JPH11350153A - 金属微粒子修飾基板の製造方法 - Google Patents
金属微粒子修飾基板の製造方法Info
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- JPH11350153A JPH11350153A JP16112498A JP16112498A JPH11350153A JP H11350153 A JPH11350153 A JP H11350153A JP 16112498 A JP16112498 A JP 16112498A JP 16112498 A JP16112498 A JP 16112498A JP H11350153 A JPH11350153 A JP H11350153A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 基板と強い結合力で固定し、金属微粒子を凝
集や融合させることなく、かつ固定化された金属微粒子
が重なり合わないように単層化し、そして簡単にして金
属微粒子をマトリクス材を介して基板に固定することが
できる金属微粒子修飾基板の製造方法を提供する。 【解決手段】 基板１１にシランカップリング剤１２を
付着させた後、該基板１１をマトリクス材１２中に金属
微粒子１３を分散させた高分子複合物の融解もしくは溶
液中に浸漬することで金属微粒子１３を包囲したマトリ
クス材１４を介して基板１１に固定する。
集や融合させることなく、かつ固定化された金属微粒子
が重なり合わないように単層化し、そして簡単にして金
属微粒子をマトリクス材を介して基板に固定することが
できる金属微粒子修飾基板の製造方法を提供する。 【解決手段】 基板１１にシランカップリング剤１２を
付着させた後、該基板１１をマトリクス材１２中に金属
微粒子１３を分散させた高分子複合物の融解もしくは溶
液中に浸漬することで金属微粒子１３を包囲したマトリ
クス材１４を介して基板１１に固定する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は金属微粒子修飾基板
の製造方法に係り、詳しくは金属微粒子を強固にマトリ
クス材を介して基板に固定する金属微粒子修飾基板の製
造方法に関する。
の製造方法に係り、詳しくは金属微粒子を強固にマトリ
クス材を介して基板に固定する金属微粒子修飾基板の製
造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】金属微粒子は３次の非線形光学材料とし
ての応用の他に、将来の重要なデバイスとして近年盛ん
に研究が進められ、例えば単一電子輸送を示す材料とし
て注目されている。単一電子輸送においては、非常に微
少なトンネル２重接合を作製することが求められ、金属
微粒子はこれに適した材料であり、室温においても単一
電子輸送が起こっていることを示すクーロンブロッケイ
ド現象が観察される。
ての応用の他に、将来の重要なデバイスとして近年盛ん
に研究が進められ、例えば単一電子輸送を示す材料とし
て注目されている。単一電子輸送においては、非常に微
少なトンネル２重接合を作製することが求められ、金属
微粒子はこれに適した材料であり、室温においても単一
電子輸送が起こっていることを示すクーロンブロッケイ
ド現象が観察される。
【０００３】この種のデバイスを得るために、金属微粒
子のうち例えば金微粒子の場合には、金と親和性を持つ
ような官能基をもった有機化合物を用いて自己組織化単
分子膜を作製し、その上にクラスタービーム蒸着をする
などして作製されている。この自己組織化単分子膜の作
製は溶液中に基板を浸すだけでその中に溶解した分子が
自発的に累積することによって形成する。単なる表面修
飾とは異なり、高い密度と高度に秩序化された構造を有
している。
子のうち例えば金微粒子の場合には、金と親和性を持つ
ような官能基をもった有機化合物を用いて自己組織化単
分子膜を作製し、その上にクラスタービーム蒸着をする
などして作製されている。この自己組織化単分子膜の作
製は溶液中に基板を浸すだけでその中に溶解した分子が
自発的に累積することによって形成する。単なる表面修
飾とは異なり、高い密度と高度に秩序化された構造を有
している。
【０００４】また、金と親和性を持つような官能基をも
った有機化合物を用いて自己組織化単分子膜を金コロイ
ド溶液に浸して官能基を通じて金微粒子を膜上に並べる
方法がある。更には、ガラスや金属表面上に直接、金を
蒸着して粒子ドットを作製する方法も知られている。
った有機化合物を用いて自己組織化単分子膜を金コロイ
ド溶液に浸して官能基を通じて金微粒子を膜上に並べる
方法がある。更には、ガラスや金属表面上に直接、金を
蒸着して粒子ドットを作製する方法も知られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、真空蒸着法で
は、その都度金属微粒子を作製する必要があるため、慎
重な作業が要求され、大量生産には不向きであった。ま
た、金コロイド溶液を溶液で保存した場合、保存安定性
に問題があった。更に、溶液中の金濃度は使用するごと
に基板に付着する分だけ変化し、常に同じ状態での使用
ができない問題があった。更に、基板上に金を蒸着する
方法では、金を凝集することなく単層にすることが困難
であった。
は、その都度金属微粒子を作製する必要があるため、慎
重な作業が要求され、大量生産には不向きであった。ま
た、金コロイド溶液を溶液で保存した場合、保存安定性
に問題があった。更に、溶液中の金濃度は使用するごと
に基板に付着する分だけ変化し、常に同じ状態での使用
ができない問題があった。更に、基板上に金を蒸着する
方法では、金を凝集することなく単層にすることが困難
であった。
【０００６】本発明は、このような問題点を改善するも
のであり、安定したコロイドを作製して基板と強い結合
力で固定し、金属微粒子を凝集や融合させることなく、
かつ固定化された金属微粒子が重なり合わないように単
層化し、そして簡単にして金属微粒子をマトリクス材を
介して基板に固定することができる金属微粒子修飾基板
の製造方法を提供する。
のであり、安定したコロイドを作製して基板と強い結合
力で固定し、金属微粒子を凝集や融合させることなく、
かつ固定化された金属微粒子が重なり合わないように単
層化し、そして簡単にして金属微粒子をマトリクス材を
介して基板に固定することができる金属微粒子修飾基板
の製造方法を提供する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】即ち、本願請求項１の発
明は、基板にシランカップリング剤を付着させた後、該
基板をマトリクス材中に金属微粒子を分散させた高分子
複合物の融解もしくは溶液中に浸漬することで金属微粒
子を包囲したマトリクス材を介して基板に固定する金属
微粒子修飾基板の製造方法にあり、この方法は予め作製
しておいたマトリクス材中に金属微粒子を分散させた高
分子複合物の融解もしくは溶液中で微粒子の修飾を基板
の上に行うことができる簡便な方法であり、微粒子の品
質が安定し、多様な基板形状に対応できる。
明は、基板にシランカップリング剤を付着させた後、該
基板をマトリクス材中に金属微粒子を分散させた高分子
複合物の融解もしくは溶液中に浸漬することで金属微粒
子を包囲したマトリクス材を介して基板に固定する金属
微粒子修飾基板の製造方法にあり、この方法は予め作製
しておいたマトリクス材中に金属微粒子を分散させた高
分子複合物の融解もしくは溶液中で微粒子の修飾を基板
の上に行うことができる簡便な方法であり、微粒子の品
質が安定し、多様な基板形状に対応できる。
【０００８】上記高分子複合物は固体での貯蔵が可能な
ため、常に安定したコロイド溶液が得られ、基板に付着
した分だけ複合体を加えて濃度調節が可能になり、安定
した量の金属微粒子を基板に修飾することができる。ま
た、金属微粒子はマトリクス材に被覆されているので、
直接金属微粒子同士が接することはない。
ため、常に安定したコロイド溶液が得られ、基板に付着
した分だけ複合体を加えて濃度調節が可能になり、安定
した量の金属微粒子を基板に修飾することができる。ま
た、金属微粒子はマトリクス材に被覆されているので、
直接金属微粒子同士が接することはない。
【０００９】金属微粒子のコロイド同士は同じ電荷を持
っているので、静電気的に反発して凝集しにくく、これ
がコロイド液を安定に存在させる原因の一つになってい
る。そのことから、金属微粒子が付着した部分への付着
は、未付着部分に比べて起こりにくくなり、金属微粒子
の単層化が維持される。
っているので、静電気的に反発して凝集しにくく、これ
がコロイド液を安定に存在させる原因の一つになってい
る。そのことから、金属微粒子が付着した部分への付着
は、未付着部分に比べて起こりにくくなり、金属微粒子
の単層化が維持される。
【００１０】本願請求項２の発明は、基板を高分子複合
物の融解もしくは溶液中に浸漬した後、洗浄する金属微
粒子修飾基板の製造方法にあり、洗浄しても金属微粒子
がマトリクス材を介して基板に固定している。
物の融解もしくは溶液中に浸漬した後、洗浄する金属微
粒子修飾基板の製造方法にあり、洗浄しても金属微粒子
がマトリクス材を介して基板に固定している。
【００１１】本願請求項３の発明は、 マトリクス材が
高分子材料を熱分解して気化させた後、この気化物を冷
却することにより作製した金属微粒子修飾基板の製造方
法にある。
高分子材料を熱分解して気化させた後、この気化物を冷
却することにより作製した金属微粒子修飾基板の製造方
法にある。
【００１２】本願請求項４の発明は、マトリクス材が分
子の末端あるいは側鎖にシアノ基、アミノ基、そしてチ
オール基から選ばれた少なくとも１種の官能基を有する
高分子あるいはオリゴマーである金属微粒子修飾基板の
製造方法にある。マトリクス材中に上記官能基が存在し
ていることにより、これがシランカップリング剤と反応
することで化学結合を起こし、基板−シランカップリン
グ剤−マトリクス材−金属微粒子との結合を強くしてい
る。
子の末端あるいは側鎖にシアノ基、アミノ基、そしてチ
オール基から選ばれた少なくとも１種の官能基を有する
高分子あるいはオリゴマーである金属微粒子修飾基板の
製造方法にある。マトリクス材中に上記官能基が存在し
ていることにより、これがシランカップリング剤と反応
することで化学結合を起こし、基板−シランカップリン
グ剤−マトリクス材−金属微粒子との結合を強くしてい
る。
【００１３】本願請求項５の発明は、マトリクス材が分
子量を４００〜７０００の範囲に制限するように重合し
た合成ポリアミドであり、Ｈ2 Ｎ−（ＣＨ2 ）n ＣＯＯ
Ｈ（ｎは１〜３６）の分子式で示されるアミノ酸モノマ
ーと、Ｒ−（ＣＨ2 ）m −ＮＨ2 （ｍは１〜３６、Ｒは
ＣＨ3 −、シアノ基、アミノ基、そしてチオール基から
選ばれる基）で示される分子末端にアミノ基を有するア
ミンあるいはポリアミン、また該アミンあるいはポリア
ミンの側鎖にシアノ基、アミノ基、そしてチオール基か
ら選ばれる官能基を少なくとも１つ以上有するアミンあ
るいはポリアミンから選ばれた少なくとも１種の重合抑
制剤とを触媒の存在下に重合したものである。
子量を４００〜７０００の範囲に制限するように重合し
た合成ポリアミドであり、Ｈ2 Ｎ−（ＣＨ2 ）n ＣＯＯ
Ｈ（ｎは１〜３６）の分子式で示されるアミノ酸モノマ
ーと、Ｒ−（ＣＨ2 ）m −ＮＨ2 （ｍは１〜３６、Ｒは
ＣＨ3 −、シアノ基、アミノ基、そしてチオール基から
選ばれる基）で示される分子末端にアミノ基を有するア
ミンあるいはポリアミン、また該アミンあるいはポリア
ミンの側鎖にシアノ基、アミノ基、そしてチオール基か
ら選ばれる官能基を少なくとも１つ以上有するアミンあ
るいはポリアミンから選ばれた少なくとも１種の重合抑
制剤とを触媒の存在下に重合したものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】図１は基板にシランカップリング
剤を付着させた状態を示すモデル図である。まず、シラ
ンカップリング剤をトルエン、メタノール、エタノール
等の有機溶媒に溶かした溶液を用意する。スライドガラ
ス、合成石英ガラス、ＩＴＯガラス、酸化アルミニウ
ム、酸化チタン等の無機酸化物からなる基板１１を洗浄
した後、これをシランカップリング剤の溶液に浸し、密
閉した状態において室温で１２〜４８時間静置し、静置
後、取り出して乾燥し、オーブン中、空気雰囲気下に６
０〜１５０°Ｃで加熱することにより基板１１上にラン
カップリング剤１２を化学的に強く固定する。無論、加
熱しなくてもよい。
剤を付着させた状態を示すモデル図である。まず、シラ
ンカップリング剤をトルエン、メタノール、エタノール
等の有機溶媒に溶かした溶液を用意する。スライドガラ
ス、合成石英ガラス、ＩＴＯガラス、酸化アルミニウ
ム、酸化チタン等の無機酸化物からなる基板１１を洗浄
した後、これをシランカップリング剤の溶液に浸し、密
閉した状態において室温で１２〜４８時間静置し、静置
後、取り出して乾燥し、オーブン中、空気雰囲気下に６
０〜１５０°Ｃで加熱することにより基板１１上にラン
カップリング剤１２を化学的に強く固定する。無論、加
熱しなくてもよい。
【００１５】続いて、マトリクス材中に金属微粒子１３
を分散させた高分子複合物の融解もしくはトルエン、ア
セトン、メタノール、エタノール、ジクロロメタン、ト
リクロロプロパン、メタクレゾール等から選ばれた有機
溶媒に溶かした溶液、あるいはマトリクス材の骨格がポ
リエチレンオキサイドの場合には水に溶かした水溶液と
することも可能であり、この中に上記のシランカップリ
ング剤１２を固定した基板１１を室温で１２〜４８時間
静置して、図２に示すように金属微粒子１３を包囲した
マトリクス材１４を介して基板１１に固定する。
を分散させた高分子複合物の融解もしくはトルエン、ア
セトン、メタノール、エタノール、ジクロロメタン、ト
リクロロプロパン、メタクレゾール等から選ばれた有機
溶媒に溶かした溶液、あるいはマトリクス材の骨格がポ
リエチレンオキサイドの場合には水に溶かした水溶液と
することも可能であり、この中に上記のシランカップリ
ング剤１２を固定した基板１１を室温で１２〜４８時間
静置して、図２に示すように金属微粒子１３を包囲した
マトリクス材１４を介して基板１１に固定する。
【００１６】上記溶液から引き上げた基板１１をトルエ
ン、アセトン、メタノール、エタノール、ジクロロメタ
ン、トルクロロプロパン、メタクレゾール等の浸漬した
ときの有機溶媒、あるいはマトリクス材の骨格がポリエ
チレンオキサイドの場合には水による洗浄も可能であ
り、２０〜５０°Ｃの温度で乾燥して金属微粒子修飾基
板１０を作製する。
ン、アセトン、メタノール、エタノール、ジクロロメタ
ン、トルクロロプロパン、メタクレゾール等の浸漬した
ときの有機溶媒、あるいはマトリクス材の骨格がポリエ
チレンオキサイドの場合には水による洗浄も可能であ
り、２０〜５０°Ｃの温度で乾燥して金属微粒子修飾基
板１０を作製する。
【００１７】シランカップリング剤としては、３−アミ
ノプロピルトリエトキシシラン、３−アミノプロピルト
リメトキシシラン、ビニル−トリス（β−メトキシエト
キシ）シラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシ
シラン、Ｎ−β−（アミノエチル）γ−アミノプロピル
トリメトキシシラン等があるが、このなかでもアミノ基
を有するものが最も好ましい。有機溶媒への添加量は
０．５〜３０重量％であり、好ましくは１〜１０重量％
である。
ノプロピルトリエトキシシラン、３−アミノプロピルト
リメトキシシラン、ビニル−トリス（β−メトキシエト
キシ）シラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシ
シラン、Ｎ−β−（アミノエチル）γ−アミノプロピル
トリメトキシシラン等があるが、このなかでもアミノ基
を有するものが最も好ましい。有機溶媒への添加量は
０．５〜３０重量％であり、好ましくは１〜１０重量％
である。
【００１８】マトリクス材の材料としては、減圧下にあ
る閉鎖した容器内にナイロン１１、ナイロン６、ナイロ
ン６６、ナイロン６．１０、ポリエチレンテレフタレー
ト、ポリスチレン等からなる高分子材料を加熱して熱分
解し、いったん気化した後、この気化物を冷却して得ら
れた液状の再生高分子が使用される。
る閉鎖した容器内にナイロン１１、ナイロン６、ナイロ
ン６６、ナイロン６．１０、ポリエチレンテレフタレー
ト、ポリスチレン等からなる高分子材料を加熱して熱分
解し、いったん気化した後、この気化物を冷却して得ら
れた液状の再生高分子が使用される。
【００１９】また、他のマトリクス材としては、分子の
末端あるいは側鎖にシアノ基、アミノ基、そしてチオー
ル基から選ばれた少なくとも１種の官能基を有する高分
子あるいはオリゴマーも使用できる。具体的には、上記
高分子あるいはオリゴマーは、分子の末端あるいは側鎖
にシアノ基（−ＣＮ）、アミノ基（−ＮＨ2 ）、そして
チオール基（−ＳＨ）から選ばれた少なくとも１種の官
能基を有するもので、その骨格にはポリエチレンオキサ
イド、ポリエチレングリコール、ポリビニルアルコー
ル、ナイロン１１、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロ
ン６．１０、ポリエチレンテレフタレート、ポリスチレ
ン等からなり、その融点あるいは軟化点は４０〜１００
°Ｃである。オリゴマーの平均分子量も特に制限はない
が、５００〜３０００程度である。上記官能基は特に微
粒子の表面の金属原子と共有結合や配位結合を形成しや
すく、粒成長を抑制し、微粒子の分散性を高めることに
なる。
末端あるいは側鎖にシアノ基、アミノ基、そしてチオー
ル基から選ばれた少なくとも１種の官能基を有する高分
子あるいはオリゴマーも使用できる。具体的には、上記
高分子あるいはオリゴマーは、分子の末端あるいは側鎖
にシアノ基（−ＣＮ）、アミノ基（−ＮＨ2 ）、そして
チオール基（−ＳＨ）から選ばれた少なくとも１種の官
能基を有するもので、その骨格にはポリエチレンオキサ
イド、ポリエチレングリコール、ポリビニルアルコー
ル、ナイロン１１、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロ
ン６．１０、ポリエチレンテレフタレート、ポリスチレ
ン等からなり、その融点あるいは軟化点は４０〜１００
°Ｃである。オリゴマーの平均分子量も特に制限はない
が、５００〜３０００程度である。上記官能基は特に微
粒子の表面の金属原子と共有結合や配位結合を形成しや
すく、粒成長を抑制し、微粒子の分散性を高めることに
なる。
【００２０】また、上記以外のマトリクス材としては、
分子量を４００〜７０００の範囲に制限するように合成
ポリアミドを重合したものである。この場合、分子量が
４００未満になると、減圧中での金属そして／あるいは
金属酸化物の蒸着時に蒸発しやすくなり、また７０００
を越えると、微粒子の分散が起こりにくくなる。
分子量を４００〜７０００の範囲に制限するように合成
ポリアミドを重合したものである。この場合、分子量が
４００未満になると、減圧中での金属そして／あるいは
金属酸化物の蒸着時に蒸発しやすくなり、また７０００
を越えると、微粒子の分散が起こりにくくなる。
【００２１】具体的には、上記合成ポリアミドの作製方
法としては、Ｈ2 Ｎ−（ＣＨ2 ）nＣＯＯＨ（ｎは１〜
３６）の分子式で示されるアミノ酸モノマーと、分子末
端あるいは側鎖に少なくとも２つ以上のアミノ基を有す
るポリアミンからなる重合抑制剤と、触媒等をＮ−メチ
ルピロリドン、ジメチルアセトアミド等の溶剤を入れ、
これを攪拌しながら１００〜１５０°Ｃまで上昇させて
窒素ガスを流しながら重合させ、重合終了後、室温まで
冷却する。反応生成物を酢酸エチル、トルエン、ヘキサ
ン等に注いで、一昼夜放置して沈殿させた後、沈殿物を
濾過して集め、これを洗浄した後、４０〜７０°Ｃで乾
燥した。
法としては、Ｈ2 Ｎ−（ＣＨ2 ）nＣＯＯＨ（ｎは１〜
３６）の分子式で示されるアミノ酸モノマーと、分子末
端あるいは側鎖に少なくとも２つ以上のアミノ基を有す
るポリアミンからなる重合抑制剤と、触媒等をＮ−メチ
ルピロリドン、ジメチルアセトアミド等の溶剤を入れ、
これを攪拌しながら１００〜１５０°Ｃまで上昇させて
窒素ガスを流しながら重合させ、重合終了後、室温まで
冷却する。反応生成物を酢酸エチル、トルエン、ヘキサ
ン等に注いで、一昼夜放置して沈殿させた後、沈殿物を
濾過して集め、これを洗浄した後、４０〜７０°Ｃで乾
燥した。
【００２２】上記Ｈ2 Ｎ−（ＣＨ2 ）n ＣＯＯＨ（ｎは
１〜３６）の分子式で示されるアミノ酸モノマーとして
は、１１−アミノウンデカン酸、９−アミノノナン酸が
ある。
１〜３６）の分子式で示されるアミノ酸モノマーとして
は、１１−アミノウンデカン酸、９−アミノノナン酸が
ある。
【００２３】上記重合抑制剤としては、Ｒ−（ＣＨ2 ）
m −ＮＨ2 （ｍは１〜３６、ＲはＣＨ3 −、シアノ基、
アミノ基、そしてチオール基から選ばれる基）で示され
る分子末端にアミノ基を有するアミンあるいはポリアミ
ン、また該アミンあるいはポリアミンの側鎖にシアノ
基、アミノ基、そしてチオール基から選ばれる官能基を
少なくとも１つ以上有するアミンあるいはポリアミンか
ら選ばれたものであり、具体的にはヘキサメチレンジア
ミン、ε−アミノカプロニトリル、エチレンジアミン等
が使用される。
m −ＮＨ2 （ｍは１〜３６、ＲはＣＨ3 −、シアノ基、
アミノ基、そしてチオール基から選ばれる基）で示され
る分子末端にアミノ基を有するアミンあるいはポリアミ
ン、また該アミンあるいはポリアミンの側鎖にシアノ
基、アミノ基、そしてチオール基から選ばれる官能基を
少なくとも１つ以上有するアミンあるいはポリアミンか
ら選ばれたものであり、具体的にはヘキサメチレンジア
ミン、ε−アミノカプロニトリル、エチレンジアミン等
が使用される。
【００２４】また、触媒としては、キノリン、トリフェ
ニルホスファイト等が使用される。
ニルホスファイト等が使用される。
【００２５】ここで使用するマトリクス材中に金属微粒
子を分散させた高分子複合物は、例えば図３に示すよう
に真空装置２内に液状のマトリクス材５を入れた容器６
をヒータのような加熱装置４の上に設置し、加熱装置４
を７０〜２００°Ｃで加熱し、マトリクス材５を融解し
て常時一定の粘度に保持する。そして、真空ポンプを作
動させて、真空装置２内を５×１０-5ｔｏｒｒ以下に減
圧にした後、蒸発源である金、銀、白金、銅、鉄、ニッ
ケル、コバルト、スズ、亜鉛、セリウム、イットリウム
等から選ばれた少なくとも１種の金属材料８を抵抗加熱
もしくは電子ビーム加熱により蒸発させ、金属微粒子９
を上記マトリクス材５の融解物に捕捉させることによ
り、微粒子９をマトリクス材５中に分散させたものであ
る。マトリクス材５は加熱されているため、常時対流し
ており、微粒子９は多くの量が均一に分散する。
子を分散させた高分子複合物は、例えば図３に示すよう
に真空装置２内に液状のマトリクス材５を入れた容器６
をヒータのような加熱装置４の上に設置し、加熱装置４
を７０〜２００°Ｃで加熱し、マトリクス材５を融解し
て常時一定の粘度に保持する。そして、真空ポンプを作
動させて、真空装置２内を５×１０-5ｔｏｒｒ以下に減
圧にした後、蒸発源である金、銀、白金、銅、鉄、ニッ
ケル、コバルト、スズ、亜鉛、セリウム、イットリウム
等から選ばれた少なくとも１種の金属材料８を抵抗加熱
もしくは電子ビーム加熱により蒸発させ、金属微粒子９
を上記マトリクス材５の融解物に捕捉させることによ
り、微粒子９をマトリクス材５中に分散させたものであ
る。マトリクス材５は加熱されているため、常時対流し
ており、微粒子９は多くの量が均一に分散する。
【００２６】
【実施例】次に、本発明を具体的な実施例により更に詳
細に説明する。 実施例１ 市販のスライドガラスをアルカリ洗剤に浸し、超音波洗
浄器にて１０分間洗浄した。これをプラスチック容器に
入れた３−アミノプロピルトリエトキシシランの１％ト
ルエン溶液に浸し、密閉した状態において２４時間、２
５°Ｃで静置した。これによりスライドガラス上にシラ
ンカップリング剤を導入した。
細に説明する。 実施例１ 市販のスライドガラスをアルカリ洗剤に浸し、超音波洗
浄器にて１０分間洗浄した。これをプラスチック容器に
入れた３−アミノプロピルトリエトキシシランの１％ト
ルエン溶液に浸し、密閉した状態において２４時間、２
５°Ｃで静置した。これによりスライドガラス上にシラ
ンカップリング剤を導入した。
【００２７】このスライドガラスを分子末端にアミノ基
を持つ平均分子量２０００のポリエチレンオキサイドを
用いて作製した金微粒子−高分子複合材料２０ｍｇを２
０ｍｌのメタノールに溶かして調製した溶液に浸し所定
時間２５°Ｃで静置した。溶液から引き上げたスライド
ガラスをメタノールで洗浄し、乾燥した。これにより金
微粒子をスライドガラス上に導入した金属微粒子修飾基
板を得た。
を持つ平均分子量２０００のポリエチレンオキサイドを
用いて作製した金微粒子−高分子複合材料２０ｍｇを２
０ｍｌのメタノールに溶かして調製した溶液に浸し所定
時間２５°Ｃで静置した。溶液から引き上げたスライド
ガラスをメタノールで洗浄し、乾燥した。これにより金
微粒子をスライドガラス上に導入した金属微粒子修飾基
板を得た。
【００２８】金微粒子の導入の確認は可視吸収スペクト
ル測定により行った。この結果を図４に示す。図４では
金微粒子に特徴的な５４０ｎｍのプラズモン共鳴吸収に
よるピークが明確に認められた。このことより金微粒子
がスライドガラス基板上に導入できたことがわかる。ま
た、導入量は図４から明らかなように、４時間、２４時
間、７２時間の浸漬時間の経過とともに増大し、浸漬時
間により金微粒子導入量を容易にコントロールできるこ
とが判る。
ル測定により行った。この結果を図４に示す。図４では
金微粒子に特徴的な５４０ｎｍのプラズモン共鳴吸収に
よるピークが明確に認められた。このことより金微粒子
がスライドガラス基板上に導入できたことがわかる。ま
た、導入量は図４から明らかなように、４時間、２４時
間、７２時間の浸漬時間の経過とともに増大し、浸漬時
間により金微粒子導入量を容易にコントロールできるこ
とが判る。
【００２９】実施例２ 予め分子の末端をジアミノ化した平均分子量２０００
（ＧＰＣ測定による）のマトリクス材を真空装置内に入
れた容器を設置し、容器を赤外線ヒータにより８０〜１
００°Ｃに加熱し、マトリクス材を液状化して常時一定
の粘度に保持した。そして、３個のタングステンボード
内に金をそれぞれ設置し、真空ポンプを作動させて真空
装置内を５×１０-5ｔｏｒｒまで減圧にした後、電圧を
印加して金を加熱蒸発させて、金の微粒子を上記マトリ
クス材に捕捉させ、金微粒子−高分子複合材料を作製し
た。この金微粒子−高分子複合材料の２０ｍｇを２０ｍ
ｌのメタノールに溶かして調製した。
（ＧＰＣ測定による）のマトリクス材を真空装置内に入
れた容器を設置し、容器を赤外線ヒータにより８０〜１
００°Ｃに加熱し、マトリクス材を液状化して常時一定
の粘度に保持した。そして、３個のタングステンボード
内に金をそれぞれ設置し、真空ポンプを作動させて真空
装置内を５×１０-5ｔｏｒｒまで減圧にした後、電圧を
印加して金を加熱蒸発させて、金の微粒子を上記マトリ
クス材に捕捉させ、金微粒子−高分子複合材料を作製し
た。この金微粒子−高分子複合材料の２０ｍｇを２０ｍ
ｌのメタノールに溶かして調製した。
【００３０】実施例１で用いたシランカップリング剤を
導入したスライドガラスを実施例１と同様に金微粒子−
高分子複合材料溶液に浸し所定時間２５°Ｃで静置し
た。溶液から引き上げたスライドガラスをメタノールで
洗浄し、乾燥した。これにより金微粒子をスライドガラ
ス上に導入した 金微粒子の導入の確認は可視吸収スペクトル測定により
行った。この結果、金微粒子に特徴的な５４０ｎｍのプ
ラズモン共鳴吸収によるピークが明確に認められた。
導入したスライドガラスを実施例１と同様に金微粒子−
高分子複合材料溶液に浸し所定時間２５°Ｃで静置し
た。溶液から引き上げたスライドガラスをメタノールで
洗浄し、乾燥した。これにより金微粒子をスライドガラ
ス上に導入した 金微粒子の導入の確認は可視吸収スペクトル測定により
行った。この結果、金微粒子に特徴的な５４０ｎｍのプ
ラズモン共鳴吸収によるピークが明確に認められた。
【００３１】実施例３ １１−アミノウンデカン酸０．０５モルとヘキサメチレ
ンジアミンを変量して冷却器を備えたフラスコに入れ、
Ｎ−メチルピロリドンを６７ｍｌ加えた。これにキノリ
ン４３ｍｌ、トリフェニルホスファイト０．００５モル
を加えた。上記フラスコをオイルバスに浸し、マグネチ
ックスターラで攪拌しながら１１５〜１３０°Ｃに達し
たところで所定時間加熱し、その後室温まで冷却した。
反応中、フラスコ内には窒素ガスを流した。室温まで冷
却後、反応混合物を酢酸エチルに注いで沈殿物を濾過し
て集めた。酢酸エチル、１Ｎ水酸化ナトリウム水溶液お
よび蒸留水で洗浄した後、６０°Ｃで乾燥した。
ンジアミンを変量して冷却器を備えたフラスコに入れ、
Ｎ−メチルピロリドンを６７ｍｌ加えた。これにキノリ
ン４３ｍｌ、トリフェニルホスファイト０．００５モル
を加えた。上記フラスコをオイルバスに浸し、マグネチ
ックスターラで攪拌しながら１１５〜１３０°Ｃに達し
たところで所定時間加熱し、その後室温まで冷却した。
反応中、フラスコ内には窒素ガスを流した。室温まで冷
却後、反応混合物を酢酸エチルに注いで沈殿物を濾過し
て集めた。酢酸エチル、１Ｎ水酸化ナトリウム水溶液お
よび蒸留水で洗浄した後、６０°Ｃで乾燥した。
【００３２】このポリアミドを入れた容器を真空装置内
に設置し、容器を赤外線ヒータにより８０〜１００°Ｃ
に加熱し、マトリクス材を液状化して常時一定の粘度に
保持した。そして、３個のタングステンボード内に金を
それぞれ設置し、真空ポンプを作動させて真空装置内を
５×１０-5ｔｏｒｒまで減圧にした後、電圧を印加して
金を加熱蒸発させて、金の微粒子を上記マトリクス材に
捕捉し、金微粒子−高分子複合材料２０ｍｇを２０ｍｌ
のメタクレゾールに溶かして調製した。
に設置し、容器を赤外線ヒータにより８０〜１００°Ｃ
に加熱し、マトリクス材を液状化して常時一定の粘度に
保持した。そして、３個のタングステンボード内に金を
それぞれ設置し、真空ポンプを作動させて真空装置内を
５×１０-5ｔｏｒｒまで減圧にした後、電圧を印加して
金を加熱蒸発させて、金の微粒子を上記マトリクス材に
捕捉し、金微粒子−高分子複合材料２０ｍｇを２０ｍｌ
のメタクレゾールに溶かして調製した。
【００３３】実施例１で用いたシランカップリング剤を
導入したスライドガラスを実施例１と同様に高分子複合
材料溶液に浸し所定時間２５°Ｃで静置した。溶液から
引き上げたスライドガラスをメタクレゾールで洗浄し、
乾燥した。これにより金微粒子をスライドガラス上に導
入した 金微粒子の導入の確認は可視吸収スペクトル測定により
行った。この結果、金微粒子に特徴的な５４０ｎｍのプ
ラズモン共鳴吸収によるピークが明確に認められた。
導入したスライドガラスを実施例１と同様に高分子複合
材料溶液に浸し所定時間２５°Ｃで静置した。溶液から
引き上げたスライドガラスをメタクレゾールで洗浄し、
乾燥した。これにより金微粒子をスライドガラス上に導
入した 金微粒子の導入の確認は可視吸収スペクトル測定により
行った。この結果、金微粒子に特徴的な５４０ｎｍのプ
ラズモン共鳴吸収によるピークが明確に認められた。
【００３４】比較例１ 市販のスライドガラスをアルカリ洗剤に浸し、超音波洗
浄器にて１０分間洗浄した。このスライドガラスを分子
末端にアミノ基を持つ平均分子量２０００のポリエチレ
ンオキサイドを用いて作製した金微粒子−高分子複合材
料を作製した。この金微粒子−高分子複合材料２０ｍｇ
を２０ｍｌのメタノールに溶かして調製したコロイド溶
液に浸し所定時間２５°Ｃで静置した。溶液から引き上
げたスライドガラスをメタノールで洗浄し、乾燥した。
しかし、図５に示す可視吸収スペクトルの測定からは、
金微粒子に特徴的な５４０ｎｍのプラズモン共鳴吸収に
よるピークは観察されなかった。このことよりシランカ
ップリング処理を行わなかった場合、金超微粒子は導入
できないことが示された。
浄器にて１０分間洗浄した。このスライドガラスを分子
末端にアミノ基を持つ平均分子量２０００のポリエチレ
ンオキサイドを用いて作製した金微粒子−高分子複合材
料を作製した。この金微粒子−高分子複合材料２０ｍｇ
を２０ｍｌのメタノールに溶かして調製したコロイド溶
液に浸し所定時間２５°Ｃで静置した。溶液から引き上
げたスライドガラスをメタノールで洗浄し、乾燥した。
しかし、図５に示す可視吸収スペクトルの測定からは、
金微粒子に特徴的な５４０ｎｍのプラズモン共鳴吸収に
よるピークは観察されなかった。このことよりシランカ
ップリング処理を行わなかった場合、金超微粒子は導入
できないことが示された。
【００３５】
【発明の効果】以上のように本願請求項記載の発明で
は、基板にシランカップリング剤を付着させた後、該基
板をマトリクス材中に金属微粒子を分散させた高分子複
合物の融解もしくは溶液中に浸漬することで金属微粒子
を包囲したマトリクス材を介して基板に固定する金属微
粒子修飾基板の製造方法にあり、この方法は予め作製し
ておいたマトリクス材中に金属微粒子を分散させた高分
子複合物の融解もしくは溶液中で微粒子の修飾を基板の
上に行うことができる簡便な方法であり、基板と強い結
合力で固定し、金属微粒子を凝集や融合させることな
く、かつ固定化された金属微粒子が量なり合わないよう
に単層化し、そして簡単にして金属微粒子をマトリクス
材を介して基板に固定することができ、金属微粒子の品
質が安定し、多様な基板形状に対応できる効果がある。
は、基板にシランカップリング剤を付着させた後、該基
板をマトリクス材中に金属微粒子を分散させた高分子複
合物の融解もしくは溶液中に浸漬することで金属微粒子
を包囲したマトリクス材を介して基板に固定する金属微
粒子修飾基板の製造方法にあり、この方法は予め作製し
ておいたマトリクス材中に金属微粒子を分散させた高分
子複合物の融解もしくは溶液中で微粒子の修飾を基板の
上に行うことができる簡便な方法であり、基板と強い結
合力で固定し、金属微粒子を凝集や融合させることな
く、かつ固定化された金属微粒子が量なり合わないよう
に単層化し、そして簡単にして金属微粒子をマトリクス
材を介して基板に固定することができ、金属微粒子の品
質が安定し、多様な基板形状に対応できる効果がある。
【図１】基板にシランカップリング剤を付着させた状態
を示すモデル図である。
を示すモデル図である。
【図２】金属微粒子を包囲したマトリクス材を介して基
板に固定したモデル図である。
板に固定したモデル図である。
【図３】本発明において使用する金属微粒子−高分子複
合物の製造装置の概略図である。
合物の製造装置の概略図である。
【図４】本発明に係る金微粒子をスライドガラス上に導
入した金属微粒子修飾基板の可視吸収スペクトルの測定
結果である。
入した金属微粒子修飾基板の可視吸収スペクトルの測定
結果である。
【図５】比較例１に係る基板の可視吸収スペクトルの測
定結果である。
定結果である。
１０ 金属微粒子修飾基板 １１ 基板 １２ シランカップリング剤 １３ 金属微粒子 １４ マトリクス材
Claims (5)
- 【請求項１】 基板にシランカップリング剤を付着させ
た後、該基板をマトリクス材中に金属微粒子を分散させ
た高分子複合物の融解もしくは溶液中に浸漬することで
金属微粒子を包囲したマトリクス材を介して基板に固定
することを特徴とする金属微粒子修飾基板の製造方法。 - 【請求項２】 基板を高分子複合物の融解もしくは溶液
中に浸漬した後、洗浄する請求項１記載の金属微粒子修
飾基板の製造方法。 - 【請求項３】 マトリクス材が高分子材料を熱分解して
気化させた後、この気化物を冷却することにより作製し
た再生高分子である請求項１または２記載の金属微粒子
修飾基板の製造方法。 - 【請求項４】 マトリクス材が分子の末端あるいは側鎖
にシアノ基、アミノ基、そしてチオール基から選ばれた
少なくとも１種の官能基を有する高分子あるいはオリゴ
マーである請求項１または２記載の金属微粒子修飾基板
の製造方法。 - 【請求項５】 マトリクス材が分子量を４００〜７００
０の範囲に制限するように重合した合成ポリアミドであ
り、Ｈ2 Ｎ−（ＣＨ2 ）n ＣＯＯＨ（ｎは１〜３６）の
分子式で示されるアミノ酸モノマーと、Ｒ−（ＣＨ2 ）
m −ＮＨ2 （ｍは１〜３６、ＲはＣＨ3 −、シアノ基、
アミノ基、そしてチオール基から選ばれる基）で示され
る分子末端にアミノ基を有するアミンあるいはポリアミ
ン、また該アミンあるいはポリアミンの側鎖にシアノ
基、アミノ基、そしてチオール基から選ばれる官能基を
少なくとも１つ以上有するアミンあるいはポリアミンか
ら選ばれた少なくとも１種の重合抑制剤とを触媒の存在
下に重合したものである請求項１または２記載の金属微
粒子修飾基板の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16112498A JP3276922B2 (ja) | 1998-06-09 | 1998-06-09 | 金属微粒子修飾基板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16112498A JP3276922B2 (ja) | 1998-06-09 | 1998-06-09 | 金属微粒子修飾基板の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11350153A true JPH11350153A (ja) | 1999-12-21 |
| JP3276922B2 JP3276922B2 (ja) | 2002-04-22 |
Family
ID=15729068
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16112498A Expired - Fee Related JP3276922B2 (ja) | 1998-06-09 | 1998-06-09 | 金属微粒子修飾基板の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3276922B2 (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7220482B2 (en) | 2001-01-24 | 2007-05-22 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Aligned fine particles, method for producing the same and device using the same |
| JP2007220884A (ja) * | 2006-02-16 | 2007-08-30 | Kagawa Univ | 電極とその製造方法およびそれを用いたリード配線とその接続方法およびそれらを用いた電子部品と電子機器 |
| WO2008068873A1 (en) * | 2006-12-08 | 2008-06-12 | Kazufumi Ogawa | Monolayer nanoparticle film, multilayer nanoparticle film, and manufacturing method thereof |
| WO2008111533A1 (ja) * | 2007-03-09 | 2008-09-18 | Kazufumi Ogawa | パターン状の絶縁性微粒子膜およびそれを用いた電子部品、マイクロマシン、光学部品ならびにパターン状の絶縁性微粒子膜の製造方法 |
| WO2008111537A1 (ja) * | 2007-03-09 | 2008-09-18 | Kazufumi Ogawa | 保護膜およびその製造方法 |
| WO2008111536A1 (ja) * | 2007-03-09 | 2008-09-18 | Kazufumi Ogawa | パターン状の微粒子膜およびパターン状の微粒子膜の製造方法 |
| WO2008111529A1 (ja) * | 2007-03-09 | 2008-09-18 | Kazufumi Ogawa | 微粒子膜およびその製造方法 |
| WO2008120695A1 (ja) * | 2007-03-30 | 2008-10-09 | Kazufumi Ogawa | 撥水撥油防汚性反射板およびその製造方法ならびにそれを用いたトンネル、道路標識、表示板、乗り物および建物 |
| CN103732797A (zh) * | 2011-09-27 | 2014-04-16 | 株式会社日立制作所 | 有机无机复合物及其制造方法 |
-
1998
- 1998-06-09 JP JP16112498A patent/JP3276922B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7220482B2 (en) | 2001-01-24 | 2007-05-22 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Aligned fine particles, method for producing the same and device using the same |
| JP2007220884A (ja) * | 2006-02-16 | 2007-08-30 | Kagawa Univ | 電極とその製造方法およびそれを用いたリード配線とその接続方法およびそれらを用いた電子部品と電子機器 |
| WO2008068873A1 (en) * | 2006-12-08 | 2008-06-12 | Kazufumi Ogawa | Monolayer nanoparticle film, multilayer nanoparticle film, and manufacturing method thereof |
| WO2008111529A1 (ja) * | 2007-03-09 | 2008-09-18 | Kazufumi Ogawa | 微粒子膜およびその製造方法 |
| WO2008111537A1 (ja) * | 2007-03-09 | 2008-09-18 | Kazufumi Ogawa | 保護膜およびその製造方法 |
| WO2008111536A1 (ja) * | 2007-03-09 | 2008-09-18 | Kazufumi Ogawa | パターン状の微粒子膜およびパターン状の微粒子膜の製造方法 |
| WO2008111533A1 (ja) * | 2007-03-09 | 2008-09-18 | Kazufumi Ogawa | パターン状の絶縁性微粒子膜およびそれを用いた電子部品、マイクロマシン、光学部品ならびにパターン状の絶縁性微粒子膜の製造方法 |
| JP2008226990A (ja) * | 2007-03-09 | 2008-09-25 | Kagawa Univ | パターン状の絶縁性微粒子膜およびそれを用いた電子部品、マイクロマシン、光学部品ならびにパターン状の絶縁性微粒子膜の製造方法 |
| JP2008222788A (ja) * | 2007-03-09 | 2008-09-25 | Kagawa Univ | パターン状の微粒子膜およびパターン状の微粒子膜の製造方法 |
| US8568862B2 (en) | 2007-03-09 | 2013-10-29 | Empire Technology Development Llc | Patterned fine particle film structures |
| US9200012B2 (en) | 2007-03-09 | 2015-12-01 | Empire Technology Development Llc | Patterned fine particle film structures |
| WO2008120695A1 (ja) * | 2007-03-30 | 2008-10-09 | Kazufumi Ogawa | 撥水撥油防汚性反射板およびその製造方法ならびにそれを用いたトンネル、道路標識、表示板、乗り物および建物 |
| CN103732797A (zh) * | 2011-09-27 | 2014-04-16 | 株式会社日立制作所 | 有机无机复合物及其制造方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3276922B2 (ja) | 2002-04-22 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |