金属ナノ・マイクロ粒子の形状・構造制御技術
技術者・研究者向けの専門書籍紹介
発刊日 2009年4月 ISBN978-4-7813-0116-7 Cコード:C3043
体 裁 B5判・307頁
刊行のねらい
金属ナノ粒子の研究は，Faradayの金ゾルからはじまり，また，日本では，ERATO･超微粒子プロジェクトによって花開いたといえる。その歴史は非常に古い。そして，最近になって，非常に安定な金属ナノ粒子が湿式法によって常温で容易に製造可能であることが示されてから，世界中で様々な研究者が参入してきた。触媒，蛍光材料，磁性材料，電子材料，バイオ応用など広い応用が検討されてきている。その一方で，これだけ投資され，研究が進化し，産業界でも非常に注目されていながら，なかなかモノにならないという点も否めない。もちろん，新しい物質であるから，実際の商品になるには，耐久性など多くの試験を行う必要があることや，既存技術の進歩も激しいため，実用化にはなかなか到達しない。しかし，私は，それも遠くない先にブレイクスルーが来るだろうと予想している。そのブレイクスルーの鍵は三つあると考えているが，その一つは本書で取り上げる形状制御である。残りの二つは，量産性（コスト）と粒子および分散状態の安定性であろう。
このような背景のなかで，今回形状制御を前面に取り上げた。これらの三つのブレイクスルーの鍵のなかでも，ベーシックであり，まだまだ新しい可能性を含み，さらに多くの人の興味を引きうるだろうと考えたからである。実際，先生方の玉稿を拝見していると目からうろこの内容も沢山あった。読者のみなさんも同様に感じられるであろう。「小さい固体の形状をさらに制御する。」これは，化学者，材料科学者の一つの醍醐味である。また，コアの金属のみならず，表面・界面の制御，さらには表面・界面に存在する有機物が形状を大きく左右しうることも我々の興味をかきたてる。
本書が多くの研究者，科学者にご参照されて，新しい切り口からのナノ粒子分野の発展，その実用化に寄与することができれば幸いである。
（「はじめに」より）
2009年4月
北海道大学 大学院工学研究科 教授 米澤 徹
書籍の内容
第１章 金属ナノ粒子の組成とサイズ制御（米澤徹）
１．はじめに
２．ナノ粒子の組成
３．ナノ粒子のサイズ制御
４．ナノ粒子の形状制御
５．おわりに
第２章 原子スケール・ナノスケール金属材料のプラズモン（長尾忠昭）
１．はじめに
２．プラズモンにおける次元性効果とその測定
３．金属ナノ薄膜のプラズモン
４．2次元原子シートの中のプラズモン
５．1次元原子鎖の中のプラズモン
６．ナノ構造の形状制御とプラズモン増強分光への応用
第３章 光電場増強（上野貢生，三澤弘明）
１．はじめに
２．表面プラズモン共鳴に基づく光電場増強
３．電子ビームリソグラフィによる金属ナノ構造体の作製
４．金ナノブロック構造の光学特性
５．金2光子励起発光計測による光電場増強の評価
６．光重合反応による光電場強度分布の可視化
７．おわりに
第４章 金，銀の調製法と物性
１．金ナノロッドの合成方法（溝口大剛）
1.1 金ナノロッドの特性
1.2 金ナノロッドの合成方法
1.2.1 合成方法の概要
1.2.2 CTABの機能
1.2.3 銀イオンの添加
1.2.4 粒子径の制御について
1.3 各種合成法について
1.3.1 電気化学的合成法
1.3.2 化学的合成法と光合成法
1.3.3 化学的合成法と光合成法を組み合わせた合成法
1.3.4 新規合成法の検討
1.4 金ナノロッドの表面処理
1.5 応用例
1.6 まとめ
２．金・銀ナノプレート（川崎英也）
2.1 はじめに
2.2 金・銀ナノプレートの調製
2.2.1 高分子
2.2.2 イオン液体
2.2.3 界面活性剤
2.2.4 生体物質・天然化合物
2.3 おわりに
３．らせん構造をもつ金ナノワイヤー（大島義文，高柳邦夫）
3.1 電子シェル効果と構造シェル効果
3.2 量子化コンダクタンス
3.3 金多層ヘリカルナノワイヤーの作製
3.4 金多層ヘリカルナノワイヤー
3.5 金単層ナノチューブ
3.6 金ヘリカルナノワイヤーの安定性
3.7 金ヘリカルナノワイヤーの伝導特性
3.8 おわりに
４．銀ナノワイヤー（西條純一）
4.1 はじめに
4.2 銀ナノワイヤーの生成法
4.2.1 ハードテンプレートを用いる手法
4.2.2 ソフトテンプレートを用いる手法
4.2.3 自己組織化を用いる手法（ポリオール法）
4.2.4 コアシェル型ナノワイヤーへの展開
4.3 銀ナノワイヤーの特性
4.3.1 電気伝導性
4.3.2 力学特性
4.3.3 触媒特性
4.3.4 導波管としての利用
５．銀ナノキューブ（是津信行）
5.1 はじめに
5.2 ポリオール還元法
5.3 エチレングリコールを用いたポリオール還元法
5.4 ポリビニルピロリドン（PVP）をキャッピング剤として用いたポリオール還元法
5.5 五角十面体Ag多重双晶
5.6 銀ナノ粒子の精密形状制御合成
5.7 Agナノキューブの合成にあたって
5.8 Cl-/O2を用いた五角十面体Ag多重双晶の選択的酸化エッチング法
5.9 Na2Sを触媒として用いた高速合成法
5.10 Agナノキューブの構造解析
5.11 Agナノキューブ分散水溶液の表面プラズモニック特性
5.12 単一Agナノキューブの表面プラズモニック特性
5.13 Agナノキューブの表面増強ラマン特性
5.14 単一Agナノキューブの表面増強ラマン特性の偏光依存性
5.15 おわりに
第５章 白金族の調製法と物性
１．白金ナノキューブ（三宅幹夫，宮林恵子）
1.1 はじめに
1.2 白金ナノ結晶の多面体構造
1.3 白金ナノキューブの選択的合成
1.4 星型形状を有する白金ナノ結晶の生成
1.5 高指数面を有する白金ナノ結晶の合成
1.6 形状制御した白金ナノ結晶の触媒への機能展開
1.7 まとめ
２．白金ナノワイヤー（宮林恵子，三宅幹夫）
2.1 はじめに
2.2 鋳型法
2.3 配向結晶成長法
2.4 配向付加法
2.5 まとめ
３．液晶鋳型法による白金ナノチューブ・ナノグルーブ・ナノホールの合成と特性（木島剛，酒井剛）
3.1 はじめに
3.2 非イオン両親媒性分子を鋳型とする無機ナノ構造体の合成
3.3 白金ナノチューブの合成
3.3.1 無機・金属ナノチューブの合成例
3.3.2 複合界面活性剤液晶を鋳型とする銀および白金ナノチューブの合成
3.4 ナノサイズの網状溝構造をもつ白金ナノグルーブの合成
3.5 ナノホール構造を有する白金ナノシートの合成
3.6 白金ナノ構造体担持カーボンの電気化学特性
3.6.1 酸素還元活性の電気化学的評価
3.6.2 膜電極接合体を用いた燃料電池特性の評価
3.7 おわりに
第６章 その他の金属，酸化物，合金の調製法と物性
１．固体表面ステップ構造をテンプレートとした金属ワイア形成（今西哲士）
1.1 はじめに
1.2 Si基板上におけるCuワイア形成
1.3 H-Si（111）面のstep構造制御
1.4 電析法を用いた金属ワイア形成
1.5 今後の展開
２．単分散酸化物粒子（佐々木隆史，中谷昌史，蟹江澄志，村松淳司）
2.1 はじめに
2.2 液相法酸化物粒子合成と基礎理論
2.3 ゲル-ゾル法単分散粒子合成
2.4 ゲル-ゾル法の展開
2.5 単分散酸化鉄粒子の系統的制御
2.6 おわりに
３．複合金属ナノ粒子の調製と応用展開（岩越あや子，石橋秀夫）
3.1 はじめに
3.2 複合金属ナノ粒子概要
3.3 複合金属ナノ粒子の応用展開
3.3.1 意匠用途への展開
3.3.2 電子材料分野での開発状況
3.4 おわりに
４．コア・シェル微粒子（辻正治）
4.1 はじめに
4.2 コア・シェルナノ微粒子の調製法
4.2.1 球形コア・シェル微粒子の調製法
4.2.2 コア・シェルナノ微結晶の調製法
4.3 コア・シェルナノ微粒子の応用
4.4 おわりに
５．異方性相分離無機ナノ粒子（寺西利治）
5.1 はじめに
5.2 異方性相分離金属硫化物ナノ粒子
5.2.1 異方性二相分離硫化CoPdナノ粒子
5.2.2 異方性三相分離硫化PdCoPdナノ粒子
5.3 異方性相分離Pd/γ-Fe2O3ナノ粒子の構造変態によるfct-FePd/α-Fe交換結合ナノコンポジット磁石の創製
5.4 おわりに
第７章 新しい製法
１．高分子と金属ナノ粒子の複合化による機能性材料の創製（松尾保孝，新倉謙一，居城邦治）
1.1 はじめに
1.2 高分子を場とした金属ナノ粒子の形成
1.2.1 高分子中での金属ナノ粒子生成
1.2.2 高分子を鋳型とした金属構造体の作製
1.3 高分子による金属ナノ粒子の配列制御
1.3.1 高分子中への金属ナノ粒子の分散
1.3.2 金属ナノ粒子の組織化
1.3.3 三次元光造形法を用いた複雑な金属ナノ構造体の作製
1.4 生体高分子を利用した金属構造体の作製
1.4.1 タンパク質を鋳型とした金属ナノ粒子の形成
1.4.2 ウイルスを鋳型とした金属ナノ粒子の生成と集積
1.4.3 DNAを鋳型としたナノ粒子の配列制御と金属ナノワイヤーの構築
1.5 金属-高分子複合材料のさらなる機能化を目指して
1.6 おわりに
２．振動電析反応による合金ナノ多層薄膜の自己組織化形成（中西周次）
2.1 はじめに
2.2 負性微分抵抗（Negative differential Resistance，NDR）
2.3 ケース1：CuSn合金ナノ多層薄膜の自己組織化形成
2.4 ケース2：NiP合金ナノ多層薄膜の自己組織化形成
2.5 その他の例
2.6 まとめ
３．1.5nmナノ粒子（中粼義晃）
3.1 はじめに
3.2 マイクロ化学プラント
3.3 粒子径制御
3.4 燃料電池用電極触媒用ナノ粒子
3.5 おわりに
４．ガス中蒸発法（林真至）
4.1 はじめに
4.2 ガス中蒸発法の実際
4.3 粒子成長のメカニズムと制御パラメーター
4.4 ガス中蒸発微粒子の実例
4.4.1 金属微粒子
4.4.2 半導体，誘電体微粒子
4.5 おわりに
第８章 応用展開
１．医療用ナノ材料としての金ナノロッド―バイオイメージングとフォトサーマル医療へ向けて（新留琢郎，山下秀治）
1.1 はじめに
1.2 バイオコンパチブル化
1.3 バイオセンシング技術
1.4 細胞イメージング技術とフォトサーマル細胞傷害
1.5 in vivoイメージング
1.6 in vivoにおけるフォトサーマル治療
1.7 近赤外光に応答する薬物放出
1.8 遺伝子デリバリー
1.9 おわりに
２．ナノ構造とナノ空間（並河英紀，村越敬）
2.1 はじめに
2.2 NSL基板上のナノ構造とナノ空間
2.2.1 作成法と光学特性
2.2.2 NSL基板における発光現象
2.2.3 NSL基板の分子フィルター効果
2.3 まとめと今後の展望
３．ナノ粒子・ナノ構造表面を利用したソフトレーザー脱離イオン化質量分析の展開（荒川隆一）
3.1 はじめに
3.2 ナノ構造表面を利用したSALDI
3.2.1 DIOS（desorption/ionization on silicon）
3.2.2 その他のナノ構造表面
3.3 ナノ粒子を利用したSALDI
3.3.1 金ナノ粒子
3.3.2 ZnOナノ粒子
3.3.3 白金ナノ粒子（ナノフラワー）
3.4 高分子／金ナノ粒子交互積層を利用したSALDI
3.5 おわりに
４．光材料（中村新男）
4.1 はじめに
4.2 表面プラズモンと線形光学応答
4.3 非線形光学応答
4.4 高密度金ナノ粒子複合材料の非線形光学応答
4.5 銀ナノプリズムの非線形光学応答
4.6 金ナノロッドの光学応答
５．ナノ微粒子のイオンセンシング機能（中島寛，古川一暁）
5.1 はじめに
5.2 機能性分子を表面修飾したナノ微粒子によるイオンセンシング
5.2.1 アルカリ金属イオンのセンシング
5.2.2 重金属イオンのセンシング
5.3 蛍光分子を表面修飾したナノ微粒子によるイオンセンシング
5.4 生体分子を表面修飾したナノ微粒子によるイオンセンシング
5.5 半導体ナノ微粒子によるイオンセンシング
5.6 シリカナノ微粒子によるイオンセンシング
5.7 おわりに
６．表面増強ラマン散乱（伊藤民武，北濱康孝，吉田健一，尾崎幸洋）
6.1 はじめに
6.2 表面増強ラマン散乱（SERS）現象の発見
6.3 SERSの特徴と機構
6.4 応用面から見たSERSの利点
6.5 単一分子分光
6.6 単一銀ナノ粒子におけるSPRバンドとSERSバンドの偏光依存性の研究
6.7 表面プラズモンバンドの共鳴Q値と表面増強ラマン散乱
6.8 SERRSの二段階増強理論
6.9 おわりに
７．原子力分野への金属ナノコロイド触媒の応用（鈴木泰博，熊澤光章）
7.1 はじめに
7.2 金属コロイド触媒
7.2.1 硝酸性窒素分解触媒研究の歴史
7.2.2 金属コロイド触媒の合成と特徴
7.3 処理方法の原理
7.4 試験実施例
7.5 おわりに
