成果報告書詳細
管理番号100012985
タイトル平成19年度成果報告書 「液中レーザーアブレーション技術の応用可能性に関する調査」
公開日2009/3/6
報告書年度2007 - 2007
委託先名株式会社三菱総合研究所
プロジェクト番号Q05012
部署名ナノテクノロジー・材料技術開発部
和文要約レーザーアブレーション技術とは、レーザー光を固体表面に照射し、中性原子、分子、イオン、ラジカル、クラスターなどの各種の化学種や、化学的な変化のないナノ固体粒子などを生成させる手法であり、固体材料・デバイスの微細加工などに広く用いられていると共に、近年は、トップダウン型のナノ粒子製造方法としても脚光を浴びている。特に、液中レーザーアブレーションは、有機溶媒や界面活性剤などの添加物を必要とせず、化学的に純粋であることや、レーザー以外の大型装置が不要であること、ナノ粒子のサイズ、形状、結晶相等が条件により制御可能であることなど、優れた特徴を持つ。また、液中分散粒子が作成出来るため、フラーレンのようなナノ物質の安全評価を決定する試料作成手段としても大いに注目されている。液中レーザーアブレーション技術は、世界的に見てもわが国が先行しており、特に有機化合物の分散ナノ粒子の創製に関する研究では独擅場といえる。この方法には、真空系や電気炉を使わないので低コスト化が可能であり、液体中にすべて捕獲できるので回収が容易で回収効率が大きく、化学的処理の軽減が可能、プロセス管理の簡便性が高い、サイズ制御が容易という簡便性の特徴から、顔料・炭素材料・薬剤などの幅広い物質に適応可能という特徴がある。さらに、非接触で処理が可能、触媒を使わないナノ粒子製造技術であり、熱の発生がない、光劣化、熱劣化に配慮した構造がとれる(赤外光励起、冷却処理)、ナノ分散粒子の選択的な分散にも利用可能という特性を活かして、放出粒子が直ちに溶媒和して凝集が抑えられる、液相中に界面活性剤などの化学物質を添加することによって凝集・分散状態等を制御することが可能、粒径のばらつきが少ない、準安定物質や非平衡相といった新規なナノ材料を合成することも可能、高いエネルギー状態を経ていることから結晶性ナノ粒子が得られるというきわめて大きなメリットがある。これらの特性を活かすことにより、1難溶解性の薬剤の可溶解性化(抗がん剤、液体状の製剤、化粧品、サプリメントなど)、2有機顔料のナノ粒子化(電子応用の機能性顔料、分子マーカーなど)、3微量化学分析への応用が期待され、大きな市場展開が可能である。多くは、「手間を省く」という点にもつながっており、省資源・省エネルギーの効果も期待される。実用化のためには、小型・強力で低コストの光源の開発など、基盤技術の確立によるコンパクトかおよび低コスト化が必須の要件である。また、わが国が先行しているといっても、米国によるレーザーの開発や韓国などの研究開発も盛んで、この優位性を維持し産業技術として確立するためには、公的なプロジェクトの下でのシーズ技術と応用技術を一体化した体制を組んだ強力な研究開発の推進が必要である。
英文要約Laser ablation is the technique of irradiating laser light on the solid surface and making various kinds of chemical species, such as a neutral atom, a molecule, ion, radicals, and a cluster, nano solid particles without a chemical change, etc. generate, and while being widely used for the micro fabrication of solid material and a device etc., it is in the limelight also as the top-down type nano particle manufacture method in recent years. Laser ablation in particular in liquid does not need additives, such as an organic solvent and a surface-active agent, but has the outstanding features the size of chemically pure being a thing, that large-sized equipment other than laser is unnecessary, and nano particles. Moreover, since distribution-among liquid particles can be created, it is greatly observed also as a sample creation means to opt for the safety evaluation of a nano substance like fullerene. The characteristic without generating of heat that the structure which considered optical degradation and heat deterioration can be taken (infrared light excitation, cooling processing) and that use also to alternative distribution of nano distribution particles is possible is harnessed. By harnessing these characteristics, the application to the formation of good solubility of the medicine of (1) difficulty solubility (an antineoplastic drug, a liquid-like tablet, cosmetics, a supplement, etc.), the formation of a nano particle of (2) organic color (the functional paints of electronic application, a molecule marker, etc.), and (3) very-small-quantity chemical analysis is expected, and big market deployment is possible. Many have led also to the point of "saving time and effort", and the effect of saving resources and energy saving is also expected. It is based on establishment of base technology, such as development of the light source of low cost small and powerful for utilization, -- compact or low cost-ization is indispensable requirements. Moreover, although our country precedes, the research and development of development of laser, South Korea, etc. by the U.S. are also prosperous, and in order to maintain this predominancy and to be established as industrial technique, the powerful research and development which constructed the organization which unified the seeds technology and the applied technology under a public project need to be promoted.
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