贵金属纳米粒子

贵金属纳米粒子

银纳米粒子(15纳米)的 TEM 图像

显示与块状金属和分子不同性质的贵金属纳米粒子

我们正在设计合成具有以往材料所没有的新功能的贵金属纳米粒子,并开发能够为解决社会课题做出贡献的新材料。

高分子保护纳米粒子

纳米粒子的尺寸通常定义为1至100nm,具有与块状金属和分子不同的特殊性质,是一种有望应用于包括催化剂在内的各种用途的材料。通过在纳米粒子表面覆盖一种称为保护剂的高分子,可以使其稳定地分散在溶媒中。

贵金属纳米粒子

本公司提供样品的常见纳米粒子溶液

產品名稱
 貴金屬 
粒徑 (nm)
保護劑
分散型
貴金屬濃度
(wt.%)
 溶媒 
 Au PVP Au 5~10 PVP※1 4
 Pt PVP Pt 2
 Pd PVP large Pd 5~20
 Pd PVP fine 4
 Pt PAA Pt 2 PAA※2 2
 Pt PEI Pt 3~5 PEI※3 ~0.5
  • ※1:PVP;聚維酮
  • ※2:PAA;聚丙烯酸
  • ※3:PEI;聚乙烯亞胺
  • 其他部分依洽談內容試作。
  • ※量產規模請另行洽談。

TEM照片

  • 贵金属纳米粒子:Pt PVP TEM 图像
    Pt PVP
  • 贵金属纳米粒子:Pd PVP TEM 图像
    Pd PVP

金纳米壳粒子

金纳米壳粒子(220nm)的STEM照片①

厚度达10nm的金纳米壳

一种将二氧化硅纳米粒子的表面进行Au镀层的粒子(金纳米壳粒子)。金纳米壳粒子的整体尺寸可以控制在80nm~250nm的范围内,可使其具有较为广泛的光学特性。

特长

  • 因为壳厚非常薄,不到10nm,所以能有效地吸收入射光的能量,而且由于粒子整体的比重变轻,也有助于分散稳定性。
  • 可稳定分散在水和有机溶剂中。
  • 受保护剂保护的粒子的Au浓度可以调制到20wt%左右。
  • 金纳米壳粒子(220nm)的STEM照片
    金纳米壳粒子(220nm)的STEM照片②

    白色对比度为金

  • 金纳米壳粒子分散液
    金纳米壳粒子分散液:左:100nm,右:220nm

    左:100nm,右:220nm

本技术可望用于对可见光到近红外光范围内的光做出反应的光学材料,如胶体结晶、表面增强拉曼散射和光热转换材料等,以及用于要求高画质的液晶的光学显示器、光学传感、等离子体纳米天线和用于癌症检测等的生物传感器等光学设备。

各向异性金属粒子

每边约50nm的金纳米立方体SEM图像
每边约50nm的金纳米立方体

可精确控制的金纳米立方体

立方体每边的大小可精确控制在20-100nm左右。边缘形状也可以从锋利到圆润进行调整。与各向同性球体不同,根据入射光的方向和角度,局域表面等离子体共振引起的增强电场也会产生各向异性。

金纳米立方体的电场增强模拟图

金纳米立方体的电场增强模拟图

如果进行50nm金纳米立方体的电场增强模拟,可以知道当x轴方向偏振光入射时,具有入射光的数百倍强度的光(电场)集中在边缘端点。

特长

  • 以立方体为代表,其他拉杆和棱镜形状也可以合成。
  • 通过控制形状和大小,可以控制从可见光到红外光的局部表面等离子体共振的峰值波长。
  • 可以各向异性粒子为核,将其他金属添加到表面。

本技术可望用作反应可见光到红外光区域的光的光学材料,如光电转换、光热转换、光催化剂等,以及用于与生物分子结合的生物成像等。

量子点

量子点SEM图像

可以利用各种光的量子点

一种被称为量子点的半导体纳米粒子。通过适当混合多种金属类和硫族元素,可以制备粒径分布均匀的多元半导体纳米晶。

特长

  • 通过控制芯的组成和粒径,可以调整带隙宽度(吸收波长)。
  • 可以利用可见~近红外(Near-InfraRed,NIR)~短波红外(Short Wavelength InfraRed,SWIR)区域的较广泛波长的光。
  • 通过粒子的核壳化和特定原子的掺杂,可以获得高性能的量子点。
  • 不含铅等环境负荷物质。
  • 由于可以制作稳定分散在有机溶剂中的油墨,所以可以用旋涂等简便的方法进行成膜。
  • 量子点粒径控制示例
    • 量子点粒径控制示例①
    • 量子点粒径控制示例②
  • 利用旋涂成膜的粒子的截面图像
    利用旋涂成膜的粒子的截面图像

本技术有望应用于使用光的各种领域。特别是有望用于例如太阳能电池和光传感器这样的光电转换材料,以及例如激光和成像等的发光材料。

金属团簇

Ag12团簇分子模型
Ag12团簇分子模型

通过链接分子连接的贵金属团簇

由几个到几十个金属原子结合而成的金属团簇是粒径在4nm以下的细微粒子,作为功能性纳米材料的构成单位而备受关注。一般来说,粒径越小越不稳定,因此本公司正在开发由被称为链接分子的有机分子连接的材料。

特长

  • 通过链接分子的聚集实现了高结构稳定性。
  • 通过将团簇之间的距离保持一定,可望实现均质的物性发现。
  • 团簇具有二维排列的特异性片状结构,表现出较高的结晶性。

Ag12团簇聚集体的SEM图像和分子模型

  • Ag12团簇聚集体的SEM图像
  • Ag12团簇聚集体的分子模型

相关文献:

DAS, Saikat, et al. Silver cluster-assembled materials for label-free DNA detection. 
Chemical Communications, 2023, 59.27: 4000-4003.

本技术可望应用于化学传感器、催化剂和电子器件材料。