デザインされた異方性ナノブロックによる秩序配列マテリアルの構築と機能開拓
【研究分野】無機材料・物性
【研究キーワード】
自己集合 / 自己組織化 / ナノ粒子 / 機能性酸化物 / イオン導電性 / 磁性 / バイオミネラル / 結晶成長 / 機能材料
【研究成果の概要】
サイズと形状のそろったナノブロックは，その分散液の蒸発に伴う移流集積現象によって配向配列体を形成する．本研究では，この自己集積現象を巧みに利用し，集積条件を最適化することで，ナノキューブやナノ直方体などの矩形ナノブロックをビルディングユニットとして，様々な種類の一次元・二次元・三次元秩序配列をマイクロ～ミリメートルスケールの広範囲にわたって方位選択的に作製することを可能とした．ナノブロックは有機分子に覆われており，多様な金属酸化物や金属が積層できるために，多様かつ異種の物質において特異な配向体や接合体が得られ，結晶方位の同一性や高い比表面積に由来する新規な機能が見出された．
【研究の社会的意義】
本研究で見出されたブロック配列による材料の形態デザインでは，ビルディングユニットは有機分子に覆われており，化学組成はその秩序配列に影響を及ぼさない．そのため，本手法は多様な金属、金属酸化物、その他の物質のナノブロックによる様々な種類の一次元・二次元・三次元秩序配列の作製に適用可能である．さらに本研究では，ナノブロックの規則配列や異種物質の接合による新規機能が見出されており，本手法の機能デバイスへの発展が示されている．従って，矩形ナノブロックを自在に組み合わせて任意な形態に配列させる本手法は，革新的な機能を生み出す材料プロセスであり，新たな材料開発の基盤として期待される．
【研究代表者】
【研究種目】基盤研究(A)
【研究期間】2016-04-01 - 2020-03-31
【配分額】44,460千円 (直接経費: 34,200千円、間接経費: 10,260千円)