材料開発のための無機ナノ粒子の精密合成、修飾技術とその評価

機能性粒子は、特定波長の光の散乱・透過特性、量子効果の発現、触媒活性の向上などの優れた特性を有することから、機能材料に革新をもたらすキーマテリアルとして注目されています。 　本セミナーでは、まず、如何にすれば粒子をサイズ・形態制御しつつ精密に合成できるか、その方法やコツを理解していただきます。ついで、得られる無機粒子表面の精密有機修飾法を習得していただきます。加えて、得られる無機粒子および表面有機修飾粒子の各種定量評価法や各種特性評価法などについて詳細に説明します。また、その粒子を実際に利用する際の分散液調製における分散テクニックや設計法、各種応用展開などについても言及します。機能性粒子が示す様々な特長および機能につき、最新の研究報告を例に取り具体的に説明します。結果として、粒子を基材とした次世代機能材料を開発し、高付加価値化する上で必須となる基礎知識や様々なテクニックを習得していただくことを目的としております。

1. 粒子の合成・設計法と特性の制御
   1. 粒子の合成法
      1. 気相法による粒子合成
      2. 液相法による粒子合成
      3. 固相法による粒子合成
   2. 粒子・ナノ粒子のサイズ・形態制御のコツ
      1. 如何にサイズを整えるか?
      2. 如何に形を整えるか?
      3. サイズ (粒子径) ・形態制御に適したナノ粒子合成法とは?
      4. 気相法でのナノ粒子合成が困難な理由
   3. 水系による粒子の合成及びサイズ・形態制御
      1. 酸化鉄粒子の合成
      2. 酸化チタン粒子の合成
      3. ペロブスカイト粒子の合成
   4. 非水系における粒子の合成及びサイズ・形態制御
      1. ポリオール法の特長
      2. 錯体熱分解法
   5. ナノ材料はなぜ注目されているか?
      1. ナノの領域における機能発現の根拠
      2. ナノ粒子の結晶面に由来した特徴的機能
      3. ナノ粒子の透明性
   6. 粒子・ナノ粒子合成における界面の精密制御
2. 粒子・ナノ粒子の表面改質・機能性付与技術
   1. 粒子表面改質による分散性向上
   2. シランカップリング剤を用いた表面修飾・分散性向上
   3. 粒子への液晶性の付与
   4. 粒子への自己組織性の付与
3. 粒子・ナノ粒子の精密評価法
   1. TEM 観察による構造評価
   2. IR による表面修飾状態解析
   3. 小角X線散乱法による粒子・有機無機ハイブリッド材料の構造解析
   4. ゼータ電位測定装置を用いた表面状態解析から凝集・分散のコツまで
   5. 電導度滴定による粒子表面の精密解析
4. 有機修飾された無機粒子・無機ナノ粒子表面の分析・評価法
   ～分子構造・修飾状態・修飾量～
   1. NMR を用いた表面有機物の解析
   2. TG-DTA を用いた表面有機分子の定量
   3. STEM による粒子配列構造観察
   4. 小角 X 線散乱測定による3次元組織構造評価:電子密度マップによる視覚化
5. 粒子・ナノ粒子のインク・ペースト化
   ～分散方法及び分散液の評価・設計～
   1. 粒子・ナノ粒子を安定に分散させるには?
   2. 粒子分散法の種類
   3. 表面修飾剤の吸着を活用した分散法
   4. 非水系における分散テクニック
   5. 高濃度・高粘度スラリーへの分散テクニック
   6. 表面修飾粒子・ナノ粒子の評価法:レオロジー測定を例にして
   7. 粒子・ナノ粒子の分散性評価法
   8. 分散液の機能設計の考え方
   9. 添加剤の選択・使用法
6. 粒子・ナノ粒子のアプリケーション・未来材料の将来性
   1. 屈折率制御材料への展開
   2. 高熱伝導性材料 (無機粒子・ハイブリッド材料) への展開
   3. 磁性粒子・ナノ粒子:磁気粘性流体開発からナノバイオ材料まで
   4. 透明導電性薄膜向けナノ粒子の合成及び低温焼成ナノインクの調製法
   5. 低温焼結性金属ナノインクの調製法
   6. 強誘電体粒子・ナノ粒子の合成と圧電セラミックスへの展開
   7. ナノ粒子の有機無機ハイブリッド化によるメタマテリアル調製法
7. 大学における企業との共同研究の進め方
• 質疑応答