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高分子多段ナノワイヤー及びスターバースト型ナノ粒子並びにそれらの製造方法 新技術説明会

国内特許コード P120007532
整理番号 12914
掲載日 2012年5月15日
出願番号 特願2007-064288
公開番号 特開2008-223178
登録番号 特許第4877806号
出願日 平成19年3月14日(2007.3.14)
公開日 平成20年9月25日(2008.9.25)
登録日 平成23年12月9日(2011.12.9)
発明者
  • 杉本 雅樹
  • 吉川 正人
  • 関 修平
  • 佃 諭志
  • 田川 精一
出願人
  • 独立行政法人日本原子力研究開発機構
発明の名称 高分子多段ナノワイヤー及びスターバースト型ナノ粒子並びにそれらの製造方法 新技術説明会
発明の概要

【課題】2種類以上の異なる高分子材料から成る高分子多段ナノワイヤー及び複数のナノワイヤーが放射状に結合したスターバースト型(星型)ナノ粒子を提供する。
【解決手段】基板上に、異なる高分子材料を2種以上積層して高分子多層膜を形成し、この高分子多層膜にイオンビームを照射することにより、円筒状の架橋部分と、それ以外の未架橋部分を形成した後、該未架橋部を溶媒により除去して、円筒状の架橋部分を直列状に接続する。また除去すると共に、特定の架橋部を選択的に凝集させて円筒状の架橋部分をリング状、又は放射状に接続する。
【選択図】図1

従来技術、競合技術の概要


近年急速に発展するナノ構造材料は、IT分野、医療分野、環境分野などの幅広い分野における応用が期待されており、現在世界各国においてナノサイエンスの研究がなされている。その多くは、形成手法として、原子・分子の自己配列・組織化の利用といったボトムアップや、半導体リソグラフィに代表されるトップダウン的手法を利用したものである(例えば、非特許文献1参照)。



ナノ構造材料として代表的なナノワイヤー(ナノファイバー)やナノチューブは、エレクトロスピニング法、超分子自己集積法、テンプレート重合紡糸法、バイオナノファイバー誘導形成法などにより製造される。しかし、ナノワイヤーの形成数、直径、長さ、あるいは形状等を任意に制御することは難しく、量産も困難であった。



また、近年、半径が数~数十ナノメーターのナノワイヤーを作製する技術が研究・提供されつつある。しかし、これらの技術においても未だ一種類の物質による作製法に留まっているのが現状であり、複数の構成物質から構成されるナノワイヤーへの適用はなされていなかった。

【非特許文献1】図解よくわかるナノファイバー、本宮達也、日刊工業新聞社(2006)

産業上の利用分野


本発明は、2種類以上の異なる高分子材料から成る高分子多段ナノワイヤー及び複数のナノワイヤーが放射状に結合したスターバースト型(星型)ナノ粒子、並びに、高分子多段ナノワイヤー及びスターバースト型ナノ粒子を、簡便・自由に設計・制御・作製する方法に関するものである。

特許請求の範囲 【請求項1】
ポリメチルフェニレン、ポリカルボシラン及びポリヒドロキシスチレンから選択される2種類以上の高分子材料からなる直径が1nm~50nmである円筒状の高分子材料が2種類以上、直列に接続されていることを特徴とする高分子多段ナノワイヤー。

【請求項2】
ポリメチルフェニレン、ポリカルボシラン及びポリヒドロキシスチレンから選択される2種類以上の高分子材料からなる直径が1nm~50nmである円筒状の高分子材料が2種類以上、リング状に接続されていることを特徴とする高分子多段ナノワイヤー。

【請求項3】
ポリメチルフェニレン、ポリカルボシラン及びポリヒドロキシスチレンから選択される2種類以上の高分子材料からなる直径が1nm~50nmである円筒状の高分子材料が放射状に接続されていることを特徴とするスターバースト型ナノ粒子。

【請求項4】
基板上に、ポリメチルフェニレン、ポリカルボシラン及びポリヒドロキシスチレンから選択される2種類以上の異なる高分子材料を積層して高分子多層膜を形成する工程と、
前記高分子多層膜にイオンビームを照射することにより、前記照射の方向に、2種以上の高分子材料の円筒状架橋部分が直列に接続された円筒状の架橋部分と、それ以外の未架橋部分を形成する工程と、
前記未架橋部を溶媒により除去する工程と、を備えることを特徴とする高分子多段ナノワイヤーの製造方法。

【請求項5】
基板上に、ポリメチルフェニレン、ポリカルボシラン及びポリヒドロキシスチレンから選択される2種類以上の異なる高分子材料を積層して高分子多層膜を形成する工程と、
前記高分子多層膜に、5×10ions/cm2未満のイオンビームを照射することにより、前記照射の方向に、2種以上の高分子材料の円筒状架橋部分が直列に接続された円筒状の架橋部分と、それ以外の未架橋部分を形成する工程と、
前記未架橋部を溶媒により除去すると共に、特定の架橋部を選択的に凝集させて前記円筒状の架橋部分の両端をリング状に接続する工程と、を備えることを特徴とする高分子多段ナノワイヤーの製造方法。

【請求項6】
前記高分子多層膜の厚さを制御することによって、前記円筒状の架橋部分の長さを制御することを特徴とする請求項4又は5記載の高分子多段ナノワイヤーの製造方法。

【請求項7】
前記高分子材料の分子量を大きくすることによって、前記円筒状の架橋部分の直径を大きくすることを特徴とする請求項4又は5記載の高分子多段ナノワイヤーの製造方法。

【請求項8】
前記特定の架橋部を選択的に凝集させることは、非極性溶媒と極性溶媒との混合溶媒に浸すことによって行うことを特徴とする請求項5記載の高分子多段ナノワイヤーの製造方法。

【請求項9】
基板上に、ポリメチルフェニレン、ポリカルボシラン及びポリヒドロキシスチレンから選択される2種類以上の異なる高分子材料を積層して高分子多層膜を形成する工程と、
前記高分子多層膜にイオンビームを照射することにより、前記照射の方向に、複数の円筒状の架橋部分と、それ以外の未架橋部分を形成する工程と、
前記未架橋部を溶媒により除去すると共に、特定の架橋部を選択的に凝集させて複数の前記円筒状の架橋部分を放射状に接続する工程と、を備えることを特徴とするスターバースト型ナノ粒子の製造方法。

【請求項10】
前記高分子多層膜の厚さを制御することによって、前記円筒状の架橋部分の長さを制御することを特徴とする請求項9記載のスターバースト型ナノ粒子の製造方法。

【請求項11】
前記高分子材料の分子量を大きくすること、又は前記イオンビームのエネルギー付与率を大きくすることによって、前記円筒状の架橋部分の直径を大きくすることを特徴とする請求項9記載のスターバースト型ナノ粒子の製造方法。

【請求項12】
前記特定の架橋部を選択的に凝集させることは、非極性溶媒と極性溶媒との混合溶媒に浸すことによって行うことを特徴とする請求項9記載のスターバースト型ナノ粒子の製造方法。
産業区分
  • 高分子化合物
  • その他機械要素
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2007064288thum.jpg
出願権利状態 権利存続中
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