【公開日：2025.07.07】【最終更新日：2025.07.06】

課題データ / Project Data

課題番号 / Project Issue Number

22KT1241

利用課題名 / Title

 超撥水性ナノ粒子集合体薄膜の三次元構造観察

利用した実施機関 / Support Institute

京都大学 / Kyoto Univ.

機関外・機関内の利用 / External or Internal Use

内部利用（ARIM事業参画者以外）/Internal Use (by non ARIM members)

技術領域 / Technology Area

【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）計測・分析/Advanced Characterization（副 / Sub）-

【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）次世代ナノスケールマテリアル/Next-generation nanoscale materials（副 / Sub）-

キーワード / Keywords

3D測定レーザー顕微鏡,ナノ粒子,超撥水

利用者と利用形態 / User and Support Type

利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)

猿山 雅亮

所属名 / Affiliation

京都大学　化学研究所

共同利用者氏名 / Names of Collaborators Excluding Supporters in the Hub and Spoke Institutes

ARIM実施機関支援担当者 / Names of Supporters in the Hub and Spoke Institutes

赤松孝義,高橋英樹協力者2

利用形態 / Support Type

（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）,技術補助/Technical Assistance

利用した主な設備 / Equipment Used in This Project

KT-306：3D測定レーザー顕微鏡

報告書データ / Report

概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)

Agナノ粒子上では、局在電場によってラマン散乱強度を大きく増強することができるため、微量分子を検出するための基板に利用されている。また、基板表面を撥水性にすることで、乾燥時の溶質濃縮効果によってさらに高感度の測定が可能である。課題申請者は、Agナノ粒子を液相中で凝集させたマイクロメートルスケールの三次元集合体を基板に塗布するだけで、薄膜が超撥水性を示すことを見出している。これは表面に自然に形成されたマイクロメートルオーダーの凹凸によるものと考えているが、解明に至っていない。本課題では、種々の条件で作製した薄膜の、広域にわたる凹凸の深さおよびラフネスの定量を行うことにより、超撥水性と薄膜構造の関係を明らかにすることを目的とする。

実験 / Experimental

Agナノ粒子三次元集合体を塗布したガラス基板を作製し、3D測定レーザー顕微鏡（OLS4000-SAT。KT-306）で高さ方向にスキャン測定し、平均表面粗さ（Sa）を計測した。調製条件を変えたAgナノ粒子試料についても同様の測定を行って表面粗さを比較し、超撥水性との相関を調べた。

結果と考察 / Results and Discussion

接触角測定で150°を示す、種々の温度条件で調整したAgナノ粒子三次元集合体膜の平均表面粗さ（Sa）を見ると、1.5~2.5µmの間にあり、一般的なハスの葉効果を示す表面構造に近いことが分かった。一方で、接触角114°のAgナノ粒子分散液を塗布したフィルムのSaは約70 nmとなり、µmスケールの凹凸が超撥水性に寄与していることを明らかにした。

図・表・数式 / Figures, Tables and Equations

図1. (a) 代表的なAgナノ粒子三次元集合体と(b) Agナノ粒子分散液塗布膜の高さプロファイル

その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)

本研究の中の合成実験は日本学術振興会科学研究費補助金（20K21236）の支援で行われた

成果発表・成果利用 / Publication and Patents

論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)

口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.

1. 朱 凌愷, 猿山 雅亮, 寺西 利治, 三次元銀ナノ粒子超格子の合成と構造特異的機能, 日本化学会 第104春季年会, 2024年3月21日
2. 朱 凌愷, 猿山 雅亮, 寺西 利治, 三次元 Ag ナノ粒子超格子の合成と構造特異的機能, ナノ学会 第22回大会, 2024年5月23日
3. 朱 凌愷, 猿山 雅亮, 寺西 利治, 三次元Agナノ粒子超格子の合成と構造特異的機能, 第75回コロイドおよび界面化学討論会, 2024年9月17日

特許 / Patents

特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件