集光レーザー型光ピンセット

[油水界面を利用したナノ粒子光捕捉]
水/ヘキサンまたは水/イオン液体からなる液液界面を利用することで、溶液中のTiO₂やZnS-AgInS₂ (ZAIS)などのナノ粒子や金ナノ粒子の光捕捉に成功しました。
鳥本教授（名古屋大学）、坪井教授（大阪市立大学）、飯田教授（大阪府立大学）、大谷教授（北海道大学）らのグループとの共同研究の成果です。

研究成果のポイント
低開口数の対物レンズによる弱い集光でもナノ粒子を光捕捉することに成功
ヘキサン/水界面で光捕捉した八面体金ナノ粒子とZAISナノ粒子からなる複合体が回転する現象を発見
水/イオン液体界面で光捕捉した八面体チタニア(TiO₂)ナノ粒子に紫外光を照射すると、水中のHAuCl₄の光触媒還元反応が起こり金ナノ粒子が生成することを実証（光トラッピングの化学反応応用）

Optical Trapping of Nanocrystals at Oil/Water Interfaces: Implications for Photocatalysis
Yasuyuki Tsuboi*, Shota Naka, Daiki Yamanishi, Tatsuya Nagai, Ken-ichi Yuyama, Tatsuya Shoji, Bunsho Ohtani, Mamoru Tamura, Takuya Iida, Tatsuya Kameyama, Tsukasa Torimoto*
ACS Appl. Nano Mater., 4 (2021), 11743-11752.
DOI: 10.1021/acsanm.1c02335

[集光レーザー型光ピンセットによるコアセルベート形成]
集光近赤外レーザー光による光圧と光熱効果によりポリ(N,N-ジエチルアクリルアミド) (PDEA)水溶液中にwater-in-oil-in-water(w/o/w)型のコアセルベート液滴を形成することに成功し、液滴中の高分子構造を顕微ラマン分光法により明らかにしました。
坪井教授（大阪市立大学）、麻生准教授（大阪大学）らのグループとの共同研究の成果です。

研究成果のポイント
温度応答性高分子のPDEA（M_w = 74,000, M_w/M_n= 1.1）軽水溶液中に波長1064 nmの近赤外レーザー光を集光すると、w/o/wエマルジョン様の単一液滴の形成・光捕捉に成功
顕微ラマン分光法により液滴中の高分子濃度をおよそ30 wt%と決定することに成功
下限臨界溶液温度(LCST)以上に溶液を加温し形成した液滴を光捕捉すると、拡散律速凝集(DLA)とオストワルド熟成に起因する液滴成長を観測

Formation of Single Double-Layered Coacervate of Poly(N,N-diethylacrylamide) in Water by a Laser Tweezer
Mitsuhiro Matsumoto, Taka-Aki Asoh, Tatsuya Shoji, Yasuyuki Tsuboi
Langmuir, 37 (2021), 2874-2883.
DOI: 10.1021/acs.langmuir.0c03009

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【論文】ACS Appl. Nano Mater. (2021)

【論文】Langmuir (2021)