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METHOD FOR PRODUCING METAL NANOPARTICLES commons

Patent code P110004226
File No. AF01P004
Posted date Jul 8, 2011
Application number P2008-245361
Publication number P2010-077472A
Patent number P5372450
Date of filing Sep 25, 2008
Date of publication of application Apr 8, 2010
Date of registration Sep 27, 2013
Inventor
  • (In Japanese)市村 垂生
  • (In Japanese)井上 康志
  • (In Japanese)田口 敦清
  • (In Japanese)藤井 信太朗
  • (In Japanese)河田 聡
Applicant
  • (In Japanese)国立研究開発法人科学技術振興機構
Title METHOD FOR PRODUCING METAL NANOPARTICLES commons
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for easily producing metal nanoparticles which are made uniform in size and shape.
SOLUTION: In the method for producing metal nanoparticles by reducing metal ions with polyhydric alcohol, oxygen is fed to a polyhydric alcohol solution containing the above metal ions at a fixed flow rate so as to produce metal nanoparticles with a fixed size and a fixed shape.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)


粒子径が数十ナノメートルから数百ナノメートルの金属ナノ粒子は、光が照射されることにより局在表面プラズモン共鳴が起こり、局所的な電場増強や発色といった特異な光学特性を示す。表面増強ラマン分光といったナノ領域の光学計測法、プラズモンセンサ、オプトエレクトロニックデバイス等は金属ナノ粒子の特異な光学特性を利用したものであり、このような金属ナノ粒子を用いた応用研究が様々な分野で展開されている。
局在表面プラズモン共鳴による電場増強や光吸収は金属ナノ粒子の大きさや形状によって異なることから、金属ナノ粒子の大きさや形状を制御することは金属ナノ粒子の応用研究において非常に重要である。



金属ナノ粒子の製造方法は、トップダウン型の方法とボトムアップ型の方法に大別される。トップダウン型の製造方法はバルク物質を粉砕して金属ナノ粒子を製造する方法であり、例えば集光イオンビーム(FIB)法や電子線リソグラィー法が挙げられる。トップダウン型の方法は、加工分解能が数十ナノメートル程度に制限される上、金属の結晶面を選択したり、制御したりすることが困難である。



ボトムアップ型の製造方法は、さらに固相法、気相法、液相法の三種類に分類される。これらのうち液相法は、溶液中での金属イオンの還元反応を利用して金属結晶を自己成長させる方法であり、ナノメートルオーダーの精密さで金属ナノ粒子の形状や結晶性を制御できる(非特許文献1、非特許文献2参照)。しかし、合成に時間がかかる上、ナノ粒子の構造制御のためには多くのパラメータを最適化する必要があり、熟練を要するという問題があった。
【非特許文献1】
Y. Sun and Y. Xia, Science, 298(2002)2176-2179
【非特許文献2】
B. J. Wiley, Y. Xiong, Zhi-Yuan Li, Y. Yin, and Y. Xia, Nano Lett., Vol.6, No.4(2006)765-768

Field of industrial application (In Japanese)


本発明は、局在表面プラズモンを利用したプラズモンセンサや表面増強ラマン散乱分光の電場増強プローブ等に用いられる金属ナノ粒子の製造方法に関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
多価アルコールによって金属イオンを還元することにより金属ナノ粒子を製造する方法において、
多価アルコールがエチレングリコールであり、且つ金属イオンが銀イオンであるとき、
ポリビニルピロリドン及び臭化ナトリウムの存在下で、前記イオンを含むエチレングリコール溶液に、該エチレングリコール溶液に対する体積比で毎分0~0.25に制御された酸素を供給することにより、一定の大きさで且つ球状多重双晶の銀ナノ粒子を製造することを特徴とする金属ナノ粒子の製造方法。

【請求項2】
 
多価アルコールによって金属イオンを還元することにより金属ナノ粒子を製造する方法において、
多価アルコールがエチレングリコールであり、且つ金属イオンが銀イオンであるとき、
ポリビニルピロリドン及び臭化ナトリウムの存在下で、前記イオンを含むエチレングリコール溶液に、該エチレングリコール溶液に対する体積比で毎分0.25~0.45に制御された酸素を供給することにより、一定の大きさで且つワイヤー状の銀ナノ粒子を製造することを特徴とする金属ナノ粒子の製造方法。

【請求項3】
 
多価アルコールによって金属イオンを還元することにより金属ナノ粒子を製造する方法において、
多価アルコールがエチレングリコールであり、且つ金属イオンが銀イオンであるとき、
ポリビニルピロリドン及び臭化ナトリウムの存在下で、前記イオンを含むエチレングリコール溶液に、該エチレングリコール溶液に対する体積比で毎分0.45~0.65に制御された酸素を供給することにより、一定の大きさで且つバイピラミッド状の銀ナノ粒子を製造することを特徴とする金属ナノ粒子の製造方法。

【請求項4】
 
多価アルコールによって金属イオンを還元することにより金属ナノ粒子を製造する方法において、
多価アルコールがエチレングリコールであり、且つ金属イオンが銀イオンであるとき、
ポリビニルピロリドン及び臭化ナトリウムの存在下で、前記イオンを含むエチレングリコール溶液に、該エチレングリコール溶液に対する体積比で毎分0.65~0.80に制御された酸素を供給することにより、一定の大きさで且つキューブ状の銀ナノ粒子を製造することを特徴とする金属ナノ粒子の製造方法。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2008245361thum.jpg
State of application right Registered
Reference ( R and D project ) CREST Novel Measuring and Analytical Technology Contributions to the Elucidation and Application of Material AREA
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