒子濃度を制御することで、3次元的に均一な微粒子の集積を行うことが可能であるが、緻密で均一な単粒子膜を作製することは難しい。



静電吸着による集積化は、静電引力を利用して基板上に微粒子を吸着させる方法であるが、基板と粒子のそれぞれの表面に電荷が必要であるため、基板と粒子の適用範囲に制限が生じる。



また、粒子の重力による沈降を利用する方法では、粒子が沈降する十分なサイズと質量を持っている必要がある。また、この方法は3次元の結晶作製には有効であるが、緻密な単粒子膜を作ることには不向きである。

【特許文献1】特開平8-229474号公報

産業上の利用分野


本発明は、基材上にナノ粒子が規則的に集積化されたナノ粒子集積体の製造方法および新規なナノ粒子集積体に関するものである。

特許請求の範囲 【請求項1】
非水素結合性の溶媒中において、水素結合性の分子と、水素結合性の官能基を表面に有するナノ粒子とを、水素結合性の官能基を表面に有する基材表面に存在させて、これにより、水素結合性の分子が水素結合で組織化された分子マクロクラスターを基材表面に形成させると共に、この分子マクロクラスターにナノ粒子を吸着させる工程を含むことを特徴とするナノ粒子集積体の製造方法。

【請求項2】
水素結合性の分子を分散媒としたナノ粒子分散液を基材上に付着させ、この基材を非水素結合性の溶媒中に浸漬させることで、当該溶媒中において水素結合性の分子とナノ粒子とを基材表面に存在させて、これにより、水素結合性の分子が水素結合で組織化された分子マクロクラスターを基材表面に形成させると共に、この分子マクロクラスターにナノ粒子を吸着させることを特徴とする請求項1記載のナノ粒子集積体の製造方法。

【請求項3】
非水素結合性の溶媒中に基材を浸漬させ、これとは別途に、水素結合性の分子を分散媒としたナノ粒子分散液を当該溶媒中に投入することで、当該溶媒中において水素結合性の分子とナノ粒子とを基材表面に存在させて、これにより、水素結合性の分子が水素結合で組織化された分子マクロクラスターを基材表面に形成させると共に、この分子マクロクラスターにナノ粒子を吸着させることを特徴とする請求項1記載のナノ粒子集積体の製造方法。

【請求項4】
請求項1~3のいずれかの方法により製造され、水素結合性の官能基を表面に有する基材上に、水素結合性の官能基を表面に有するナノ粒子が単層ないし数層集積され、少なくとも基材上へ直接に配置された単粒子層が、規則性をもつ構造で配置されていることを特徴とするナノ粒子集積体。

【請求項5】
規則性をもつ構造が、ナノ粒子が密である領域と疎である領域とが交互に繰り返される網目構造であることを特徴とする請求項4記載のナノ粒子集積体。

【請求項6】
規則性をもつ構造が、ナノ粒子が緻密かつ一様に配置された構造であることを特徴とする請求項4記載のナノ粒子集積体。
産業区分
  • その他機械要素
  • 加工
  • 処理操作
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2007054876thum.jpg
出願権利状態 権利存続中
参考情報 (研究プロジェクト等) CREST 医療に向けた自己組織化等の分子配列制御による機能性材料・システムの創製 領域
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