JP2009221563A - Gold nanorod, method for producing the same, electromagnetic wave absorber using the nanorod, color material, optical recording material, and two photon reaction material - Google Patents

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勉 佐藤
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a production method which can efficiently obtain a gold nanorod having a desired aspect ratio and a grain size and can suppress the scattering of light other than absorption wavelengths, and to provide functional optical materials using the rod. <P>SOLUTION: Gold ions coexistent with silver ions in a micell solution composed of a water phase comprising a quaternary ammonium salt (e.g., CTAB) and an oil phase (e.g., addition of cyclohexanone and diisobutyl) are subjected to reduction using a reducing agent (e.g., an ascorbic acid solution) in such a manner that the reducing agent in a prescribed amount is dropt till the color of the gold ions is lost, and thereafter, while performing reduction using no reducing agents (e.g., photoreduction), the reducing agent is additionally charged, so as to grow a gold nanorod. A functional optical material such as a three-dimensional recording medium is composed using the obtained gold nanorod. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、金ナノロッドの製造方法および金ナノロッド用いた機能性材料に関し、詳しくは、所望のアスペクト比と所望のロッド径若しくは長さを有する金ナノロッドを短時間で高濃度に得る製造方法と、金ナノロッドを用いた機能性光学材料(例えば、光および電磁波吸収体、色材、光記録材料および二光子反応材料)に関する。   The present invention relates to a method for producing gold nanorods and a functional material using the gold nanorods, and more specifically, a production method for obtaining gold nanorods having a desired aspect ratio and a desired rod diameter or length in a high concentration in a short time, and The present invention relates to functional optical materials using gold nanorods (for example, light and electromagnetic wave absorbers, coloring materials, optical recording materials, and two-photon reaction materials).

球形の金のナノ粒子は、古くはガラス中に分散した赤色を示す色材として利用されてきた。近年、この金ナノ粒子の形状を棒状に制御することにより、球形のナノ粒子とは異なる吸収特性を示すこと、さらには、棒状の金ナノ粒子のアスペクト比を制御することによって吸収波長の制御が可能であることが見出された。この棒状の金ナノ粒子の作成方法としては、電解法、光還元法などが知られている。   Spherical gold nanoparticles have long been used as a coloring material showing red color dispersed in glass. In recent years, by controlling the shape of the gold nanoparticles to a rod shape, the absorption characteristics can be controlled by controlling the aspect ratio of the rod-shaped gold nanoparticles. It has been found possible. As a method for producing the rod-shaped gold nanoparticles, an electrolytic method, a photoreduction method, or the like is known.

電解法としては、例えば、銀イオンを含む4級アンモニウム塩等のカチオン性界面活性剤溶液中で、陽極に金の電極を用いて定電流電解することにより金属ナノロッドを得る方法が知られている(例えば、特許文献1参照)。
上記方法において、原料となる金イオンは金電極が溶解することにより供給されている。また、溶液中に共存させる銀イオンは、溶液として逐次供給されるか、若しくは、電界電極以外のものとして電解液中に浸漬される銀板から供給される。電界条件および金イオンと銀イオンの比により、ナノロッドのアスペクト比が制御可能であると記載されているが、球状の粒子が生成しやすく、また、原料が逐次供給されるために安定した操業条件を得ることが難しい。
これを改良するため、界面活性剤としてジアルキルジメチルアンモニウムブロミド(例えば、ジドデシルジメチルアンモニウムブロミド)を含む溶液中で電気化学的反応によってロッド状金属微粒子の割合が多い金属ナノロッドを得る方法が提案されている(例えば、特許文献2参照)が、十分とは言えない。
As an electrolysis method, for example, a method of obtaining metal nanorods by performing constant current electrolysis using a gold electrode as an anode in a cationic surfactant solution such as a quaternary ammonium salt containing silver ions is known. (For example, refer to Patent Document 1).
In the above-described method, the raw material gold ions are supplied by dissolving the gold electrode. Further, the silver ions to be coexisted in the solution are sequentially supplied as a solution, or supplied from a silver plate immersed in the electrolytic solution as other than the electric field electrode. Although it is stated that the aspect ratio of nanorods can be controlled by the electric field conditions and the ratio of gold ions to silver ions, it is easy to produce spherical particles, and since the raw materials are sequentially supplied, stable operating conditions Difficult to get.
In order to improve this, there has been proposed a method for obtaining metal nanorods having a high proportion of rod-like metal fine particles by electrochemical reaction in a solution containing dialkyldimethylammonium bromide as a surfactant (for example, didodecyldimethylammonium bromide). (For example, refer to Patent Document 2), but it is not sufficient.

光還元法は、上記電解法と同様に、銀イオンを含む4級アンモニウム塩水溶液を成長溶液として用いているが、この場合の金原料は、塩化金酸として最初から成長溶液中に存在する。成長する金ナノロッドのアスペクト比は金イオンと銀イオンの比によりコントロール可能であることが知られている。
例えば、非特許文献1によれば、光還元によるナノロッドの生成には反応助剤であるアセトンを用いても、10時間以上を必要とすることが知られており、一方、特許文献3によれば反応の一段階を化学還元により行うことで、数十分程度に短縮可能であることが記載されている。
In the photoreduction method, an aqueous quaternary ammonium salt solution containing silver ions is used as the growth solution, as in the above electrolytic method. In this case, the gold raw material is present in the growth solution as chloroauric acid from the beginning. It is known that the aspect ratio of growing gold nanorods can be controlled by the ratio of gold ions to silver ions.
For example, according to Non-Patent Document 1, it is known that the production of nanorods by photoreduction requires 10 hours or more even when acetone, which is a reaction aid, is used. For example, it is described that it can be shortened to several tens of minutes by performing one step of the reaction by chemical reduction.

光還元により生成される金ナノロッドの特徴は、アスペクト比の揃った吸収のシャープな粒子が得やすいこと、球状の粒子の生成が比較的少ないことにある。しかし、光還元のみでは、ナノロッドの生成は10時間以上を要する非効率な方法であり、また、反応の一部に化学還元を併用する場合にも、還元剤によって3価の金イオンの色が脱色されただけの状態では反応は容易に進まず、やはりアセトンを反応助剤として用いている。つまり、反応助剤であるアセトンが溶液中に存在することが反応時間の短縮に必要な条件である。
しかし、反応助剤であるアセトンが存在する条件下で反応を進めると、得られる粒子のアスペクト比はほぼ揃っているが、反応開始時の還元剤の過不足により、金原料の収率と、金ナノロッド自体に大きさの分布が生じる。
Gold nanorods produced by photoreduction are characterized in that it is easy to obtain sharply-absorbed particles having a uniform aspect ratio, and relatively few spherical particles are produced. However, with photoreduction alone, the formation of nanorods is an inefficient method that requires 10 hours or more, and even when chemical reduction is used in combination with part of the reaction, the color of the trivalent gold ion is reduced by the reducing agent. The reaction does not proceed easily in the state of being simply decolored, and acetone is still used as a reaction aid. In other words, the presence of acetone as a reaction aid in the solution is a necessary condition for shortening the reaction time.
However, when the reaction proceeds under the condition where acetone, which is a reaction aid, is present, the resulting particles have almost the same aspect ratio, but due to the excess and deficiency of the reducing agent at the start of the reaction, A size distribution occurs in the gold nanorods themselves.

一方、上記金ナノロッドの有する特異な性質を利用した各種機能材料(例えば、新規色材や、機能性光学材料等)が注目され、例えば、表面ブラズモン増強場の発生手段として、金ナノロッドを利用する技術の研究が進められている。プラズモン増強場を持つ金ナノロッドを含む二光子吸収材料あるいは反応助剤を含む材料を用いることにより、二光子吸収反応の反応閾値を低減したり、あるいは集光点で反応を起こすことが可能であるため、例えば、光記録材料(三次元記録媒体)、光造形用材料、二光子吸収蛍光材料としての応用などが注目されている。   On the other hand, various functional materials (for example, new coloring materials, functional optical materials, etc.) utilizing the unique properties of the gold nanorods have attracted attention. For example, gold nanorods are used as means for generating a surface plasmon enhancement field. Technology research is ongoing. By using a two-photon absorption material containing gold nanorods with a plasmon enhancement field or a material containing a reaction aid, it is possible to reduce the reaction threshold of the two-photon absorption reaction or to cause a reaction at the focal point. Therefore, for example, application as an optical recording material (three-dimensional recording medium), an optical modeling material, and a two-photon absorption fluorescent material has attracted attention.

例えば、金ナノロッドと二光子吸収材料を含む三次元光記録媒体(三次元多層光メモリ)の応用が期待される分野について見てみると、最近、インターネット等のネットワークやハイビジョンTVが急速に普及している。また、HDTV(High Definition Television)の放映も間近にひかえて、民生用途においても50GB以上、好ましくは100GB以上の画像情報を安価・簡便に記録するための大容量記録媒体の要求が高まっている。さらに、コンピューターバックアップ用途、放送バックアップ用途等、業務用途においては、1TB程度あるいはそれ以上の大容量の情報を高速かつ安価に記録できる光記録媒体が求められている。そのような中、DVD±Rのような従来の二次元光記録媒体は物理原理上、たとえ記録再生波長を短波長化したとしてもせいぜい25GB程度で、将来の要求に対応できる程の充分大きな記録容量が期待できるとは言えない状況である。   For example, looking at the fields in which applications of three-dimensional optical recording media (three-dimensional multilayer optical memory) including gold nanorods and two-photon absorption materials are expected, recently, networks such as the Internet and high-definition TVs have rapidly spread. Yes. In addition, HDTV (High Definition Television) will soon be broadcast, and there is an increasing demand for large-capacity recording media for inexpensively and easily recording image information of 50 GB or more, preferably 100 GB or more for consumer use. Furthermore, in business use such as computer backup use and broadcast backup use, an optical recording medium capable of recording large-capacity information of about 1 TB or more at high speed and at low cost is required. Under such circumstances, the conventional two-dimensional optical recording medium such as DVD ± R is about 25 GB at most even if the recording / reproducing wavelength is shortened due to the physical principle, and is sufficiently large enough to meet future demands. It cannot be said that capacity can be expected.

上記のような状況の中、究極の高密度、高容量記録媒体として、三次元光記録媒体が俄然注目されてきている。三次元光記録媒体は、三次元(膜厚)方向に何十、何百層もの記録を重ねることが可能であったり、記録層を厚膜として光入射方向に対して何重にも記録再生を行うことが可能である。つまり、三次元記録媒体を用いることにより、従来の二次元記録媒体の何十、何百倍もの超高密度、超高容量記録を達成することができる。   Under the circumstances as described above, a three-dimensional optical recording medium has attracted attention as an ultimate high-density, high-capacity recording medium. Three-dimensional optical recording media can be used for recording dozens or hundreds of layers in the three-dimensional (film thickness) direction, or the recording layer can be used as a thick film to record and reproduce multiple layers in the light incident direction. Can be done. That is, by using a three-dimensional recording medium, it is possible to achieve tens or hundreds of times the ultra-high density and ultra-high capacity recording of the conventional two-dimensional recording medium.

三次元光記録媒体を提供するためには、三次元(膜厚)方向の任意の場所にアクセスして書き込みできなければならないが、その手段として、二光子吸収材料を用いる方法、あるいはホログラフィ(干渉)を用いる方法がある。
二光子吸収材料を用いる三次元光記録媒体では、上記で説明した物理原理に基づいて何十、何百倍もの記録、いわゆるビット記録が可能であり、より高密度記録が可能である。このことから、三次元光記録媒体は、まさに究極の高密度、高容量光記録媒体であると言える。
In order to provide a three-dimensional optical recording medium, it is necessary to be able to access and write at an arbitrary place in the three-dimensional (film thickness) direction. As a means for this, a method using a two-photon absorption material or holography (interference) ).
In a three-dimensional optical recording medium using a two-photon absorption material, tens or hundreds of times of recording, so-called bit recording, can be performed based on the physical principle described above, and higher density recording is possible. From this, it can be said that the three-dimensional optical recording medium is an ultimate high-density, high-capacity optical recording medium.

例えば、二光子吸収材料を用いた三次元元光記録媒体としては、記録再生に蛍光性物質を用いて蛍光で読み取る方法(例えば、特許文献4、5参照)、フォトクロミック化合物を用いて吸収または蛍光で読み取る方法(例えば、特許文献6参照)等が提案されている。   For example, as a three-dimensional original optical recording medium using a two-photon absorption material, a method of reading with fluorescence using a fluorescent substance for recording and reproduction (for example, see Patent Documents 4 and 5), absorption or fluorescence using a photochromic compound (For example, refer to Patent Document 6) and the like.

しかし、上記特許文献4、5ではいずれも具体的な二光子吸収材料の記載はなく、また抽象的に提示されている二光子吸収化合物の例でも、二光子吸収効率の極めて小さい二光子吸収化合物を用いている。
さらに、上記特許文献6、7に用いているフォトクロミック化合物は可逆材料であるため、非破壊読み出し、記録の長期保存性、再生のS/N比等に問題があり、光記録媒体として実用性のある方式であるとは言えない。特に非破壊読出し、記録の長期保存性等の点では、不可逆材料を用いて反射率(屈折率または吸収率)または発光強度の変化で再生するのが好ましいが、このような機能を有する二光子吸収材料を具体的に記載している例はない。
However, neither of the above-mentioned Patent Documents 4 and 5 describes a specific two-photon absorption material, and even an example of an abstractly presented two-photon absorption compound is a two-photon absorption compound with extremely small two-photon absorption efficiency. Is used.
Further, since the photochromic compounds used in Patent Documents 6 and 7 are reversible materials, there are problems in nondestructive reading, long-term storage stability, S / N ratio of reproduction, and the like, which are practical as optical recording media. It cannot be said that it is a certain method. In particular, in terms of non-destructive readout, long-term storage stability of recording, etc., it is preferable to reproduce by changing the reflectance (refractive index or absorptivity) or emission intensity using an irreversible material, but a two-photon having such a function. There is no example that specifically describes the absorbent material.

また、屈折率変調により三次元的に記録する記録装置、および再生装置、読み出し方法等が提案されているが、二光子吸収三次元光記録材料を用いた方法についての記載はない(例えば、特許文献8、9参照)。   In addition, a recording apparatus, a reproducing apparatus, a reading method, and the like that perform three-dimensional recording by refractive index modulation have been proposed, but there is no description of a method using a two-photon absorption three-dimensional optical recording material (for example, a patent) References 8 and 9).

特開2003−315531号公報JP 2003-315531 A 特開2005−68447号公報JP 2005-68447 A 特開2005−97718号公報JP-A-2005-97718 特表2001−524245号公報JP-T-2001-524245 特表2000−512061号公報Special table 2000-512061 gazette 特表2001−522119号公報Special table 2001-522119 gazette 特表2001−508221号公報Special table 2001-508221 gazette 特開平6−28672号公報JP-A-6-28672 特開平6−118306号公報JP-A-6-118306 J.AM.CHEM.SOC,2002,124,pp14316-14317,F.Kim,J.H.Song,and P.Yang)(J.AM.CHEM.SOC, 2002,124, pp14316-14317, F.Kim, J.H.Song, and P.Yang)

本発明は、上記従来技術に鑑みてなされたものであり、機能材料としての特性安定化の観点から、所望のアスペクト比と所望のロッド径若しくは長さを有し、かつ吸収波長以外の光の散乱を抑制可能なロッド径の小さな粒子からなる金ナノロッドの製造方法を提供すると共に、経済性の観点から、より高濃度の金ナノロッドを短時間に得る製造方法を提供することを目的としている。さらに、金ナノロッドを用いた機能性光学材料(例えば、光および電磁波吸収体、色材、光記録材料、二光子反応材料など)を提供することを目的としている。   The present invention has been made in view of the above-described prior art, and has a desired aspect ratio and a desired rod diameter or length from the viewpoint of stabilization of characteristics as a functional material, and light other than the absorption wavelength. An object of the present invention is to provide a method for producing gold nanorods composed of particles with a small rod diameter capable of suppressing scattering and to provide a production method for obtaining gold nanorods with a higher concentration in a short time from the viewpoint of economy. Furthermore, it aims at providing the functional optical material (For example, light and electromagnetic wave absorber, a coloring material, an optical recording material, a two-photon reaction material etc.) using gold nanorods.

本発明者らは鋭意検討した結果、以下の〔1〕〜〔14〕に記載する発明によって上記課題が解決されることを見出し本発明に至った。以下、本発明について具体的に説明する。   As a result of intensive studies, the present inventors have found that the above problems can be solved by the inventions described in the following [1] to [14], and have reached the present invention. Hereinafter, the present invention will be specifically described.

〔1〕:上記課題は、4級アンモニウム塩を含む水相と油相からなるミセル溶液中で銀イオンと共存する金イオンを、還元剤を用いた還元と、還元剤を用いない還元との併用により金ナノロッドを成長させる金ナノロッド製造法において、
前記金イオンの色が失われるまで所定量の還元剤をミセル溶液中に滴下後、前記還元剤を用いない還元を行いながら、さらに前記還元剤を追加投入することを特徴とする金ナノロッド製造方法により解決される。
[1]: The above problem is that gold ions coexisting with silver ions in a micellar solution composed of an aqueous phase containing a quaternary ammonium salt and an oil phase are reduced using a reducing agent and reduced without using a reducing agent. In the gold nanorod manufacturing method of growing gold nanorods in combination,
A method for producing gold nanorods, wherein a predetermined amount of a reducing agent is dropped into a micelle solution until the color of the gold ions is lost, and then the reducing agent is further added while performing reduction without using the reducing agent. It is solved by.

〔2〕:上記〔1〕に記載の金ナノロッド製造方法において、前記還元剤を用いない還元が、光照射により行う光還元、または通電により行う電解還元であることを特徴とする。   [2]: The method for producing gold nanorods according to [1] above, wherein the reduction without using the reducing agent is photoreduction performed by light irradiation or electrolytic reduction performed by energization.

〔3〕:上記〔1〕または〔2〕に記載の金ナノロッド製造方法において、前記油相にアセトンを含まないことを特徴とする。   [3]: The method for producing gold nanorods according to [1] or [2] above, wherein the oil phase does not contain acetone.

〔4〕:上記〔1〕乃至〔3〕のいずれかに記載の金ナノロッド製造方法において、前記還元剤を用いない還元の工程中に、前記還元剤を、添加量を制御しつつ継続的にミセル溶液中に投入することを特徴とする。   [4]: In the gold nanorod manufacturing method according to any one of [1] to [3], the reducing agent is continuously added while controlling the amount of addition during the reduction step without using the reducing agent. It is characterized by being put into a micelle solution.

〔5〕:上記〔1〕乃至〔4〕のいずれかに記載の金ナノロッド製造方法において、前記4級アンモニウム塩の濃度が、0.1mol/l以上であることを特徴とする。   [5]: The method for producing gold nanorods according to any one of [1] to [4] above, wherein the concentration of the quaternary ammonium salt is 0.1 mol / l or more.

〔6〕:上記〔1〕乃至〔5〕のいずれかに記載の金ナノロッド製造方法において、前記金イオンの濃度調整により、金ナノロッドの短軸方向の長さを制御することを特徴とする。   [6]: The gold nanorod manufacturing method according to any one of [1] to [5], wherein the length of the gold nanorod in the minor axis direction is controlled by adjusting the concentration of the gold ion.

〔7〕:上記〔1〕乃至〔6〕のいずれかに記載の金ナノロッド製造方法において、前記ミセル溶液に、水相中での金イオンの還元析出を抑制する成分を添加することを特徴とする。   [7]: The method for producing gold nanorods according to any one of [1] to [6], wherein a component for suppressing reduction precipitation of gold ions in an aqueous phase is added to the micelle solution. To do.

〔8〕:上記〔7〕に記載の金ナノロッド製造方法において、前記水相中での金イオンの還元析出を抑制する成分が、前記水相および油相の双方に溶解度を有することを特徴とする。   [8]: The method for producing gold nanorods according to [7] above, wherein the component that suppresses reduction and precipitation of gold ions in the aqueous phase has solubility in both the aqueous phase and the oil phase. To do.

〔9〕:上記〔7〕または〔8〕に記載の金ナノロッド製造方法において、前記水相中での金イオンの還元析出を抑制する成分が、ジイソブチルケトンまたはメチルイソブチルケトンの少なくとも一種から選ばれるものであることを特徴とする。   [9]: In the method for producing gold nanorods according to [7] or [8] above, the component that suppresses reduction and precipitation of gold ions in the aqueous phase is selected from at least one of diisobutyl ketone and methyl isobutyl ketone. It is characterized by being.

〔10〕:上記課題は、〔1〕乃至〔9〕のいずれかに記載の方法により製造されたことを特徴とする金ナノロッドにより解決される。   [10] The above problem is solved by a gold nanorod produced by the method according to any one of [1] to [9].

〔11〕:上記課題は、〔10〕に記載の金ナノロッドを含んでなることを特徴とする光および電磁波吸収体により解決される。   [11] The above problem is solved by a light and electromagnetic wave absorber comprising the gold nanorod described in [10].

〔12〕:上記課題は、〔10〕に記載の金ナノロッドを含んでなることを特徴とする色材により解決される。   [12] The above problem is solved by a color material comprising the gold nanorod described in [10].

〔13〕:上記課題は、〔10〕に記載の金ナノロッドを含んでなることを特徴とする光記録材料により解決される。   [13]: The above problem is solved by an optical recording material comprising the gold nanorod described in [10].

〔14〕:上記課題は、〔10〕に記載の金ナノロッドと二光子吸収材料を少なくとも含んでなることを特徴とする二光子反応材料により解決される。   [14]: The above problem is solved by a two-photon reaction material comprising at least the gold nanorod according to [10] and a two-photon absorption material.

本発明の金ナノロッド製造方法によれば、還元剤を用いた還元と、還元剤を用いない還元との併用により金ナノロッドを成長させる際に、金イオンの色が失われるまで所定量の還元剤をミセル溶液中に滴下後、還元剤を用いない還元(主たる還元)を行いながら、さらに前記還元剤を追加投入するため、還元析出反応が短縮されて速やかに金ナノロッドが生成する。また、還元剤の追加投入によって金の過飽和度を制御できるため、所望のアスペクト比と粒子サイズの金ナノロッドを短時間で得ることができる。このため、特性の揃った高機能な金ナノロッドが高濃度で得られる。
本発明の金ナノロッドによれば、上記製造方法によって所望のアスペクト比、所望のロッド径あるいは長さを有すると共に、ロッド径の小さな粒子(例えば、吸収波長以外の光の散乱を抑制可能な大きさの粒子)とされるため、高機能性光学材料、例えば、光および電磁波吸収体、色材、光記録材料、二光子反応材料などに好適に応用できる。
本発明の金ナノロッドを含んでなる光および電磁波吸収体とすれば、吸収特性がシャープでかつ吸収帯域外の散乱損失が小さく光および電磁波吸収能の優れた高機能性材料として用いることができる。
本発明の金ナノロッドを含んでなる色材とすれば、耐候性に優れた色純度の高い高機能性材料として用いることができる。
本発明の金ナノロッドを含んでなる二光子反応材料とすれば、感度の高い高機能性材料(例えば、光造形用材料等)として用いることができる。
本発明の金ナノロッドを含んでなる光記録材料とすれば、高感度で、かつ記録密度の高い高機能性材料(例えば、三次元光記録媒体)として用いることができる。
According to the gold nanorod manufacturing method of the present invention, when a gold nanorod is grown by a combination of reduction using a reducing agent and reduction without using a reducing agent, a predetermined amount of reducing agent is lost until the color of the gold ion is lost. After dropping into the micelle solution, the reducing agent is additionally added while performing reduction without using a reducing agent (main reduction), so that the reduction precipitation reaction is shortened and gold nanorods are rapidly generated. Further, since the supersaturation degree of gold can be controlled by adding a reducing agent, gold nanorods having a desired aspect ratio and particle size can be obtained in a short time. For this reason, highly functional gold nanorods with uniform characteristics can be obtained at a high concentration.
According to the gold nanorod of the present invention, a particle having a desired aspect ratio, a desired rod diameter or length and a small rod diameter (for example, a size capable of suppressing light scattering other than the absorption wavelength) by the above production method. Therefore, it can be suitably applied to highly functional optical materials such as light and electromagnetic wave absorbers, color materials, optical recording materials, and two-photon reaction materials.
The light and electromagnetic wave absorber comprising the gold nanorod of the present invention can be used as a highly functional material having sharp absorption characteristics, small scattering loss outside the absorption band, and excellent light and electromagnetic wave absorption ability.
If it is a color material comprising the gold nanorods of the present invention, it can be used as a highly functional material having excellent weather resistance and high color purity.
If the two-photon reaction material comprising the gold nanorods of the present invention is used, it can be used as a highly functional material with high sensitivity (for example, a material for optical modeling).
The optical recording material comprising the gold nanorod of the present invention can be used as a highly functional material (for example, a three-dimensional optical recording medium) with high sensitivity and high recording density.

前述のように本発明における金ナノロッド製造方法は、4級アンモニウム塩を含む水相と油相からなるミセル溶液中で銀イオンと共存する金イオンを、還元剤を用いた還元と、還元剤を用いない還元との併用により金ナノロッドを成長させる金ナノロッド製造法において、
前記金イオンの色が失われるまで所定量の還元剤をミセル溶液中に滴下後、前記還元剤を用いない還元を行いながら、さらに前記還元剤を追加投入することを特徴とするものである(本発明〔1〕)。ここで、上記4級アンモニウム塩は、界面活性剤としての役割を担っている。
なお、以降「還元剤を用いない還元」を「主たる還元」あるいは「主たる還元工程」と表現することがある。
As described above, the method for producing gold nanorods in the present invention reduces gold ions that coexist with silver ions in a micellar solution composed of an aqueous phase and an oil phase containing a quaternary ammonium salt, a reducing agent, and a reducing agent. In a gold nanorod manufacturing method in which gold nanorods are grown in combination with reduction that is not used,
A predetermined amount of a reducing agent is dropped into the micelle solution until the color of the gold ions is lost, and then the reducing agent is further added while performing reduction without using the reducing agent ( The present invention [1]). Here, the quaternary ammonium salt plays a role as a surfactant.
Hereinafter, “reduction without using a reducing agent” may be expressed as “main reduction” or “main reduction step”.

一般に、大きさの揃った微粒子を得るためには、核発生と粒子の成長工程が時間的に分離されていることが望ましいとされている。このために、成長初期に大きな過飽和度が生じ、著しく多数の核を発生させた後、粒子の成長に従い原料が消費されていく反応デザインが一般的である。
しかし、金ナノロッドの成長条件を考察すると、出発原料の還元は、還元剤を用いない還元の工程中(つまり、主たる還元の工程中)、原料が枯渇するまで緩やかに続いており、これまでの球状微粒子の生成過程とは異なっている。
「還元剤を用いない還元」とは、例えば、光照射により行う光還元や、通電により行う電解還元などを指している。
すなわち、本発明者らは、前記一般的な反応デザインと異なる金ナノロッドの成長条件から、核発生後に、異方性を持つ結晶の成長が起こる程度に原料金属イオンの還元による過飽和度が制御(コントロール)されていることが必要であることを知見し、その方法として、主たる還元工程中に、還元剤を追加投入することによって目的を達することが可能であることを見出した。
In general, in order to obtain fine particles of uniform size, it is desirable that the nucleation and particle growth processes are separated in time. For this reason, a reaction design in which a large degree of supersaturation occurs in the early stage of growth, a remarkably large number of nuclei are generated, and then the raw materials are consumed as the particles grow.
However, considering the growth conditions of the gold nanorods, the reduction of the starting material continued slowly until the material was depleted during the reduction process without using a reducing agent (that is, during the main reduction process). This is different from the production process of spherical fine particles.
“Reduction without using a reducing agent” refers to, for example, photoreduction performed by light irradiation or electrolytic reduction performed by energization.
That is, the present inventors control the degree of supersaturation due to reduction of raw metal ions to the extent that anisotropy crystals grow after nucleation, from the growth conditions of gold nanorods different from the general reaction design ( It was found that it was necessary to be controlled), and as a method for that, it was found that the purpose can be achieved by additionally introducing a reducing agent during the main reduction step.

すなわち、金イオンの色が消える時点で還元剤を投入することを止めた場合、主たる還元工程による金ナノロッドの生成の促進は限定的で、還元析出反応は数時間を要する。しかし、前記金イオンの色が消えた所定の滴下量に加えて、さらに追加して還元剤を投入すると、主たる還元工程開始後、速やかに金ナノロッドの生成していることが、反応途中の溶液の吸収特性から認められた。   That is, when the introduction of the reducing agent is stopped when the color of the gold ions disappears, the promotion of the production of gold nanorods by the main reduction process is limited, and the reduction precipitation reaction takes several hours. However, in addition to the predetermined dripping amount in which the color of the gold ions disappears, when a reducing agent is additionally added, it is possible that the gold nanorods are generated promptly after the start of the main reduction process. From the absorption characteristics.

本発明〔1〕によれば、還元剤の追加投入により、反応中の金の過飽和度をコントロールすることができるので、所望のアスペクト比と粒子サイズの金ナノロッドを、広範囲の金原料濃度にわたって得ることができる。その結果、特性の揃った高機能な金ナノロッドを、高濃度で得ることができる。   According to the present invention [1], since the supersaturation degree of gold during the reaction can be controlled by adding a reducing agent, gold nanorods having a desired aspect ratio and particle size can be obtained over a wide range of gold raw material concentrations. be able to. As a result, highly functional gold nanorods with uniform characteristics can be obtained at a high concentration.

ここで、本発明〔1〕において、前記還元剤を用いない還元が、光照射により行う光還元、または通電により行う電解還元であることが好ましい(本発明〔2〕)。
本発明〔2〕のように、還元剤を用いた追加投入を含む還元と、光還元または電解還元を併用することによって、反応中の金の過飽和度をコントロールしつつ、効果的に金ナノロッドの生成の促進することができ、所望のアスペクト比と粒子サイズの高機能な金ナノロッドを、高濃度で効率良く得ることができる。特に、光還元はアスペクト比とサイズの揃った粒子が得やすいことから好ましく用いることができる。
Here, in the present invention [1], the reduction without using the reducing agent is preferably photoreduction performed by light irradiation or electrolytic reduction performed by energization (the present invention [2]).
As in the present invention [2], the reduction of the gold nanorods can be effectively performed while controlling the supersaturation degree of gold during the reaction by using the reduction including the additional addition using a reducing agent and the photoreduction or electrolytic reduction in combination. Production can be promoted, and highly functional gold nanorods having a desired aspect ratio and particle size can be efficiently obtained at a high concentration. In particular, photoreduction can be preferably used because it is easy to obtain particles having a uniform aspect ratio and size.

また、本発明〔1〕において、前記油相にアセトンを含まないことが好ましい(本発明〔3〕)。
従来報告されている反応助剤であるアセトンによる還元析出反応の促進は、反応が終点に至る程度の大量のアセトン添加が行われている。還元剤を用いない還元として、例えば、光還元を行うような場合には、後述のようにアセトンを添加した油性溶媒系にすると、金の還元析出が早く金ナノロッドの粒子サイズ等の制御が困難になる問題がある。さらに、アスコルビン酸のような強力な還元剤を多量に添加して光還元を行った場合には、球状の粒子が得られることを見出した。
つまり、本発明〔3〕のようにアセトンを含まないことで、反応開始時における還元剤の過不足に伴う金ナノロッドの収率への影響や、金ナノロッドの大きさに分布が生じるのを回避することができる。
Moreover, in this invention [1], it is preferable that the said oil phase does not contain acetone (this invention [3]).
In order to accelerate the reduction precipitation reaction with acetone, which has been reported as a reaction aid, a large amount of acetone is added so that the reaction reaches the end point. As a reduction without using a reducing agent, for example, when photoreduction is performed, if it is an oil-based solvent system to which acetone is added as will be described later, it is difficult to control the particle size of the gold nanorods, etc., because gold is rapidly reduced and precipitated. There is a problem to become. Furthermore, it has been found that spherical particles can be obtained when photoreduction is performed by adding a large amount of a strong reducing agent such as ascorbic acid.
In other words, the absence of acetone as in the present invention [3] avoids the influence on the yield of gold nanorods due to excess or deficiency of the reducing agent at the start of the reaction and the distribution of gold nanorods in size. can do.

一方、本発明における還元剤の追加投入の際、その量により、金ナノロッドの生成量はコントロールされ、還元剤の枯渇により還元析出速度が急激に低下することが明らかとなった。つまり、還元剤の投入シーケンスおよび投入量により、核生成の制御、粒子の異方性成長の成長領域制御を行うための過飽和度の制御が間接的に制御可能であることが見出された。
すなわち、本発明においては、前記還元剤を、還元剤を用いない還元(主たる還元)の工程中に添加量を制御しつつ継続的にミセル溶液中に投入することが好ましい(本発明〔4〕)。
On the other hand, when the reducing agent was additionally added in the present invention, the amount of gold nanorods generated was controlled by the amount thereof, and it became clear that the reduction precipitation rate was drastically decreased due to depletion of the reducing agent. In other words, it has been found that the supersaturation degree control for controlling the nucleation and the growth region control of the anisotropic growth of the particles can be indirectly controlled by the introducing sequence and the amount of the reducing agent.
That is, in the present invention, it is preferable to continuously add the reducing agent into the micelle solution while controlling the amount of addition during the reduction (main reduction) step without using the reducing agent (the present invention [4]. ).

上記のように、添加量を制御しつつ継続的にミセル溶液中に投入する(還元剤の投入シーケンスおよび投入量を制御する)ことにより、核生成の制御、粒子の異方性成長の成長領域制御を行うための過飽和度の制御が、間接的に制御可能である。
核生成後の異方性成長を安定に行うため、継続的に還元剤を投入して過飽和度を概略一定に保つことにより、特性の揃った金ナノロッドを得ることができる。継続的に投入することにより、新たな粒子の生成による吸光度の増大に加え、継続的なアスペクト比の増大による吸収ピークの長波長側へのシフトが観測される。
ここで述べる、過飽和度を概略一定に保つという概念は、還元工程の全ての時間において完全に過飽和度が一定であることを意味するだけでなく、核発生と成長のサイクルを制御する目的で、間欠的に投入することにより、過飽和度を脈動させることも含むものである。
本発明〔4〕によれば、本発明〔1〕の発明のメリットに加え、よりきめ細かい成長条件の制御が可能となると同時に、成長開始時と成長終了時の反応条件をより近づけることが可能となり、原料が完全消費するまで成長させることができる。結果として、さらに特性の揃った高機能な金ナノロッドを、より高濃度に得ることができる。
すなわち、主たる還元工程中に還元剤を投入して、溶液中の還元状態を制御することにより、アスペクト比とサイズの揃った金ナノロッドを高濃度に得ることができる成長方法である。
As described above, by continuously adding into the micelle solution while controlling the amount of addition (controlling the reducing agent introduction sequence and amount), control of nucleation, growth region of anisotropic growth of particles The control of the degree of supersaturation for performing the control can be indirectly controlled.
In order to stably carry out anisotropic growth after nucleation, a gold nanorod with uniform characteristics can be obtained by continuously introducing a reducing agent and keeping the supersaturation level substantially constant. By continuously feeding, in addition to the increase in absorbance due to the generation of new particles, a shift of the absorption peak to the longer wavelength side due to the continuous increase in aspect ratio is observed.
The concept of keeping the supersaturation approximately constant, as described here, not only means that the supersaturation is completely constant throughout the reduction process, but also for the purpose of controlling the cycle of nucleation and growth, It also includes pulsating the degree of supersaturation by intermittent charging.
According to the present invention [4], in addition to the merit of the invention of the present invention [1], it becomes possible to control the growth conditions more finely, and at the same time, the reaction conditions at the start and end of the growth can be made closer. Can be grown until the raw materials are completely consumed. As a result, a highly functional gold nanorod with more uniform characteristics can be obtained at a higher concentration.
That is, it is a growth method in which a gold nanorod having a uniform aspect ratio and size can be obtained at a high concentration by introducing a reducing agent during the main reduction step and controlling the reduction state in the solution.

本発明においては、前記4級アンモニウム塩の濃度が、0.1mol/l以上であることが好ましい(本発明〔5〕)。
従来報告されている4級アンモニウム塩の濃度よりも高濃度である本発明〔5〕に規定する反応系で金イオンの還元析出による成長を行うことにより、サイズの小さな金ナノロッドが得られやすい。その結果として、光の散乱の影響が抑制された金ナノロッドが得られる。
In the present invention, the concentration of the quaternary ammonium salt is preferably 0.1 mol / l or more (the present invention [5]).
Gold nanorods having a small size can be easily obtained by performing growth by reduction precipitation of gold ions in the reaction system defined in the present invention [5] having a concentration higher than that of the conventionally reported quaternary ammonium salt. As a result, a gold nanorod in which the influence of light scattering is suppressed is obtained.

また、本発明においては、前記金イオンの濃度調整により、金ナノロッドの短軸方向の長さ(太さ)を制御することが好ましい(本発明〔6〕)。
前述のように、金ナノロッドの形状を決定するのは、核生成後の成長過程である。金ナノロッドの表面が、界面活性剤である4級アンモニウム塩によって特異的に被覆されることで成長の異方性が生じると考えられるが、成長時間が長くなるに従って、単軸方向にも成長しやすくなることを知見し、その回避方法として、出発原料溶液の塩化金酸の濃度を下げることにより、成長時間を短縮し、金ナノロッドの短軸方向の成長を抑制することが可能であることを見出した。
本発明〔6〕によれば、金ナノロッドの短軸方向の成長が制御され、例えば、本発明〔5〕との複合効果により、さらに容易かつ制御性良くサイズの小さな金ナノロッドを得ることができる。すなわち、より小さなナノロッドを再現性良く製造することができる。
In the present invention, it is preferable to control the length (thickness) of the gold nanorods in the minor axis direction by adjusting the gold ion concentration (the present invention [6]).
As described above, the shape of the gold nanorod is determined by the growth process after nucleation. It is thought that the surface of the gold nanorods is specifically coated with a quaternary ammonium salt, which is a surfactant, so that anisotropy of growth occurs. However, as the growth time increases, it grows in a uniaxial direction. As a method of avoiding this, it is possible to reduce the growth time by reducing the concentration of chloroauric acid in the starting material solution and to suppress the growth of the gold nanorods in the minor axis direction. I found it.
According to the present invention [6], the growth of the gold nanorods in the short axis direction is controlled. For example, a gold nanorod having a small size can be obtained more easily and with good controllability by the combined effect with the present invention [5]. . That is, smaller nanorods can be produced with good reproducibility.

また、本発明においては、前記ミセル溶液に、水相中での金イオンの還元析出を抑制する成分を添加することが好ましい(本発明〔7〕)。
金ナノロッドの成長は、水と、界面活性剤無しで水に任意に混合する有機溶媒のみとの混合系では未だ報告されていない。このことから、本発明者らは、水相と油相の界面における原料の輸送と還元に対する安定性が金ナノロッドの成長に関与していると考えた。
このような観点から検討した結果、水溶液中の塩化金酸の安定度が高い成分、すなわち油性溶媒を、成長溶液に添加すると球形粒子の生成が抑制されると共に、短軸方向の成長が抑制されることを見出した。
なお、塩化金酸水溶液(界面活性剤無し)に油性溶媒を添加し、水相中の塩化金酸の還元特性を調べた結果から、例えば、従来から用いられているアセトンを含む油性溶媒系よりも金の還元析出の遅かった溶媒をここでは安定度の高い油性溶媒と定義している。
Moreover, in this invention, it is preferable to add the component which suppresses the reduction | restoration precipitation of the gold ion in an aqueous phase to the said micelle solution (this invention [7]).
The growth of gold nanorods has not yet been reported in a mixed system of water and only an organic solvent arbitrarily mixed with water without a surfactant. From this, the present inventors considered that the stability to the transport and reduction of the raw material at the interface between the aqueous phase and the oil phase was involved in the growth of the gold nanorods.
As a result of studying from such a viewpoint, when a component having high stability of chloroauric acid in an aqueous solution, that is, an oily solvent, is added to the growth solution, the formation of spherical particles is suppressed and the growth in the short axis direction is also suppressed. I found out.
From the result of adding an oily solvent to a chloroauric acid aqueous solution (no surfactant) and examining the reduction characteristics of chloroauric acid in the aqueous phase, for example, from the oily solvent system containing acetone conventionally used In this case, a solvent having a slow reduction of gold is defined as a highly stable oily solvent.

本発明〔7〕によれば、水相中での金イオンの還元析出を抑制する成分を添加することで球状の粒子の生成が抑制され、また、短軸方向の成長が抑制されたサイズの小さな金ナノロッドが得られる。結果として、得られる粒子は、吸収波長以外の波長で光の散乱が小さな高機能な金ナノロッドが得られる。   According to the present invention [7], by adding a component that suppresses the reduction and precipitation of gold ions in the aqueous phase, the formation of spherical particles is suppressed, and the size of the short-axis direction is suppressed. Small gold nanorods are obtained. As a result, the obtained particles can provide highly functional gold nanorods with small light scattering at wavelengths other than the absorption wavelength.

また、本発明においては、前記水相中での金イオンの還元析出を抑制する成分が、前記水相および油相の双方に溶解度を有することが好ましい(本発明〔8〕)。
本発明〔8〕によれば、水相および油相の双方に溶解度を有する成分を添加することにより、本発明〔7〕における上記効果が、より効果的に得られる。
In the present invention, it is preferable that the component that suppresses the reduction and precipitation of gold ions in the aqueous phase has solubility in both the aqueous phase and the oil phase (the present invention [8]).
According to the present invention [8], the above-mentioned effect of the present invention [7] can be more effectively obtained by adding a component having solubility in both the aqueous phase and the oil phase.

また、本発明においては、前記水相中での金イオンの還元析出を抑制する成分が、ジイソブチルケトンまたはメチルイソブチルケトンの少なくとも一種から選ばれるものであることが好ましい(本発明〔9〕)。
本発明〔9〕に記載のジイソブチルケトンまたはメチルイソブチルケトンから選ばれる一種を添加すると、大半は油相に吸収されるが、一部は水相にとどまり、金イオンを油相に選択的に抽出する効果を示す。この効果により、水相中での金イオンの還元による球状粒子が抑制される。つまり、本発明〔7〕、〔8〕における前記効果が、より効果的に得られる。
前記〔7〕〜〔9〕により、還元工程中の球状粒子の生成が抑制されて、より小さなナノロッドが再現性良く得られる。
In the present invention, the component that suppresses the reduction and precipitation of gold ions in the aqueous phase is preferably selected from at least one of diisobutyl ketone and methyl isobutyl ketone (the present invention [9]).
When one kind selected from diisobutylketone or methylisobutylketone according to the present invention [9] is added, most of it is absorbed in the oil phase, but some remains in the water phase, and gold ions are selectively extracted into the oil phase. Show the effect of Due to this effect, spherical particles due to reduction of gold ions in the aqueous phase are suppressed. That is, the effect in the present invention [7], [8] can be obtained more effectively.
By said [7]-[9], the production | generation of the spherical particle in a reduction | restoration process is suppressed, and a smaller nanorod can be obtained with sufficient reproducibility.

また、本発明の金ナノロッドは、前記いずれかに記載の製造方法により得られるものである(本発明〔10〕)。
本発明〔10〕の金ナノロッドは、前記金イオンの還元析出の好適とされる構成、還元析出の環境条件の好適とされる構成、および球状粒子の抑制条件の好適とされる構成により、高濃度、短時間で効果的に製造される。すなわち、所望のアスペクト比と所望のロッド径若しくは長さを有し、かつ吸収波長以外の光の散乱を抑制可能なロッド径の小さな粒子からなる特性の安定した金ナノロッドである。
The gold nanorod of the present invention is obtained by any one of the production methods described above (the present invention [10]).
The gold nanorod of the present invention [10] has a high configuration due to the preferred configuration of reduction precipitation of gold ions, the preferred configuration of environmental conditions for reduction deposition, and the preferred configuration of suppression conditions for spherical particles. Concentration is produced effectively in a short time. That is, it is a gold nanorod having a stable characteristic having a desired aspect ratio, a desired rod diameter or length, and composed of particles having a small rod diameter capable of suppressing scattering of light other than the absorption wavelength.

また、本発明においては、本発明〔10〕に記載の金ナノロッドを含んでなることを特徴とする光および電磁波吸収体とすることができる(本発明〔11〕)。
本発明における光および電磁波吸収体は、金ナノロッドを含むので、吸収特性のシャープな光および電磁波吸収体が得られる。さらに、より小さな金ナノロッドを用いれば、吸収帯域以外での光の散乱損失が小さな光および電磁波吸収体を得ることができる。
すなわち、吸収特性がシャープでかつ吸収帯域外の散乱損失が小さな光および電磁波吸収体が提供される。
本発明〔11〕の光および電磁波吸収体は、例えば、本発明の金ナノロッドを含む分散溶液を直接、目的とする物体表面に塗布、形成してもよく、また、バインダー樹脂等に分散後、塗布乾固して形成してもよい。このように形成された、金ナノロッドを含む塗膜は、金ナノロッド特有の共鳴吸収帯を持ち、例えば、可視光は透過するが、近赤外域にのみ吸収を持つ光吸収体(膜)が形成可能となる。また、吸収帯域は、アスペクト比を製造条件により調整することにより任意に設定可能である。
Moreover, in this invention, it can be set as the light and electromagnetic wave absorber characterized by including the gold | metal nanorod as described in this invention [10] (this invention [11]).
Since the light and electromagnetic wave absorber in the present invention contains gold nanorods, a light and electromagnetic wave absorber having sharp absorption characteristics can be obtained. Furthermore, if a smaller gold nanorod is used, a light and electromagnetic wave absorber having a small light scattering loss outside the absorption band can be obtained.
That is, a light and electromagnetic wave absorber having a sharp absorption characteristic and a small scattering loss outside the absorption band is provided.
The light and electromagnetic wave absorber of the present invention [11] may be formed by, for example, directly applying and forming a dispersion solution containing the gold nanorods of the present invention on the target object surface. It may be formed by coating and drying. The coating film containing gold nanorods formed in this way has a resonance absorption band unique to gold nanorods.For example, a light absorber (film) that transmits visible light but has absorption only in the near infrared region is formed. It becomes possible. The absorption band can be arbitrarily set by adjusting the aspect ratio according to manufacturing conditions.

また、本発明においては、本発明〔10〕に記載の金ナノロッドを含んでなることを特徴とする色材とすることができる(本発明〔12〕)。
本発明における色材は、金ナノロッドを利用した色材の特徴である、耐候性に加え、本発明の金ナノロッドを用いればよりシャープな吸収特性が得られること、および本発明により得られる、より小さな金ナノロッドを用いることで、吸収帯域以外での光の散乱損失が小さな色材を得ることができるので、さらに色純度の高い色材となる。
本発明〔12〕の色材は、例えば、本発明の金ナノロッドを含む分散溶液を直接塗布して色材としてもよく、また、バインダー等に金ナノロッドを分散したものを用いて色材としてもよい。金ナノロッドのプラズモン吸収の補色が、この色材の発色メカニズムである。したがって、アスペクト比の揃った、吸収のシャープな粒子を用いることにより色純度の高い色材が得られる。
Moreover, in this invention, it can be set as the coloring material characterized by including the gold nanorod as described in this invention [10] (this invention [12]).
The color material in the present invention is a feature of the color material using gold nanorods. In addition to the weather resistance, sharper absorption characteristics can be obtained by using the gold nanorods of the present invention, and more obtained by the present invention. By using a small gold nanorod, it is possible to obtain a color material with a small scattering loss of light outside the absorption band, so that a color material with higher color purity is obtained.
The color material of the present invention [12] may be used, for example, by directly applying a dispersion solution containing the gold nanorods of the present invention, or as a color material using a material in which gold nanorods are dispersed in a binder or the like. Good. The complementary color of plasmon absorption of gold nanorods is the coloring mechanism of this coloring material. Therefore, a color material having high color purity can be obtained by using particles having a uniform aspect ratio and sharp absorption.

また、本発明においては、本発明〔10〕に記載の金ナノロッドを含んでなることを特徴とする光記録材料とすることができる(本発明〔13〕)。
本発明における光記録材料は、金ナノロッド単体もしくはバインダーに分散した金ナノロッド、あるいは前記いずれかに機能性色素を同時に含有した記録材料である。このような記録材料は、光照射による金ナノロッドの吸収特性そのものの変化を用いても、プラズモン共鳴により発生する増強場により発生する、同時に含有する色素の蛍光、あるいは屈折率変化等を記録原理としてもよい。
本発明〔13〕の光記録材料では、本発明の金ナノロッドによるシャープな吸収特性が得られる。このため、均一なプラズモン増強効果が得られ、このプラズモン増強場による記録材料の特性増強が可能となる。また、金ナノロッドの変形による吸収特性の変化を用いた場合にも、均一な変形特性が得られる。したがって、何れの特性を用いても、均一かつ高感度な記録再生特性が得られる。さらに、ロッド径の小さな金ナノロッドを用いれば、より低エネルギーで変形が可能な高感度記録材料が得られる。
Moreover, in this invention, it can be set as the optical recording material characterized by including the gold | metal | money nanorod as described in this invention [10] (this invention [13]).
The optical recording material in the present invention is a gold nanorod alone or a gold nanorod dispersed in a binder, or a recording material containing any one of the functional dyes simultaneously. Even if the recording material itself uses the change in the absorption characteristics of the gold nanorods due to light irradiation, the recording principle is based on the fluorescence of the dye contained at the same time, or the change in the refractive index generated by the enhanced field generated by plasmon resonance. Also good.
In the optical recording material of the present invention [13], sharp absorption characteristics can be obtained by the gold nanorod of the present invention. For this reason, a uniform plasmon enhancement effect is obtained, and the characteristics of the recording material can be enhanced by this plasmon enhancement field. In addition, uniform deformation characteristics can also be obtained when changes in absorption characteristics due to deformation of gold nanorods are used. Therefore, even if any characteristic is used, a uniform and highly sensitive recording / reproducing characteristic can be obtained. Furthermore, if a gold nanorod having a small rod diameter is used, a highly sensitive recording material that can be deformed with lower energy can be obtained.

また、本発明においては、本発明〔10〕に記載の金ナノロッドと二光子吸収材料を少なくとも含んでなることを特徴とする二光子反応材料とすることができる(本発明〔14〕)。
本発明の二光子反応材料は、少なくとも金ナノロッドと二光子吸収材料を含んでおり、必要に応じてその他、化学増感剤、光硬化樹脂や蛍光材料等の機能性材料を含んでもよい。また、形態は、溶液・ゲル・固体等用途に合わせ選択可能であることはいうまでもない。粘度調整等の目的のためバインダー樹脂に分散することも可能である。
本発明〔14〕において、本発明の金ナノロッドによるシャープな吸収特性により得られるプラズモン増強場は二光子吸収材料の励起に最適である。さらには、ロッド径の小さな金ナノロッドを用いることにより、励起光の散乱の影響が抑制され、表面の改質技術として用いた場合には解像度が向上し、三次元に展開した場合には高感度なバルクの二光子反応が得られる。高感度なバルクの二光子反応材料は、三次元光メモリー、三次元造形等に必須な次世代材料であることは言うまでも無い。
Moreover, in this invention, it can be set as the two-photon reaction material characterized by including the gold | metal nanorod and two-photon absorption material as described in this invention [10] (this invention [14]).
The two-photon reaction material of the present invention contains at least a gold nanorod and a two-photon absorption material, and may contain a functional material such as a chemical sensitizer, a photo-curing resin, or a fluorescent material as necessary. Needless to say, the form can be selected according to the application such as solution, gel, solid and the like. It can be dispersed in a binder resin for the purpose of adjusting the viscosity.
In the present invention [14], the plasmon enhancement field obtained by the sharp absorption characteristic by the gold nanorod of the present invention is optimal for excitation of a two-photon absorption material. Furthermore, by using gold nanorods with a small rod diameter, the influence of scattering of excitation light is suppressed, and the resolution is improved when used as a surface modification technique, and high sensitivity when deployed in three dimensions. Bulky two-photon reaction is obtained. Needless to say, high-sensitivity bulk two-photon reaction materials are essential next-generation materials for 3D optical memory, 3D modeling, and the like.

上記のようなプラズモン増強場を持つ金ナノロッドを含む材料が、安定な分散溶液および塗布あるいはキャスティング可能な混合物として提供されることにより、これまでに無い様々な応用が可能となる。以下応用例について例示する。   By providing a material including a gold nanorod having a plasmon enhancement field as described above as a stable dispersion solution and a mixture that can be applied or cast, various unprecedented applications are possible. Examples of application will be described below.

〔金ナノロッドと二光子吸収材料を含む二光子反応材料の三次元記録媒体への応用〕
背景技術で述べたように、非共鳴二光子吸収により得た励起エネルギーを用いて反応を起こし、その結果レーザー焦点(記録)部と非焦点(非記録)部で光を照射した際の発光強度を書き換えできない方式で変調することができれば、三次元空間の任意の場所に極めて高い空間分解能で発光強度変調を起こすことができ、究極の高密度記録媒体と考えられる三次元光記録媒体への応用が可能となる。さらに、非破壊読み出しが可能で、かつ不可逆材料であるため良好な保存性も期待でき実用的である。
[Application of two-photon reaction materials including gold nanorods and two-photon absorption materials to three-dimensional recording media]
As described in the background art, the reaction occurs using the excitation energy obtained by non-resonant two-photon absorption, and as a result, the emission intensity when the laser focus (recording) and non-focus (non-recording) parts are irradiated. If it can be modulated by a method that cannot be rewritten, it can cause emission intensity modulation with extremely high spatial resolution anywhere in 3D space, and it can be applied to 3D optical recording media, which is considered to be the ultimate high-density recording medium. Is possible. Furthermore, since non-destructive readout is possible and the material is an irreversible material, it can be expected to have good storage stability and is practical.

しかし、現時点で利用可能な二光子吸収化合物では、二光子吸収能が低いため、光源としては非常に高出力のレーザーが必要で、かつ記録時間も長くかかる。特に、三次元光記録媒体に使用するためには、速い転送レート達成のために高感度にて発光能の違いによる記録を二光子吸収により行うことができる二光子吸収三次元光記録材料の構築が必須である。そのためには、高効率に二光子を吸収し励起状態を生成することができる二光子吸収材料(二光子吸収化合物)と、二光子吸収化合物の励起状態を用いて何らかの方法にて二光子吸収光記録材料の発光能の違いを効率的に形成できる記録成分を含む材料が有力であるが、そのような材料は今までほとんど開示されておらず、そのような材料の構築が望まれていた。   However, the currently available two-photon absorption compounds have a low two-photon absorption capability, so that a very high-power laser is required as a light source and a long recording time is required. In particular, for use in three-dimensional optical recording media, construction of a two-photon absorption three-dimensional optical recording material that can perform high-sensitivity, high-luminance recording by two-photon absorption to achieve a fast transfer rate. Is essential. For that purpose, two-photon absorption light (two-photon absorption compound) that can absorb two-photons with high efficiency and generate an excited state, and two-photon absorption light by some method using the excited state of the two-photon absorption compound. A material containing a recording component capable of efficiently forming a difference in light emitting ability of a recording material is promising, but such a material has hardly been disclosed so far, and the construction of such a material has been desired.

すなわち、本発明の金ナノロッドと二光子吸収材料を少なくとも含んでなる二光子反応材料を用いれば、例えば、二光子反応材料の二光子吸収を利用して記録を行った後、光を記録材料に照射してその発光強度の違いを検出するか、または、屈折率変化による反射率の変化を検出することによって再生することが可能である。すなわち、本発明の金ナノロッドと二光子吸収材料を含んでなる高感度な二光子反応材料を用いることによって、二光子吸収光記録再生方法、およびそのような記録再生が可能な二光子吸収光記録材料を提供することができる。
さらに、それらを用いた二光子吸収三次元光記録材料、ならびに二光子吸収三次元光記録方法および再生方法を提供することができる。
That is, if a two-photon reaction material comprising at least the gold nanorod and the two-photon absorption material of the present invention is used, for example, after recording using the two-photon absorption of the two-photon reaction material, light is used as the recording material. It is possible to reproduce by detecting the difference in emission intensity by irradiating or detecting the change in reflectance due to the change in refractive index. That is, by using a highly sensitive two-photon reaction material comprising the gold nanorod of the present invention and a two-photon absorption material, a two-photon absorption optical recording / reproducing method, and two-photon absorption optical recording capable of such recording / reproduction Material can be provided.
Furthermore, a two-photon absorption three-dimensional optical recording material using them, and a two-photon absorption three-dimensional optical recording method and a reproducing method can be provided.

本発明の金ナノロッドと二光子吸収材料を少なくとも含んでなる二光子反応材料を含有する二光子吸収光材料は、スピンコーター、ロールコーターまたはバーコーターなどを用いることによって基板上に直接塗布することも、あるいはフィルムとしてキャストし、次いで通常の方法により基板にラミネートすることもでき、それらの成形方法により二光子吸収光記録材料とすることができる。
ここで、「基板」とは、任意の天然または合成支持体、好適には柔軟性又は剛性フィルム、シートまたは板の形態で存在することができるものを意味する。
基板として好ましくは、ポリエチレンテレフタレート、樹脂下塗り型ポリエチレンテレフタレート、火炎または静電気放電処理されたポリエチレンテレフタレート、セルロースアセテート、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、ポリエステル、ポリビニルアルコール、ガラス等である。また、この基板には予めトラッキング用の案内溝やアドレス情報が付与されたものであってもよい。
上記成形方法において塗布の際に使用した溶媒は乾燥時に蒸発除去することができる。蒸発除去には加熱や減圧を用いてもよい。
The two-photon absorbing photomaterial containing the two-photon reaction material comprising at least the gold nanorod and the two-photon absorbing material of the present invention may be applied directly on the substrate by using a spin coater, a roll coater or a bar coater. Alternatively, it can be cast as a film and then laminated on a substrate by a usual method, and a two-photon absorption optical recording material can be obtained by these molding methods.
As used herein, “substrate” means any natural or synthetic support, preferably one that can exist in the form of a flexible or rigid film, sheet or plate.
The substrate is preferably polyethylene terephthalate, resin-undercoated polyethylene terephthalate, polyethylene terephthalate treated with flame or electrostatic discharge, cellulose acetate, polycarbonate, polymethyl methacrylate, polyester, polyvinyl alcohol, glass or the like. Further, the substrate may be provided with tracking guide grooves and address information in advance.
The solvent used for coating in the molding method can be removed by evaporation at the time of drying. Heating or reduced pressure may be used for evaporation removal.

さらに、二光子吸収光記録材料の上に、酸素遮断や層間クロストーク防止のための保護層(中間層)を形成してもよい。保護層(中間層)は、ポリプロピレン、ポリエチレン等のポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール、ポリエチレンテレフタレートまたはセロファンフィルムなどのプラスチック製のフィルムまたは板を、静電的な密着、あるいは押し出し機を使った積層等により貼合わせるか、前記ポリマーの溶液を塗布してもよい。また、ガラス板を貼合わせてもよい。また、保護層と感光膜の間および/または、基材と感光膜の間に、気密性を高めるために粘着剤または液状物質を存在させてもよい。さらに感光膜間の保護層(中間層)にも予めトラッキング用の案内溝やアドレス情報が付与されたものであってもよい。
前述のような二光子吸収光記録材料を多層として構成することにより、三次元記録媒体(三次元多層光記録媒体)が提供される。
上述した二光子吸収光記録材料の任意の層に焦点を合わせ、記録再生を実施することで、三次元記録媒体として機能する。また、層間を保護層(中間層)で区切っていなくとも、二光子吸収色素特性から深さ方向の三次元記録が可能である。
Furthermore, a protective layer (intermediate layer) for blocking oxygen and preventing interlayer crosstalk may be formed on the two-photon absorption optical recording material. The protective layer (intermediate layer) is made of a plastic film or plate, such as polyolefin such as polypropylene or polyethylene, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polyvinyl alcohol, polyethylene terephthalate or cellophane film, and is electrostatically adhered or extruded. They may be bonded together by lamination or the like, or the polymer solution may be applied. Further, a glass plate may be bonded. Further, an adhesive or a liquid substance may be present between the protective layer and the photosensitive film and / or between the base material and the photosensitive film in order to improve airtightness. Further, the protective layer (intermediate layer) between the photosensitive films may be provided with tracking guide grooves and address information in advance.
By configuring the two-photon absorption optical recording material as described above as a multilayer, a three-dimensional recording medium (three-dimensional multilayer optical recording medium) is provided.
By focusing on an arbitrary layer of the above-described two-photon absorption optical recording material and performing recording and reproduction, it functions as a three-dimensional recording medium. Further, even if the layers are not separated by a protective layer (intermediate layer), three-dimensional recording in the depth direction is possible from the two-photon absorption dye characteristics.

以下、三次元多層光記録媒体(三次元多層光メモリ)の好ましい実施形態として具体例を示すが、本発明はこれらの実施形態により何ら限定されず、三次元記録(平面および膜厚方向に記録)が可能な構造であれば、他にどのような構造であっても構わない。
三次元多層光メモリの記録/再生のシステム概略図を図1(a)に、記録媒体の概略断面図を図1(b)に示す。
Specific examples of preferred embodiments of the three-dimensional multilayer optical recording medium (three-dimensional multilayer optical memory) are shown below, but the present invention is not limited to these embodiments, and three-dimensional recording (recording in the plane and film thickness direction) is performed. Any other structure may be used as long as the structure is possible.
A schematic diagram of a recording / reproducing system of a three-dimensional multilayer optical memory is shown in FIG. 1A, and a schematic sectional view of a recording medium is shown in FIG.

図1(a)のシステム概略図に沿って記録方法の概要を説明する。記録用レーザ光源1(例えば、ハイパワーのパルスレーザ光源)からの記録光を対物レンズ5により三次元記録媒体6中にフォーカスする。フォーカスポイントでは、二光子吸収により記録が行われるが、フォーカスポイント以外では、先に述べたように光の照射パワーが低く、二乗効果により記録は行われない。
すなわち、選択的な記録が可能となる。次に、再生方法であるが、再生用レーザ2(記録光ほどハイパワーではなく、半導体レーザも利用可能)からの光を、三次元媒体中にフォーカスする。各層より信号光が発生するが、ピンホール3と検出器4より構成される点検出器で信号光を検出することにより、特定の層からの信号を共焦点顕微鏡の原理を用いて選択的に検出する。以上のような構成により、三次元記録再生は機能する。
The outline of the recording method will be described with reference to the system schematic diagram of FIG. The recording light from the recording laser light source 1 (for example, a high power pulse laser light source) is focused into the three-dimensional recording medium 6 by the objective lens 5. At the focus point, recording is performed by two-photon absorption. However, at positions other than the focus point, as described above, the light irradiation power is low, and recording is not performed due to the square effect.
That is, selective recording is possible. Next, as a reproduction method, the light from the reproduction laser 2 (not as high power as the recording light but also a semiconductor laser can be used) is focused in a three-dimensional medium. Signal light is generated from each layer. By detecting the signal light with a point detector composed of a pinhole 3 and a detector 4, signals from a specific layer can be selectively selected using the principle of a confocal microscope. To detect. With the above configuration, the three-dimensional recording / reproducing functions.

図1(b)の記録媒体においては、平らな支持体(基板1)に二光子吸収光材料(本発明の金ナノロッドと二光子吸収材料を含んでなる二光子反応材料を含有する)を用いた記録層と、クロストーク防止用の中間層(保護層)が交互に50層ずつ積層され、各層はスピンコート法により成膜されている。記録層の厚さは0.01〜0.5μ、中間層の厚さは0.1μ〜5μが好ましく、この構造であれば、現在普及しているCD/DVDと同じディスクサイズで、テラバイト級の超高密度光記録が実現できる。さらにデータの再生方法(透過/あるいは反射型)により、基板Aと同様の基板(保護層)B、あるいは高反射率材料からなる反射層が構成される。   In the recording medium of FIG. 1B, a two-photon absorption photomaterial (containing a two-photon reaction material comprising the gold nanorod of the present invention and a two-photon absorption material) is used on a flat support (substrate 1). The recording layer and the intermediate layer (protective layer) for preventing crosstalk were alternately laminated by 50 layers, and each layer was formed by spin coating. The thickness of the recording layer is preferably 0.01 to 0.5 μm, and the thickness of the intermediate layer is preferably 0.1 μm to 5 μm. With this structure, the disk size is the same as the currently popular CD / DVD, and the terabyte class Can be realized. Further, a substrate (protective layer) B similar to the substrate A or a reflective layer made of a highly reflective material is formed by a data reproduction method (transmission / or reflection type).

上記三次元多層光メモリの記録時は単一ビームが使用され、この場合フェムト秒オーダーの超短パルス光を利用することができる。また再生時は、データ記録に使用するビームとは異なる波長、あるいは低出力の同波長の光を用いることもできる。記録および再生は、ビット単位/ページ単位のいずれにおいても実行可能であり、面光源や二次元検出器等を利用する並行記録/再生は、転送レートの高速化に有効である。
なお、本発明に従い同様に形成される三次元多層光メモリの形態としては、カード状、プレート状、テープ状、ドラム状等が考えられる。
A single beam is used at the time of recording in the three-dimensional multilayer optical memory, and in this case, ultrashort pulse light on the order of femtoseconds can be used. At the time of reproduction, it is also possible to use a light having a wavelength different from that of the beam used for data recording or the same wavelength of low output. Recording and playback can be performed in either bit units or page units, and parallel recording / playback using a surface light source, a two-dimensional detector, or the like is effective in increasing the transfer rate.
Note that a three-dimensional multilayer optical memory similarly formed according to the present invention may have a card shape, a plate shape, a tape shape, a drum shape, or the like.

〔光造形用材料への応用〕
図2の概略図に示す二光子光造形法のための装置(光造形システム)を参照して光造形用材料を用いた光造形について説明する。
図2に示す装置では、光硬化性樹脂液9に対して透明性を有する近赤外パルスレーザ光の光源1からの光をミラースキャナー5を通した後、レンズを用いて、前記光硬化性樹脂液9中に集光させレーザスポットを走査し、二光子吸収を誘起することによって焦点近傍のみにおいて樹脂を硬化させ、任意の三次元構造を形成するように構成されている。つまり、二光子光造形法(二光子マイクロ光造形方法)により光造形される。
なお、光硬化性樹脂液9は、本発明の金ナノロッドを含む光造形用材料(二光子光造形用光硬化性樹脂)である。
[Application to stereolithography materials]
The optical modeling using the material for optical modeling will be described with reference to the apparatus (optical modeling system) for the two-photon optical modeling method shown in the schematic diagram of FIG.
In the apparatus shown in FIG. 2, the light from the light source 1 of the near-infrared pulsed laser beam having transparency with respect to the photocurable resin liquid 9 passes through the mirror scanner 5 and is then used for the photocurable property using a lens. The resin liquid 9 is condensed, scanned with a laser spot, and two-photon absorption is induced to cure the resin only in the vicinity of the focal point, thereby forming an arbitrary three-dimensional structure. That is, the optical modeling is performed by the two-photon optical modeling method (two-photon micro optical modeling method).
In addition, the photocurable resin liquid 9 is a material for optical modeling (photocurable resin for two-photon optical modeling) including the gold nanorod of the present invention.

詳しくは、パルスレーザ光をレンズで集光して、集光点近傍にフォトンの密度の高い領域を形成する。このときビームの各断面を通過するフォトンの総数は一定なので、焦点面内でビームを二次元的に走査した場合、各断面における光強度の総和は一定である。しかしながら、二光子吸収の発生確率は、光強度の二乗に比例するため、光強度の大きい集光点近傍にのみ、二光子吸収の発生の高い領域が形成される。
このように、パルスレーザ光をレンズによって集光させ二光子吸収を誘起することで、集光点近傍に光吸収を限定し、ピンポイント的に樹脂を硬化させることが可能となる。集光点はZステージ6とガルバノミラーによって光硬化樹脂液内を自由に移動させることができるため、光硬化性樹脂液内において目的とする三次元加工物(光造形物10)を自在に形成することができる。
なお、図2において、符号3は過光量を時間的にコントロールするシャッター、符号4はNDフィルター、符号7は集光手段としてのレンズ、符号8はコンピュータを示す。
Specifically, the pulsed laser beam is condensed with a lens, and a region with high photon density is formed in the vicinity of the focal point. At this time, since the total number of photons passing through each cross section of the beam is constant, when the beam is scanned two-dimensionally within the focal plane, the total light intensity in each cross section is constant. However, since the probability of occurrence of two-photon absorption is proportional to the square of the light intensity, a region where the generation of two-photon absorption is high is formed only near the condensing point where the light intensity is high.
Thus, by condensing the pulsed laser light with the lens and inducing two-photon absorption, it is possible to limit the light absorption near the condensing point and to cure the resin in a pinpoint manner. The focusing point can be freely moved in the photocurable resin liquid by the Z stage 6 and the galvanometer mirror, so that the desired three-dimensional workpiece (optical modeling object 10) can be freely formed in the photocurable resin liquid. can do.
In FIG. 2, reference numeral 3 denotes a shutter for temporally controlling the excessive light amount, reference numeral 4 denotes an ND filter, reference numeral 7 denotes a lens as a condensing means, and reference numeral 8 denotes a computer.

二光子光造形法の特徴としては、以下の項目が挙げられる。
(1)回折限界をこえる加工分解能:二光子吸収の光強度に対する非線形性によって、光の回折限界を超えた加工分解能を実現できる。
(2)超高速造形:二光子吸収を利用した場合、焦点以外の領域では、光硬化性樹脂が原理的にも硬化しない。このため照射させる光強度を大きくし、ビームのスキャン速度を速くすることができる。このため、造形速度を約10倍向上することができる。
(3)三次元加工:光硬化性樹脂は、二光子吸収を誘起する近赤外光に対して透明である。したがって焦点光を樹脂の内部へ深く集光した場合でも、内部硬化が可能である。従来の方法(SIH)では、ビームを深く集光した場合、光吸収によって集光点の光強度が小さくなり、内部硬化が困難になる問題点が、本発明ではこうした問題点を確実に解決することができる。
(4)高い歩留り:従来法では樹脂の粘性や表面張力によって造形物が破損、変形するという問題があったが、本手法では、樹脂の内部で造形を行うのでこうした問題は解消される。
(5)大量生産への適用:超高速造形を利用することによって、短時間に、連続的に多数個の部品あるいは可動機構の製造が可能である。
The features of the two-photon stereolithography include the following items.
(1) Processing resolution exceeding the diffraction limit: Processing resolution exceeding the diffraction limit of light can be realized by the non-linearity of the two-photon absorption with respect to the light intensity.
(2) Ultra-high speed modeling: When two-photon absorption is used, the photo-curing resin does not cure in principle in a region other than the focal point. For this reason, the light intensity to be irradiated can be increased, and the beam scanning speed can be increased. For this reason, modeling speed can be improved about 10 times.
(3) Three-dimensional processing: The photocurable resin is transparent to near-infrared light that induces two-photon absorption. Therefore, even when the focused light is condensed deeply into the resin, internal curing is possible. In the conventional method (SIH), when the beam is condensed deeply, the light intensity at the condensing point is reduced by light absorption, and the internal hardening becomes difficult. In the present invention, these problems are surely solved. be able to.
(4) High yield: In the conventional method, there is a problem that the molded object is damaged or deformed due to the viscosity or surface tension of the resin. However, in this method, the problem is solved because the modeling is performed inside the resin.
(5) Application to mass production: By using ultra-high-speed modeling, it is possible to manufacture a large number of parts or movable mechanisms continuously in a short time.

ここで、二光子光造形用光硬化性樹脂とは、光を照射することによって二光子重合反応を起こし、液体から固体へと変化するという特性を持った樹脂である。主成分はオリゴマーと反応性希釈剤からなる樹脂成分と光重合開始剤(必要に応じ光増感材料を含む)である。オリゴマーは重合度が2〜20程度の重合体であり、末端に多数の反応基を持つ。さらに、粘度、硬化性等を調整するため、反応性希釈剤が加えられている。
光を照射すると、金ナノロッドのプラズモン増強場効果によって二光子吸収材料である重合開始剤または光増感材料が照射光を二光子吸収して効果的に励起され、重合開始剤から直接または光増感材料を介して反応種が発生し、オリゴマー、反応性希釈剤の反応基に反応して重合を開始させる。その後これらの間で連鎖的重合反応を起こし三次元架橋が形成され、短時間のうちに三次元網目構造を持つ固体樹脂へと変化する。
Here, the photocurable resin for two-photon stereolithography is a resin having a characteristic of causing a two-photon polymerization reaction when irradiated with light and changing from a liquid to a solid. The main components are a resin component consisting of an oligomer and a reactive diluent and a photopolymerization initiator (including a photosensitizing material as required). An oligomer is a polymer having a degree of polymerization of about 2 to 20, and has a large number of reactive groups at its ends. Further, a reactive diluent is added to adjust the viscosity, curability and the like.
When irradiated with light, the polymerization initiator or photosensitizer, which is a two-photon absorption material, is effectively excited by two-photon absorption of the irradiation light due to the plasmon-enhanced field effect of the gold nanorods. Reactive species are generated through the light-sensitive material and react with the reactive groups of the oligomer and reactive diluent to initiate polymerization. Thereafter, a chain polymerization reaction takes place between them to form a three-dimensional cross-link, and in a short time, a solid resin having a three-dimensional network structure is formed.

光硬化性樹脂は光硬化インキ、光接着剤、積層式立体造形などの分野で使用されており、様々な特性を持つ樹脂が開発されている。特に、積層式立体造形においては(1)反応性が良好であること、(2)硬化時の堆積収縮が小さいこと、(3)硬化後の機械特性が優れていること、等が重要である。
これらの特性は本手法においても同様に重要であり、そのため、積層式立体造形用に開発された樹脂で二光子吸収特性を有するものは、本手法の二光子光造形用光硬化性樹脂としても使用できる。その具体的な例としては、アクリレート系およびエポキシ系の光硬化性樹脂が良く用いられ、特にウレタンアクリレート系の光硬化性樹脂が好ましい。
Photocurable resins are used in fields such as photocurable inks, photoadhesives, and layered three-dimensional modeling, and resins having various characteristics have been developed. In particular, in the layered three-dimensional modeling, (1) good reactivity, (2) small deposition shrinkage during curing, (3) excellent mechanical properties after curing, etc. are important. .
These characteristics are equally important in this method. Therefore, resins developed for layered three-dimensional modeling that have two-photon absorption characteristics are also used as photocurable resins for two-photon photomolding in this method. Can be used. As specific examples, acrylate-based and epoxy-based photocurable resins are often used, and urethane acrylate-based photocurable resins are particularly preferable.

本発明における光造形に関する技術としては、例えば、金ナノロッドを含む感光性高分子膜の表面に、パルスレーザ光を、マスクを介さずに干渉露光させる手法が適用できる。この場合のパルスレーザ光としては、前記感光性高分子膜中の金ナノロッドのプラズモン増強場効果とそれによる励起作用を介してに感光性機能を発揮させる波長領域のパルスレーザ光であることが重要である。
したがって、パルスレーザ光としては、感光性高分子の種類、または、感光性高分子における感光性機能を発揮する基又は部位の種類などに応じて、その波長領域を適宜選択することができる。特に、光源から発光されるパルスレーザ光の波長が、感光性高分子膜に感光性機能を発揮させる波長領域でなくても、パルスレーザ光の照射に際して、多光子吸収過程を利用することにより、感光性高分子膜に感光性機能を発揮させることが可能となる。
なお、感光性高分子膜の表面に、パルスレーザ光をマスクを介さずに干渉露光させる手法としては、例えば、特開2005−134873号公報に記載されている例が挙げられる。
As a technique related to the optical modeling in the present invention, for example, a technique of performing interference exposure of pulsed laser light on a surface of a photosensitive polymer film including gold nanorods without using a mask can be applied. It is important that the pulse laser beam in this case is a pulsed laser beam in a wavelength region that exhibits a photosensitive function through the plasmon enhancement field effect of the gold nanorods in the photosensitive polymer film and the excitation action thereby. It is.
Therefore, the wavelength region of the pulsed laser light can be appropriately selected according to the type of the photosensitive polymer or the type of group or part that exhibits the photosensitive function in the photosensitive polymer. In particular, even when the wavelength of the pulsed laser light emitted from the light source is not in a wavelength region that causes the photosensitive polymer film to exhibit a photosensitive function, by using a multiphoton absorption process upon irradiation with the pulsed laser light, The photosensitive polymer film can exhibit a photosensitive function.
An example of a technique for performing interference exposure on the surface of the photosensitive polymer film without using a mask with a pulsed laser beam is an example described in JP-A-2005-134873.

具体的には、光源から発光されるパルスレーザ光を集光し、集光されたパルスレーザ光を照射すると、多光子の吸収(例えば、二光子の吸収、三光子の吸収、四光子の吸収、五光子の吸収など)が生じ、これによって光源から発光されるパルスレーザ光の波長が、感光性高分子膜に感光性機能を発揮させる波長領域でなくても、感光性高分子膜には、高分子膜中の金ナノロッドのプラズモン増強場効果とそれによる励起作用を介して実質的に感光性高分子膜に感光性機能を発揮させる波長領域のパルスレーザー光が照射されたことになる。
このように、干渉露光するパルスレーザ光は、実質的に感光性高分子膜に感光性機能を発揮させる波長領域となるパルスレーザ光であればよく、照射条件などにより、その波長を適宜選択することができる。例えば、本発明の金ナノロッドと二光子吸収材料を少なくとも含んでなる二光子反応材料(高効率の高効率二光子吸収材料)を光増感材料とし、紫外線硬化樹脂等に分散し、感光物固体とし、この感光物固体の二光子吸収能を利用して焦点スポットのみが硬化する特性を利用した超精密三次元造形物を得ることが可能となる。
Specifically, when the pulsed laser light emitted from the light source is condensed and irradiated with the condensed pulsed laser light, multiphoton absorption (for example, two-photon absorption, three-photon absorption, four-photon absorption) Even if the wavelength of the pulsed laser light emitted from the light source is not in the wavelength region that causes the photosensitive polymer film to perform the photosensitive function, the photosensitive polymer film Thus, the pulsed laser beam in the wavelength region that substantially exerts the photosensitive function on the photosensitive polymer film is irradiated through the plasmon enhancement field effect of the gold nanorods in the polymer film and the excitation action thereby.
As described above, the pulse laser beam for interference exposure may be any pulse laser beam in a wavelength region that causes the photosensitive polymer film to exhibit the photosensitive function, and the wavelength is appropriately selected depending on the irradiation conditions. be able to. For example, a two-photon reaction material (a high-efficiency, high-efficiency two-photon absorption material) comprising at least the gold nanorod of the present invention and a two-photon absorption material is used as a photosensitizer and dispersed in an ultraviolet curable resin or the like, and a photosensitive solid Then, it is possible to obtain an ultra-precise three-dimensional structure using the characteristic that only the focal spot is cured by utilizing the two-photon absorption ability of the photosensitive material solid.

本発明の上記二光子反応材料は、二光子吸収重合開始剤または二光子吸収光増感材料として用いることができる。従来の二光子吸収材料(二光子吸収重合開始剤または二光子吸収光増感材料)に比較して二光子吸収感度が高いため、高速造形が可能で、励起光源としても小型で安価なレーザ光源が使用できるため、大量生産可能な実用用途への展開が可能となる。   The two-photon reaction material of the present invention can be used as a two-photon absorption polymerization initiator or a two-photon absorption photosensitizer. Compared with conventional two-photon absorption materials (two-photon absorption polymerization initiators or two-photon absorption photosensitizers), the two-photon absorption sensitivity is high, so high-speed modeling is possible, and the laser light source is small and inexpensive as an excitation light source. Can be used for practical applications that can be mass-produced.

〔二光子反応材料を用いた二光子吸収蛍光材料、二光子励起レーザ走査顕微鏡への応用〕
二光子励起レーザ走査顕微鏡(二光子蛍光顕微鏡)とは、近赤外パルスレーザを標本面上に集光して走査させ、そこでの二光子吸収により励起されて発生する蛍光を検出することにより像を得る顕微鏡である。
二光子励起レーザ走査顕微鏡(二光子蛍光顕微鏡)の基本構成の概略図を図3に示す。
図3の二光子蛍光顕微鏡は、近赤外域波長のサブピコ秒の単色コヒーレント光パルスを発するレーザ光源1と、レーザ光源からの光束を所望の大きさに変える光束変換光学系2と、光束変換光学系で変換された光束を対物レンズの像面に集光し走査させる走査光学系3と、集光された上記変換光束を標本面5上に投影する対物レンズ系4と、光検出器7を備えている。
[Two-photon absorption fluorescent material using two-photon reaction material, application to two-photon excitation laser scanning microscope]
A two-photon excitation laser scanning microscope (two-photon fluorescence microscope) is an image obtained by condensing and scanning a near-infrared pulse laser on a specimen surface and detecting fluorescence generated by excitation by two-photon absorption there. It is a microscope to obtain
A schematic diagram of a basic configuration of a two-photon excitation laser scanning microscope (two-photon fluorescence microscope) is shown in FIG.
The two-photon fluorescence microscope of FIG. 3 includes a laser light source 1 that emits a sub-picosecond monochromatic coherent light pulse in the near-infrared region, a light beam conversion optical system 2 that changes a light beam from the laser light source to a desired size, and a light beam conversion optics. A scanning optical system 3 for condensing and scanning the light beam converted by the system on the image plane of the objective lens, an objective lens system 4 for projecting the collected converted light beam on the sample surface 5, and a photodetector 7. I have.

パルスレーザ光をダイクロイックミラー6を経て、光束変換光学系、対物レンズ系により集光して、標本面で焦点を結ばせることにより、標本内にある二光子吸収蛍光材料に、金ナノロッドと二光子吸収材料を含んでなる二光子反応材料を介した二光子吸収により誘起された蛍光を生じさせる。標本面をレーザビームで走査し、各場所での蛍光強度を光検出器7などの光検出装置で検出して、得られた位置情報に基づいて、コンピュータでプロットすることにより、三次元蛍光像が得られる。走査機構としては、例えば、ガルバノミラーなどの可動ミラーを用いてレーザービームを走査してもよく、あるいはステージ上に置かれた二光子吸収材料を含む標本を移動させてもよい。   The pulsed laser light passes through the dichroic mirror 6, is condensed by the light beam conversion optical system and the objective lens system, and is focused on the specimen surface, so that the gold nanorod and the two-photon are formed on the two-photon absorption fluorescent material in the specimen. Fluorescence induced by two-photon absorption through a two-photon reactive material comprising the absorbing material is generated. The sample surface is scanned with a laser beam, the fluorescence intensity at each location is detected by a photodetection device such as the photodetector 7, and a three-dimensional fluorescence image is plotted by a computer based on the obtained positional information. Is obtained. As the scanning mechanism, for example, a laser beam may be scanned using a movable mirror such as a galvanometer mirror, or a sample including a two-photon absorption material placed on a stage may be moved.

このような構成により、二光子吸収そのものの非線形効果を利用して、光軸方向の高分解能を得ることができる。加えて、共焦点ピンホール板を用いれば、さらなる高分解能(面内、光軸方向共)が得られる。   With such a configuration, it is possible to obtain high resolution in the optical axis direction by utilizing the nonlinear effect of two-photon absorption itself. In addition, if a confocal pinhole plate is used, higher resolution (both in-plane and in the optical axis direction) can be obtained.

二光子蛍光顕微鏡用の蛍光色素は、標本を該蛍光色素で染色するか、または標本に該蛍光色素分散させることにより使用され、工業用途のみならず、生体系の細胞等の三次元画像マイクロイメージングにも用いることができることから、高い二光子吸収断面積を持つ化合物が望まれている。   Fluorescent dyes for two-photon fluorescence microscopes are used by staining specimens with the fluorescent dyes or by dispersing the fluorescent dyes in specimens, as well as industrial applications, as well as three-dimensional image micro-imaging of biological cells. Therefore, a compound having a high two-photon absorption cross section is desired.

光子蛍光顕微鏡としては、例えば、特開平9−230246号公報に記載されている例が挙げられる。
この場合の走査型蛍光顕微鏡は、所望の大きさに拡大されたコリメート光を発するレーザ照射光学系と、複数の集光素子が形成された基板とを備え、該集光素子の集光位置が対物レンズ系の像位置に一致するように配され、かつ、前記の集光素子が形成された基板と対物レンズ系との間に、長波長を透過し短波長を反射するビームスプリッタが配され、標本面で多光子吸収による蛍光を発生させることを特徴とするものである。このような構成により、多光子吸収そのものの非線形効果を利用して、光軸方向の高分解能を得ることができる。加えて、共焦点ピンホール板を用いれば、さらなる高分解能(面内、光軸方向共)が得られる。
このような多光子光学素子として、上述の光制御素子と全く同様に本発明の高い二光子吸収能を有した材料、薄膜、もしくは光硬化性樹脂等に分散させた固体物を光学素子として用いることが可能である。
As a photon fluorescence microscope, the example described in Unexamined-Japanese-Patent No. 9-230246 is mentioned, for example.
The scanning fluorescence microscope in this case includes a laser irradiation optical system that emits collimated light expanded to a desired size, and a substrate on which a plurality of condensing elements are formed. A beam splitter that transmits the long wavelength and reflects the short wavelength is disposed between the objective lens system and the substrate on which the light condensing element is formed, and is arranged so as to coincide with the image position of the objective lens system. The fluorescent light is generated by multiphoton absorption on the specimen surface. With such a configuration, it is possible to obtain high resolution in the optical axis direction by utilizing the nonlinear effect of multiphoton absorption itself. In addition, if a confocal pinhole plate is used, higher resolution (both in-plane and in the optical axis direction) can be obtained.
As such a multi-photon optical element, a solid material dispersed in a material having a high two-photon absorption ability, a thin film, or a photocurable resin of the present invention is used as the optical element in exactly the same manner as the above-described light control element. It is possible.

本発明の二光子反応材料は、二光子励起レーザ走査顕微鏡用の二光子吸収蛍光材料として用いることができる。従来の二光子吸収蛍光材料に比較し、大きな二光子吸収断面積を有しているので、低濃度で高い二光子吸収特性を発揮する。従って、本発明によれば、高感度な二光子反応材料が得られるだけでなく、材料に照射する光の強度を強くする必要がなくなり、材料の劣化、破壊を抑制することができ、材料中の他成分の特性に対する悪影響も低下させることができる。   The two-photon reaction material of the present invention can be used as a two-photon absorption fluorescent material for a two-photon excitation laser scanning microscope. Compared to conventional two-photon absorption fluorescent materials, it has a large two-photon absorption cross-sectional area, so that it exhibits high two-photon absorption characteristics at a low concentration. Therefore, according to the present invention, not only a highly sensitive two-photon reaction material can be obtained, but there is no need to increase the intensity of light applied to the material, and deterioration and destruction of the material can be suppressed. The adverse effect on the properties of other components can also be reduced.

以下に実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はその要旨を越えない限り、これら実施例によって制限されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited by these examples unless it exceeds the gist.

(実施例1)
先ず、金ナノロッドの成長溶液である銀イオンと金イオンが共存する水相と油相からなるミセル溶液を以下により調整した。
CTAB(臭化セチルトリメチルアンモニウム)水溶液0.15mol/lを50ml作成し、スターラーにて攪拌しながら、油性溶媒としてシクロヘキサノン0.3mlと、ジイソブチルケトン0.15mlを加えた。金ナノロッドの原料として塩化金酸水溶液0.024mol/lを4mlと、さらに硝酸銀水溶液0.01mol/lを1.5ml加えた。
上記調整したミセル溶液に、還元剤としてアスコルビン酸水溶液0.15mol/lを0.05mlづつ添加し、金イオンの色が消えるまで添加した。本実施例では、アスコルビン酸水溶液の添加量は0.65mlであった。
金イオンの色が消えるまで還元剤をミセル溶液中に滴下後、反応溶液をシャーレに移し、スターラーにて攪拌しながら、高圧水銀ランプ(ウシオ電機製、UIS25102)から光ファイバーで紫外線を試料(反応溶液)直上に導入して照射した。紫外線の照射開始から5分後ごとにサンプリングと還元剤であるアスコルビン酸を滴下(0.05mlづつ滴下) し、逐次的に追加投入を行った。ここで、サンプリングした試料は、光路長1mmの石英セルに収容してその吸光度を測定した。吸光度の測定結果を図4に示す。
Example 1
First, a micelle solution consisting of an aqueous phase and an oil phase in which silver ions and gold ions coexist was prepared as follows.
50 ml of 0.15 mol / l of CTAB (cetyltrimethylammonium bromide) aqueous solution was prepared, and 0.3 ml of cyclohexanone and 0.15 ml of diisobutylketone were added as an oily solvent while stirring with a stirrer. As raw materials for gold nanorods, 4 ml of 0.024 mol / l chloroauric acid aqueous solution and 1.5 ml of silver nitrate aqueous solution 0.01 mol / l were added.
To the prepared micelle solution, 0.055 ml of ascorbic acid aqueous solution as a reducing agent was added in increments of 0.05 ml and added until the color of the gold ion disappeared. In this example, the amount of the ascorbic acid aqueous solution added was 0.65 ml.
After dropping the reducing agent into the micelle solution until the color of the gold ions disappears, the reaction solution is transferred to a petri dish and stirred with a stirrer, and UV light is sampled from the high-pressure mercury lamp (made by Ushio Electric, UIS25102) using an optical fiber (reaction solution). ) Introduced directly above and irradiated. Sampling and ascorbic acid as a reducing agent were added dropwise (0.05 ml each) every 5 minutes after the start of irradiation with ultraviolet rays, and additional charging was performed sequentially. Here, the sampled sample was accommodated in a quartz cell having an optical path length of 1 mm, and the absorbance was measured. The measurement results of absorbance are shown in FIG.

図4に示すように、5分後では、波長720nmでの弱い吸収と、波長520nmでのさらに弱い吸収が観測され、比較的アスペクト比の小さな粒子が少数得られていることが示されている。さらにアスコルビン酸を逐次投入しながら紫外線による光還元を行うことにより、金ナノロッドの濃度が高まると共に、吸収スペクトルが長波長化することから、核発生とアスペクトの増大が同時進行しており、前記本発明の最良の形態で述べた核発生と成長の思想が実現されていることがわかる。さらに、40分と45分ではほぼ同じスペクトルが得られており、金原料の枯渇により還元反応が終了した後において、紫外線の照射を受けても、金ナノロッドの変形の影響も無く、本検討の範囲では限定的であることがわかった。なお、反応溶液を構成する各成分の濃度は一例であり、本発明の思想を逸脱しない範囲で変更可能であることは言うまでも無い。   As shown in FIG. 4, after 5 minutes, weak absorption at a wavelength of 720 nm and weaker absorption at a wavelength of 520 nm are observed, indicating that a small number of particles having a relatively small aspect ratio are obtained. . Furthermore, by performing photoreduction with ultraviolet rays while sequentially introducing ascorbic acid, the concentration of gold nanorods increases and the absorption spectrum becomes longer, so the generation of nuclei and the increase in aspect are progressing simultaneously. It can be seen that the concept of nucleation and growth described in the best mode of the invention is realized. Furthermore, almost the same spectrum was obtained at 40 minutes and 45 minutes, and after the reduction reaction was completed due to the depletion of the gold raw material, there was no influence of the deformation of the gold nanorods even when irradiated with ultraviolet rays. The range was found to be limited. In addition, it cannot be overemphasized that the density | concentration of each component which comprises a reaction solution is an example, and can be changed in the range which does not deviate from the thought of this invention.

(実施例2)
先ず、金ナノロッドの成長溶液である銀イオンと金イオンが共存する水相と油相からなるミセル溶液を以下により調整した。
CTAB(臭化セチルトリメチルアンモニウム)水溶液0.15mol/lを50ml作成し、スターラーにて攪拌しながら、油性溶媒として、シクロヘキサノン0.3mlと、メチルイソブチルケトン0.09mlを加える。金ナノロッドの原料として、塩化金酸水溶液0.024mol/lを4mlと、さらに硝酸銀水溶液0.01mol/lを1.5ml加えた。
上記調整したミセル溶液に、還元剤としてアスコルビン酸水溶液0.15mol/lを0.05mlづつ添加し、金イオンの色が消えるまで添加した。本実施例では、アスコルビン酸水溶液の添加量は0.65mlであった。
金イオンの色が消えるまで還元剤をミセル溶液中に滴下後、反応溶液をシャーレに移し、スターラーにて攪拌しながら、高圧水銀ランプ(ウシオ電機製、UIS25102)から光ファイバーで紫外線を試料(反応溶液)直上に導入して照射した。照射開始から5分後ごとにサンプリングと還元剤であるアスコルビン酸を滴下(0.04mlづつ滴下)し、逐次的に追加投入を行った。
実施例1と同様にして吸光度の変化を測定し、スペクトル変化が無くなることにより反応終了を確認した。
(Example 2)
First, a micelle solution consisting of an aqueous phase and an oil phase in which silver ions and gold ions coexist was prepared as follows.
50 ml of 0.15 mol / l of CTAB (cetyltrimethylammonium bromide) aqueous solution is prepared, and 0.3 ml of cyclohexanone and 0.09 ml of methyl isobutyl ketone are added as an oily solvent while stirring with a stirrer. As raw materials for gold nanorods, 4 ml of 0.024 mol / l chloroauric acid aqueous solution and 1.5 ml of 0.01 mol / l silver nitrate aqueous solution were further added.
To the prepared micelle solution, 0.055 ml of ascorbic acid aqueous solution as a reducing agent was added in increments of 0.05 ml and added until the color of the gold ion disappeared. In this example, the amount of the ascorbic acid aqueous solution added was 0.65 ml.
After dropping the reducing agent into the micelle solution until the color of the gold ions disappears, transfer the reaction solution to a petri dish, stirring the sample with a stirrer, and UV light from the high-pressure mercury lamp (UIS25102, manufactured by USHIO) using the sample (reaction solution). ) Introduced directly above and irradiated. Sampling and ascorbic acid as a reducing agent were added dropwise every 5 minutes after the start of irradiation (0.04 ml added dropwise), and additional charging was performed sequentially.
The change in absorbance was measured in the same manner as in Example 1, and the completion of the reaction was confirmed by the absence of the spectrum change.

(比較例1)
先ず、金ナノロッドの成長溶液を以下により調整した。
CTAB(臭化セチルトリメチルアンモニウム)水溶液0.15mol/lを50ml作成し、スターラーにて攪拌しながら、油性溶媒としてシクロヘキサノン0.3mlと、アセトン1mlを加えた。金ナノロッドの原料として塩化金酸水溶液0.024mol/lを2.5mlと、さらに硝酸銀水溶液0.01mol/lを1ml加えた。
上記調整したミセル溶液に、還元剤としてアスコルビン酸水溶液0.15mol/lを0.05mlづつ添加し、金イオンの色が消えるまで添加した。本実施例では、添加量は0.3mlであった。
金イオンの色が消えるまで還元剤をミセル溶液中に滴下後、反応溶液をシャーレに移し、スターラーにて攪拌しながら、高圧水銀ランプ(ウシオ電機製、UIS25102)から光ファイバーで紫外線を試料(反応溶液)直上に導入して照射した。照射開始より15分後から5分ごとに溶液のスペクトルを計測し、実施例1と同様にして吸光度の変化を測定して反応終了をスペクトル変化が無くなることにより確認した。
(Comparative Example 1)
First, the growth solution of gold nanorods was prepared as follows.
50 ml of 0.15 mol / l of CTAB (cetyltrimethylammonium bromide) aqueous solution was prepared, and 0.3 ml of cyclohexanone and 1 ml of acetone were added as an oily solvent while stirring with a stirrer. As raw materials for gold nanorods, 2.5 ml of 0.024 mol / l chloroauric acid aqueous solution and 1 ml of 0.01 mol / l silver nitrate aqueous solution were further added.
To the prepared micelle solution, 0.055 ml of ascorbic acid aqueous solution as a reducing agent was added in increments of 0.05 ml and added until the color of the gold ion disappeared. In this example, the amount added was 0.3 ml.
After dropping the reducing agent into the micelle solution until the color of the gold ions disappears, transfer the reaction solution to a petri dish, stirring the sample with a stirrer, and UV light from the high-pressure mercury lamp (UIS25102, manufactured by USHIO) using the sample (reaction solution). ) Introduced directly above and irradiated. The spectrum of the solution was measured every 5 minutes from 15 minutes after the start of irradiation, and the change in absorbance was measured in the same manner as in Example 1 to confirm the end of the reaction by the absence of the spectrum change.

図5に実施例1、実施例2および比較例1について、それぞれの反応終了後のスペクトルを示す。アセトンを用いた比較例1の場合に較べて、実施例1、2ともに、波長530nmの金ナノロッド短軸方向に起因する吸収に比較し、長波長側の金ナノロッド長軸方向に起因する吸収の大きなスペクトルが得られた。つまり、実施例1、実施例2では、所望通りに金ナノロッドの生成が制御され、短軸方向の成長が抑制され、球形粒子の生成が抑制されている。   FIG. 5 shows the spectra after completion of each reaction for Example 1, Example 2, and Comparative Example 1. Compared to the case of Comparative Example 1 using acetone, both Examples 1 and 2 show the absorption caused by the gold nanorod long axis direction on the long wavelength side compared to the absorption caused by the gold nanorod short axis direction of wavelength 530 nm. A large spectrum was obtained. That is, in Example 1 and Example 2, the generation of gold nanorods is controlled as desired, the growth in the minor axis direction is suppressed, and the generation of spherical particles is suppressed.

(実施例3)
先ず、金ナノロッドの成長溶液である銀イオンと金イオンが共存する水相と油相からなるミセル溶液を以下により調整した。
CTAB(臭化セチルトリメチルアンモニウム)水溶液0.15mol/lを50ml作成し、スターラーにて攪拌しながら、油性溶媒として、シクロヘキサノン0.3mlと、ジイソブチルケトン0.15mlと、メチルイソブチルケトン(下記添加条件1〜3)と、をそれぞれ加えた。
〈メチルイソブチルケトンの添加条件〉
条件1:0.03ml、条件2:0.06ml、条件3:0.09ml
次に、金ナノロッドの原料として、塩化金酸水溶液0.024mol/lを4mlと、さらに硝酸銀水溶液0.01mol/lを1.5ml加えた。
上記調整したミセル溶液に、還元剤としてアスコルビン酸水溶液0.15mol/lを0.05mlづつ添加し、金イオンの色が消えるまで添加した。本実施例では、アスコルビン酸水溶液の添加量は0.65mlであった。
金イオンの色が消えるまで還元剤をミセル溶液中に滴下後、反応溶液をシャーレに移し、スターラーにて攪拌しながら、高圧水銀ランプ(ウシオ電機製、UIS25102) から光ファイバーで紫外線を試料(反応溶液)直上に導入して照射した。照射開始から5分後ごとにサンプリングと還元剤であるアスコルビン酸の滴下(0.04mlづつ滴下)し、逐次的に追加投入を行った。
実施例1と同様にして吸光度の変化を測定し、スペクトル変化が無くなることにより反応終了を確認した。
(Example 3)
First, a micelle solution consisting of an aqueous phase and an oil phase in which silver ions and gold ions coexist was prepared as follows.
50 ml of 0.15 mol / l CTAB (cetyltrimethylammonium bromide) aqueous solution was prepared, and while stirring with a stirrer, 0.3 ml of cyclohexanone, 0.15 ml of diisobutylketone and methylisobutylketone (the following addition conditions were added) 1-3) were added respectively.
<Addition conditions of methyl isobutyl ketone>
Condition 1: 0.03 ml, Condition 2: 0.06 ml, Condition 3: 0.09 ml
Next, 4 ml of 0.024 mol / l chloroauric acid aqueous solution and 1.5 ml of 0.01 mol / l silver nitrate aqueous solution were further added as raw materials for the gold nanorods.
To the prepared micelle solution, 0.055 ml of ascorbic acid aqueous solution as a reducing agent was added in increments of 0.05 ml and added until the color of the gold ion disappeared. In this example, the amount of the ascorbic acid aqueous solution added was 0.65 ml.
After dropping the reducing agent into the micelle solution until the color of the gold ion disappears, transfer the reaction solution to a petri dish, and stir it with a stirrer, and sample UV light from the high-pressure mercury lamp (Ushio Electric, UIS25102) using an optical fiber (reaction solution). ) Introduced directly above and irradiated. Sampling and dropping of ascorbic acid as a reducing agent (0.04 ml each) were carried out every 5 minutes after the start of irradiation, and additional charging was carried out sequentially.
The change in absorbance was measured in the same manner as in Example 1, and the completion of the reaction was confirmed by the absence of the spectrum change.

上記反応終了後のスペクトルを図6に示すと共に、ジイソブチルケトンのみを添加した(メチルイソブチルケトンを加えなかったもの)実施例1のスペクトルを併せて示す。
メチルイソブチルケトンを同時添加することにより、金ナノロッドの吸収波長は、より長波長化すると共に、金ナノロッドの短軸に起因する吸収波長(520nm)と金ナノロッドの長軸に起因する吸収波長(800nm)の比が大きくなり、金ナノロッドの短軸の成長が抑制された、よりアスペクト比の高い金ナノロッドが成長した。
なお、実施例3は、本発明の実施形態の一例であり、本発明の思想の範囲でさまざまな構成をとることが可能であり、その構成を制限するものではない。
The spectrum after completion of the reaction is shown in FIG. 6, and the spectrum of Example 1 in which only diisobutyl ketone was added (methyl isobutyl ketone was not added) is also shown.
By simultaneously adding methyl isobutyl ketone, the absorption wavelength of the gold nanorod is further increased, and the absorption wavelength (520 nm) due to the short axis of the gold nanorod and the absorption wavelength (800 nm) due to the long axis of the gold nanorod. ) Ratio was increased, and gold nanorods with a higher aspect ratio were grown, in which the growth of the short axis of gold nanorods was suppressed.
Example 3 is an example of an embodiment of the present invention, and various configurations can be taken within the scope of the idea of the present invention, and the configuration is not limited.

(実施例4)
先ず、金ナノロッドの成長溶液である銀イオンと金イオンが共存する水相と油相からなるミセル溶液を以下により調整した。
CTAB(臭化セチルトリメチルアンモニウム)水溶液0.10mol/lを50ml作成し、スターラーにて攪拌しながら、油性溶媒として、シクロヘキサノン0.3mlと、ジイソブチルケトン0.15mlを加えた。金ナノロッドの原料として、塩化金酸水溶液0.024mol/lを4mlと、さらに硝酸銀水溶液0.01mol/lを1.5ml加えた。
上記調整したミセル溶液に、還元剤としてアスコルビン酸水溶液0.15mol/lを0.05mlづつ添加し、金イオンの色が消えるまで添加した。本実施例では、アスコルビン酸水溶液の添加量は0.65mlであった。
金イオンの色が消えるまで還元剤をミセル溶液中に滴下後、反応溶液をシャーレに移し、スターラーにて攪拌しながら、高圧水銀ランプ(ウシオ電機製、UIS25102) から光ファイバーで紫外線を試料(反応溶液)直上に導入して照射した。照射開始から5分後ごとにサンプリングと、還元剤であるアスコルビン酸を滴下(0.04mlづつ滴下)し、逐次的に追加投入を行った。
実施例1と同様にして吸光度の変化を測定し、スペクトル変化が無くなることにより反応終了を確認した。
Example 4
First, a micelle solution consisting of an aqueous phase and an oil phase in which silver ions and gold ions coexist was prepared as follows.
50 ml of an aqueous solution of CTAB (cetyltrimethylammonium bromide) 0.10 mol / l was prepared, and 0.3 ml of cyclohexanone and 0.15 ml of diisobutylketone were added as an oily solvent while stirring with a stirrer. As raw materials for gold nanorods, 4 ml of 0.024 mol / l chloroauric acid aqueous solution and 1.5 ml of 0.01 mol / l silver nitrate aqueous solution were further added.
To the prepared micelle solution, 0.055 ml of ascorbic acid aqueous solution as a reducing agent was added in increments of 0.05 ml and added until the color of the gold ion disappeared. In this example, the amount of the ascorbic acid aqueous solution added was 0.65 ml.
After dropping the reducing agent into the micelle solution until the color of the gold ion disappears, transfer the reaction solution to a petri dish, and stir it with a stirrer, and sample UV light from the high-pressure mercury lamp (Ushio Electric, UIS25102) using an optical fiber (reaction solution). ) Introduced directly above and irradiated. Sampling was performed every 5 minutes after the start of irradiation, and ascorbic acid as a reducing agent was dropped (0.04 ml each), and additional charging was sequentially performed.
The change in absorbance was measured in the same manner as in Example 1, and the completion of the reaction was confirmed by the absence of the spectrum change.

(比較例2)
先ず、金ナノロッドの成長溶液を以下により調整した。
CTAB(臭化セチルトリメチルアンモニウム)水溶液0.08mol/l(比較例2−1用)のものと、0.06mol/l(比較例2−2用)のものを各50ml作成した。
上記各CTAB水溶液を個別にスターラーにて攪拌しながら、油性溶媒として、シクロヘキサノン0.3mlと、ジイソブチルケトン0.15mlを加えた。
金ナノロッドの原料として、塩化金酸水溶液0.024mol/lを4mlと、さらに硝酸銀水溶液0.01mol/lを1.5ml加えた。
上記調整したミセル溶液に、還元剤としてアスコルビン酸水溶液0.15mol/lを0.05mlづつ添加し、金イオンの色が消えるまで添加した。本比較例では、いずれの場合もアスコルビン酸水溶液の添加量は0.65mlであった。
金イオンの色が消えるまで還元剤をミセル溶液中に滴下後、反応溶液をシャーレに移し、スターラーにて攪拌しながら、高圧水銀ランプ(ウシオ電機製、UIS25102) から光ファイバーで紫外線を試料(反応溶液)直上に導入し照射した。照射開始から5分後ごとにサンプリングと、還元剤であるアスコルビン酸を滴下(0.04mlづつ滴下)し、逐次的に追加投入を行った。
実施例1と同様にして吸光度の変化を測定し、スペクトル変化が無くなることにより反応終了を確認した。
(Comparative Example 2)
First, the growth solution of gold nanorods was prepared as follows.
50 ml each of an aqueous solution of CTAB (cetyltrimethylammonium bromide) 0.08 mol / l (for Comparative Example 2-1) and 0.06 mol / l (for Comparative Example 2-2) were prepared.
While stirring each of the CTAB aqueous solutions individually with a stirrer, 0.3 ml of cyclohexanone and 0.15 ml of diisobutyl ketone were added as an oily solvent.
As raw materials for gold nanorods, 4 ml of 0.024 mol / l chloroauric acid aqueous solution and 1.5 ml of 0.01 mol / l silver nitrate aqueous solution were further added.
To the prepared micelle solution, 0.055 ml of ascorbic acid aqueous solution as a reducing agent was added in increments of 0.05 ml and added until the color of the gold ion disappeared. In this comparative example, the addition amount of the ascorbic acid aqueous solution was 0.65 ml in any case.
After dropping the reducing agent into the micelle solution until the color of the gold ion disappears, transfer the reaction solution to a petri dish, and stir it with a stirrer, and sample UV light from the high-pressure mercury lamp (Ushio Electric, UIS25102) using an optical fiber (reaction solution). ) Introduced directly above and irradiated. Sampling was performed every 5 minutes after the start of irradiation, and ascorbic acid as a reducing agent was dropped (0.04 ml each), and additional charging was sequentially performed.
The change in absorbance was measured in the same manner as in Example 1, and the completion of the reaction was confirmed by the absence of the spectrum change.

実施例4および比較例2における成長溶液のCTAB濃度をパラメータにした吸収波長とスペクトル強度の関係を図7に示す。
CTAB溶液の濃度が0.06mol/l(比較例2−2)では、スペクトルはブロードで、ロッドのアスペクト比は十分ではなく、また、波長570nmでの吸収が強いことから球状の粒子も多いと結論される。一方、CTAB溶液の濃度が0.08mol/l(比較例2−1)では、金ナノロッドの長軸に起因する長波長側の吸収が分離していることから、ロッドのアスペクト比は取れているが、金ナノロッドの短軸に起因する波長520nmの吸収は大きく、また、波長400nm近傍の粒子による散乱損失も大きいことから粒子径が大きいことが結論される。
これに対して、実施例4のCTAB溶液濃度が0.10mol/lでは、金ナノロッドの長軸に起因する長波長側の吸収は大きいが、金ナノロッドの短軸に起因する波長520nmの吸収は抑制され、さらに波長400nm近傍の粒子による散乱損失も小さいことから、本発明の目的とするアスペクト比の揃った微粒子化された金ナノロッドが得られていることがわかった。
FIG. 7 shows the relationship between the absorption wavelength and the spectral intensity with the CTAB concentration of the growth solution in Example 4 and Comparative Example 2 as parameters.
When the concentration of the CTAB solution is 0.06 mol / l (Comparative Example 2-2), the spectrum is broad, the aspect ratio of the rod is not sufficient, and there are many spherical particles due to strong absorption at a wavelength of 570 nm. It is concluded. On the other hand, when the concentration of the CTAB solution is 0.08 mol / l (Comparative Example 2-1), since the absorption on the long wavelength side due to the long axis of the gold nanorod is separated, the aspect ratio of the rod is taken. However, it is concluded that the particle diameter is large because the absorption at the wavelength of 520 nm due to the short axis of the gold nanorod is large and the scattering loss by the particles near the wavelength of 400 nm is also large.
In contrast, when the CTAB solution concentration of Example 4 is 0.10 mol / l, the absorption on the long wavelength side due to the long axis of the gold nanorod is large, but the absorption at the wavelength of 520 nm due to the short axis of the gold nanorod is In addition, since the scattering loss due to particles having a wavelength of around 400 nm is suppressed, it was found that fine gold nanorods having the same aspect ratio as the object of the present invention were obtained.

(実施例5)
先ず、金ナノロッドの成長溶液である銀イオンと金イオンが共存する水相と油相からなるミセル溶液を以下により調整した。
CTAB(臭化セチルトリメチルアンモニウム)水溶液0.10mol/lを50ml作成し、スターラーにて攪拌しながら、油性溶媒として、シクロヘキサノン0.3mlと、ジイソブチルケトン0.15mlを加えた。金ナノロッドの原料として、塩化金酸水溶液0.024mol/lを2.7mlと、さらに硝酸銀水溶液0.01mol/lを1ml加えた。
上記調整したミセル溶液に、還元剤としてアスコルビン酸水溶液0.15mol/lを0.05mlづつ添加し、金イオンの色が消えるまで添加した。本実施例では、アスコルビン酸水溶液の添加量は0.45mlであった。
金イオンの色が消えるまで還元剤をミセル溶液中に滴下後、反応溶液をシャーレに移し、スターラーにて攪拌しながら、高圧水銀ランプ(ウシオ電機製、UIS25102)から光ファイバーで紫外線を試料(反応溶液)直上に導入して照射した。照射開始から5分後ごとにサンプリングと、還元剤であるアスコルビン酸を滴下(0.04mlづつ滴下)し、逐次的に追加投入を行った。
実施例1と同様にして吸光度の変化を測定し、スペクトル変化が無くなることにより反応終了を確認した。
(Example 5)
First, a micelle solution consisting of an aqueous phase and an oil phase in which silver ions and gold ions coexist was prepared as follows.
50 ml of an aqueous solution of CTAB (cetyltrimethylammonium bromide) 0.10 mol / l was prepared, and 0.3 ml of cyclohexanone and 0.15 ml of diisobutylketone were added as an oily solvent while stirring with a stirrer. As raw materials for the gold nanorods, 2.7 ml of 0.024 mol / l chloroauric acid aqueous solution and 1 ml of 0.01 mol / l silver nitrate aqueous solution were further added.
To the prepared micelle solution, 0.055 ml of ascorbic acid aqueous solution as a reducing agent was added in increments of 0.05 ml and added until the color of the gold ion disappeared. In this example, the amount of the ascorbic acid aqueous solution added was 0.45 ml.
After dropping the reducing agent into the micelle solution until the color of the gold ions disappears, transfer the reaction solution to a petri dish, stirring the sample with a stirrer, and UV light from the high-pressure mercury lamp (UIS25102, manufactured by USHIO) using the sample (reaction solution). ) Introduced directly above and irradiated. Sampling was performed every 5 minutes after the start of irradiation, and ascorbic acid as a reducing agent was dropped (0.04 ml each), and additional charging was sequentially performed.
The change in absorbance was measured in the same manner as in Example 1, and the completion of the reaction was confirmed by the absence of the spectrum change.

実施例4および実施例5において塩化金酸濃度を変えて成長した金ナノロッド溶液の吸収スペクトルを、金ナノロッドの長軸に対応する長波長側の吸収の最大値で正規化したグラフを図9に示す。
実施例4と実施例5は、成長溶液中に投入した塩化金酸の量の違いであり、実施例5は、実施例4の2/3の濃度となっている。実施例5のスペクトルにおける金ナノロッドの短軸に対応する波長520nmの吸収、および波長400nmの粒子による散乱損失は、共に実施例4に比較して小さく、金ナノロッドの短軸の成長が抑制されたより小さな金ナノロッドが得られたことが確認された。つまり、塩化金酸の投入量で金イオン濃度を変化させることにより、金ナノロッドの短軸方向の大きさが制御可能であることが示された。
FIG. 9 is a graph obtained by normalizing the absorption spectrum of the gold nanorod solution grown by changing the chloroauric acid concentration in Example 4 and Example 5 with the maximum value of absorption on the long wavelength side corresponding to the long axis of the gold nanorod. Show.
Example 4 and Example 5 are the differences in the amount of chloroauric acid introduced into the growth solution, and Example 5 has a concentration 2/3 that of Example 4. The absorption at a wavelength of 520 nm corresponding to the short axis of the gold nanorods in the spectrum of Example 5 and the scattering loss by the particles with a wavelength of 400 nm are both smaller than in Example 4, and the growth of the short axis of the gold nanorods was suppressed. It was confirmed that small gold nanorods were obtained. In other words, it was shown that the size of the gold nanorods in the minor axis direction can be controlled by changing the gold ion concentration with the input amount of chloroauric acid.

上記結果からわかるように、本発明の金ナノロッド製造方法によれば、所望とするアスペクト比と粒子サイズで、しかも吸収波長以外の光散乱が抑制できる微小粒子からなる金ナノロッドが、短時間で高濃度に得られる。このような金ナノロッドは機能特性が安定しているため、各種高機能光学材料として応用することができる。   As can be seen from the above results, according to the method for producing gold nanorods of the present invention, gold nanorods composed of fine particles capable of suppressing light scattering other than the absorption wavelength with a desired aspect ratio and particle size can be obtained in a short time. Obtained in concentration. Since such gold nanorods have stable functional properties, they can be applied as various high-performance optical materials.

本発明の金ナノロッドと二光子吸収材料を含む二光子反応材料の三次元記録媒体への応用を説明するためのシステム概略図(a)および記録媒体の概略断面図(b)である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a system schematic diagram (a) and a schematic cross-sectional view (b) of a recording medium for explaining application of a two-photon reaction material containing a gold nanorod and a two-photon absorption material of the present invention to a three-dimensional recording medium. 本発明の金ナノロッドと二光子吸収材料を含む二光子反応材料の光造形用材料への応用を説明するための二光子光造形法の装置を示す概略図である。It is the schematic which shows the apparatus of the two-photon optical modeling method for demonstrating the application to the material for optical modeling of the two-photon reaction material containing the gold nanorod and two-photon absorption material of this invention. 本発明の金ナノロッドと二光子吸収材料を含む二光子反応材料の二光子吸収蛍光材料および二光子励起レーザ走査顕微鏡への応用を説明するための概略図である。It is the schematic for demonstrating the application to the two-photon absorption fluorescent material and two-photon excitation laser scanning microscope of the two-photon reaction material containing the gold | metal | money nanorod and two-photon absorption material of this invention. 実施例1において還元剤を逐次的に追加投入しながら試料をサンプリングして得られた反応時間と金ナノロッドの吸収スペクトルの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the reaction time obtained by sampling a sample, adding a reducing agent sequentially in Example 1, and the absorption spectrum of a gold nanorod. 実施例1、実施例2、比較例1において各反応終了後の金ナノロッドの吸収波長と吸収スペクトル強度の関係を比較して示す図である。In Example 1, Example 2, and Comparative Example 1, it is a figure which compares and shows the relationship between the absorption wavelength of the gold nanorod after completion | finish of each reaction, and absorption spectrum intensity | strength. 実施例3においてジイソブチルケトンとメチルイソブチルケトン(添加条件3種)を用いて生成した各金ナノロッドの吸収スペクトル強度を比較して示す図である。In Example 3, it is a figure which compares and shows the absorption spectrum intensity | strength of each gold | metal | money nanorod produced | generated using diisobutyl ketone and methyl isobutyl ketone (addition conditions 3 types). 実施例4および比較例2における成長溶液のCTAB濃度をパラメータにした各金ナノロッドの吸収波長と吸収スペクトル強度の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the absorption wavelength of each gold | metal | money nanorod which made the CTAB density | concentration of the growth solution in Example 4 and Comparative Example 2 a parameter, and absorption spectrum intensity | strength. 実施例4および実施例5において塩化金酸濃度を変えて成長した金ナノロッドの吸収波長と吸光度(正規化後)の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the absorption wavelength and the light absorbency (after normalization) of the gold | metal | money nanorod which grew by changing the chloroauric acid density | concentration in Example 4 and Example 5. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

(図1の符号)
1 記録用レーザー光源
2 再生用レーザー
3 ピンホール
4 検出器
5 対物レンズ
6 三次元記録媒体
7 基板A
8 基板B(保護層)
(図2の符号)
1光硬化樹脂に対して透明性を有する近赤外パルスレーザ光の光源
3過光量を時間的にコントロールするシャッター
4NDフィルター
5ミラースキャナー
6Zステージ
7集光手段としてのレンズ
8コンピュータ
9光硬化性樹脂液
10 光造形物
(図3の符号)
1レーザー光源
2光束変換光学系
3走査光学系
4対物レンズ系
5標本面
6ダイクロイックミラー
7光検出器
(Reference in FIG. 1)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Recording laser light source 2 Reproduction laser 3 Pinhole 4 Detector 5 Objective lens 6 Three-dimensional recording medium 7 Substrate A
8 Substrate B (Protective layer)
(Reference in FIG. 2)
1. Light source of near-infrared pulsed laser light having transparency with respect to one photo-curing resin 3. Shutter for temporally controlling excessive light amount 4. ND filter 5. Mirror scanner 6. Z stage 7. Lens as light collecting means 8. Computer 9. Photo-curing resin Liquid 10 Stereolithography (reference numeral in FIG. 3)
1 laser light source 2 light flux conversion optical system 3 scanning optical system 4 objective lens system 5 specimen surface 6 dichroic mirror 7 photodetector

Claims (14)

4級アンモニウム塩を含む水相と油相からなるミセル溶液中で銀イオンと共存する金イオンを、還元剤を用いた還元と、還元剤を用いない還元との併用により金ナノロッドを成長させる金ナノロッド製造法において、
前記金イオンの色が失われるまで所定量の還元剤をミセル溶液中に滴下後、前記還元剤を用いない還元を行いながら、さらに前記還元剤を追加投入することを特徴とする金ナノロッド製造方法。
Gold that grows gold nanorods by combining gold ions that coexist with silver ions in a micellar solution consisting of an aqueous phase and an oil phase containing a quaternary ammonium salt, with reduction using a reducing agent and reduction without using a reducing agent. In the nanorod manufacturing method,
A method for producing gold nanorods, wherein a predetermined amount of a reducing agent is dropped into a micelle solution until the color of the gold ions is lost, and then the reducing agent is further added while performing reduction without using the reducing agent. .
前記還元剤を用いない還元が、光照射により行う光還元、または通電により行う電解還元であることを特徴とする請求項1に記載の金ナノロッド製造方法。   The method for producing gold nanorods according to claim 1, wherein the reduction without using the reducing agent is photoreduction performed by light irradiation or electrolytic reduction performed by energization. 前記油相にアセトンを含まないことを特徴とする請求項1または2に記載の金ナノロッド製造方法。   The gold nanorod manufacturing method according to claim 1 or 2, wherein the oil phase does not contain acetone. 前記還元剤を用いない還元の工程中に、前記還元剤を、添加量を制御しつつ継続的にミセル溶液中に投入することを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の金ナノロッド製造方法。   4. The gold nanorod according to claim 1, wherein the reducing agent is continuously introduced into the micelle solution while controlling the amount of addition during the reduction step without using the reducing agent. 5. Production method. 前記4級アンモニウム塩の濃度が、0.1mol/l以上であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の金ナノロッド製造方法。   5. The method for producing gold nanorods according to claim 1, wherein the concentration of the quaternary ammonium salt is 0.1 mol / l or more. 前記金イオンの濃度調整により、金ナノロッドの短軸方向の長さを制御することを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の金ナノロッド製造方法。   6. The method for producing gold nanorods according to claim 1, wherein the length of the gold nanorods in the minor axis direction is controlled by adjusting the gold ion concentration. 前記ミセル溶液に、水相中での金イオンの還元析出を抑制する成分を添加することを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の金ナノロッド製造方法。   The method for producing gold nanorods according to any one of claims 1 to 6, wherein a component for suppressing reduction precipitation of gold ions in an aqueous phase is added to the micelle solution. 前記水相中での金イオンの還元析出を抑制する成分が、前記水相および油相の双方に溶解度を有することを特徴とする請求項7に記載の金ナノロッド製造方法。   The method for producing gold nanorods according to claim 7, wherein the component that suppresses the reduction and precipitation of gold ions in the aqueous phase has solubility in both the aqueous phase and the oil phase. 前記水相中での金イオンの還元析出を抑制する成分が、ジイソブチルケトンまたはメチルイソブチルケトンの少なくとも一種から選ばれるものであることを特徴とする請求項7または8に記載の金ナノロッド製造方法。   The method for producing gold nanorods according to claim 7 or 8, wherein the component that suppresses the reduction and precipitation of gold ions in the aqueous phase is selected from at least one of diisobutyl ketone and methyl isobutyl ketone. 請求項1乃至9のいずれかに記載の方法により製造されたことを特徴とする金ナノロッド。   A gold nanorod produced by the method according to claim 1. 請求項10に記載の金ナノロッドを含んでなることを特徴とする光および電磁波吸収体。   A light and electromagnetic wave absorber comprising the gold nanorod according to claim 10. 請求項10に記載の金ナノロッドを含んでなることを特徴とする色材。   A colorant comprising the gold nanorod according to claim 10. 請求項10に記載の金ナノロッドを含んでなることを特徴とする光記録材料。   An optical recording material comprising the gold nanorod according to claim 10. 請求項10に記載の金ナノロッドと二光子吸収材料を少なくとも含んでなることを特徴とする二光子反応材料。   A two-photon reaction material comprising at least the gold nanorod according to claim 10 and a two-photon absorption material.
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