シーズ技術紹介

【ナノテクノロジー・材料】 (2016/03/09公開)

マイクロ波液中プラズマ法によるナノ材料の創成

大学院工学研究院 材料科学部門
米澤 徹 教授

北海道大学研究シーズ集webサイトオープンのお知らせ

かねてより準備を進めておりました北海道大学研究シーズ集webサイトをオープンいたしました。

本研究者の研究シーズはこちらです↓↓

https://seeds.mcip.hokudai.ac.jp/jp/view/106/
ご利用者様・サイト訪問者様により使いやすく、質の良い情報を発信していけるよう、更新をしてまいります。北海道大学研究シーズ集webサイトをよろしくお願いいたします。





マイクロ波液中プラズマを用いたナノ粒子調製、光触媒をはじめとする酸化物改質とカーボン親水化


水中にマイクロ波エネルギーを集中させプラズマを発生させ、金属・金属酸化物ナノ粒子を高速・大量合成することに成功した。

安定なナノ粒子分散液、担持触媒(特に燃料電池触媒)、カーボンナノ粒子の合成にも成功し、新しいナノ粒子製造システムを確立した。

さらに、本手法によって金属酸化物ナノ粒子の電子状態の改質、カーボンの親水化も可能となった。これによりナノ粒子の新しい用途展開が可能となってきている。

研究の内容


本研究のマイクロ波液中プラズマ装置は、非常に効率よくナノ粒子を合成することが可能である。金属ナノ粒子の合成はもとより、遷移金属酸化物ナノ粒子も同一の装置・手法で金属塩や金属棒から合成可能である。
特に、触媒製造技術などへ容易に展開できる。

本手法によって得られるナノ粒子は分散剤の添加なく、水に分散できる場合が多い。さらには、本手法で金属酸化物ナノ粒子への他の金属イオンのドープや酸素欠損の形成も可能となり、金属の電子状態を改質して光触媒効果の増強・低減、導電性付与など材料改質も可能となる。

また、カーボンなどを含むナノ粒子の表面状態の改質も可能である。特に、カーボン材料の表面に水酸基を与えることが可能で、その親水化、親溶媒化に威力を発揮する。

本手法の装置はコンパクトで、電極構造の最適化などにより大量生産に対する対策も講じている。我々も実用化のために努力しているところである。

応用例


  • 有機合成触媒、燃料電池触媒の作製
  • 電子部品用酸化物ナノ粒子、触媒用担体、色素ナノ粒子の作製
  • 化粧品用途ナノ粒子、ナノ粒子の光触媒効果軽減、質量分析用ナノ粒子、ナノ粒子の改質


産業界へのアピールポイント


当研究室では、大気圧下でのマイクロ波液中プラズマ法によって金属ナノ粒子に新しい構造を付与して、集積させた材料や、基板表面にさまざまな方法でナノ構造を付与した材料を作製しています。

現在は、質量分析分野への応用を検討しており、将来の日本の安心・安全に貢献できるよう努力しています。特に光触媒、燃料電池触媒、新規カーボン材料への展開を図ります

本研究に関連する知的財産


特願2012- 110819 「マイクロ波液中プラズマ処理によるアルカリ金属および/またはアルカリ土類金属ドープナノ粒子の製造方法とそれを用いた質量分析方法」

研究室ホームページ


大学院工学院 材料科学部門 
先進材料ハイブリッド工学研究室
http://www.eng.hokudai.ac.jp/labo/lims/



※お問い合わせは 北海道大学 産学・地域協働推進機構ワンストップ窓口まで

Update 2018-04-17
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