Japan Nanonet Bulletin 第29号 : 2003年 8月 5日

研究者通信

白石幸英（しらいしゆきひで）氏

山口東京理科大学基礎工学部物質・環境工学科講師山口東京理科大学液晶研究所研究所員
1990	東京理科大学大学院工学研究科工業化学専攻修士課程修了
1990 ～1993	コニカ株式会社
1996	東京理科大学大学院工学研究科工業化学専攻博士課程修了博士(工学) 山口東京理科大学基礎工学部素材基礎工学科助手
2001	山口東京理科大学液晶研究所研究所員兼務
2002	山口東京理科大学基礎工学部物質・環境工学科講師

2001	有機合成化学協会九州山口支部奨励賞
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山口東京理科大学基礎工学部物質・環境工学科講師
山口東京理科大学液晶研究所研究所員
白石幸英氏

金属を超微粒子化すると、比表面積や表面エネルギーが著しく大きくなり、もとのバルクの金属とは異なった界面現象を示す。金属ナノ粒子を媒体中に高分散させるために、種々の工夫が凝らされており、例えば保護剤で金属ナノ粒子表面をコートしたり、修飾する方法が報告されている。

刺激応答性を示す金ナノ粒子センサー
金ナノ粒子は可視域に表面プラズモン吸収を持ち、その色調は金ナノ粒子を囲んでいる保護剤の種類や状態、粒子の分散と凝集の工合、粒子間距離と配列の様子などにより変化する。本研究者らは、刺激応答性を示す金ナノ粒子として、a) pH変化により可逆的に凝集・分散を行う3-メルカプトプロピオン酸保護金ナノ粒子および、b) ゲスト分子包接による微弱な化学的刺激に応答するシクロデキストリンポリマー保護金ナノ粒子の創製に成功している。
液晶分子で保護した金属ナノ粒子の創製と液晶デバイスへの応用
液晶分子4-シアノ-4'-ペンチルビフェニル(5CB)で保護したパラジウム(5CB-Pd)ナノ粒子の創製に成功した。この5CB-Pdナノ粒子をホスト液晶に混合して液晶表示素子(LCD)を作成し、その電気光学特性を測定した結果、閾値電圧が周波数に伴い変化する新しい現象を見出した。この周波数変調を利用したLCDは、従来の電圧駆動のLCDより1桁速い応答速度を示し、高速応答液晶テレビやさらに進んで超高速光スイッチなどへの応用が期待される。

一方、本研究者らは、二元および、三元三層構造の多元金属ナノ粒子触媒の構築にも成功している。今後、保護剤のテーラーメードと中心金属の多元化を組み合わせることで、金属ナノ粒子の更なる複合機能化を行い、そのナノマテリアルとしての応用展開を進めてゆきたい。

図1.

a) 3-メルカプトプロピオン酸保護金ナノ粒子分散液の繰り返しHClおよびNaOHaq.添加実験によるUV-Visスペクトルの極大吸収波長の変化、 b)そのモデル図

図2.

5CB-Pdナノ粒子およびC₆₀を添加したゲスト－ホストモード液晶セル（ホスト液晶ZLI2806、二色性色素G241）の写真。表 LCDの応答速度の比較。