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研究内容

Keywords

ナノ材料・ナノバイオサイエンス 無機化学 機能材料・デバイス

出版物2004年以降のNIMS所属における研究成果や出版物を表示しています。

論文

所属学会

日本化学会, 日本セラミックス協会, 日本イオン交換学会

ナノアーキテクトニクス材料研究センター
タイトル

無機ナノシートの創製と機能開発

キーワード

2次元ナノシート,層状化合物,単層剥離,集積化,ナノ薄膜,誘電機能,エネルギー貯蔵・変換

概要

金属酸化物や水酸化物の層状結晶を溶液中で大きく膨潤させ、層1枚にバラバラに剥離することにより、グラフェン類縁物質と言える多彩な2次元無機ナノシートの創製を目指す。さらに得られたナノシートをビルディングブロックとして、簡便、安価、低環境負荷の溶液プロセスにより、積み木細工的に集積、接合して人工ナノ~メソ構造を構築して、様々な有用な材料の開発を行っている。

新規性・独創性

ユニークな2次元形状(分子レベルの厚さ、非常に高い2次元異方性)に由来して特異な機能や反応性が発現。
厚さ1nm単位での表面コーティングを簡便、安価に実現可能。
ナノシートを基本ブロックとして用いることで、溶液プロセスにより人工格子レベルのナノ構造構築が可能。

内容

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我々の得意技術である層状化合物の単層剥離技術により、厚さ約1 nmに対して横方向にはその1000倍以上の広がりを持つ酸化物や水酸化物系の2次元ナノシートが得られる。ナノシートは電荷を帯びたコロイドとして溶液中に分散した形で得られるため、自己組織化をはじめとする様々な溶液プロセスを駆使することによって、ナノ〜メソレンジで集積化、複合化することができる。その結果、ナノ薄膜(多層膜、超格子膜)、中空ナノシェル、ナノ複合体、ゲルなどを構築でき、それらは優れた触媒性、エネルギー変換・貯蔵機能などを示す。

まとめ

多様な酸化物ならびに水酸化物ナノシートを合成し、それらを溶液プロセスによりナノ~メソレンジで精密に配列、集積、複合化する技術を開発した。それにより多彩な機能開発、設計が可能となり、誘電体ナノ薄膜、電極材料、触媒、機能性ゲルなど様々な応用が期待できるシーズ材料が創出されている。

この機能は所内限定です。
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