天田財団_助成研究成果報告書2023_2
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■ 3.作製した■■■ 系ナノ材料の特性と応用例■■製造したナノ材料は、光触媒、ガスセンシング、さらにはフォトニックアプリケーションなど、さまざまな用途で特性評価とテストを行った。以下では、得られた結果を簡単にレビューする。■■■■■■光触媒■■■本研究では、レーザーで製造した装飾のない■■■ ナノ材料と■■■■■■ ナノ材料の両方を光触媒としてテストした。図■は、水中でのミリ秒レーザーアブレーションによって製造した材料(図 参照)が、■■ランプ照射下でメチレンブルーを破壊する様子を示している。はっきりとわかるように、 時間後には、メチレンブルーはこのナノ材料によって効率的に分解された。■液相でナノ材料を用いて光触媒を行うことは、その活性を調べる上で非常に一般的な方法だが、気相で有機物を分解することは一般的ではない。■図■■は、水中でのレーザー照射により製造した■■■■■■ ナノ材料(図■と同様)が、紫外線照射により空気中のイソプロパノールを分解する様子を示している。金で装飾された■■■ ナノ材料は、参照触媒として使用された同じ供給されたままの前駆体■■■ 粉末よりもはるかに効率的にイソプロパノールを分解することがわかる。■この研究は現在も進行中であり、より詳細な分析を行い、すべての結果を確定した上で、後日、結果を発表する予定である。■■■ ■■室温でのガスセンシング■■半導体金属酸化物は、多くの化学抵抗性ガスセンサーの基礎となることがよく知られている■■■■。しかし、これまでのところ、ほとんどの化学抵抗式センサーは高温(通常■■■~300℃)で動作している。本研究では、これまで実現が難しいとされてきた室温でガスを検知できる■■■ ベースのナノ材料の作製を目指した。以下に、液中でレーザー加工して作製した 種類のナノ材料が、室温でガスセンシングを実証したことを紹介する■■■■■■。■まず、レーザー照射した和光ケミカルズの■■■ ナノ材料(非装飾と■■装飾の両方、図■および図■参照)をテストした。このようなレーザー処理されたナノ材料を用いたガスセンサーは、室温で異なるガスを感知することができることがわかった。図■■は、金による装飾度の関数として、室温でのガス選択性を示している。サンプル■は、レーザーを照射しただけの非装飾の■■■ ナノマテリアルである。また、サンプル■と■は、異なる量の■■ナノ材料で装飾された同様のナノ材料である■■■。■図■■から、照射した非装飾材料はアンモニアに、異なる量の金で装飾した試料はアセトアルデヒドやベンゼンに感度があることが分かる。これらの結果は、異なる濃度の貴金属で半導体材料を表面装飾することにより、異なるガスに選択性を持つ新しいガスセンサーを開発する道を切り拓く可能性を秘めている■■■。■図■■■水中でミリ秒レーザーにより作製した■■■ 材料により破壊されたメチレンブルーの吸光度スペクトル。約 時間でほぼ全てのメチレンブルーが分解されたことがわかる。■図■■■■水中でミリ秒レーザーを用いて作製した異なるレーザー処理■■■ 材料による気相中のイソプロパノールの分解。■■の■■を含む■■■■■■ が最も高い効率を示すことがわかる。■図■■■■レーザー照射した■種類の■■■ 材料の異なるガスに対する選択性。ff■)非装飾■■■ 、(■)■■を■■添加した■■■■■■ 、(■)■■を■■添加した■■■■■■ 。■− 285 −

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