コア・シェル微粒子の作製と粒子径・形状制御と応用事例

コア・シェル粒子に代表される複合粒子は、有機高分子粒子や無機粒子の合成法を組み合わせて作製される。粒子の物理的、化学的性質は一般に粒径に強く依存するため、均一な特性の粒子の作製を行うためには、粒径の分布を揃えた、いわいる単分散性粒子の合成技術が不可欠である。近年、この単分散性粒子の粒径制御範囲が大幅に広がっており、理論的にも大きな進展が見られる。また、粒子上に更に色々な構造体を組上げていく手法が、微粒子の高次構造化のボトムアッププロセスであり、この技術開発の進展により形状・組成の均一な、多様な構造体を精密に合成できるようになってきた。その構造・形状の制御法は、ナノテクノロジーの基盤技術であり、微粒子の多機能化、高機能化のための必須技術である。 　本セミナーでは、粒子合成の課題である構造制御とプロセスの低環境負荷に焦点を当てつつ、微粒子の構造と機能との関係ならびにその応用例について解説する。

1. 微粒子構成物質の種類と特性
   1. 有機物質と無機物質はどのような性質を持っているか
      • バルクの性質とナノサイズ効果 (粒径により特性がどう変化するか)
   2. 複合粒子の構造と期待できる特性
2. 粒子構造の分類と構造形成の支配因子
   1. 単核コア・シェル粒子
   2. 多核コア・シェル粒子
   3. 多孔質体や中空構造の粒子
3. 粒子の作製手法
   1. 粒子合成や粒子構造制御に用いられている手法
      • 化学反応を利用する手法と物理的手法
   2. 単分散粒子の合成が可能な代表的低環境負荷プロセス
   3. 粒子合成と撹拌操作
4. 複合粒子の作製・応用例
   1. 球形複合粒子の作製
      • 単核、多核コア・シェル粒子など
   2. 非球形複合粒子の作製
   3. 中空粒子の作製
   4. 単分散油滴を利用する粒子作製
      • 球形あるいは非球形の単分散カプセル化粒子
      • 単分散油滴をミニリアクターとする粒子合成と形態制御
   5. 応用例
      • 磁性
      • 蛍光
      • 表面プラズモン吸収
      • 光触媒
      • 燃料電池触媒など