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研究室ツアー

実験・分析装置紹介①:試料を合成する装置

オートクレーブ
密閉式の耐圧反応装置です。溶媒の沸点以上に加熱することで、加圧溶媒中や超臨界流体中で反応を行えます。300℃まで昇温できるステンレス製オートクレーブ2台が用意されています。
テフロン内筒オートクレーブ
250℃まで昇温できるテフロン内筒のあるステンレス製耐圧反応容器(オートクレーブ)8台が用意されています。テフロンは化学的に非常な安定な材質なため、ステンレスを侵してしまうような反応液にも使用できます。2台のヒーターが用意されており、それぞれ同時に4台の耐圧反応容器を加熱することができます。
マイクロ波オートクレーブ合成装置
電子レンジと同じ仕組みで、マイクロ波を加熱に利用するオートクレーブ反応装置です。
オイルバス
常圧下の反応装置です。250℃まで加熱できます。汎用性が高く、撹拌装置と合わせて5組を設置しています。
大型管状炉
粉体試料の焼成に使う電気炉です。1500℃まで加熱できます。管状炉はガスフローにより雰囲気制御が可能です。
小型管状炉
こちらは1000℃まで加熱できます。
マッフル炉
粉体試料をるつぼに入れて焼成する電気炉です。こちらは1500℃まで加熱できます。
マッフル炉
こちらは1150℃まで加熱できます。
真空グローブボックス
雰囲気を制御して反応を行わせるときに使用します。
超純水製造装置
反応に使用する水は超純水を利用しています。

実験・分析装置紹介②:試料を分取する装置

遠心分離機
ナノ粒子の分離・回収や洗浄に使用します。フル稼働している装置の一つで、2台保有しています。
卓上遠心分離機
マイクロチューブの少量の試料の遠心分離に使用します。15,000 rpm (約21,000×g)まで回転数を上げられます。
エバポレーター
遠心分離で沈降しない非常に小さなナノ粒子は、この装置で溶媒を蒸発させて回収します。
凍結乾燥機
コロイド溶液やぺースト状の試料を、凍らせた状態で減圧乾燥する装置です。通常の蒸発乾燥と異なり、溶媒を昇華させて除去するため、乾燥に伴う変形やナノ粒子どうしの凝集を最小限に抑えることができます。
送風乾燥機
260℃まで昇温可能な乾燥器です。蒸発乾枯による固体試料の回収や膜試料の作製だけでなく、加温が必要な様々な場面で頻繁に利用するため3台を所有しています。

実験・分析装置紹介③:光学特性を評価する装置

分光蛍光光度計
蛍光体研究の必須ツールです。利用頻度が高い装置のため、2台用意しています。液体窒素温度から室温までの測定用のクライオスタットや、室温から300℃までの加熱測定ユニットも所有しています。固体試料の蛍光量子効率測定のために、積分球ユニットも用意しています。
近赤外用分光蛍光光度計
1400nmまでの波長の近赤外蛍光を測定できる蛍光光度計も保有しています。近赤外蛍光測定の場合は、検出器の感度を上げるため、検出器を液体窒素で冷やしながら測定します。励起光源として940nmと975nmの近赤外半導体レーザーも保有しています。
蛍光寿命測定装置
XeフラッシュランプやLEDを光源としてマイクロ秒やナノ秒スケールの蛍光寿命を測定できます。試料室を取り換えることで液体、膜、および粉末の試料に対応できます。蛍光は近紫外域の380nmから近赤外域の1030nmまでの広い範囲で測定可能です。
蛍光量子効率測定装置
蛍光の絶対量子効率を測定できる装置です。液体と粉体のどちらの試料も測定できます。測定範囲は360nmから1100nmです。
マイクロプレートリーダー
マイクロプレート中の各穴のサンプルの蛍光強度を高速で測定することができます。バイオ用の装置ですが、当研究室では、コンビナトリアル手法を用いて蛍光体組成の最適化のために利用しています。
紫外・可視・近赤外分光光度計
UV-vis-NIRと略されます。液体、粉体、膜などの試料について、紫外域から近赤外域までの範囲で吸光・透過スペクトルを測定します。装置は2台所有しており、最長で2500 nmまでの範囲を測定できます。粉末試料と膜試料の測定のために、積分球ユニットとフィルムホルダーユニットをそれぞれ用意しています。
フーリエ変換赤外分光光度計
FT-IRと略されます。赤外域の吸光スペクトルを調べることで、ナノ粒子表面の有機物などについて色々な情報がわかります。拡散反射ユニットも保有しています。

実験・分析装置紹介④:粒子特性を評価する装置

粉末X線回折(XRD)装置
結晶系の同定や、さまざまな結晶構造特性の評価に使用します。
蛍光X線(XRF)分析装置
酸素よりも重い元素について、試料の組成分析ができます。
熱重量・示差熱(TG-DTA)分析装置
昇温しながら質量の変化や吸熱・発熱の様子を観測します。
比表面積測定装置
ガス分子の吸着現象を利用して、ナノ粒子の比表面積(単位重量あたりの表面積)や細孔径分布を測定します。
ゼータ電位計
レーザードップラー式電気泳動法を用いて、ナノ粒子のゼータ電位を測定します。
ゼータ電位計
顕微鏡法によるゼータ電位測定装置です。電気泳動する微粒子を画像処理により自動追尾します。粒子個々の泳動速度から、ゼータ電位を自動算出します。
動的光散乱(DLS)測定装置
レーザー光の散乱強度の時間変動を利用し、流体力学的粒子径と言われるコロイド溶液中のナノ粒子の大きさを測定します。0.6nm~6μmの範囲に対応しています。
レーザー回折・散乱
レーザー光の散乱の角度依存性を利用し、コロイド溶液中のナノ~マイクロ粒子の大きさを測定します。15nm~500μmの範囲に対応しています。

実験・分析装置紹介⑤:その他の装置

恒温恒湿機
機内の気温と湿度をプログラム入力して任意に調節できる装置です。周囲環境の変化に敏感な試料を評価する際に有用です。単純な恒温機としては、インキュベーターも別に所有しています。
蛍光顕微鏡
ナノ蛍光体を複合化したポリマービーズを観察します。装着したデジタルカメラで通常の写真と蛍光写真の両方を記録できます。
ソーラーシミュレーター
疑似太陽光を照射して、太陽電池の発電特性(電流―電圧曲線)を測定します。光源のスペクトルを測定する分光放射照度計も併せて用意しています。
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