金属ナノ粒子コロイド、金属ナノ粒子、多元金属ナノ粒子コロイド、多元金属ナノ粒子、金属ナノ粒子コロイドの製造方法、金属ナノ粒子の製造方法、多元金属ナノ粒子コロイドの製造方法および多元金属ナノ粒子の製造方法
【課題】親水性、疎水性の広範囲な溶媒に溶かした状態で利用可能な、高純度、高濃度の金属ナノ粒子コロイド、金属ナノ粒子、多金属ナノ粒子コロイド、多金属ナノ粒子の安価な製造方法の提供。
【解決手段】減圧雰囲気あるいは真空中２１で蒸発等２４により金属移動可能状態にし、溶媒に溶解させずに流動状の膜状界面活性剤の移動体２６に結合させて金属ナノ粒子を収集することを繰り返し、コロイド中の金属ナノ粒子の濃度を高める。
【解決手段】減圧雰囲気あるいは真空中２１で蒸発等２４により金属移動可能状態にし、溶媒に溶解させずに流動状の膜状界面活性剤の移動体２６に結合させて金属ナノ粒子を収集することを繰り返し、コロイド中の金属ナノ粒子の濃度を高める。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属ナノ粒子コロイド、それを用いて作製した多元金属ナノ粒子コロイド、金属ナノ粒子、多元金属ナノ粒子およびそれらの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ナノ粒子すなわち粒子サイズが５ｎｍ（ナノメートル）とか３０ｎｍといった１００ｎｍ以下のナノメートルオーダーの粒子の利用可能性が注目されている。燃料電池や排ガス浄化装置への利用をはじめとする触媒への利用の試み、磁気媒体への利用の試み、半導体への利用の試みなど多くの改善がなされようとしている。
【０００３】
金属ナノ粒子の製造方法にはいくつかの異なる方法が提案されている。それらを大別すると、溶液中での化学反応を利用した化学的な方法と真空中で金属粒子を蒸発などにより微粒子状態にさせて捕獲する物理的な方法がある。
【０００４】
それらの提案としては、還元反応を利用した化学的な製造に関する提案が圧倒的に多く、これらに関する研究も圧倒的に多い。
【０００５】
化学的な製造方法に基づいた金属ナノ粒子コロイドは、製造工程が多段階にわたり複雑であること、ｐＨの精密な制御や熱処理が必要であること、製造コストが高く非能率的であることなどその製造上の難しさ、製造された金属ナノ粒子コロイド中に化合物が入るなど、いくつかの重要なことに関して物理的な製造方法に基づいた金属ナノ粒子コロイドとは事情が異なる。
【０００６】
本発明は、主として物理的な製造方法を利用する金属ナノ粒子コロイド、金属ナノ粒子、多元金属ナノ粒子コロイド、多元金属ナノ粒子およびそれらの製造方法に関するものであるが、本発明をより明確にするために、提案の多い化学的な製造方法に基づいた金属ナノ粒子コロイドについても簡単に記すことにする。
【０００７】
特許文献１には、アルカンチオール等のチオール化合物の存在下で、Ｃｏ塩とＰｄ塩など２種類の金属塩を高温でポリオール還元して得た二元金属ナノ粒子と製造方法が記載されている。
【０００８】
特許文献２には、溶媒中の金属塩を還元反応させてＦｅ／Ｐｄ複合ナノ粒子を得る方法が記載されている。
【０００９】
特許文献３には、金属イオン含有液を還元するという化学的製造方法用いたＡｇ／Ｐｄ等の複合ナノ粒子の製造方法が記載されている。
【００１０】
特許文献５には記載のナノ粒子コロイドは物理的な製造方法に基づいたナノ粒子コロイドの例が記載されている。これは、特許文献４に記載された磁性流体の製造装置と同様の装置を用いて、真空中で無機材料を蒸発させ、その蒸気を、円筒状の回転する真空チャンバーの内壁に沿って内壁とともに回転する界面活性剤を溶媒に溶かした膜状液体媒質に結合させ、コロイド状にして製造するものである。
【００１１】
特許文献１〜３に記載のナノ粒子の製造方法は、製造プロセスが複雑で、化学的還元反応を経由するため、還元剤や溶媒の濃度や温度などを精密に制御する必要があり、その制御が難しく、粒子サイズや結晶状態の均一なものを得るのが難しい。
【００１２】
特許文献１に記載のナノ粒子の化学的製造においてはチオール化合物が不可欠で、製造環境上の問題もある。
【００１３】
特許文献１に記載の方法は、金属塩がアセチルアセトナート塩、酢酸塩、塩化物、硫化物で、金属塩、貴金属塩に制約が大きい。また、アルカンチオールの炭素数が８以上で、溶解させる溶媒などにも制約がり、高沸点の溶媒が要求される。
【００１４】
特許文献１の段落００１４に記載されているように、得られるナノ粒子として異方的に相分離した含硫黄ＣｏＰｄナノ粒子（ナノドングリ）が得られ、これは硫化物よりなるナノ粒子である。
【００１５】
特許文献２に記載の方法は、Ｆｅ／Ｐｄ二元金属のナノ粒子であるが、化学的還元反応を経由して作製するため、反応温度、反応物の濃度などを精密に制御する必要があり、工程が複雑で非効率的である。また、高価な錯体原料を使用しなければならず、この面からの製造コストが高いことでも不利である。さらに、還元剤の種類によっては相分離せず、二相分離構造のナノ粒子を効率よく安価に製造することは困難である。
【００１６】
このように、この化学的な製造方法によるナノ粒子の製造は、製品の形態や金属の種類にも大きな制約があり、反応の制御に難しさがある。
【００１７】
特許文献５に記載のナノ粒子は純金属を回転する真空槽内で蒸発させて、それを真空槽内に装填した界面活性剤ポリブテニルコハク酸テトラミンイミドの７．１％アルキルナフタリン溶液１２０ｇを回転する真空槽内壁に沿って薄い膜状にして回転させた液体媒質に蒸発金属を結合させて製造したものである。
【００１８】
物理的な製造方法は工程数が少なく、コロイド製造後の分離・濃縮を入れても二工程でよいので簡単である。
【００１９】
しかし、特許文献５の方法は界面活性剤を溶媒で希釈して流動化させ、回転する真空槽内壁につけて真空槽内壁とともに回転させ、溶媒中の界面活性剤に結合させるという発想に基づいた製造方法であり、界面活性剤の溶媒は真空中で使える疎水性の溶媒きり使えず、真空中で使える油に希釈せざるを得ない。
【特許文献１】特開２００５−２４００９９号公報
【特許文献２】特開２００８−１３８２４３号公報
【特許文献３】特開２００８−１３８２４３号公報
【特許文献４】特開昭６０−１６１４９０号公報
【特許文献５】特開２００８−１５０６３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
以上説明したように、金属ナノ粒子コロイドの製造方法は種々提案されている。
【００２１】
多元金属ナノ粒子コロイドについては、現在のところ、化学的還元作用等の化学的製造方法で製造された多元金属ナノ粒子コロイドについて金属硫化物などの多元ナノ粒子コロイドを造る提案がなされているが、金属ナノ粒子の異方性相分離構造を作ることが難しい。
【００２２】
前記化学的方法で製造された多元金属ナノ粒子コロイドでは、多くの場合、化合物や副生成物の問題があり、さらに、製造プロセスが複雑で、製造に関する難しさ、製造コストが高いなどの問題がある。
【００２３】
一方、前記物理的方法で製造された金属ナノ粒子コロイドは、蒸発させた金属を収集する媒体として界面活性剤を高分子で蒸気圧の低い疎水性の溶媒で希釈したものを用いており、製造された金属ナノ粒子コロイドをユーザーに供給するときには、多くの場合、界面活性剤の前記溶媒を除去して供給するため、その手間とコストが大きな問題になっている。この溶媒が、前記のように高分子で蒸気圧の低い溶媒に限られることも実用上大きな制約を課している。
【００２４】
さらに、前記物理的方法で製造された金属ナノ粒子コロイドは、蒸発させた金属を、界面活性剤を溶媒に溶かした移動する膜状液体媒質に結合させて収集させているため、膜状液体媒質中の金属の濃度を高くすることができない。その大きな理由の一つは、溶媒に溶かして希釈した界面活性剤の濃度が薄いことにある。すなわち、蒸発した金属は界面活性剤によってナノコロイドとして収集できるが、界面活性剤を溶かしている溶媒では金属粒子を収集できない。このような方法を用いているのは、界面活性剤を溶媒に溶かして用いなければ回転する真空チャンバーの内壁に沿って移動する膜状液体媒質として用いることができない事情によるためと思われる。
【００２５】
また、特許文献５に記載の方法においては、膜状液体媒質中の金属粒子の濃度がある程度以上になると、前記回転する真空チャンバーの内壁上方で、金属粒子を含んだ膜状液体媒質が真空チャンバーの内壁から離れて落下してしまうことが多く、その落下物が蒸発源が入っているルツボ中に落ちて、製造中止を余儀なくされるという問題がある。
【００２６】
そして、金属ナノ粒子実用化が期待されている中において、この物理的方法で製造された金属ナノ粒子コロイドを用いて製造された多元金属ナノ粒子コロイドはまだない。
【００２７】
本発明はこのような解決すべき課題を解決せんとしてなされたもので、本発明の目的の一つは、余分なものを含まず、良質で、高濃度の金属ナノ粒子コロイドを量産可能な実用レベルで提供できるようにすることにあり、そして、そのための改良された製造方法を提供するところにある。
本発明の目的の一つは、ユーザのニーズに合わせて広範囲の溶媒に溶かした状態で、たとえば、親水性溶媒に溶かした状態でも疎水性溶媒に溶かした状態でも提供できる金属ナノ粒子コロイド、金属ナノ粒子、多元金属ナノ粒子コロイド、多元金属ナノ粒子を量産レベルで、安価に提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２８】
本発明は前記の状況に鑑みて、金属ナノ粒子としての性能を充分に発揮することができる高品質の金属ナノ粒子コロイドおよび金属ナノ粒子を量産レベルで、安価に提供することを目的になされたもので、あわせてその製造方法を提供するものである。
【００２９】
以下、課題を解決するためになした本発明についてさらに具体的に説明する。
【００３０】
課題を解決するためになされた本発明の例としての第１の発明（以下、発明１という）は、粒子のサイズがナノメーターレベルの金属微粒子すなわち金属ナノ粒子を主成分として含む金属ナノ粒子コロイドの製造方法の発明で、前記金属ナノ粒子コロイドを、減圧雰囲気中あるいは真空中で蒸発等により金属を移動可能状態にしたものを、溶媒に溶解させずに流動状にした膜状界面活性剤の移動体に結合させて金属ナノ粒子を収集することを繰り返して金属ナノ粒子コロイド中の金属ナノ粒子の濃度を高める工程を経て製造することを特徴とする金属ナノ粒子コロイドの製造方法である。
【００３１】
発明１を展開してなされた本発明の例としての第２の発明（以下、発明２という）は、発明１に記載の金属ナノ粒子コロイドの製造方法において、前記金属ナノ粒子コロイドが溶媒に希釈されていないポリオキシアルキレンアミンを分散剤および／または溶媒として（すなわち、ポリオキシアルキレンアミンを分散剤としての役割または溶媒としての役割あるいはその両方の役割を持たせて）製造されることを特徴とする金属ナノ粒子コロイドの製造方法である。
【００３２】
発明１または２を展開してなされた本発明の例としての第３の発明（以下、発明３という）は、発明１または２に記載の金属ナノ粒子コロイドの製造方法において、前記金属ナノ粒子コロイド中の金属ナノ粒子の粒子サイズが２０ｎｍ以下で任意のサイズに制御されていることを特徴とする金属ナノ粒子コロイドの製造方法である。
【００３３】
発明１〜３を展開してなされた本発明の例としての第４の発明（以下、発明４という）は、発明１〜３のいずれかに記載の金属ナノ粒子コロイドの製造方法において、前記金属ナノ粒子コロイド中の金属ナノ粒子の平均粒子サイズが２〜６ｎｍであることを特徴とする金属ナノ粒子コロイドの製造方法である。
【００３４】
発明１〜４を展開してなされた本発明の例としての第５の発明（以下、発明５という）は、発明１〜４のいずれかに記載の金属ナノ粒子コロイドの製造方法において、前記界面活性剤を溶媒に溶解させずに所定の流動状態にする方法として、前記金属ナノ粒子コロイドを作製する真空槽の外壁に前記界面活性剤の流動状態を制御することができる温度の液体をかけて前記界面活性剤の流動状態を制御する方法を用いていることを特徴とする金属ナノ粒子コロイドの製造方法である。
【００３５】
発明５を展開してなされた本発明の例としての第６の発明（以下、発明６という）は、発明５に記載の金属ナノ粒子コロイドの製造方法において、前記界面活性剤を溶媒に溶解させずに所定の流動状態にする方法が、前記金属ナノ粒子コロイドを作製する真空槽の外壁に前記界面活性剤が流動化する温度よりも高い温度の液体をかけて前記界面活性剤を暖める方法であることを特徴とする金属ナノ粒子コロイドの製造方法である。
【００３６】
発明５または６を展開してなされた本発明の例としての第７の発明（以下、発明７という）は、発明５または６に記載の金属ナノ粒子コロイドの製造方法において、前記真空槽の外壁の少なくとも一部を浸す液だまりを備えた製造装置を用いて前記金属ナノ粒子コロイドを製造することを特徴とする金属ナノ粒子コロイドの製造方法である。
【００３７】
二元以上の金属ナノ粒子を有する金属ナノ粒子コロイドを多元金属ナノ粒子コロイドということにして、課題を解決するためになされた本発明の例としての第８の発明（以下、発明８という）は、粒子のサイズがナノメーターレベルの金属微粒子を含む金属ナノ粒子コロイドを用いて製造した多元金属ナノ粒子コロイドの製造方法の発明であって、少なくとも１種類の前記金属ナノ粒子コロイドは化学的還元作用等の化学的製造方法によらずに製造された金属ナノ粒子コロイドであり、前記多元金属ナノ粒子コロイドは前記金属ナノ粒子コロイドを構成する金属の種類が異なる複数種類の金属ナノ粒子コロイドを混合し、熱処理を施す工程を経て製造されたものであることを特徴とする多元金属ナノ粒子コロイドの製造方法である。
【００３８】
発明８を展開してなされた本発明の例としての第９の発明（以下、発明９という）は、発明８に記載の多元金属ナノ粒子コロイドの製造方法において、少なくとも１つの前記金属ナノ粒子コロイドは、減圧雰囲気中あるいは真空中で蒸発等により金属を移動可能状態にしたものを移動する界面活性剤に結合させて金属ナノ粒子を収集する工程を経て製造された金属ナノ粒子コロイドであることを特徴とする多元金属ナノ粒子コロイドの製造方法である。
【００３９】
発明８または９を展開してなされた本発明の例としての第１０の発明（以下、発明１０という）は、発明８または９に記載の多元金属ナノ粒子コロイドの製造方法において、少なくとも１種類の前記金属ナノ粒子コロイドは、蒸発等により金属を移動可能状態にしたものを、溶媒に溶解させずに流動状にした膜状界面活性剤の移動体に結合させて金属ナノ粒子を収集することを繰り返して金属ナノ粒子コロイド中の金属ナノ粒子の濃度を高める工程を経て製造された金属ナノ粒子コロイドであることを特徴とする多元金属ナノ粒子コロイドの製造方法である。
【００４０】
発明８〜１０を展開してなされた本発明の例としての第１１の発明（以下、発明１１という）は、発明８〜１０のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子コロイドの製造方法において、少なくとも１種類の前記金属ナノ粒子コロイドが溶媒に希釈されていないポリオキシアルキレンアミンを分散剤および／または溶媒として製造される金属ナノ粒子コロイドであることを特徴とする多元金属ナノ粒子コロイドの製造方法である。
【００４１】
発明８〜１１を展開してなされた本発明の例としての第１２の発明（以下、発明１２という）は、発明８〜１１のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子コロイドの製造方法において、前記多元金属ナノ粒子コロイドをつくるのに用いる金属ナノ粒子コロイド中の金属ナノ粒子の粒子サイズが２０ｎｍ以下で任意のサイズに制御されていることを特徴とする金属ナノ粒子コロイドの製造方法である。
【００４２】
発明８〜１２を展開してなされた本発明の例としての第１３の発明（以下、発明１３という）は、発明８〜１２のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子コロイドの製造方法において、前記多元金属ナノ粒子コロイドをつくるのに用いる金属ナノ粒子コロイド中の金属ナノ粒子の平均粒子サイズが２〜６ｎｍであることを特徴とする金属ナノ粒子コロイドの製造方法である。
【００４３】
発明８〜１３を展開してなされた本発明の例としての第１４の発明（以下、発明１４という）は、発明８〜１３のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子コロイドの製造方法において、複数種類の金属ナノ粒子コロイドを混合する方法が撹拌羽を用いる混合方法であることを特徴とする多元金属ナノ粒子コロイドの製造方法である。
【００４４】
発明８〜１４を展開してなされた本発明の例としての第１５の発明（以下、発明１５という）は、発明８〜１４のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子コロイドの製造方法において、複数種類の金属ナノ粒子コロイドを混合する方法が超音波を用いることができる混合方法であることを特徴とする多元金属ナノ粒子コロイドの製造方法である。
【００４５】
発明８〜１５を展開してなされた本発明の例としての第１６の発明（以下、発明１６という）は、発明８〜１５のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子コロイドの製造方法において、前記熱処理にヒータによる加熱手段を用いることを特徴とする多元金属ナノ粒子コロイドの製造方法である。
【００４６】
発明８〜１６を展開してなされた本発明の例としての第１７の発明（以下、発明１７という）は、発明８〜１６のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子コロイドの製造方法において、前記熱処理手段としてマイクロ波を用いることを特徴とする多元金属ナノ粒子コロイドの製造方法である。
【００４７】
発明８〜１７を展開してなされた本発明の例としての第１８の発明（以下、発明１８という）は、発明８〜１７のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子コロイドの製造方法において、複数の前記金属ナノ粒子コロイドの界面活性剤が互いに異なることを特徴とする多元金属ナノ粒子コロイドの製造方法である。
【００４８】
発明８〜１８を展開してなされた本発明の例としての第１９の発明（以下、発明１９という）は、発明８〜１８のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子コロイドの製造方法において、前記多元金属ナノ粒子コロイドを作製するのに混合する複数種類の金属ナノ粒子コロイドを構成する金属ナノ粒子の固相反応の活性度が異なる場合、少なくとも２種類の金属ナノ粒子コロイドにおいて、固相反応の活性度の高い金属ナノ粒子コロイドにおけるリガンドの分子量が固相反応の活性度の低い金属ナノ粒子コロイドにおけるリガンドの分子量よりも大きい各界面活性剤を用いることを特徴とする多元金属ナノ粒子コロイドの製造方法である。
【００４９】
発明１０〜１９を展開してなされた本発明の例としての第２０の発明（以下、発明２０という）は、発明１０〜１９のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子コロイドの製造方法において、前記界面活性剤を溶媒に溶解させずに所定の流動状態にする方法として、前記金属ナノ粒子コロイドを作製する真空槽の外壁に前記界面活性剤の流動状態を制御することができる温度の液体をかけて前記界面活性剤の流動状態を制御する方法を用いていることを特徴とする多元金属ナノ粒子コロイドの製造方法である。
【００５０】
発明２０を展開してなされた本発明の例としての第２１の発明（以下、発明２１という）は、発明２０に記載の多元金属ナノ粒子コロイドの製造方法において、前記界面活性剤を溶媒に溶解させずに所定の流動状態にする方法が、前記金属ナノ粒子コロイドを作製する真空槽の外壁に前記界面活性剤が流動化する温度よりも高い温度の液体をかけて前記界面活性剤を暖める方法であることを特徴とする多元金属ナノ粒子コロイドの製造方法である。
【００５１】
発明２０または２１を展開してなされた本発明の例としての第２２の発明（以下、発明２２という）は、発明２０または２１に記載の多元金属ナノ粒子コロイドの製造方法において、前記真空槽の外壁の少なくとも一部を浸す液だまりを備えた製造装置を用いて前記金属ナノ粒子コロイドを製造することを特徴とする多元金属ナノ粒子コロイドの製造方法である。
【００５２】
課題を解決するためになされた本発明の例としての第２３の発明（以下、発明２３という）は、金属ナノ粒子コロイドの発明で、前記金属ナノ粒子コロイドが、減圧雰囲気中あるいは真空中で蒸発等により金属を移動可能状態にしたものを、溶媒に溶解させずに流動状にした膜状界面活性剤の移動体に結合させて金属ナノ粒子を収集することを繰り返して金属ナノ粒子コロイド中の金属ナノ粒子の濃度を高める工程を経て製造されたことを特徴とする金属ナノ粒子コロイドである。
【００５３】
発明２３を展開してなされた本発明の例としての第２４の発明（以下、発明２４という）は、発明２３に記載の金属ナノ粒子コロイドにおいて、前記金属ナノ粒子コロイドが溶媒に希釈されていないポリオキシアルキレンアミンを分散剤および／または溶媒としていることを特徴とする金属ナノ粒子コロイドである。
【００５４】
発明２３または２４を展開してなされた本発明の例としての第２５の発明（以下、発明２５という）は、発明２３または２４に記載の金属ナノ粒子コロイドにおいて、前記金属ナノ粒子コロイド中の金属ナノ粒子の粒子サイズが２０ｎｍ以下で任意のサイズに制御されていることを特徴とする金属ナノ粒子コロイドである。
【００５５】
発明２３〜２５を展開してなされた本発明の例としての第２６の発明（以下、発明２６という）は、発明２３〜２５のいずれかに記載の金属ナノ粒子コロイドにおいて、前記金属ナノ粒子コロイド中の金属ナノ粒子の平均粒子サイズが２〜６ｎｍであることを特徴とする金属ナノ粒子コロイドである。
【００５６】
課題を解決するためになされた本発明の例としての第２７の発明（以下、発明２７という）は、金属ナノ粒子コロイドを用いて製造された多元金属ナノ粒子コロイドの発明であって、前記多元金属ナノ粒子コロイドは、前記金属ナノ粒子コロイドを構成する金属の種類が異なる複数種類の金属ナノ粒子コロイドを混合し、熱処理を施す工程を経て製造されたものであるとともに、少なくとも１種類の前記金属ナノ粒子コロイドが化学的還元作用等の化学的製造方法によらずに製造された金属ナノ粒子コロイドであることを特徴とする多元金属ナノ粒子コロイドである。
【００５７】
発明２７を展開してなされた本発明の例としての第２８の発明（以下、発明２８という）は、発明２７に記載の多元金属ナノ粒子コロイドにおいて、少なくとも１種類の前記金属ナノ粒子コロイドは、減圧雰囲気中あるいは真空中で蒸発等により金属を移動可能状態にしたものを移動する界面活性剤に結合させて金属ナノ粒子を収集する工程を経て製造された金属ナノ粒子コロイドであることを特徴とする多元金属ナノ粒子コロイドである。
【００５８】
発明２７または２８を展開してなされた本発明の例としての第２９の発明（以下、発明２９という）は、発明２７または２８に記載の多元金属ナノ粒子コロイドにおいて、少なくとも１種類の前記金属ナノ粒子コロイドは、蒸発等により金属を移動可能状態にしたものを、溶媒に溶解させずに流動状にした膜状界面活性剤の移動体に結合させて金属ナノ粒子を収集することを繰り返して金属ナノ粒子コロイド中の金属ナノ粒子の濃度を高める工程を経て製造された金属ナノ粒子コロイドであることを特徴とする多元金属ナノ粒子コロイドである。
【００５９】
発明２７〜２９を展開してなされた本発明の例としての第３０の発明（以下、発明３０という）は、発明２７〜２９のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子コロイドにおいて、少なくとも１種類の前記金属ナノ粒子コロイドが溶媒に希釈されていないポリオキシアルキレンアミンを分散剤および／また溶媒としている金属ナノ粒子コロイドであることを特徴とする多元金属ナノ粒子コロイドである。
【００６０】
発明２７〜３０を展開してなされた本発明の例としての第３１の発明（以下、発明３１という）は、発明２７〜３０のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子コロイドにおいて、前記熱処理にヒータによる加熱手段を用いたことを特徴とする多元金属ナノ粒子コロイドである。
【００６１】
発明２７〜３１を展開してなされた本発明の例としての第３２の発明（以下、発明３２という）は、発明２７〜３１のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子コロイドにおいて、前記熱処理手段としてマイクロ波を用いたことを特徴とする多元金属ナノ粒子コロイドである。
【００６２】
発明２７〜３２を展開してなされた本発明の例としての第３３の発明（以下、発明３３という）は、発明２７〜３２のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子コロイドにおいて、前記多元金属ナノ粒子コロイドをつくるのに用いる金属ナノ粒子コロイド中の金属ナノ粒子の粒子サイズが２０ｎｍ以下で任意のサイズに制御されていることを特徴とする多元金属ナノ粒子コロイドである。
【００６３】
発明２７〜３３を展開してなされた本発明の例としての第３４の発明（以下、発明３４という）は、発明２７〜３３のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子コロイドにおいて、前記多元金属ナノ粒子コロイドをつくるのに用いる金属ナノ粒子コロイド中の金属ナノ粒子の平均粒子サイズが２〜６ｎｍであることを特徴とする多元金属ナノ粒子コロイドである。
【００６４】
発明２７〜３４を展開してなされた本発明の例としての第３５の発明（以下、発明３５という）は、発明２７〜３４のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子コロイドにおいて、少なくとも一部の前記多元金属ナノ粒子コロイド中の多元金属ナノ粒子が単結晶化した多元金属ナノ粒子であることを特徴とする多元金属ナノ粒子コロイドである。
【００６５】
発明２７〜３５を展開してなされた本発明の例としての第３６の発明（以下、発明３６という）は、発明２７〜３５のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子コロイドにおいて、少なくとも一部の前記多元金属ナノ粒子コロイド中の多元金属ナノ粒子が合金化した多元金属ナノ粒子であることを特徴とする多元金属ナノ粒子コロイドである。
【００６６】
発明２７〜３６を展開してなされた本発明の例としての第３７の発明（以下、発明３７という）は、発明２７〜３６のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子コロイドにおいて、少なくとも一部の前記多元金属ナノ粒子コロイド中の多元金属ナノ粒子が異方的に相分離した構造の多元金属ナノ粒子であることを特徴とする多元金属ナノ粒子コロイドである。
【００６７】
発明２７〜３７を展開してなされた本発明の例としての第３８の発明（以下、発明３８という）は、発明２７〜３７のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子コロイドにおいて、複数の前記金属ナノ粒子コロイドの界面活性剤が互いに異なることを特徴とする多元金属ナノ粒子コロイドである。
【００６８】
発明２７〜３８を展開してなされた本発明の例としての第３９の発明（以下、発明３９という）は、発明２７〜３８のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子コロイドにおいて、前記多元金属ナノ粒子コロイドを作製するときの複数種類の金属ナノ粒子コロイドを構成する金属ナノ粒子の固相反応の活性度が異なる場合、少なくとも２種類の金属ナノ粒子コロイドにおいて、固相反応の活性度の高い金属ナノ粒子コロイドにおけるリガンドの分子量が固相反応の活性度の低い金属ナノ粒子コロイドにおけるリガンドの分子量よりも大きい各界面活性剤であることを特徴とする多元金属ナノ粒子コロイドである。
【００６９】
課題を解決するためになされた本発明の例としての第４０の発明（以下、発明４０という）は、金属ナノ粒子コロイドを用いて製造する金属ナノ粒子の製造方法の発明で、前記金属ナノ粒子コロイドは、減圧雰囲気中あるいは真空中で蒸発等により金属を移動可能状態にしたものを、溶媒に溶解させずに流動状にした膜状界面活性剤の移動体に結合させて金属ナノ粒子を収集することを繰り返して金属ナノ粒子コロイド中の金属ナノ粒子の濃度を高める工程を経て製造されたものであり、前記金属ナノ粒子はナノ粒子を担持する担体に前記金属ナノ粒子コロイド中の金属ナノ粒子を担持させたものであることを特徴とする金属ナノ粒子の製造方法である。
【００７０】
発明４０を展開してなされた本発明の例としての第４１の発明（以下、発明４１という）は、発明４０に記載の金属ナノ粒子の製造方法において、前記金属ナノ粒子コロイドを、溶媒に希釈されていないポリオキシアルキレンアミンを分散剤および／または溶媒として製造することを特徴とする金属ナノ粒子の製造方法である。
【００７１】
発明４０または４１を展開してなされた本発明の例としての第４２の発明（以下、発明４２という）は、発明４０または４１に記載の金属ナノ粒子の製造方法において、前記金属ナノ粒子コロイド中の金属ナノ粒子の粒子サイズが２０ｎｍ以下で任意のサイズに制御されていることを特徴とする金属ナノ粒子の製造方法である。
【００７２】
発明４０〜４２を展開してなされた本発明の例としての第４３の発明（以下、発明４３という）は、発明４０〜４２のいずれかに記載の金属ナノ粒子の製造方法において、前記金属ナノ粒子コロイド中の金属ナノ粒子の平均粒子サイズが２〜６ｎｍであることを特徴とする金属ナノ粒子の製造方法である。
【００７３】
発明４０〜４３を展開してなされた本発明の例としての第４４の発明（以下、発明４４という）は、発明４０〜４３のいずれかに記載の金属ナノ粒子の製造方法において、前記界面活性剤を溶媒に溶解させずに所定の流動状態にする方法として、前記金属ナノ粒子コロイドを作製する真空槽の外壁に前記界面活性剤の流動状態を制御することができる温度の液体をかけて前記界面活性剤の流動状態を制御する方法を用いていることを特徴とする金属ナノ粒子の製造方法である。
【００７４】
発明４４を展開してなされた本発明の例としての第４５の発明（以下、発明４５という）は、発明４４に記載の金属ナノ粒子の製造方法において、前記界面活性剤を溶媒に溶解させずに所定の流動状態にする方法が、前記金属ナノ粒子コロイドを作製する真空槽の外壁に前記界面活性剤が流動化する温度よりも高い温度の液体をかけて前記界面活性剤を暖める方法であることを特徴とする金属ナノ粒子の製造方法である。
【００７５】
発明４４または４５を展開してなされた本発明の例としての第４６の発明（以下、発明４６という）は、発明４４または４５に記載の金属ナノ粒子コロイドの製造方法において、前記真空槽の外壁の少なくとも一部を浸す液だまりを備えた製造装置を用いて前記金属ナノ粒子コロイドを製造することを特徴とする金属ナノ粒子の製造方法である。
【００７６】
課題を解決するためになされた本発明の例としての第４７の発明（以下、発明４７という）は、金属ナノ粒子コロイドを複数種類用いて製造する多元金属ナノ粒子の製造方法であって、少なくとも１種類の前記金属ナノ粒子コロイドは化学的還元作用等の化学的製造方法によらずに製造された金属ナノ粒子コロイドであり、前記多元金属ナノ粒子コロイドは前記金属ナノ粒子コロイドを構成する金属の種類が異なる複数種類の金属ナノ粒子コロイドを混合し、熱処理を施して多元金属ナノ粒子コロイドを製造する工程を経て製造されたものであり、前記ナノ粒子を担持する担体に前記多元金属ナノ粒子コロイド中の前記多元金属ナノ粒子を担持させることを特徴とする多元金属ナノ粒子の製造方法である。
【００７７】
発明４７を展開してなされた本発明の例としての第４８の発明（以下、発明４８という）は、発明４７に記載の多元金属ナノ粒子の製造方法において、少なくとも１種類の前記金属ナノ粒子コロイドは、減圧雰囲気中あるいは真空中で蒸発等により金属を移動可能状態にしたものを移動する界面活性剤に結合させて金属ナノ粒子を収集する工程を経て製造された金属ナノ粒子コロイドであることを特徴とする多元金属ナノ粒子の製造方法である。
【００７８】
発明４７または４８を展開してなされた本発明の例としての第４９の発明（以下、発明４９という）は、発明４７または４８に記載の多元金属ナノ粒子の製造方法において、少なくとも１種類の前記金属ナノ粒子コロイドは、蒸発等により金属を移動可能状態にしたものを、溶媒に溶解させずに流動状にした膜状界面活性剤の移動体に結合させて金属ナノ粒子を収集することを繰り返して金属ナノ粒子コロイド中の金属ナノ粒子の濃度を高める工程を経て製造された金属ナノ粒子コロイドであることを特徴とする多元金属ナノ粒子の製造方法である。
【００７９】
発明４７〜４９を展開してなされた本発明の例としての第５０の発明（以下、発明５０という）は、発明４７〜４９のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子の製造方法において、少なくとも１種類の前記金属ナノ粒子コロイドを、溶媒に希釈されていないポリオキシアルキレンアミンを分散剤および／または溶媒として製造する金属ナノ粒子コロイドであることを特徴とする多元金属ナノ粒子の製造方法である。
【００８０】
発明４７〜５０を展開してなされた本発明の例としての第５１の発明（以下、発明５１という）は、発明４７〜５０のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子の製造方法において、
前記多元金属ナノ粒子コロイドをつくるのに用いる金属ナノ粒子コロイド中の金属ナノ粒子の粒子サイズが２０ｎｍ以下で任意のサイズに制御されていることを特徴とする多元金属ナノ粒子の製造方法である。
【００８１】
発明４７〜５１を展開してなされた本発明の例としての第５２の発明（以下、発明５２という）は、発明４７〜５１のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子の製造方法において、前記多元金属ナノ粒子コロイドをつくるのに用いる金属ナノ粒子コロイド中の金属ナノ粒子の平均粒子サイズが２〜６ｎｍであることを特徴とする多元金属ナノ粒子の製造方法である。
【００８２】
発明４７〜５２を展開してなされた本発明の例としての第５３の発明（以下、発明５３という）は、発明４７〜５２のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子の製造方法において、複数種類の金属ナノ粒子コロイドを混合する方法が撹拌羽を用いる混合方法であることを特徴とする多元金属ナノ粒子の製造方法である。
【００８３】
発明４７〜５３を展開してなされた本発明の例としての第５４の発明（以下、発明５４という）は、発明４７〜５３のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子の製造方法において、複数種類の金属ナノ粒子コロイドを混合する方法が超音波を用いることができる混合方法であることを特徴とする多元金属ナノ粒子の製造方法である。
【００８４】
発明４７〜５４を展開してなされた本発明の例としての第５５の発明（以下、発明５５という）は、発明４７〜５４のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子の製造方法において、前記熱処理にヒータによる加熱手段を用いることを特徴とする多元金属ナノ粒子の製造方法である。
【００８５】
発明４７〜５５を展開してなされた本発明の例としての第５６の発明（以下、発明５６という）は、発明４７〜５５のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子の製造方法において、前記熱処理手段としてマイクロ波を用いることを特徴とする多元金属ナノ粒子の製造方法である。
【００８６】
発明４７〜５６を展開してなされた本発明の例としての第５７の発明（以下、発明５７という）は、発明４７〜５６のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子の製造方法において、複数の前記金属ナノ粒子コロイドの界面活性剤が互いに異なることを特徴とする多元金属ナノ粒子の製造方法である。
【００８７】
発明４７〜５７を展開してなされた本発明の例としての第５８の発明（以下、発明５８という）は、発明４７〜５７のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子の製造方法において、前記多元金属ナノ粒子コロイドを作製するときの複数種類の金属ナノ粒子コロイドを構成する金属ナノ粒子の固相反応の活性度が異なる場合、少なくとも２種類の金属ナノ粒子コロイドにおいて、固相反応の活性度の高い金属ナノ粒子コロイドにおけるリガンドの分子量が固相反応の活性度の低い金属ナノ粒子コロイドにおけるリガンドの分子量よりも大きい各界面活性剤を用いることを特徴とする多元金属ナノ粒子の製造方法である。
【００８８】
発明４７〜５８を展開してなされた本発明の例としての第５９の発明（以下、発明５９という）は、発明４７〜５８のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子の製造方法において、前記界面活性剤を溶媒に溶解させずに所定の流動状態にする方法として、前記金属ナノ粒子コロイドを作製する真空槽の外壁に前記界面活性剤の流動状態を制御することができる温度の液体をかけて前記界面活性剤の流動状態を制御する方法を用いていることを特徴とする多元金属ナノ粒子の製造方法である。
【００８９】
発明５９を展開してなされた本発明の例としての第６０の発明（以下、発明６０という）は、発明５９に記載の多元金属ナノ粒子の製造方法において、前記界面活性剤を溶媒に溶解させずに所定の流動状態にする方法が、前記金属ナノ粒子コロイドを作製する真空槽の外壁に前記界面活性剤が流動化する温度よりも高い温度の液体をかけて前記界面活性剤を暖める方法であることを特徴とする多元金属ナノ粒子の製造方法である。
【００９０】
発明５９または６０を展開してなされた本発明の例としての第６１の発明（以下、発明６１という）は、発明５９または６０に記載の多元金属ナノ粒子の製造方法において、前記真空槽の外壁の少なくとも一部を浸す液だまりを備えた製造装置を用いて前記金属ナノ粒子コロイドを製造することを特徴とする多元金属ナノ粒子の製造方法である。
【００９１】
課題を解決するためになされた本発明の例としての第６２の発明（以下、発明６２という）は、金属ナノ粒子コロイドを用いて製造する金属ナノ粒子の発明で、前記金属ナノ粒子コロイドは、減圧雰囲気中あるいは真空中で蒸発等により金属を移動可能状態にしたものを、溶媒に溶解させずに流動状にした膜状界面活性剤の移動体に結合させて金属ナノ粒子を収集することを繰り返して金属ナノ粒子コロイド中の金属ナノ粒子の濃度を高める工程を経て製造されたものであり、前記金属ナノ粒子は、前記ナノ粒子を担持する担体に前記金属ナノ粒子コロイド中の金属ナノ粒子を担持させたものであることを特徴とする金属ナノ粒子前記金属ナノ粒子コロイドは、減圧雰囲気中あるいは真空中で蒸発等により金属を移動可能状態にしたものを、溶媒に溶解させずに流動状にした膜状界面活性剤の移動体に結合させて金属ナノ粒子を収集することを繰り返して金属ナノ粒子コロイド中の金属ナノ粒子の濃度を高める工程を経て製造されたものであり、前記金属ナノ粒子は、前記ナノ粒子を担持する担体に前記金属ナノ粒子コロイド中の金属ナノ粒子を担持させたものであることを特徴とする金属ナノ粒子である。
【００９２】
発明６２を展開してなされた本発明の例としての第６３の発明（以下、発明６３という）は、発明６２に記載の金属ナノ粒子において、前記金属ナノ粒子コロイドが溶媒に希釈されていないポリオキシアルキレンアミンを分散剤および／または溶媒とすることを特徴とする金属ナノ粒子である。
【００９３】
発明６２または６３を展開してなされた本発明の例としての第６４の発明（以下、発明６４という）は、発明６２または６３に記載の金属ナノ粒子において、前記金属ナノ粒子コロイド中の金属ナノ粒子の粒子サイズが２０ｎｍ以下で任意のサイズに制御されていることを特徴とする金属ナノ粒子である。
【００９４】
発明６２〜６４を展開してなされた本発明の例としての第６５の発明（以下、発明６５という）は、発明６２〜６４のいずれかに記載の金属ナノ粒子において、前記金属ナノ粒子コロイド中の金属ナノ粒子の平均粒子サイズが２〜６ｎｍであることを特徴とする金属ナノ粒子である。
【００９５】
課題を解決するためになされた本発明の例としての第６６の発明（以下、発明６６という）は、金属ナノ粒子コロイドを用いて製造された多元金属ナノ粒子の発明で、前記多元金属ナノ粒子コロイドは、前記金属ナノ粒子コロイドを構成する金属の種類が異なる複数種類の金属ナノ粒子コロイドを混合し、熱処理を施して多元金属ナノ粒子コロイドを製造する工程を経て製造されたものであり、前記ナノ粒子を担持する担体に前記多元金属ナノ粒子コロイド中の前記多元金属ナノ粒子を担持させたものであることを特徴とする多元金属ナノ粒子である。
【００９６】
発明６６を展開してなされた本発明の例としての第６７の発明（以下、発明６７という）は、発明６６に記載の多元金属ナノ粒子において、少なくとも１種類の前記金属ナノ粒子コロイドが、減圧雰囲気中あるいは真空中で蒸発等により金属を移動可能状態にしたものを移動する界面活性剤に結合させて金属ナノ粒子を収集する工程を経て製造された金属ナノ粒子コロイドであることを特徴とする多元金属ナノ粒子である。
【００９７】
発明６６または６７を展開してなされた本発明の例としての第６８の発明（以下、発明６８という）は、発明６６または６７に記載の多元金属ナノ粒子において、少なくとも１種類の前記金属ナノ粒子コロイドは、蒸発等により金属を移動可能状態にしたものを、溶媒に溶解させずに流動状にした膜状界面活性剤の移動体に結合させて金属ナノ粒子を収集することを繰り返して金属ナノ粒子コロイド中の金属ナノ粒子の濃度を高める工程を経て製造された金属ナノ粒子コロイドであることを特徴とする多元金属ナノ粒子である。
【００９８】
発明６６〜６８を展開してなされた本発明の例としての第６９の発明（以下、発明６９という）は、発明６６〜６８のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子において、少なくとも１種類の前記金属ナノ粒子コロイドが溶媒に希釈されていないポリオキシアルキレンアミンを分散剤および／また溶媒としている金属ナノ粒子コロイドであることを特徴とする多元金属ナノ粒子である。
【００９９】
発明６６〜６９を展開してなされた本発明の例としての第７０の発明（以下、発明７０という）は、発明６６〜６９のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子において、前記熱処理にヒータによる加熱手段を用いたことを特徴とする多元金属ナノ粒子である。
【０１００】
発明６６〜７０を展開してなされた本発明の例としての第７１の発明（以下、発明７１という）は、発明６６〜７０のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子において、前記熱処理手段としてマイクロ波を用いたことを特徴とする多元金属ナノ粒子である。
【０１０１】
発明６６〜７１を展開してなされた本発明の例としての第７２の発明（以下、発明７２という）は、発明６６〜７１のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子において、前記多元金属ナノ粒子コロイドをつくるのに用いる金属ナノ粒子コロイド中の金属ナノ粒子の粒子サイズが２０ｎｍ以下で任意のサイズに制御されていることを特徴とする多元金属ナノ粒子である。
【０１０２】
発明６６〜７２を展開してなされた本発明の例としての第７３の発明（以下、発明７３という）は、発明６６〜７２のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子において、前記多元金属ナノ粒子コロイドをつくるのに用いる金属ナノ粒子コロイド中の金属ナノ粒子の平均粒子サイズが２〜６ｎｍであることを特徴とする多元金属ナノ粒子である。
【０１０３】
発明６６〜７３を展開してなされた本発明の例としての第７４の発明（以下、発明７４という）は、発明６６〜７３のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子において、前記多元金属ナノ粒子コロイド中の多元金属ナノ粒子が単結晶化した金属ナノ粒子であることを特徴とする多元金属ナノ粒子である。
【０１０４】
発明６６〜７４を展開してなされた本発明の例としての第７５の発明（以下、発明７５という）は、発明６６〜７４のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子において、前記多元金属ナノ粒子コロイド中の多元金属ナノ粒子が合金化した金属ナノ粒子であることを特徴とする多元金属ナノ粒子である。
【０１０５】
発明６６〜７５を展開してなされた本発明の例としての第７６の発明（以下、発明７６という）は、発明６６〜７５のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子において、前記多元金属ナノ粒子コロイド中の多元金属ナノ粒子が異方的に相分離した構造の金属ナノ粒子コロイドであることを特徴とする多元金属ナノ粒子である。
【０１０６】
発明６６〜７６を展開してなされた本発明の例としての第７７の発明（以下、発明７７という）は、発明６６〜７６のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子において、複数の前記金属ナノ粒子コロイドの界面活性剤が互いに異なることを特徴とする多元金属ナノ粒子である。
【０１０７】
発明６６〜７７を展開してなされた本発明の例としての第７８の発明（以下、発明７８という）は、発明６６〜７７のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子において、前記多元金属ナノ粒子コロイドを作製するときの複数種類の金属ナノ粒子コロイドを構成する金属ナノ粒子の固相反応の活性度が異なる場合、少なくとも２種類の金属ナノ粒子コロイドにおいて、固相反応の活性度の高い金属ナノ粒子コロイドにおけるリガンドの分子量が固相反応の活性度の低い金属ナノ粒子コロイドにおけるリガンドの分子量よりも大きい各界面活性剤であることを特徴とする多元金属ナノ粒子である。
【発明の効果】
【０１０８】
以上説明したように、 本発明によれば、還元反応を用いる化学的な方法によらずに、コロイド中に硫化物のような化合物、不純物、副生成物の混入を心配しなくても良い、高純度で、高濃度の金属ナノ粒子コロイドおよび多元金属ナノ粒子コロイドを安価に提供でき、量産することができる。
【０１０９】
さらに、本発明の金属ナノ粒子コロイド、金属ナノ粒子、多元金属ナノ粒子コロイド、多元金属ナノ粒子は、それらの製造過程において、金属ナノ粒子を収集する界面活性剤に関して、界面活性剤を溶媒で希釈せずに界面活性剤だけで金属ナノ粒子を結合して収集するのに用いることができるので、界面活性剤だけで製造した金属ナノ粒子コロイドを溶媒に溶かさずにそのままで、あるいは、ユーザーの要望に合わせて広範囲の溶媒に溶かした状態で、たとえば、親水性の溶媒や疎水性の溶媒に溶かして提供することができる。
【０１１０】
そして、本発明による金属ナノ粒子コロイド、多元金属ナノ粒子コロイド、金属ナノ粒子を担体に担持させた金属ナノ粒子、多元金属ナノ粒子は、極めて高い触媒作用を示すなど、これまでには実現できなかった金属ナノ粒子としての高い物性を示し、自動車、電池、エレクトロニクス、バイオテクノロジーの各業界等広い分野の工業的発展に大きく寄与するという多大な効果を奏するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０１１１】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態例について説明する。なお、説明に用いる各図は本発明の例を理解できる程度に各構成成分の寸法、形状、配置関係などを概略的に示してある。そして本発明の説明の都合上、部分的に拡大率を変えて図示する場合もあり、本発明の例の説明に用いる図は、必ずしも実施例などの実物や記述と相似形でない場合もある。また、各図において、同様な構成成分については同一の番号を付けて示し、説明の重複を避けることもある。
【０１１２】
前記のように本発明に用いている技術の基本思想の特筆すべき特徴は、多元金属ナノ粒子コロイドを造る基礎となる金属ナノ粒子コロイドを、従来の金属ナノ粒子コロイド製造の主流ともいうべき化学的還元作用等の化学的製造方法を用いずに、さらに、減圧雰囲気中あるいは真空中（以下、代表して真空中ともいう）において蒸発させた金属粒子を、界面活性剤を溶媒に溶かして希釈することによって流動化させた膜状移動体によって収集する従来の物理的な製造方法とは異なり、界面活性剤の溶媒を用いずに流動化させた界面活性剤そのものによる膜状移動体によって捕捉するすなわち収集することにより製造したところにある。この従来とは異なる製造方法を用いたことによって、従来は無理と思われていたほどの高純度で高濃度で粒径の極めて高度に制御された金属ナノ粒子コロイドを量産できるようになったことである。そして、この優れた金属ナノ粒子コロイドを複数種類混合して熱処理することによって、粒径のそろった、多元金属ナノ粒子を安定して量産できるようになったことである。
【０１１３】
後述するように、本発明の金属ナノ粒子コロイドは、界面活性剤を流動状態で減圧あるいは真空状態の回転する真空室（真空チャンバー）の内壁に沿って、内壁の回転とともに回転させ、蒸発した金属ナノ粒子を真空チャンバー内壁の前記界面活性剤によって収集してコロイド状態にするものである。本発明によって、界面活性剤を希釈剤としての溶媒で溶かして希釈するという手段を用いなくても金属ナノ粒子コロイドを製造することができるため、金属ナノ粒子コロイドの製造能力を従来の十倍以上にすることができ、その製造コストを従来のコストより大幅に低減することができる。
【０１１４】
以下、本発明の実施の形態例を図を用いて詳細に説明する。本発明は、金属ナノ粒子コロイド、金属ナノ粒子、多元金属ナノ粒子コロイド、多元金属ナノ粒子およびそれらの製造方法に関する発明であるが、説明の重複を避けるために、以下の説明において、たとえば金属ナノ粒子コロイドの製造の説明で金属ナノ粒子コロイドや金属ナノ粒子の説明も兼ねるなど、誤解を生じない範囲において、１つの形態の説明で他の形態の説明も兼ねることがある。
【０１１５】
図１は、本発明の金属ナノ粒子コロイドを製造する装置の要部の断面を模式的に示す図である。符号２１は真空チャンバー、２１ａは真空チャンバー（真空槽）の内壁、２１ｂは真空チャンバーの外壁、２２は金属を蒸発させる坩堝（ルツボ）、２３は蒸発させる原料金属、２４はルツボから蒸発した金属線束、２５と２６は界面活性剤、２７は金属ナノ粒子コロイド、２８と２９は矢印である。
【０１１６】
図１において、真空チャンバー２１の下方に、適量の界面活性剤２５を液状にしてためておき、真空チャンバー２１をルツボ内の原料金属を蒸発させるのに適した所定の真空度に排気し、真空チャンバー２１を矢印２８の方向に回転させる。液状になっている界面活性剤２５は、回転する真空チャンバー２１の内壁２１ａについて膜状の界面活性剤２６となって液状で真空チャンバーの内壁２１ａに沿って矢印２８方向に移動する。ルツボ２２の発熱源（図示せず）に電流を通じると、ルツボ内の原料金属が蒸発し、蒸発した金属は金属線束２４となって真空チャンバー２１の上方に向けて飛んで、真空チャンバー２１の内壁２１ａに沿って移動している膜状の界面活性剤２６の位置に到達し、界面活性剤２６に結合して金属ナノ粒子コロイドの状態となる。金属ナノ粒子と結合した膜状の界面活性剤２６はそのまま矢印２９の方向に移動し続け、真空チャンバー２１の下方にたまっている液状の界面活性剤２５にとけ込む。
【０１１７】
前記界面活性剤２５にとけ込んだ金属ナノ粒子コロイドを含んだ界面活性剤は、回転する真空チャンバー２１の内壁２１ａについて金属ナノ粒子コロイドを含んだ膜状の界面活性剤２６となって真空チャンバーの内壁２１ａに沿って矢印２８方向に移動する。
【０１１８】
この操作を所定時間続け、移動する膜状の界面活性剤２６は蒸発してくる金属を収集し続けて、界面活性剤中の金属ナノ粒子コロイドの金属ナノ粒子の濃度が高められる。
【０１１９】
ルツボ２２に製造計画に合わせた量の原料金属を入れ、真空チャンバー２１の下方に製造計画に合わせた量の界面活性剤を入れて前記工程を行うが、従来の方法とは異なり、界面活性剤２５と２６中の金属ナノ粒子の濃度が、従来ならば溶媒に希釈された界面活性剤が真空チャンバー２１の上方に達したときに界面活性剤が真空チャンバー２１の内壁についていることができずに落下してしまう恐れのある濃度を大幅に上まわる濃度になっても、本願の方法では落下させずに生産を続けることができ、金属ナノ粒子コロイドの金属ナノ粒子の濃度を従来に比較して大幅に高め続けることができる。
【０１２０】
ルツボ内の原料金属が所定量の残量になるまで装置の作動を止めないで界面活性剤による金属ナノ粒子の収集を続けることができるので、段取り工程が短時間で済み、製造コストを大幅に低減することができる。そして、この方法により製造した金属ナノ粒子コロイドは、不純物が少なく高濃度の金属ナノ粒子コロイドであり、製造後市場に出すときに、界面活性剤だけで製造した金属ナノ粒子コロイドを溶媒に溶かさずにそのままで供給することができ、あるいは、ユーザの要望に合わせて、ヘキサンやトルエンなどの疎水性溶媒に溶かしたり、水やアルコールなどの親水性溶媒に溶かしたり、多くの溶媒を用いて供給することができる。これは、従来の物理的製造方法による金属ナノ粒子コロイドに比べて大きな利点である。
【０１２１】
界面活性剤２５，２６は適切な粘度の液状にするのが好ましい。このための界面活性剤の流動状態を制御することができる制御手段を用いることが好ましい。その簡便な一つの方法として、界面活性剤の流動状態を制御することができる温度の液体を利用することができる。たとえば、前記温度の液体を真空チャンバー２１の外壁２１ｂの上方からかける方法がる。また、後述の浴槽（液貯め）の温度を制御する方法もある。いずれも安価で、製造条件の的確な制御ができる。
【０１２２】
前記実施の形態例における界面活性剤の特に好ましい例として、ポリオキシアルキレンアミンを用いることができる。この界面活性剤は常温において固体であるが、融点以上の温度に制御することによって適度な粘度を有する液状になる。この方法を用いて、界面活性剤を低粘度の液状にすることができ、所定量の界面活性剤が真空チャンバー２１の下部にたまっている状態にすることができる。液状の界面活性剤２５の量を造りたい金属ナノ粒子コロイドに適した量にして真空チャンバー２１の下部に入れ、真空チャンバー２１を所定の速度で回転させると、界面活性剤２５の一部が真空チャンバー２１の内壁２１ａに引っ張られて、内壁２１ａとともに図１の矢印２８の方向に膜状の界面活性剤２６として真空チャンバー２１内を移動する。
【０１２３】
界面活性剤ポリオキシアルキレンアミンを前記のような液状にするにはいくつかの方法がある。安価で簡便な方法の一例は、真空チャンバー２１の外側下方に、真空チャンバー２１の下部の界面活性剤２５が入っている部分に対応する真空チャンバー２１の外壁２１ｂの少なくとも一部が浸るような浴槽（液貯め）を設け、真空チャンバー２１の外壁２１ｂの上方から界面活性剤が流動化する温度よりも高い温度の液体をかけて温度の制御をすることによって実現することができる。
【０１２４】
この実施の形態例における検討の結果、初期状態における界面活性剤の粘度は、真空チャンバー２１の内壁についていることができる範囲内で１００センチポアズ以下にするのが好ましいことがわかった。これを超えた粘度にすると、蒸発金属と結合した膜状の界面活性剤２６が真空チャンバーの上部内壁から落下しやすくなり、膜状の界面活性剤２６の厚みの均一性など最善ではなくなる恐れがある。
【０１２５】
ルツボから蒸発した金属は、真空チャンバー２１上部内壁の液状で膜状の界面活性剤２６の位置に到達し、界面活性剤２６と結合する。界面活性剤２６は、移動しながら蒸発金属を収集し、真空チャンバー２１の下方に溜まっている液状の界面活性剤２５に混ざる。これを繰り返し、粒径がそろった極めて均質で濃度の高い金属ナノ粒子コロイドを製造することができる。
【０１２６】
本発明の一つの好適な例では、前記界面活性剤と結合した金属ナノ粒子の量は、界面活性剤１００％の分散剤の量に対して、径が２〜６ｎｍのナノ粒子が２０％の含有量で得られた。これは、特許文献５に記載された製造方法と比較して、１０倍以上の高い割合いで、得られたナノ粒子コロイドの品質の良さのみならず、量産コストの大幅な低減をもたらすものである。
【０１２７】
さらに、蒸発した金属を収集するのに、従来の界面活性剤を溶媒で希釈したものを使用せずに界面活性剤１００％のものを使用した効果として、ナノ粒子の粒子サイズの制御効果を上げることができる。
【０１２８】
従来の界面活性剤を溶媒で希釈したものを使用した場合は粒子の形状と粒子サイズのバラツキが大きく、真空チャンバーの回転速度を高速にしてナノ粒子のサイズを揃えることが特許文献５に記載されている。特許文献５には、金属が金の場合、真空チャンバーの回転速度を遅くすると粒子の形状が細長く大きい状態でバラツキが大きいが、回転速度を高めて８１ｍｍ／ｓにすると線状のものが減り５〜７ｎｍの球状のものが多くなり、１００ｍｍ／ｓにすると５〜７ｎｍの球状のものになり、金属が銅の場合、回転速度を１９０ｍｍ／ｓに高めると粒径が２ｎｍに収束すると記載されている。内径が２００〜３００ｍｍの円筒型の真空チャンバーの場合、この回転速度は真空系としてかなり高速であり、真空系を良好に保つための部品寿命が短くなること、粒子サイズのばらつきを充分に押さえることが難しいことなど、大きな問題があり、量産は難しい。
【０１２９】
これに対して、本発明の界面活性剤１００％のものを使用した製造方法によると、たとえば前記真空チャンバーと同じ内径の円筒型の真空チャンバーを用いる場合を比較すると、本発明の場合の回転速度を従来の半分以下にしても粒子サイズの成長現象を効果的に制御することができ、たとえば、２０ｎｍ以下で粒子サイズが極めてよく制御された金や錫などのナノ粒子コロイドを量産レベルで得ることができた。
【０１３０】
本発明の好ましい例では、コバルト、ニッケル、白金について界面活性剤としてポリオキシアルキレンアミンを用いて、前記の条件を制御して粒径が２〜３ｎｍのナノ粒子コロイドを安定して得ることができた。
【０１３１】
白金、パラジウム、鉄、コバルト、ニッケル、銅、金、銀、ゲルマニウム、インジウム、錫など多くの金属ナノ粒子コロイドを作製し、各コロイド中の金属ナノ粒子の粒径を電子顕微鏡により調べたところ、２〜６ｎｍの粒径のよく揃った、高濃度の金属ナノ粒子コロイドを量産レベルで作製できることがわかった。
【０１３２】
本発明におけるナノ粒子の種類はこれらの金属に限定されるものではなく、前記金属以外の多くの金属のナノ粒子コロイドを作製することができる。さらに、金属の他に、酸化亜鉛など蒸発させることができる多くの無機物のナノ粒子コロイドを作製することができる。
【０１３３】
図２は、本発明の実施の形態例として、蒸発金属の結合媒体として１００％界面活性剤を用いて製造した金属ナノ粒子コロイドの例の透過型電子顕微鏡写真で、倍率は３０万倍である。図中に５ｎｍの指標が記載されており、概ね３ｎｍ以下の極めてよくそろった粒径の金属ナノ粒子が界面活性剤中に均質に分布しているのがわかる。この場合の界面活性剤はポリオキシアルキレンアミンで、金属は図２（Ａ）がニッケル、図２（Ｂ）が白金の場合である。
【０１３４】
図３は、本発明の実施の形態例として、図２の金属ナノ粒子コロイドの例を１５０度Ｃで２時間加熱処理したものの透過型電子顕微鏡写真で、倍率は３０万倍である。１０ｎｍ以下の粒子が大半で、均質に分布している。
【０１３５】
なお、本発明の溶媒に希釈していない移動状態にある流動状の界面活性剤を用いて移動状態の金属微粒子を収集する金属コロイドの製造方法において、金属を移動状態にする方法は前記蒸発が安定して安価に製造するのに好ましい方法であるが、本発明はこれに狭く限定されるものではなく、従来の金属微粒子を移動状態にする手段を用いることができる。
【０１３６】
図４は、本発明の実施の形態例として、図１を用いて説明した本発明の製造方法で製造した金属の種類が異なる２種類の金属コロイドを混合し、熱処理をして二元金属ナノ粒子コロイドを作成する方法をモデル的に説明する図である。図４（Ａ）でそれぞれ容器に入れた第一の金属ナノ粒子コロイド３１と第二の金属ナノ粒子コロイド３２を用意し、図４（Ｂ）で１つの容器に第一の金属ナノ粒子コロイド３１と第二の金属ナノ粒子コロイド３２を混合したものである混合金属ナノ粒子コロイド３３を入れて撹拌羽で撹拌し、図４（Ｃ）で矢印３４の方向から加熱する。
【０１３７】
加熱方法として、ヒーターによる加熱手段とマイクロ波による加熱手段を用いた。ヒーターを用いて加熱する方法は簡単にできコストが安いという利点がある。また、マイクロ波を用いると、多元金属ナノ粒子の形状、サイズを制御しやすい。
【０１３８】
図５と図６は、本発明の実施の形態例として、図４で説明をしたような方法で、本発明の多元金属ナノ粒子コロイドを造る方法をさらに詳しく説明する模式図で、説明をわかりやすくするために二元金属ナノ粒子コロイドを造る場合を説明する図である。
【０１３９】
符号３５は第一の金属ナノ粒子、３６は第一の金属ナノ粒子３５と結合している配位子としての界面活性剤（以下、リガンドともいう）、３７は第二の金属ナノ粒子、３８は第二の金属ナノ粒子３７と結合しているリガンド、３９は第一の金属ナノ粒子３５と第二の金属ナノ粒子３７でできた合金ナノ粒子、４０は合金ナノ粒子３９と結合しているリガンド、４１は第三の金属ナノ粒子、４２は第三の金属ナノ粒子４１と結合しているリガンド、４３は第四の金属ナノ粒子、４４は第四の金属ナノ粒子４３と結合しているリガンド、５０は異方性相分離金属ナノ粒子である。
【０１４０】
図５は、リガンド３６とリガンド３８として同じ界面活性剤を用いた場合の例で、さらに、熱処理条件を制御して、第一の金属ナノ粒子３５と第二の金属ナノ粒子３７が均質に混合されて合金ナノ粒子を形成した例を示している。
【０１４１】
図６は、例えば第三の金属ナノ粒子４１の固相反応の活性度にくらべて第四の金属ナノ粒子４３の固相反応の活性度が明確に高い場合に、本発明により前者のリガンドを後者のリガンドより短いものすなわち分子量の小さいものを用いた場合の例を示している。
【０１４２】
図７は図６で説明した異方性相分離構造を説明する図で、符号４５は多元ナノ粒子の例としての二元ナノ粒子を構成する異方性相分離構造を示す最小単位としての単位ナノ粒子、４５ａは二元ナノ粒子４５を形成する、たとえば、第一の金属部分、４５ｂは二元ナノ粒子４５を形成する第二の金属部分で、第一の金属と第二の金属が均等に分布するのではなく、第一の金属が分布している部分である第一の金属部分４５ａと第二の金属が分布している部分である第二の金属部分４５ｂとが偏って分布する異方性相分離構造の単位ナノ粒子４５が界面活性剤中に分布するコロイドになっている。
【０１４３】
たとえば、固相反応の活性度が大きく異なる性質を利用して、これら２種類の金属ナノ粒子に対して、図６で説明したようなリガンドの分子量の異なる界面活性剤を用いて２種類の金属ナノ粒子コロイドを作製し、図４の方法を用いてこの２種類の金属ナノ粒子コロイドを混合し、熱処理を行い図６のような二元金属ナノ粒子を作製することができた。
【０１４４】
固相反応の活性度が大きく異なる第一の金属と第二の金属について、第一の金属部分４５ａと第二の金属部分４５ｂを形成し、固相反応の活性度を調べたところ、合金化した場合に比べて良好な固相反応の活性度を示すことが確認できた。
【０１４５】
図８は担体により金属ナノ粒子あるいは多元金属ナノ粒子が担持されている様子を説明する模式図で、符号４６は金属ナノ粒子あるいは多元金属ナノ粒子を担持した状態の担体、４７は担体、４８は金属ナノ粒子あるいは多元金属ナノ粒子である。
【０１４６】
前記担体としては、ジルコニア、アルミナ、セリア、酸化鉄などの酸化物、カーボン、テフロン(登録商標)系の担体など、金属ナノ粒子の使用環境やユーザの要望によって適切なものを用いることができる。
【０１４７】
担体中に本発明の金属ナノ粒子コロイドあるいは多元金属ナノ粒子コロイドを入れて金属ナノ粒子を担体に担持させ、その担体を、たとえば自動車の排気ガス処理装置に使用し触媒作用で排ガス浄化を行うことができる。
【０１４８】
以上、本発明により改善された金属ナノ粒子コロイドあるいは多元金属ナノ粒子コロイド、金属ナノ粒子あるいは多元金属ナノ粒子の例とその物理的製造方法を説明した。
【０１４９】
前記説明で明かなように、本発明は前記実施の形態例に狭く限定されるものでなく、多くのバリエーションを可能とするものである。例えば、本発明によって、高純度で高濃度の三元金属ナノ粒子コロイドを安価に提供することができ、また、金属に限定されず、無機物を用いた高品質の多元ナノ粒子コロイド、多元無機物ナノ粒子を安価に提供することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１５０】
本発明の金属ナノ粒子コロイド、多元金属ナノ粒子コロイドは、自動車、電池をはじめ、配線・電極形成、電磁波シールド、半導体などのエレクトロニクス、バイオセンサ−、バイオマーカーなどバイオテクノロジー、印刷など広い分野で活用し、各分野に多大なる工業的進歩をもたらすことができる。
【図面の簡単な説明】
【０１５１】
【図１】本発明の実施の形態例としての金属ナノ粒子コロイドを製造する装置の要部の断面図である。
【図２】本発明の実施の形態例としてのナノ粒子コロイドの透過型電子顕微鏡写真である。
【図３】本発明の実施の形態例として、図２のナノ粒子コロイドを１５０度Ｃで２時間加熱処理をしたものの透過型電子顕微鏡写真である。
【図４】本発明の実施の形態例としての二元金属ナノ粒子コロイドを作成する方法をモデル的に説明する図である。
【図５】本発明の実施の形態例として、多元ナノ粒子コロイドを造る方法をさらに詳しく説明する模式図である。
【図６】本発明の実施の形態例として、多元ナノ粒子コロイドを造る方法をさらに詳しく説明する模式図である。
【図７】異方性相分離構造を説明する図である。
【図８】担体により金属ナノ粒子あるいは多元金属ナノ粒子が担持されている様子を説明する模式図である。
【符号の説明】
【０１５２】
２１：真空チャンバー
２１ａ：真空チャンバーの内壁
２２：坩堝（ルツボ）
２３：原料金属
２４：蒸発金属線束
２５，２６：界面活性剤
２７：金属ナノ粒子コロイド
２８，２９，３４：矢印
３１：第一の金属ナノ粒子コロイド
３２：第二の金属ナノ粒子コロイド
３３：混合金属コロイド
３５：第１の金属ナノ粒子
３６，３８，４０，４２，４４：リガンド
３７：第２の金属ナノ粒子
３９：第１の金属ナノ粒子３５と第２の金属ナノ粒子３７でできた合金ナノ粒子
４１：第３の金属ナノ粒子
４３：第４の金属ナノ粒子
４５：異方性相分離構造を示す単位ナノ粒子
４５ａ：第１の金属部分
４５ｂ：第２の金属部分
４６：金属ナノ粒子あるいは多元金属ナノ粒子を担持した状態の担体
４７：担体
４８：担持された金属ナノ粒子あるいは多元金属ナノ粒子
５０：異方性相分離金属ナノ粒子
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属ナノ粒子コロイド、それを用いて作製した多元金属ナノ粒子コロイド、金属ナノ粒子、多元金属ナノ粒子およびそれらの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ナノ粒子すなわち粒子サイズが５ｎｍ（ナノメートル）とか３０ｎｍといった１００ｎｍ以下のナノメートルオーダーの粒子の利用可能性が注目されている。燃料電池や排ガス浄化装置への利用をはじめとする触媒への利用の試み、磁気媒体への利用の試み、半導体への利用の試みなど多くの改善がなされようとしている。
【０００３】
金属ナノ粒子の製造方法にはいくつかの異なる方法が提案されている。それらを大別すると、溶液中での化学反応を利用した化学的な方法と真空中で金属粒子を蒸発などにより微粒子状態にさせて捕獲する物理的な方法がある。
【０００４】
それらの提案としては、還元反応を利用した化学的な製造に関する提案が圧倒的に多く、これらに関する研究も圧倒的に多い。
【０００５】
化学的な製造方法に基づいた金属ナノ粒子コロイドは、製造工程が多段階にわたり複雑であること、ｐＨの精密な制御や熱処理が必要であること、製造コストが高く非能率的であることなどその製造上の難しさ、製造された金属ナノ粒子コロイド中に化合物が入るなど、いくつかの重要なことに関して物理的な製造方法に基づいた金属ナノ粒子コロイドとは事情が異なる。
【０００６】
本発明は、主として物理的な製造方法を利用する金属ナノ粒子コロイド、金属ナノ粒子、多元金属ナノ粒子コロイド、多元金属ナノ粒子およびそれらの製造方法に関するものであるが、本発明をより明確にするために、提案の多い化学的な製造方法に基づいた金属ナノ粒子コロイドについても簡単に記すことにする。
【０００７】
特許文献１には、アルカンチオール等のチオール化合物の存在下で、Ｃｏ塩とＰｄ塩など２種類の金属塩を高温でポリオール還元して得た二元金属ナノ粒子と製造方法が記載されている。
【０００８】
特許文献２には、溶媒中の金属塩を還元反応させてＦｅ／Ｐｄ複合ナノ粒子を得る方法が記載されている。
【０００９】
特許文献３には、金属イオン含有液を還元するという化学的製造方法用いたＡｇ／Ｐｄ等の複合ナノ粒子の製造方法が記載されている。
【００１０】
特許文献５には記載のナノ粒子コロイドは物理的な製造方法に基づいたナノ粒子コロイドの例が記載されている。これは、特許文献４に記載された磁性流体の製造装置と同様の装置を用いて、真空中で無機材料を蒸発させ、その蒸気を、円筒状の回転する真空チャンバーの内壁に沿って内壁とともに回転する界面活性剤を溶媒に溶かした膜状液体媒質に結合させ、コロイド状にして製造するものである。
【００１１】
特許文献１〜３に記載のナノ粒子の製造方法は、製造プロセスが複雑で、化学的還元反応を経由するため、還元剤や溶媒の濃度や温度などを精密に制御する必要があり、その制御が難しく、粒子サイズや結晶状態の均一なものを得るのが難しい。
【００１２】
特許文献１に記載のナノ粒子の化学的製造においてはチオール化合物が不可欠で、製造環境上の問題もある。
【００１３】
特許文献１に記載の方法は、金属塩がアセチルアセトナート塩、酢酸塩、塩化物、硫化物で、金属塩、貴金属塩に制約が大きい。また、アルカンチオールの炭素数が８以上で、溶解させる溶媒などにも制約がり、高沸点の溶媒が要求される。
【００１４】
特許文献１の段落００１４に記載されているように、得られるナノ粒子として異方的に相分離した含硫黄ＣｏＰｄナノ粒子（ナノドングリ）が得られ、これは硫化物よりなるナノ粒子である。
【００１５】
特許文献２に記載の方法は、Ｆｅ／Ｐｄ二元金属のナノ粒子であるが、化学的還元反応を経由して作製するため、反応温度、反応物の濃度などを精密に制御する必要があり、工程が複雑で非効率的である。また、高価な錯体原料を使用しなければならず、この面からの製造コストが高いことでも不利である。さらに、還元剤の種類によっては相分離せず、二相分離構造のナノ粒子を効率よく安価に製造することは困難である。
【００１６】
このように、この化学的な製造方法によるナノ粒子の製造は、製品の形態や金属の種類にも大きな制約があり、反応の制御に難しさがある。
【００１７】
特許文献５に記載のナノ粒子は純金属を回転する真空槽内で蒸発させて、それを真空槽内に装填した界面活性剤ポリブテニルコハク酸テトラミンイミドの７．１％アルキルナフタリン溶液１２０ｇを回転する真空槽内壁に沿って薄い膜状にして回転させた液体媒質に蒸発金属を結合させて製造したものである。
【００１８】
物理的な製造方法は工程数が少なく、コロイド製造後の分離・濃縮を入れても二工程でよいので簡単である。
【００１９】
しかし、特許文献５の方法は界面活性剤を溶媒で希釈して流動化させ、回転する真空槽内壁につけて真空槽内壁とともに回転させ、溶媒中の界面活性剤に結合させるという発想に基づいた製造方法であり、界面活性剤の溶媒は真空中で使える疎水性の溶媒きり使えず、真空中で使える油に希釈せざるを得ない。
【特許文献１】特開２００５−２４００９９号公報
【特許文献２】特開２００８−１３８２４３号公報
【特許文献３】特開２００８−１３８２４３号公報
【特許文献４】特開昭６０−１６１４９０号公報
【特許文献５】特開２００８−１５０６３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
以上説明したように、金属ナノ粒子コロイドの製造方法は種々提案されている。
【００２１】
多元金属ナノ粒子コロイドについては、現在のところ、化学的還元作用等の化学的製造方法で製造された多元金属ナノ粒子コロイドについて金属硫化物などの多元ナノ粒子コロイドを造る提案がなされているが、金属ナノ粒子の異方性相分離構造を作ることが難しい。
【００２２】
前記化学的方法で製造された多元金属ナノ粒子コロイドでは、多くの場合、化合物や副生成物の問題があり、さらに、製造プロセスが複雑で、製造に関する難しさ、製造コストが高いなどの問題がある。
【００２３】
一方、前記物理的方法で製造された金属ナノ粒子コロイドは、蒸発させた金属を収集する媒体として界面活性剤を高分子で蒸気圧の低い疎水性の溶媒で希釈したものを用いており、製造された金属ナノ粒子コロイドをユーザーに供給するときには、多くの場合、界面活性剤の前記溶媒を除去して供給するため、その手間とコストが大きな問題になっている。この溶媒が、前記のように高分子で蒸気圧の低い溶媒に限られることも実用上大きな制約を課している。
【００２４】
さらに、前記物理的方法で製造された金属ナノ粒子コロイドは、蒸発させた金属を、界面活性剤を溶媒に溶かした移動する膜状液体媒質に結合させて収集させているため、膜状液体媒質中の金属の濃度を高くすることができない。その大きな理由の一つは、溶媒に溶かして希釈した界面活性剤の濃度が薄いことにある。すなわち、蒸発した金属は界面活性剤によってナノコロイドとして収集できるが、界面活性剤を溶かしている溶媒では金属粒子を収集できない。このような方法を用いているのは、界面活性剤を溶媒に溶かして用いなければ回転する真空チャンバーの内壁に沿って移動する膜状液体媒質として用いることができない事情によるためと思われる。
【００２５】
また、特許文献５に記載の方法においては、膜状液体媒質中の金属粒子の濃度がある程度以上になると、前記回転する真空チャンバーの内壁上方で、金属粒子を含んだ膜状液体媒質が真空チャンバーの内壁から離れて落下してしまうことが多く、その落下物が蒸発源が入っているルツボ中に落ちて、製造中止を余儀なくされるという問題がある。
【００２６】
そして、金属ナノ粒子実用化が期待されている中において、この物理的方法で製造された金属ナノ粒子コロイドを用いて製造された多元金属ナノ粒子コロイドはまだない。
【００２７】
本発明はこのような解決すべき課題を解決せんとしてなされたもので、本発明の目的の一つは、余分なものを含まず、良質で、高濃度の金属ナノ粒子コロイドを量産可能な実用レベルで提供できるようにすることにあり、そして、そのための改良された製造方法を提供するところにある。
本発明の目的の一つは、ユーザのニーズに合わせて広範囲の溶媒に溶かした状態で、たとえば、親水性溶媒に溶かした状態でも疎水性溶媒に溶かした状態でも提供できる金属ナノ粒子コロイド、金属ナノ粒子、多元金属ナノ粒子コロイド、多元金属ナノ粒子を量産レベルで、安価に提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２８】
本発明は前記の状況に鑑みて、金属ナノ粒子としての性能を充分に発揮することができる高品質の金属ナノ粒子コロイドおよび金属ナノ粒子を量産レベルで、安価に提供することを目的になされたもので、あわせてその製造方法を提供するものである。
【００２９】
以下、課題を解決するためになした本発明についてさらに具体的に説明する。
【００３０】
課題を解決するためになされた本発明の例としての第１の発明（以下、発明１という）は、粒子のサイズがナノメーターレベルの金属微粒子すなわち金属ナノ粒子を主成分として含む金属ナノ粒子コロイドの製造方法の発明で、前記金属ナノ粒子コロイドを、減圧雰囲気中あるいは真空中で蒸発等により金属を移動可能状態にしたものを、溶媒に溶解させずに流動状にした膜状界面活性剤の移動体に結合させて金属ナノ粒子を収集することを繰り返して金属ナノ粒子コロイド中の金属ナノ粒子の濃度を高める工程を経て製造することを特徴とする金属ナノ粒子コロイドの製造方法である。
【００３１】
発明１を展開してなされた本発明の例としての第２の発明（以下、発明２という）は、発明１に記載の金属ナノ粒子コロイドの製造方法において、前記金属ナノ粒子コロイドが溶媒に希釈されていないポリオキシアルキレンアミンを分散剤および／または溶媒として（すなわち、ポリオキシアルキレンアミンを分散剤としての役割または溶媒としての役割あるいはその両方の役割を持たせて）製造されることを特徴とする金属ナノ粒子コロイドの製造方法である。
【００３２】
発明１または２を展開してなされた本発明の例としての第３の発明（以下、発明３という）は、発明１または２に記載の金属ナノ粒子コロイドの製造方法において、前記金属ナノ粒子コロイド中の金属ナノ粒子の粒子サイズが２０ｎｍ以下で任意のサイズに制御されていることを特徴とする金属ナノ粒子コロイドの製造方法である。
【００３３】
発明１〜３を展開してなされた本発明の例としての第４の発明（以下、発明４という）は、発明１〜３のいずれかに記載の金属ナノ粒子コロイドの製造方法において、前記金属ナノ粒子コロイド中の金属ナノ粒子の平均粒子サイズが２〜６ｎｍであることを特徴とする金属ナノ粒子コロイドの製造方法である。
【００３４】
発明１〜４を展開してなされた本発明の例としての第５の発明（以下、発明５という）は、発明１〜４のいずれかに記載の金属ナノ粒子コロイドの製造方法において、前記界面活性剤を溶媒に溶解させずに所定の流動状態にする方法として、前記金属ナノ粒子コロイドを作製する真空槽の外壁に前記界面活性剤の流動状態を制御することができる温度の液体をかけて前記界面活性剤の流動状態を制御する方法を用いていることを特徴とする金属ナノ粒子コロイドの製造方法である。
【００３５】
発明５を展開してなされた本発明の例としての第６の発明（以下、発明６という）は、発明５に記載の金属ナノ粒子コロイドの製造方法において、前記界面活性剤を溶媒に溶解させずに所定の流動状態にする方法が、前記金属ナノ粒子コロイドを作製する真空槽の外壁に前記界面活性剤が流動化する温度よりも高い温度の液体をかけて前記界面活性剤を暖める方法であることを特徴とする金属ナノ粒子コロイドの製造方法である。
【００３６】
発明５または６を展開してなされた本発明の例としての第７の発明（以下、発明７という）は、発明５または６に記載の金属ナノ粒子コロイドの製造方法において、前記真空槽の外壁の少なくとも一部を浸す液だまりを備えた製造装置を用いて前記金属ナノ粒子コロイドを製造することを特徴とする金属ナノ粒子コロイドの製造方法である。
【００３７】
二元以上の金属ナノ粒子を有する金属ナノ粒子コロイドを多元金属ナノ粒子コロイドということにして、課題を解決するためになされた本発明の例としての第８の発明（以下、発明８という）は、粒子のサイズがナノメーターレベルの金属微粒子を含む金属ナノ粒子コロイドを用いて製造した多元金属ナノ粒子コロイドの製造方法の発明であって、少なくとも１種類の前記金属ナノ粒子コロイドは化学的還元作用等の化学的製造方法によらずに製造された金属ナノ粒子コロイドであり、前記多元金属ナノ粒子コロイドは前記金属ナノ粒子コロイドを構成する金属の種類が異なる複数種類の金属ナノ粒子コロイドを混合し、熱処理を施す工程を経て製造されたものであることを特徴とする多元金属ナノ粒子コロイドの製造方法である。
【００３８】
発明８を展開してなされた本発明の例としての第９の発明（以下、発明９という）は、発明８に記載の多元金属ナノ粒子コロイドの製造方法において、少なくとも１つの前記金属ナノ粒子コロイドは、減圧雰囲気中あるいは真空中で蒸発等により金属を移動可能状態にしたものを移動する界面活性剤に結合させて金属ナノ粒子を収集する工程を経て製造された金属ナノ粒子コロイドであることを特徴とする多元金属ナノ粒子コロイドの製造方法である。
【００３９】
発明８または９を展開してなされた本発明の例としての第１０の発明（以下、発明１０という）は、発明８または９に記載の多元金属ナノ粒子コロイドの製造方法において、少なくとも１種類の前記金属ナノ粒子コロイドは、蒸発等により金属を移動可能状態にしたものを、溶媒に溶解させずに流動状にした膜状界面活性剤の移動体に結合させて金属ナノ粒子を収集することを繰り返して金属ナノ粒子コロイド中の金属ナノ粒子の濃度を高める工程を経て製造された金属ナノ粒子コロイドであることを特徴とする多元金属ナノ粒子コロイドの製造方法である。
【００４０】
発明８〜１０を展開してなされた本発明の例としての第１１の発明（以下、発明１１という）は、発明８〜１０のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子コロイドの製造方法において、少なくとも１種類の前記金属ナノ粒子コロイドが溶媒に希釈されていないポリオキシアルキレンアミンを分散剤および／または溶媒として製造される金属ナノ粒子コロイドであることを特徴とする多元金属ナノ粒子コロイドの製造方法である。
【００４１】
発明８〜１１を展開してなされた本発明の例としての第１２の発明（以下、発明１２という）は、発明８〜１１のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子コロイドの製造方法において、前記多元金属ナノ粒子コロイドをつくるのに用いる金属ナノ粒子コロイド中の金属ナノ粒子の粒子サイズが２０ｎｍ以下で任意のサイズに制御されていることを特徴とする金属ナノ粒子コロイドの製造方法である。
【００４２】
発明８〜１２を展開してなされた本発明の例としての第１３の発明（以下、発明１３という）は、発明８〜１２のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子コロイドの製造方法において、前記多元金属ナノ粒子コロイドをつくるのに用いる金属ナノ粒子コロイド中の金属ナノ粒子の平均粒子サイズが２〜６ｎｍであることを特徴とする金属ナノ粒子コロイドの製造方法である。
【００４３】
発明８〜１３を展開してなされた本発明の例としての第１４の発明（以下、発明１４という）は、発明８〜１３のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子コロイドの製造方法において、複数種類の金属ナノ粒子コロイドを混合する方法が撹拌羽を用いる混合方法であることを特徴とする多元金属ナノ粒子コロイドの製造方法である。
【００４４】
発明８〜１４を展開してなされた本発明の例としての第１５の発明（以下、発明１５という）は、発明８〜１４のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子コロイドの製造方法において、複数種類の金属ナノ粒子コロイドを混合する方法が超音波を用いることができる混合方法であることを特徴とする多元金属ナノ粒子コロイドの製造方法である。
【００４５】
発明８〜１５を展開してなされた本発明の例としての第１６の発明（以下、発明１６という）は、発明８〜１５のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子コロイドの製造方法において、前記熱処理にヒータによる加熱手段を用いることを特徴とする多元金属ナノ粒子コロイドの製造方法である。
【００４６】
発明８〜１６を展開してなされた本発明の例としての第１７の発明（以下、発明１７という）は、発明８〜１６のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子コロイドの製造方法において、前記熱処理手段としてマイクロ波を用いることを特徴とする多元金属ナノ粒子コロイドの製造方法である。
【００４７】
発明８〜１７を展開してなされた本発明の例としての第１８の発明（以下、発明１８という）は、発明８〜１７のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子コロイドの製造方法において、複数の前記金属ナノ粒子コロイドの界面活性剤が互いに異なることを特徴とする多元金属ナノ粒子コロイドの製造方法である。
【００４８】
発明８〜１８を展開してなされた本発明の例としての第１９の発明（以下、発明１９という）は、発明８〜１８のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子コロイドの製造方法において、前記多元金属ナノ粒子コロイドを作製するのに混合する複数種類の金属ナノ粒子コロイドを構成する金属ナノ粒子の固相反応の活性度が異なる場合、少なくとも２種類の金属ナノ粒子コロイドにおいて、固相反応の活性度の高い金属ナノ粒子コロイドにおけるリガンドの分子量が固相反応の活性度の低い金属ナノ粒子コロイドにおけるリガンドの分子量よりも大きい各界面活性剤を用いることを特徴とする多元金属ナノ粒子コロイドの製造方法である。
【００４９】
発明１０〜１９を展開してなされた本発明の例としての第２０の発明（以下、発明２０という）は、発明１０〜１９のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子コロイドの製造方法において、前記界面活性剤を溶媒に溶解させずに所定の流動状態にする方法として、前記金属ナノ粒子コロイドを作製する真空槽の外壁に前記界面活性剤の流動状態を制御することができる温度の液体をかけて前記界面活性剤の流動状態を制御する方法を用いていることを特徴とする多元金属ナノ粒子コロイドの製造方法である。
【００５０】
発明２０を展開してなされた本発明の例としての第２１の発明（以下、発明２１という）は、発明２０に記載の多元金属ナノ粒子コロイドの製造方法において、前記界面活性剤を溶媒に溶解させずに所定の流動状態にする方法が、前記金属ナノ粒子コロイドを作製する真空槽の外壁に前記界面活性剤が流動化する温度よりも高い温度の液体をかけて前記界面活性剤を暖める方法であることを特徴とする多元金属ナノ粒子コロイドの製造方法である。
【００５１】
発明２０または２１を展開してなされた本発明の例としての第２２の発明（以下、発明２２という）は、発明２０または２１に記載の多元金属ナノ粒子コロイドの製造方法において、前記真空槽の外壁の少なくとも一部を浸す液だまりを備えた製造装置を用いて前記金属ナノ粒子コロイドを製造することを特徴とする多元金属ナノ粒子コロイドの製造方法である。
【００５２】
課題を解決するためになされた本発明の例としての第２３の発明（以下、発明２３という）は、金属ナノ粒子コロイドの発明で、前記金属ナノ粒子コロイドが、減圧雰囲気中あるいは真空中で蒸発等により金属を移動可能状態にしたものを、溶媒に溶解させずに流動状にした膜状界面活性剤の移動体に結合させて金属ナノ粒子を収集することを繰り返して金属ナノ粒子コロイド中の金属ナノ粒子の濃度を高める工程を経て製造されたことを特徴とする金属ナノ粒子コロイドである。
【００５３】
発明２３を展開してなされた本発明の例としての第２４の発明（以下、発明２４という）は、発明２３に記載の金属ナノ粒子コロイドにおいて、前記金属ナノ粒子コロイドが溶媒に希釈されていないポリオキシアルキレンアミンを分散剤および／または溶媒としていることを特徴とする金属ナノ粒子コロイドである。
【００５４】
発明２３または２４を展開してなされた本発明の例としての第２５の発明（以下、発明２５という）は、発明２３または２４に記載の金属ナノ粒子コロイドにおいて、前記金属ナノ粒子コロイド中の金属ナノ粒子の粒子サイズが２０ｎｍ以下で任意のサイズに制御されていることを特徴とする金属ナノ粒子コロイドである。
【００５５】
発明２３〜２５を展開してなされた本発明の例としての第２６の発明（以下、発明２６という）は、発明２３〜２５のいずれかに記載の金属ナノ粒子コロイドにおいて、前記金属ナノ粒子コロイド中の金属ナノ粒子の平均粒子サイズが２〜６ｎｍであることを特徴とする金属ナノ粒子コロイドである。
【００５６】
課題を解決するためになされた本発明の例としての第２７の発明（以下、発明２７という）は、金属ナノ粒子コロイドを用いて製造された多元金属ナノ粒子コロイドの発明であって、前記多元金属ナノ粒子コロイドは、前記金属ナノ粒子コロイドを構成する金属の種類が異なる複数種類の金属ナノ粒子コロイドを混合し、熱処理を施す工程を経て製造されたものであるとともに、少なくとも１種類の前記金属ナノ粒子コロイドが化学的還元作用等の化学的製造方法によらずに製造された金属ナノ粒子コロイドであることを特徴とする多元金属ナノ粒子コロイドである。
【００５７】
発明２７を展開してなされた本発明の例としての第２８の発明（以下、発明２８という）は、発明２７に記載の多元金属ナノ粒子コロイドにおいて、少なくとも１種類の前記金属ナノ粒子コロイドは、減圧雰囲気中あるいは真空中で蒸発等により金属を移動可能状態にしたものを移動する界面活性剤に結合させて金属ナノ粒子を収集する工程を経て製造された金属ナノ粒子コロイドであることを特徴とする多元金属ナノ粒子コロイドである。
【００５８】
発明２７または２８を展開してなされた本発明の例としての第２９の発明（以下、発明２９という）は、発明２７または２８に記載の多元金属ナノ粒子コロイドにおいて、少なくとも１種類の前記金属ナノ粒子コロイドは、蒸発等により金属を移動可能状態にしたものを、溶媒に溶解させずに流動状にした膜状界面活性剤の移動体に結合させて金属ナノ粒子を収集することを繰り返して金属ナノ粒子コロイド中の金属ナノ粒子の濃度を高める工程を経て製造された金属ナノ粒子コロイドであることを特徴とする多元金属ナノ粒子コロイドである。
【００５９】
発明２７〜２９を展開してなされた本発明の例としての第３０の発明（以下、発明３０という）は、発明２７〜２９のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子コロイドにおいて、少なくとも１種類の前記金属ナノ粒子コロイドが溶媒に希釈されていないポリオキシアルキレンアミンを分散剤および／また溶媒としている金属ナノ粒子コロイドであることを特徴とする多元金属ナノ粒子コロイドである。
【００６０】
発明２７〜３０を展開してなされた本発明の例としての第３１の発明（以下、発明３１という）は、発明２７〜３０のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子コロイドにおいて、前記熱処理にヒータによる加熱手段を用いたことを特徴とする多元金属ナノ粒子コロイドである。
【００６１】
発明２７〜３１を展開してなされた本発明の例としての第３２の発明（以下、発明３２という）は、発明２７〜３１のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子コロイドにおいて、前記熱処理手段としてマイクロ波を用いたことを特徴とする多元金属ナノ粒子コロイドである。
【００６２】
発明２７〜３２を展開してなされた本発明の例としての第３３の発明（以下、発明３３という）は、発明２７〜３２のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子コロイドにおいて、前記多元金属ナノ粒子コロイドをつくるのに用いる金属ナノ粒子コロイド中の金属ナノ粒子の粒子サイズが２０ｎｍ以下で任意のサイズに制御されていることを特徴とする多元金属ナノ粒子コロイドである。
【００６３】
発明２７〜３３を展開してなされた本発明の例としての第３４の発明（以下、発明３４という）は、発明２７〜３３のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子コロイドにおいて、前記多元金属ナノ粒子コロイドをつくるのに用いる金属ナノ粒子コロイド中の金属ナノ粒子の平均粒子サイズが２〜６ｎｍであることを特徴とする多元金属ナノ粒子コロイドである。
【００６４】
発明２７〜３４を展開してなされた本発明の例としての第３５の発明（以下、発明３５という）は、発明２７〜３４のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子コロイドにおいて、少なくとも一部の前記多元金属ナノ粒子コロイド中の多元金属ナノ粒子が単結晶化した多元金属ナノ粒子であることを特徴とする多元金属ナノ粒子コロイドである。
【００６５】
発明２７〜３５を展開してなされた本発明の例としての第３６の発明（以下、発明３６という）は、発明２７〜３５のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子コロイドにおいて、少なくとも一部の前記多元金属ナノ粒子コロイド中の多元金属ナノ粒子が合金化した多元金属ナノ粒子であることを特徴とする多元金属ナノ粒子コロイドである。
【００６６】
発明２７〜３６を展開してなされた本発明の例としての第３７の発明（以下、発明３７という）は、発明２７〜３６のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子コロイドにおいて、少なくとも一部の前記多元金属ナノ粒子コロイド中の多元金属ナノ粒子が異方的に相分離した構造の多元金属ナノ粒子であることを特徴とする多元金属ナノ粒子コロイドである。
【００６７】
発明２７〜３７を展開してなされた本発明の例としての第３８の発明（以下、発明３８という）は、発明２７〜３７のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子コロイドにおいて、複数の前記金属ナノ粒子コロイドの界面活性剤が互いに異なることを特徴とする多元金属ナノ粒子コロイドである。
【００６８】
発明２７〜３８を展開してなされた本発明の例としての第３９の発明（以下、発明３９という）は、発明２７〜３８のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子コロイドにおいて、前記多元金属ナノ粒子コロイドを作製するときの複数種類の金属ナノ粒子コロイドを構成する金属ナノ粒子の固相反応の活性度が異なる場合、少なくとも２種類の金属ナノ粒子コロイドにおいて、固相反応の活性度の高い金属ナノ粒子コロイドにおけるリガンドの分子量が固相反応の活性度の低い金属ナノ粒子コロイドにおけるリガンドの分子量よりも大きい各界面活性剤であることを特徴とする多元金属ナノ粒子コロイドである。
【００６９】
課題を解決するためになされた本発明の例としての第４０の発明（以下、発明４０という）は、金属ナノ粒子コロイドを用いて製造する金属ナノ粒子の製造方法の発明で、前記金属ナノ粒子コロイドは、減圧雰囲気中あるいは真空中で蒸発等により金属を移動可能状態にしたものを、溶媒に溶解させずに流動状にした膜状界面活性剤の移動体に結合させて金属ナノ粒子を収集することを繰り返して金属ナノ粒子コロイド中の金属ナノ粒子の濃度を高める工程を経て製造されたものであり、前記金属ナノ粒子はナノ粒子を担持する担体に前記金属ナノ粒子コロイド中の金属ナノ粒子を担持させたものであることを特徴とする金属ナノ粒子の製造方法である。
【００７０】
発明４０を展開してなされた本発明の例としての第４１の発明（以下、発明４１という）は、発明４０に記載の金属ナノ粒子の製造方法において、前記金属ナノ粒子コロイドを、溶媒に希釈されていないポリオキシアルキレンアミンを分散剤および／または溶媒として製造することを特徴とする金属ナノ粒子の製造方法である。
【００７１】
発明４０または４１を展開してなされた本発明の例としての第４２の発明（以下、発明４２という）は、発明４０または４１に記載の金属ナノ粒子の製造方法において、前記金属ナノ粒子コロイド中の金属ナノ粒子の粒子サイズが２０ｎｍ以下で任意のサイズに制御されていることを特徴とする金属ナノ粒子の製造方法である。
【００７２】
発明４０〜４２を展開してなされた本発明の例としての第４３の発明（以下、発明４３という）は、発明４０〜４２のいずれかに記載の金属ナノ粒子の製造方法において、前記金属ナノ粒子コロイド中の金属ナノ粒子の平均粒子サイズが２〜６ｎｍであることを特徴とする金属ナノ粒子の製造方法である。
【００７３】
発明４０〜４３を展開してなされた本発明の例としての第４４の発明（以下、発明４４という）は、発明４０〜４３のいずれかに記載の金属ナノ粒子の製造方法において、前記界面活性剤を溶媒に溶解させずに所定の流動状態にする方法として、前記金属ナノ粒子コロイドを作製する真空槽の外壁に前記界面活性剤の流動状態を制御することができる温度の液体をかけて前記界面活性剤の流動状態を制御する方法を用いていることを特徴とする金属ナノ粒子の製造方法である。
【００７４】
発明４４を展開してなされた本発明の例としての第４５の発明（以下、発明４５という）は、発明４４に記載の金属ナノ粒子の製造方法において、前記界面活性剤を溶媒に溶解させずに所定の流動状態にする方法が、前記金属ナノ粒子コロイドを作製する真空槽の外壁に前記界面活性剤が流動化する温度よりも高い温度の液体をかけて前記界面活性剤を暖める方法であることを特徴とする金属ナノ粒子の製造方法である。
【００７５】
発明４４または４５を展開してなされた本発明の例としての第４６の発明（以下、発明４６という）は、発明４４または４５に記載の金属ナノ粒子コロイドの製造方法において、前記真空槽の外壁の少なくとも一部を浸す液だまりを備えた製造装置を用いて前記金属ナノ粒子コロイドを製造することを特徴とする金属ナノ粒子の製造方法である。
【００７６】
課題を解決するためになされた本発明の例としての第４７の発明（以下、発明４７という）は、金属ナノ粒子コロイドを複数種類用いて製造する多元金属ナノ粒子の製造方法であって、少なくとも１種類の前記金属ナノ粒子コロイドは化学的還元作用等の化学的製造方法によらずに製造された金属ナノ粒子コロイドであり、前記多元金属ナノ粒子コロイドは前記金属ナノ粒子コロイドを構成する金属の種類が異なる複数種類の金属ナノ粒子コロイドを混合し、熱処理を施して多元金属ナノ粒子コロイドを製造する工程を経て製造されたものであり、前記ナノ粒子を担持する担体に前記多元金属ナノ粒子コロイド中の前記多元金属ナノ粒子を担持させることを特徴とする多元金属ナノ粒子の製造方法である。
【００７７】
発明４７を展開してなされた本発明の例としての第４８の発明（以下、発明４８という）は、発明４７に記載の多元金属ナノ粒子の製造方法において、少なくとも１種類の前記金属ナノ粒子コロイドは、減圧雰囲気中あるいは真空中で蒸発等により金属を移動可能状態にしたものを移動する界面活性剤に結合させて金属ナノ粒子を収集する工程を経て製造された金属ナノ粒子コロイドであることを特徴とする多元金属ナノ粒子の製造方法である。
【００７８】
発明４７または４８を展開してなされた本発明の例としての第４９の発明（以下、発明４９という）は、発明４７または４８に記載の多元金属ナノ粒子の製造方法において、少なくとも１種類の前記金属ナノ粒子コロイドは、蒸発等により金属を移動可能状態にしたものを、溶媒に溶解させずに流動状にした膜状界面活性剤の移動体に結合させて金属ナノ粒子を収集することを繰り返して金属ナノ粒子コロイド中の金属ナノ粒子の濃度を高める工程を経て製造された金属ナノ粒子コロイドであることを特徴とする多元金属ナノ粒子の製造方法である。
【００７９】
発明４７〜４９を展開してなされた本発明の例としての第５０の発明（以下、発明５０という）は、発明４７〜４９のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子の製造方法において、少なくとも１種類の前記金属ナノ粒子コロイドを、溶媒に希釈されていないポリオキシアルキレンアミンを分散剤および／または溶媒として製造する金属ナノ粒子コロイドであることを特徴とする多元金属ナノ粒子の製造方法である。
【００８０】
発明４７〜５０を展開してなされた本発明の例としての第５１の発明（以下、発明５１という）は、発明４７〜５０のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子の製造方法において、
前記多元金属ナノ粒子コロイドをつくるのに用いる金属ナノ粒子コロイド中の金属ナノ粒子の粒子サイズが２０ｎｍ以下で任意のサイズに制御されていることを特徴とする多元金属ナノ粒子の製造方法である。
【００８１】
発明４７〜５１を展開してなされた本発明の例としての第５２の発明（以下、発明５２という）は、発明４７〜５１のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子の製造方法において、前記多元金属ナノ粒子コロイドをつくるのに用いる金属ナノ粒子コロイド中の金属ナノ粒子の平均粒子サイズが２〜６ｎｍであることを特徴とする多元金属ナノ粒子の製造方法である。
【００８２】
発明４７〜５２を展開してなされた本発明の例としての第５３の発明（以下、発明５３という）は、発明４７〜５２のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子の製造方法において、複数種類の金属ナノ粒子コロイドを混合する方法が撹拌羽を用いる混合方法であることを特徴とする多元金属ナノ粒子の製造方法である。
【００８３】
発明４７〜５３を展開してなされた本発明の例としての第５４の発明（以下、発明５４という）は、発明４７〜５３のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子の製造方法において、複数種類の金属ナノ粒子コロイドを混合する方法が超音波を用いることができる混合方法であることを特徴とする多元金属ナノ粒子の製造方法である。
【００８４】
発明４７〜５４を展開してなされた本発明の例としての第５５の発明（以下、発明５５という）は、発明４７〜５４のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子の製造方法において、前記熱処理にヒータによる加熱手段を用いることを特徴とする多元金属ナノ粒子の製造方法である。
【００８５】
発明４７〜５５を展開してなされた本発明の例としての第５６の発明（以下、発明５６という）は、発明４７〜５５のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子の製造方法において、前記熱処理手段としてマイクロ波を用いることを特徴とする多元金属ナノ粒子の製造方法である。
【００８６】
発明４７〜５６を展開してなされた本発明の例としての第５７の発明（以下、発明５７という）は、発明４７〜５６のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子の製造方法において、複数の前記金属ナノ粒子コロイドの界面活性剤が互いに異なることを特徴とする多元金属ナノ粒子の製造方法である。
【００８７】
発明４７〜５７を展開してなされた本発明の例としての第５８の発明（以下、発明５８という）は、発明４７〜５７のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子の製造方法において、前記多元金属ナノ粒子コロイドを作製するときの複数種類の金属ナノ粒子コロイドを構成する金属ナノ粒子の固相反応の活性度が異なる場合、少なくとも２種類の金属ナノ粒子コロイドにおいて、固相反応の活性度の高い金属ナノ粒子コロイドにおけるリガンドの分子量が固相反応の活性度の低い金属ナノ粒子コロイドにおけるリガンドの分子量よりも大きい各界面活性剤を用いることを特徴とする多元金属ナノ粒子の製造方法である。
【００８８】
発明４７〜５８を展開してなされた本発明の例としての第５９の発明（以下、発明５９という）は、発明４７〜５８のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子の製造方法において、前記界面活性剤を溶媒に溶解させずに所定の流動状態にする方法として、前記金属ナノ粒子コロイドを作製する真空槽の外壁に前記界面活性剤の流動状態を制御することができる温度の液体をかけて前記界面活性剤の流動状態を制御する方法を用いていることを特徴とする多元金属ナノ粒子の製造方法である。
【００８９】
発明５９を展開してなされた本発明の例としての第６０の発明（以下、発明６０という）は、発明５９に記載の多元金属ナノ粒子の製造方法において、前記界面活性剤を溶媒に溶解させずに所定の流動状態にする方法が、前記金属ナノ粒子コロイドを作製する真空槽の外壁に前記界面活性剤が流動化する温度よりも高い温度の液体をかけて前記界面活性剤を暖める方法であることを特徴とする多元金属ナノ粒子の製造方法である。
【００９０】
発明５９または６０を展開してなされた本発明の例としての第６１の発明（以下、発明６１という）は、発明５９または６０に記載の多元金属ナノ粒子の製造方法において、前記真空槽の外壁の少なくとも一部を浸す液だまりを備えた製造装置を用いて前記金属ナノ粒子コロイドを製造することを特徴とする多元金属ナノ粒子の製造方法である。
【００９１】
課題を解決するためになされた本発明の例としての第６２の発明（以下、発明６２という）は、金属ナノ粒子コロイドを用いて製造する金属ナノ粒子の発明で、前記金属ナノ粒子コロイドは、減圧雰囲気中あるいは真空中で蒸発等により金属を移動可能状態にしたものを、溶媒に溶解させずに流動状にした膜状界面活性剤の移動体に結合させて金属ナノ粒子を収集することを繰り返して金属ナノ粒子コロイド中の金属ナノ粒子の濃度を高める工程を経て製造されたものであり、前記金属ナノ粒子は、前記ナノ粒子を担持する担体に前記金属ナノ粒子コロイド中の金属ナノ粒子を担持させたものであることを特徴とする金属ナノ粒子前記金属ナノ粒子コロイドは、減圧雰囲気中あるいは真空中で蒸発等により金属を移動可能状態にしたものを、溶媒に溶解させずに流動状にした膜状界面活性剤の移動体に結合させて金属ナノ粒子を収集することを繰り返して金属ナノ粒子コロイド中の金属ナノ粒子の濃度を高める工程を経て製造されたものであり、前記金属ナノ粒子は、前記ナノ粒子を担持する担体に前記金属ナノ粒子コロイド中の金属ナノ粒子を担持させたものであることを特徴とする金属ナノ粒子である。
【００９２】
発明６２を展開してなされた本発明の例としての第６３の発明（以下、発明６３という）は、発明６２に記載の金属ナノ粒子において、前記金属ナノ粒子コロイドが溶媒に希釈されていないポリオキシアルキレンアミンを分散剤および／または溶媒とすることを特徴とする金属ナノ粒子である。
【００９３】
発明６２または６３を展開してなされた本発明の例としての第６４の発明（以下、発明６４という）は、発明６２または６３に記載の金属ナノ粒子において、前記金属ナノ粒子コロイド中の金属ナノ粒子の粒子サイズが２０ｎｍ以下で任意のサイズに制御されていることを特徴とする金属ナノ粒子である。
【００９４】
発明６２〜６４を展開してなされた本発明の例としての第６５の発明（以下、発明６５という）は、発明６２〜６４のいずれかに記載の金属ナノ粒子において、前記金属ナノ粒子コロイド中の金属ナノ粒子の平均粒子サイズが２〜６ｎｍであることを特徴とする金属ナノ粒子である。
【００９５】
課題を解決するためになされた本発明の例としての第６６の発明（以下、発明６６という）は、金属ナノ粒子コロイドを用いて製造された多元金属ナノ粒子の発明で、前記多元金属ナノ粒子コロイドは、前記金属ナノ粒子コロイドを構成する金属の種類が異なる複数種類の金属ナノ粒子コロイドを混合し、熱処理を施して多元金属ナノ粒子コロイドを製造する工程を経て製造されたものであり、前記ナノ粒子を担持する担体に前記多元金属ナノ粒子コロイド中の前記多元金属ナノ粒子を担持させたものであることを特徴とする多元金属ナノ粒子である。
【００９６】
発明６６を展開してなされた本発明の例としての第６７の発明（以下、発明６７という）は、発明６６に記載の多元金属ナノ粒子において、少なくとも１種類の前記金属ナノ粒子コロイドが、減圧雰囲気中あるいは真空中で蒸発等により金属を移動可能状態にしたものを移動する界面活性剤に結合させて金属ナノ粒子を収集する工程を経て製造された金属ナノ粒子コロイドであることを特徴とする多元金属ナノ粒子である。
【００９７】
発明６６または６７を展開してなされた本発明の例としての第６８の発明（以下、発明６８という）は、発明６６または６７に記載の多元金属ナノ粒子において、少なくとも１種類の前記金属ナノ粒子コロイドは、蒸発等により金属を移動可能状態にしたものを、溶媒に溶解させずに流動状にした膜状界面活性剤の移動体に結合させて金属ナノ粒子を収集することを繰り返して金属ナノ粒子コロイド中の金属ナノ粒子の濃度を高める工程を経て製造された金属ナノ粒子コロイドであることを特徴とする多元金属ナノ粒子である。
【００９８】
発明６６〜６８を展開してなされた本発明の例としての第６９の発明（以下、発明６９という）は、発明６６〜６８のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子において、少なくとも１種類の前記金属ナノ粒子コロイドが溶媒に希釈されていないポリオキシアルキレンアミンを分散剤および／また溶媒としている金属ナノ粒子コロイドであることを特徴とする多元金属ナノ粒子である。
【００９９】
発明６６〜６９を展開してなされた本発明の例としての第７０の発明（以下、発明７０という）は、発明６６〜６９のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子において、前記熱処理にヒータによる加熱手段を用いたことを特徴とする多元金属ナノ粒子である。
【０１００】
発明６６〜７０を展開してなされた本発明の例としての第７１の発明（以下、発明７１という）は、発明６６〜７０のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子において、前記熱処理手段としてマイクロ波を用いたことを特徴とする多元金属ナノ粒子である。
【０１０１】
発明６６〜７１を展開してなされた本発明の例としての第７２の発明（以下、発明７２という）は、発明６６〜７１のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子において、前記多元金属ナノ粒子コロイドをつくるのに用いる金属ナノ粒子コロイド中の金属ナノ粒子の粒子サイズが２０ｎｍ以下で任意のサイズに制御されていることを特徴とする多元金属ナノ粒子である。
【０１０２】
発明６６〜７２を展開してなされた本発明の例としての第７３の発明（以下、発明７３という）は、発明６６〜７２のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子において、前記多元金属ナノ粒子コロイドをつくるのに用いる金属ナノ粒子コロイド中の金属ナノ粒子の平均粒子サイズが２〜６ｎｍであることを特徴とする多元金属ナノ粒子である。
【０１０３】
発明６６〜７３を展開してなされた本発明の例としての第７４の発明（以下、発明７４という）は、発明６６〜７３のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子において、前記多元金属ナノ粒子コロイド中の多元金属ナノ粒子が単結晶化した金属ナノ粒子であることを特徴とする多元金属ナノ粒子である。
【０１０４】
発明６６〜７４を展開してなされた本発明の例としての第７５の発明（以下、発明７５という）は、発明６６〜７４のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子において、前記多元金属ナノ粒子コロイド中の多元金属ナノ粒子が合金化した金属ナノ粒子であることを特徴とする多元金属ナノ粒子である。
【０１０５】
発明６６〜７５を展開してなされた本発明の例としての第７６の発明（以下、発明７６という）は、発明６６〜７５のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子において、前記多元金属ナノ粒子コロイド中の多元金属ナノ粒子が異方的に相分離した構造の金属ナノ粒子コロイドであることを特徴とする多元金属ナノ粒子である。
【０１０６】
発明６６〜７６を展開してなされた本発明の例としての第７７の発明（以下、発明７７という）は、発明６６〜７６のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子において、複数の前記金属ナノ粒子コロイドの界面活性剤が互いに異なることを特徴とする多元金属ナノ粒子である。
【０１０７】
発明６６〜７７を展開してなされた本発明の例としての第７８の発明（以下、発明７８という）は、発明６６〜７７のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子において、前記多元金属ナノ粒子コロイドを作製するときの複数種類の金属ナノ粒子コロイドを構成する金属ナノ粒子の固相反応の活性度が異なる場合、少なくとも２種類の金属ナノ粒子コロイドにおいて、固相反応の活性度の高い金属ナノ粒子コロイドにおけるリガンドの分子量が固相反応の活性度の低い金属ナノ粒子コロイドにおけるリガンドの分子量よりも大きい各界面活性剤であることを特徴とする多元金属ナノ粒子である。
【発明の効果】
【０１０８】
以上説明したように、 本発明によれば、還元反応を用いる化学的な方法によらずに、コロイド中に硫化物のような化合物、不純物、副生成物の混入を心配しなくても良い、高純度で、高濃度の金属ナノ粒子コロイドおよび多元金属ナノ粒子コロイドを安価に提供でき、量産することができる。
【０１０９】
さらに、本発明の金属ナノ粒子コロイド、金属ナノ粒子、多元金属ナノ粒子コロイド、多元金属ナノ粒子は、それらの製造過程において、金属ナノ粒子を収集する界面活性剤に関して、界面活性剤を溶媒で希釈せずに界面活性剤だけで金属ナノ粒子を結合して収集するのに用いることができるので、界面活性剤だけで製造した金属ナノ粒子コロイドを溶媒に溶かさずにそのままで、あるいは、ユーザーの要望に合わせて広範囲の溶媒に溶かした状態で、たとえば、親水性の溶媒や疎水性の溶媒に溶かして提供することができる。
【０１１０】
そして、本発明による金属ナノ粒子コロイド、多元金属ナノ粒子コロイド、金属ナノ粒子を担体に担持させた金属ナノ粒子、多元金属ナノ粒子は、極めて高い触媒作用を示すなど、これまでには実現できなかった金属ナノ粒子としての高い物性を示し、自動車、電池、エレクトロニクス、バイオテクノロジーの各業界等広い分野の工業的発展に大きく寄与するという多大な効果を奏するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０１１１】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態例について説明する。なお、説明に用いる各図は本発明の例を理解できる程度に各構成成分の寸法、形状、配置関係などを概略的に示してある。そして本発明の説明の都合上、部分的に拡大率を変えて図示する場合もあり、本発明の例の説明に用いる図は、必ずしも実施例などの実物や記述と相似形でない場合もある。また、各図において、同様な構成成分については同一の番号を付けて示し、説明の重複を避けることもある。
【０１１２】
前記のように本発明に用いている技術の基本思想の特筆すべき特徴は、多元金属ナノ粒子コロイドを造る基礎となる金属ナノ粒子コロイドを、従来の金属ナノ粒子コロイド製造の主流ともいうべき化学的還元作用等の化学的製造方法を用いずに、さらに、減圧雰囲気中あるいは真空中（以下、代表して真空中ともいう）において蒸発させた金属粒子を、界面活性剤を溶媒に溶かして希釈することによって流動化させた膜状移動体によって収集する従来の物理的な製造方法とは異なり、界面活性剤の溶媒を用いずに流動化させた界面活性剤そのものによる膜状移動体によって捕捉するすなわち収集することにより製造したところにある。この従来とは異なる製造方法を用いたことによって、従来は無理と思われていたほどの高純度で高濃度で粒径の極めて高度に制御された金属ナノ粒子コロイドを量産できるようになったことである。そして、この優れた金属ナノ粒子コロイドを複数種類混合して熱処理することによって、粒径のそろった、多元金属ナノ粒子を安定して量産できるようになったことである。
【０１１３】
後述するように、本発明の金属ナノ粒子コロイドは、界面活性剤を流動状態で減圧あるいは真空状態の回転する真空室（真空チャンバー）の内壁に沿って、内壁の回転とともに回転させ、蒸発した金属ナノ粒子を真空チャンバー内壁の前記界面活性剤によって収集してコロイド状態にするものである。本発明によって、界面活性剤を希釈剤としての溶媒で溶かして希釈するという手段を用いなくても金属ナノ粒子コロイドを製造することができるため、金属ナノ粒子コロイドの製造能力を従来の十倍以上にすることができ、その製造コストを従来のコストより大幅に低減することができる。
【０１１４】
以下、本発明の実施の形態例を図を用いて詳細に説明する。本発明は、金属ナノ粒子コロイド、金属ナノ粒子、多元金属ナノ粒子コロイド、多元金属ナノ粒子およびそれらの製造方法に関する発明であるが、説明の重複を避けるために、以下の説明において、たとえば金属ナノ粒子コロイドの製造の説明で金属ナノ粒子コロイドや金属ナノ粒子の説明も兼ねるなど、誤解を生じない範囲において、１つの形態の説明で他の形態の説明も兼ねることがある。
【０１１５】
図１は、本発明の金属ナノ粒子コロイドを製造する装置の要部の断面を模式的に示す図である。符号２１は真空チャンバー、２１ａは真空チャンバー（真空槽）の内壁、２１ｂは真空チャンバーの外壁、２２は金属を蒸発させる坩堝（ルツボ）、２３は蒸発させる原料金属、２４はルツボから蒸発した金属線束、２５と２６は界面活性剤、２７は金属ナノ粒子コロイド、２８と２９は矢印である。
【０１１６】
図１において、真空チャンバー２１の下方に、適量の界面活性剤２５を液状にしてためておき、真空チャンバー２１をルツボ内の原料金属を蒸発させるのに適した所定の真空度に排気し、真空チャンバー２１を矢印２８の方向に回転させる。液状になっている界面活性剤２５は、回転する真空チャンバー２１の内壁２１ａについて膜状の界面活性剤２６となって液状で真空チャンバーの内壁２１ａに沿って矢印２８方向に移動する。ルツボ２２の発熱源（図示せず）に電流を通じると、ルツボ内の原料金属が蒸発し、蒸発した金属は金属線束２４となって真空チャンバー２１の上方に向けて飛んで、真空チャンバー２１の内壁２１ａに沿って移動している膜状の界面活性剤２６の位置に到達し、界面活性剤２６に結合して金属ナノ粒子コロイドの状態となる。金属ナノ粒子と結合した膜状の界面活性剤２６はそのまま矢印２９の方向に移動し続け、真空チャンバー２１の下方にたまっている液状の界面活性剤２５にとけ込む。
【０１１７】
前記界面活性剤２５にとけ込んだ金属ナノ粒子コロイドを含んだ界面活性剤は、回転する真空チャンバー２１の内壁２１ａについて金属ナノ粒子コロイドを含んだ膜状の界面活性剤２６となって真空チャンバーの内壁２１ａに沿って矢印２８方向に移動する。
【０１１８】
この操作を所定時間続け、移動する膜状の界面活性剤２６は蒸発してくる金属を収集し続けて、界面活性剤中の金属ナノ粒子コロイドの金属ナノ粒子の濃度が高められる。
【０１１９】
ルツボ２２に製造計画に合わせた量の原料金属を入れ、真空チャンバー２１の下方に製造計画に合わせた量の界面活性剤を入れて前記工程を行うが、従来の方法とは異なり、界面活性剤２５と２６中の金属ナノ粒子の濃度が、従来ならば溶媒に希釈された界面活性剤が真空チャンバー２１の上方に達したときに界面活性剤が真空チャンバー２１の内壁についていることができずに落下してしまう恐れのある濃度を大幅に上まわる濃度になっても、本願の方法では落下させずに生産を続けることができ、金属ナノ粒子コロイドの金属ナノ粒子の濃度を従来に比較して大幅に高め続けることができる。
【０１２０】
ルツボ内の原料金属が所定量の残量になるまで装置の作動を止めないで界面活性剤による金属ナノ粒子の収集を続けることができるので、段取り工程が短時間で済み、製造コストを大幅に低減することができる。そして、この方法により製造した金属ナノ粒子コロイドは、不純物が少なく高濃度の金属ナノ粒子コロイドであり、製造後市場に出すときに、界面活性剤だけで製造した金属ナノ粒子コロイドを溶媒に溶かさずにそのままで供給することができ、あるいは、ユーザの要望に合わせて、ヘキサンやトルエンなどの疎水性溶媒に溶かしたり、水やアルコールなどの親水性溶媒に溶かしたり、多くの溶媒を用いて供給することができる。これは、従来の物理的製造方法による金属ナノ粒子コロイドに比べて大きな利点である。
【０１２１】
界面活性剤２５，２６は適切な粘度の液状にするのが好ましい。このための界面活性剤の流動状態を制御することができる制御手段を用いることが好ましい。その簡便な一つの方法として、界面活性剤の流動状態を制御することができる温度の液体を利用することができる。たとえば、前記温度の液体を真空チャンバー２１の外壁２１ｂの上方からかける方法がる。また、後述の浴槽（液貯め）の温度を制御する方法もある。いずれも安価で、製造条件の的確な制御ができる。
【０１２２】
前記実施の形態例における界面活性剤の特に好ましい例として、ポリオキシアルキレンアミンを用いることができる。この界面活性剤は常温において固体であるが、融点以上の温度に制御することによって適度な粘度を有する液状になる。この方法を用いて、界面活性剤を低粘度の液状にすることができ、所定量の界面活性剤が真空チャンバー２１の下部にたまっている状態にすることができる。液状の界面活性剤２５の量を造りたい金属ナノ粒子コロイドに適した量にして真空チャンバー２１の下部に入れ、真空チャンバー２１を所定の速度で回転させると、界面活性剤２５の一部が真空チャンバー２１の内壁２１ａに引っ張られて、内壁２１ａとともに図１の矢印２８の方向に膜状の界面活性剤２６として真空チャンバー２１内を移動する。
【０１２３】
界面活性剤ポリオキシアルキレンアミンを前記のような液状にするにはいくつかの方法がある。安価で簡便な方法の一例は、真空チャンバー２１の外側下方に、真空チャンバー２１の下部の界面活性剤２５が入っている部分に対応する真空チャンバー２１の外壁２１ｂの少なくとも一部が浸るような浴槽（液貯め）を設け、真空チャンバー２１の外壁２１ｂの上方から界面活性剤が流動化する温度よりも高い温度の液体をかけて温度の制御をすることによって実現することができる。
【０１２４】
この実施の形態例における検討の結果、初期状態における界面活性剤の粘度は、真空チャンバー２１の内壁についていることができる範囲内で１００センチポアズ以下にするのが好ましいことがわかった。これを超えた粘度にすると、蒸発金属と結合した膜状の界面活性剤２６が真空チャンバーの上部内壁から落下しやすくなり、膜状の界面活性剤２６の厚みの均一性など最善ではなくなる恐れがある。
【０１２５】
ルツボから蒸発した金属は、真空チャンバー２１上部内壁の液状で膜状の界面活性剤２６の位置に到達し、界面活性剤２６と結合する。界面活性剤２６は、移動しながら蒸発金属を収集し、真空チャンバー２１の下方に溜まっている液状の界面活性剤２５に混ざる。これを繰り返し、粒径がそろった極めて均質で濃度の高い金属ナノ粒子コロイドを製造することができる。
【０１２６】
本発明の一つの好適な例では、前記界面活性剤と結合した金属ナノ粒子の量は、界面活性剤１００％の分散剤の量に対して、径が２〜６ｎｍのナノ粒子が２０％の含有量で得られた。これは、特許文献５に記載された製造方法と比較して、１０倍以上の高い割合いで、得られたナノ粒子コロイドの品質の良さのみならず、量産コストの大幅な低減をもたらすものである。
【０１２７】
さらに、蒸発した金属を収集するのに、従来の界面活性剤を溶媒で希釈したものを使用せずに界面活性剤１００％のものを使用した効果として、ナノ粒子の粒子サイズの制御効果を上げることができる。
【０１２８】
従来の界面活性剤を溶媒で希釈したものを使用した場合は粒子の形状と粒子サイズのバラツキが大きく、真空チャンバーの回転速度を高速にしてナノ粒子のサイズを揃えることが特許文献５に記載されている。特許文献５には、金属が金の場合、真空チャンバーの回転速度を遅くすると粒子の形状が細長く大きい状態でバラツキが大きいが、回転速度を高めて８１ｍｍ／ｓにすると線状のものが減り５〜７ｎｍの球状のものが多くなり、１００ｍｍ／ｓにすると５〜７ｎｍの球状のものになり、金属が銅の場合、回転速度を１９０ｍｍ／ｓに高めると粒径が２ｎｍに収束すると記載されている。内径が２００〜３００ｍｍの円筒型の真空チャンバーの場合、この回転速度は真空系としてかなり高速であり、真空系を良好に保つための部品寿命が短くなること、粒子サイズのばらつきを充分に押さえることが難しいことなど、大きな問題があり、量産は難しい。
【０１２９】
これに対して、本発明の界面活性剤１００％のものを使用した製造方法によると、たとえば前記真空チャンバーと同じ内径の円筒型の真空チャンバーを用いる場合を比較すると、本発明の場合の回転速度を従来の半分以下にしても粒子サイズの成長現象を効果的に制御することができ、たとえば、２０ｎｍ以下で粒子サイズが極めてよく制御された金や錫などのナノ粒子コロイドを量産レベルで得ることができた。
【０１３０】
本発明の好ましい例では、コバルト、ニッケル、白金について界面活性剤としてポリオキシアルキレンアミンを用いて、前記の条件を制御して粒径が２〜３ｎｍのナノ粒子コロイドを安定して得ることができた。
【０１３１】
白金、パラジウム、鉄、コバルト、ニッケル、銅、金、銀、ゲルマニウム、インジウム、錫など多くの金属ナノ粒子コロイドを作製し、各コロイド中の金属ナノ粒子の粒径を電子顕微鏡により調べたところ、２〜６ｎｍの粒径のよく揃った、高濃度の金属ナノ粒子コロイドを量産レベルで作製できることがわかった。
【０１３２】
本発明におけるナノ粒子の種類はこれらの金属に限定されるものではなく、前記金属以外の多くの金属のナノ粒子コロイドを作製することができる。さらに、金属の他に、酸化亜鉛など蒸発させることができる多くの無機物のナノ粒子コロイドを作製することができる。
【０１３３】
図２は、本発明の実施の形態例として、蒸発金属の結合媒体として１００％界面活性剤を用いて製造した金属ナノ粒子コロイドの例の透過型電子顕微鏡写真で、倍率は３０万倍である。図中に５ｎｍの指標が記載されており、概ね３ｎｍ以下の極めてよくそろった粒径の金属ナノ粒子が界面活性剤中に均質に分布しているのがわかる。この場合の界面活性剤はポリオキシアルキレンアミンで、金属は図２（Ａ）がニッケル、図２（Ｂ）が白金の場合である。
【０１３４】
図３は、本発明の実施の形態例として、図２の金属ナノ粒子コロイドの例を１５０度Ｃで２時間加熱処理したものの透過型電子顕微鏡写真で、倍率は３０万倍である。１０ｎｍ以下の粒子が大半で、均質に分布している。
【０１３５】
なお、本発明の溶媒に希釈していない移動状態にある流動状の界面活性剤を用いて移動状態の金属微粒子を収集する金属コロイドの製造方法において、金属を移動状態にする方法は前記蒸発が安定して安価に製造するのに好ましい方法であるが、本発明はこれに狭く限定されるものではなく、従来の金属微粒子を移動状態にする手段を用いることができる。
【０１３６】
図４は、本発明の実施の形態例として、図１を用いて説明した本発明の製造方法で製造した金属の種類が異なる２種類の金属コロイドを混合し、熱処理をして二元金属ナノ粒子コロイドを作成する方法をモデル的に説明する図である。図４（Ａ）でそれぞれ容器に入れた第一の金属ナノ粒子コロイド３１と第二の金属ナノ粒子コロイド３２を用意し、図４（Ｂ）で１つの容器に第一の金属ナノ粒子コロイド３１と第二の金属ナノ粒子コロイド３２を混合したものである混合金属ナノ粒子コロイド３３を入れて撹拌羽で撹拌し、図４（Ｃ）で矢印３４の方向から加熱する。
【０１３７】
加熱方法として、ヒーターによる加熱手段とマイクロ波による加熱手段を用いた。ヒーターを用いて加熱する方法は簡単にできコストが安いという利点がある。また、マイクロ波を用いると、多元金属ナノ粒子の形状、サイズを制御しやすい。
【０１３８】
図５と図６は、本発明の実施の形態例として、図４で説明をしたような方法で、本発明の多元金属ナノ粒子コロイドを造る方法をさらに詳しく説明する模式図で、説明をわかりやすくするために二元金属ナノ粒子コロイドを造る場合を説明する図である。
【０１３９】
符号３５は第一の金属ナノ粒子、３６は第一の金属ナノ粒子３５と結合している配位子としての界面活性剤（以下、リガンドともいう）、３７は第二の金属ナノ粒子、３８は第二の金属ナノ粒子３７と結合しているリガンド、３９は第一の金属ナノ粒子３５と第二の金属ナノ粒子３７でできた合金ナノ粒子、４０は合金ナノ粒子３９と結合しているリガンド、４１は第三の金属ナノ粒子、４２は第三の金属ナノ粒子４１と結合しているリガンド、４３は第四の金属ナノ粒子、４４は第四の金属ナノ粒子４３と結合しているリガンド、５０は異方性相分離金属ナノ粒子である。
【０１４０】
図５は、リガンド３６とリガンド３８として同じ界面活性剤を用いた場合の例で、さらに、熱処理条件を制御して、第一の金属ナノ粒子３５と第二の金属ナノ粒子３７が均質に混合されて合金ナノ粒子を形成した例を示している。
【０１４１】
図６は、例えば第三の金属ナノ粒子４１の固相反応の活性度にくらべて第四の金属ナノ粒子４３の固相反応の活性度が明確に高い場合に、本発明により前者のリガンドを後者のリガンドより短いものすなわち分子量の小さいものを用いた場合の例を示している。
【０１４２】
図７は図６で説明した異方性相分離構造を説明する図で、符号４５は多元ナノ粒子の例としての二元ナノ粒子を構成する異方性相分離構造を示す最小単位としての単位ナノ粒子、４５ａは二元ナノ粒子４５を形成する、たとえば、第一の金属部分、４５ｂは二元ナノ粒子４５を形成する第二の金属部分で、第一の金属と第二の金属が均等に分布するのではなく、第一の金属が分布している部分である第一の金属部分４５ａと第二の金属が分布している部分である第二の金属部分４５ｂとが偏って分布する異方性相分離構造の単位ナノ粒子４５が界面活性剤中に分布するコロイドになっている。
【０１４３】
たとえば、固相反応の活性度が大きく異なる性質を利用して、これら２種類の金属ナノ粒子に対して、図６で説明したようなリガンドの分子量の異なる界面活性剤を用いて２種類の金属ナノ粒子コロイドを作製し、図４の方法を用いてこの２種類の金属ナノ粒子コロイドを混合し、熱処理を行い図６のような二元金属ナノ粒子を作製することができた。
【０１４４】
固相反応の活性度が大きく異なる第一の金属と第二の金属について、第一の金属部分４５ａと第二の金属部分４５ｂを形成し、固相反応の活性度を調べたところ、合金化した場合に比べて良好な固相反応の活性度を示すことが確認できた。
【０１４５】
図８は担体により金属ナノ粒子あるいは多元金属ナノ粒子が担持されている様子を説明する模式図で、符号４６は金属ナノ粒子あるいは多元金属ナノ粒子を担持した状態の担体、４７は担体、４８は金属ナノ粒子あるいは多元金属ナノ粒子である。
【０１４６】
前記担体としては、ジルコニア、アルミナ、セリア、酸化鉄などの酸化物、カーボン、テフロン(登録商標)系の担体など、金属ナノ粒子の使用環境やユーザの要望によって適切なものを用いることができる。
【０１４７】
担体中に本発明の金属ナノ粒子コロイドあるいは多元金属ナノ粒子コロイドを入れて金属ナノ粒子を担体に担持させ、その担体を、たとえば自動車の排気ガス処理装置に使用し触媒作用で排ガス浄化を行うことができる。
【０１４８】
以上、本発明により改善された金属ナノ粒子コロイドあるいは多元金属ナノ粒子コロイド、金属ナノ粒子あるいは多元金属ナノ粒子の例とその物理的製造方法を説明した。
【０１４９】
前記説明で明かなように、本発明は前記実施の形態例に狭く限定されるものでなく、多くのバリエーションを可能とするものである。例えば、本発明によって、高純度で高濃度の三元金属ナノ粒子コロイドを安価に提供することができ、また、金属に限定されず、無機物を用いた高品質の多元ナノ粒子コロイド、多元無機物ナノ粒子を安価に提供することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１５０】
本発明の金属ナノ粒子コロイド、多元金属ナノ粒子コロイドは、自動車、電池をはじめ、配線・電極形成、電磁波シールド、半導体などのエレクトロニクス、バイオセンサ−、バイオマーカーなどバイオテクノロジー、印刷など広い分野で活用し、各分野に多大なる工業的進歩をもたらすことができる。
【図面の簡単な説明】
【０１５１】
【図１】本発明の実施の形態例としての金属ナノ粒子コロイドを製造する装置の要部の断面図である。
【図２】本発明の実施の形態例としてのナノ粒子コロイドの透過型電子顕微鏡写真である。
【図３】本発明の実施の形態例として、図２のナノ粒子コロイドを１５０度Ｃで２時間加熱処理をしたものの透過型電子顕微鏡写真である。
【図４】本発明の実施の形態例としての二元金属ナノ粒子コロイドを作成する方法をモデル的に説明する図である。
【図５】本発明の実施の形態例として、多元ナノ粒子コロイドを造る方法をさらに詳しく説明する模式図である。
【図６】本発明の実施の形態例として、多元ナノ粒子コロイドを造る方法をさらに詳しく説明する模式図である。
【図７】異方性相分離構造を説明する図である。
【図８】担体により金属ナノ粒子あるいは多元金属ナノ粒子が担持されている様子を説明する模式図である。
【符号の説明】
【０１５２】
２１：真空チャンバー
２１ａ：真空チャンバーの内壁
２２：坩堝（ルツボ）
２３：原料金属
２４：蒸発金属線束
２５，２６：界面活性剤
２７：金属ナノ粒子コロイド
２８，２９，３４：矢印
３１：第一の金属ナノ粒子コロイド
３２：第二の金属ナノ粒子コロイド
３３：混合金属コロイド
３５：第１の金属ナノ粒子
３６，３８，４０，４２，４４：リガンド
３７：第２の金属ナノ粒子
３９：第１の金属ナノ粒子３５と第２の金属ナノ粒子３７でできた合金ナノ粒子
４１：第３の金属ナノ粒子
４３：第４の金属ナノ粒子
４５：異方性相分離構造を示す単位ナノ粒子
４５ａ：第１の金属部分
４５ｂ：第２の金属部分
４６：金属ナノ粒子あるいは多元金属ナノ粒子を担持した状態の担体
４７：担体
４８：担持された金属ナノ粒子あるいは多元金属ナノ粒子
５０：異方性相分離金属ナノ粒子
【特許請求の範囲】
【請求項１】
粒子のサイズがナノメーターレベルの金属微粒子を主成分として含む金属ナノ粒子コロイドの製造方法において、前記金属ナノ粒子コロイドを、減圧雰囲気中あるいは真空中で蒸発等により金属を移動可能状態にしたものを、溶媒に溶解させずに流動状にした膜状界面活性剤の移動体に結合させて金属ナノ粒子を収集することを繰り返して金属ナノ粒子コロイド中の金属ナノ粒子の濃度を高める工程を経て製造することを特徴とする金属ナノ粒子コロイドの製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の金属ナノ粒子コロイドの製造方法において、前記金属ナノ粒子コロイドを溶媒に希釈されていないポリオキシアルキレンアミンを分散剤および／または溶媒として製造することを特徴とする金属ナノ粒子コロイドの製造方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の金属ナノ粒子コロイドの製造方法において、前記金属ナノ粒子コロイド中の金属ナノ粒子の粒子サイズが２０ｎｍ以下で任意のサイズに制御されていることを特徴とする金属ナノ粒子コロイドの製造方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の金属ナノ粒子コロイドの製造方法において、前記金属ナノ粒子コロイド中の金属ナノ粒子の平均粒子サイズが２〜６ｎｍであることを特徴とする金属ナノ粒子コロイドの製造方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の金属ナノ粒子コロイドの製造方法において、前記界面活性剤を溶媒に溶解させずに所定の流動状態にする方法として、前記金属ナノ粒子コロイドを作製する真空槽の外壁に前記界面活性剤の流動状態を制御することができる温度の液体をかけて前記界面活性剤の流動状態を制御する方法を用いていることを特徴とする金属ナノ粒子コロイドの製造方法。
【請求項６】
請求項５に記載の金属ナノ粒子コロイドの製造方法において、前記界面活性剤を溶媒に溶解させずに所定の流動状態にする方法が、前記金属ナノ粒子コロイドを作製する真空槽の外壁に前記界面活性剤が流動化する温度よりも高い温度の液体をかけて前記界面活性剤を暖める方法であることを特徴とする金属ナノ粒子コロイドの製造方法。
【請求項７】
請求項５または６に記載の金属ナノ粒子コロイドの製造方法において、前記真空槽の外壁の少なくとも一部を浸す液だまりを備えた製造装置を用いて前記金属ナノ粒子コロイドを製造することを特徴とする金属ナノ粒子コロイドの製造方法。
【請求項８】
粒子のサイズがナノメーターレベルの二元以上の金属ナノ粒子を有する金属ナノ粒子コロイドを多元金属ナノ粒子コロイドということにして、粒子のサイズがナノメーターレベルの金属微粒子を含む金属ナノ粒子コロイドを複数種類用いて製造する多元金属ナノ粒子コロイドの製造方法であって、少なくとも１種類の前記金属ナノ粒子コロイドは化学的還元作用等の化学的製造方法によらずに製造された金属ナノ粒子コロイドであり、前記多元金属ナノ粒子コロイドは前記金属ナノ粒子コロイドを構成する金属の種類が異なる複数種類の金属ナノ粒子コロイドを混合し、熱処理を施す工程を経て製造されたものであることを特徴とする多元金属ナノ粒子コロイドの製造方法。
【請求項９】
請求項８に記載の多元金属ナノ粒子コロイドの製造方法において、少なくとも１つの前記金属ナノ粒子コロイドは、減圧雰囲気中あるいは真空中で蒸発等により金属を移動可能状態にしたものを移動する界面活性剤に結合させて金属ナノ粒子を収集する工程を経て製造された金属ナノ粒子コロイドであることを特徴とする多元金属ナノ粒子コロイドの製造方法。
【請求項１０】
請求項８または９に記載の多元金属ナノ粒子コロイドの製造方法において、少なくとも１種類の前記金属ナノ粒子コロイドは、蒸発等により金属を移動可能状態にしたものを、溶媒に溶解させずに流動状にした膜状界面活性剤の移動体に結合させて金属ナノ粒子を収集することを繰り返して金属ナノ粒子コロイド中の金属ナノ粒子の濃度を高める工程を経て製造された金属ナノ粒子コロイドであることを特徴とする多元金属ナノ粒子コロイドの製造方法。
【請求項１１】
請求項８〜１０のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子コロイドの製造方法において、少なくとも１種類の前記金属ナノ粒子コロイドを溶媒に希釈されていないポリオキシアルキレンアミンを分散剤および／または溶媒として製造することを特徴とする多元金属ナノ粒子コロイドの製造方法。
【請求項１２】
請求項８〜１１のいずれかに記載の金属ナノ粒子コロイドの製造方法において、前記多元金属ナノ粒子コロイドをつくるのに用いる金属ナノ粒子コロイド中の金属ナノ粒子の粒子サイズが２０ｎｍ以下で任意のサイズに制御されていることを特徴とする金属ナノ粒子コロイドの製造方法。
【請求項１３】
請求項８〜１２のいずれかに記載の金属ナノ粒子コロイドの製造方法において、前記多元金属ナノ粒子コロイドをつくるのに用いる金属ナノ粒子コロイド中の金属ナノ粒子の平均粒子サイズが２〜６ｎｍであることを特徴とする金属ナノ粒子コロイドの製造方法。
【請求項１４】
請求項８〜１３のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子コロイドの製造方法において、複数種類の金属ナノ粒子コロイドを混合する方法が撹拌羽を用いる混合方法であることを特徴とする多元金属ナノ粒子コロイドの製造方法。
【請求項１５】
請求項８〜１４のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子コロイドの製造方法において、複数種類の金属ナノ粒子コロイドを混合する方法が超音波を用いることができる混合方法であることを特徴とする多元金属ナノ粒子コロイドの製造方法。
【請求項１６】
請求項８〜１５のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子コロイドの製造方法において、前記熱処理にヒータによる加熱手段を用いることを特徴とする多元金属ナノ粒子コロイドの製造方法。
【請求項１７】
請求項８〜１６のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子コロイドの製造方法において、前記熱処理手段としてマイクロ波を用いることを特徴とする多元金属ナノ粒子コロイドの製造方法。
【請求項１８】
請求項８〜１７のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子コロイドの製造方法において、複数の前記金属ナノ粒子コロイドの界面活性剤が互いに異なることを特徴とする多元金属ナノ粒子コロイドの製造方法。
【請求項１９】
請求項８〜１８のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子コロイドの製造方法において、前記多元金属ナノ粒子コロイドを作製するのに混合する複数種類の金属ナノ粒子コロイドを構成する金属ナノ粒子の固相反応の活性度が異なる場合、少なくとも２種類の金属ナノ粒子コロイドにおいて、固相反応の活性度の高い金属ナノ粒子コロイドにおけるリガンドの分子量が固相反応の活性度の低い金属ナノ粒子コロイドにおけるリガンドの分子量よりも大きい各界面活性剤を用いることを特徴とする多元金属ナノ粒子コロイドの製造方法。
【請求項２０】
請求項１０〜１９のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子コロイドの製造方法において、前記界面活性剤を溶媒に溶解させずに所定の流動状態にする方法として、前記金属ナノ粒子コロイドを作製する真空槽の外壁に前記界面活性剤の流動状態を制御することができる温度の液体をかけて前記界面活性剤の流動状態を制御する方法を用いていることを特徴とする多元金属ナノ粒子コロイドの製造方法。
【請求項２１】
請求項２０に記載の多元金属ナノ粒子コロイドの製造方法において、前記界面活性剤を溶媒に溶解させずに所定の流動状態にする方法が、前記金属ナノ粒子コロイドを作製する真空槽の外壁に前記界面活性剤が流動化する温度よりも高い温度の液体をかけて前記界面活性剤を暖める方法であることを特徴とする多元金属ナノ粒子コロイドの製造方法。
【請求項２２】
請求項２０または２１に記載の多元金属ナノ粒子コロイドの製造方法において、前記真空槽の外壁の少なくとも一部を浸す液だまりを備えた製造装置を用いて前記金属ナノ粒子コロイドを製造することを特徴とする多元金属ナノ粒子コロイドの製造方法。
【請求項２３】
粒子のサイズがナノメーターレベルの金属微粒子を主成分として含む金属ナノ粒子コロイドにおいて、前記金属ナノ粒子コロイドが、減圧雰囲気中あるいは真空中で蒸発等により金属を移動可能状態にしたものを、溶媒に溶解させずに流動状にした膜状界面活性剤の移動体に結合させて金属ナノ粒子を収集することを繰り返して金属ナノ粒子コロイド中の金属ナノ粒子の濃度を高める工程を経て製造されたことを特徴とする金属ナノ粒子コロイド。
【請求項２４】
請求項２３に記載の金属ナノ粒子コロイドにおいて、前記金属ナノ粒子コロイドが溶媒に希釈されていないポリオキシアルキレンアミンを分散剤および／または溶媒としていることを特徴とする金属ナノ粒子コロイド。
【請求項２５】
請求項２３または２４に記載の金属ナノ粒子コロイドにおいて、前記金属ナノ粒子コロイド中の金属ナノ粒子の粒子サイズが２０ｎｍ以下で任意のサイズに制御されていることを特徴とする金属ナノ粒子コロイド。
【請求項２６】
請求項２３〜２５のいずれかに記載の金属ナノ粒子コロイドにおいて、前記金属ナノ粒子コロイド中の金属ナノ粒子の平均粒子サイズが２〜６ｎｍであることを特徴とする金属ナノ粒子コロイド。
【請求項２７】
粒子のサイズがナノメーターレベルの二元以上の金属ナノ粒子を含有する金属ナノ粒子コロイドを多元金属ナノ粒子コロイドということにして、粒子のサイズがナノメーターレベルの金属微粒子を含む金属ナノ粒子コロイドを用いて製造された多元金属ナノ粒子コロイドであって、前記多元金属ナノ粒子コロイドは、前記金属ナノ粒子コロイドを構成する金属の種類が異なる複数種類の金属ナノ粒子コロイドを混合し、熱処理を施す工程を経て製造されたものであるとともに、少なくとも１種類の前記金属ナノ粒子コロイドが化学的還元作用等の化学的製造方法によらずに製造された金属ナノ粒子コロイドであることを特徴とする多元金属ナノ粒子コロイド。
【請求項２８】
請求項２７に記載の多元金属ナノ粒子コロイドにおいて、少なくとも１種類の前記金属ナノ粒子コロイドは、減圧雰囲気中あるいは真空中で蒸発等により金属を移動可能状態にしたものを移動する界面活性剤に結合させて金属ナノ粒子を収集する工程を経て製造された金属ナノ粒子コロイドであることを特徴とする多元金属ナノ粒子コロイド。
【請求項２９】
請求項２７または２８に記載の多元金属ナノ粒子コロイドにおいて、少なくとも１種類の前記金属ナノ粒子コロイドは、金属を移動可能状態にしたものを、溶媒に溶解させずに流動状にした膜状界面活性剤の移動体に結合させて金属ナノ粒子を収集することを繰り返して金属ナノ粒子コロイド中の金属ナノ粒子の濃度を高める工程を経て製造された金属ナノ粒子コロイドであることを特徴とする多元金属ナノ粒子コロイド。
【請求項３０】
請求項２７〜２９のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子コロイドにおいて、少なくとも１種類の前記金属ナノ粒子コロイドが溶媒に希釈されていないポリオキシアルキレンアミンを分散剤および／また溶媒としている金属ナノ粒子コロイドであることを特徴とする多元金属ナノ粒子コロイド。
【請求項３１】
請求項２７〜３０のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子コロイドにおいて、前記熱処理にヒータによる加熱手段を用いたことを特徴とする多元金属ナノ粒子コロイド。
【請求項３２】
請求項２７〜３１のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子コロイドにおいて、前記熱処理手段としてマイクロ波を用いたことを特徴とする多元金属ナノ粒子コロイド。
【請求項３３】
請求項２７〜３２のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子コロイドにおいて、前記多元金属ナノ粒子コロイドをつくるのに用いる金属ナノ粒子コロイド中の金属ナノ粒子の粒子サイズが２０ｎｍ以下で任意のサイズに制御されていることを特徴とする多元金属ナノ粒子コロイド。
【請求項３４】
請求項２７〜３３のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子コロイドにおいて、前記多元金属ナノ粒子コロイドをつくるのに用いる金属ナノ粒子コロイド中の金属ナノ粒子の平均粒子サイズが２〜６ｎｍであることを特徴とする多元金属ナノ粒子コロイド。
【請求項３５】
請求項２７〜３４のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子コロイドにおいて、少なくとも一部の前記多元金属ナノ粒子コロイド中の多元金属ナノ粒子が単結晶化した多元金属ナノ粒子であることを特徴とする多元金属ナノ粒子コロイド。
【請求項３６】
請求項２７〜３５のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子コロイドにおいて、少なくとも一部の前記多元金属ナノ粒子コロイド中の多元金属ナノ粒子が合金化した多元金属ナノ粒子であることを特徴とする多元金属ナノ粒子コロイド。
【請求項３７】
請求項２７〜３６のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子コロイドにおいて、少なくとも一部の前記多元金属ナノ粒子コロイド中の多元金属ナノ粒子が異方的に相分離した構造の多元金属ナノ粒子であることを特徴とする多元金属ナノ粒子コロイド。
【請求項３８】
請求項２７〜３７のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子コロイドにおいて、複数の前記金属ナノ粒子コロイドの界面活性剤が互いに異なることを特徴とする多元金属ナノ粒子コロイド。
【請求項３９】
請求項２７〜３８のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子コロイドにおいて、前記多元金属ナノ粒子コロイドを作製するときの複数種類の金属ナノ粒子コロイドを構成する金属ナノ粒子の固相反応の活性度が異なる場合、少なくとも２種類の金属ナノ粒子コロイドにおいて、固相反応の活性度の高い金属ナノ粒子コロイドにおけるリガンドの分子量が固相反応の活性度の低い金属ナノ粒子コロイドにおけるリガンドの分子量よりも大きい各界面活性剤であることを特徴とする多元金属ナノ粒子コロイド。
【請求項４０】
粒子のサイズがナノメーターレベルの金属微粒子を主成分として含む金属ナノ粒子コロイドを用いて製造する金属ナノ粒子の製造方法において、前記金属ナノ粒子コロイドは、減圧雰囲気中あるいは真空中で蒸発等により金属を移動可能状態にしたものを、溶媒に溶解させずに流動状にした膜状界面活性剤の移動体に結合させて金属ナノ粒子を収集することを繰り返して金属ナノ粒子コロイド中の金属ナノ粒子の濃度を高める工程を経て製造されたものであり、前記金属ナノ粒子はナノ粒子を担持する担体に前記金属ナノ粒子コロイド中の金属ナノ粒子を担持させたものであることを特徴とする金属ナノ粒子の製造方法。
【請求項４１】
請求項４０に記載の金属ナノ粒子の製造方法において、前記金属ナノ粒子コロイドを、溶媒に希釈されていないポリオキシアルキレンアミンを分散剤および／または溶媒として製造することを特徴とする金属ナノ粒子の製造方法。
【請求項４２】
請求項４０または４１に記載の金属ナノ粒子の製造方法において、前記金属ナノ粒子コロイド中の金属ナノ粒子の粒子サイズが２０ｎｍ以下で任意のサイズに制御されていることを特徴とする金属ナノ粒子の製造方法。
【請求項４３】
請求項４０〜４２のいずれかに記載の金属ナノ粒子の製造方法において、前記金属ナノ粒子コロイド中の金属ナノ粒子の平均粒子サイズが２〜６ｎｍであることを特徴とする金属ナノ粒子の製造方法。
【請求項４４】
請求項４０〜４３のいずれかに記載の金属ナノ粒子の製造方法において、前記界面活性剤を溶媒に溶解させずに所定の流動状態にする方法として、前記金属ナノ粒子コロイドを作製する真空槽の外壁に前記界面活性剤の流動状態を制御することができる温度の液体をかけて前記界面活性剤の流動状態を制御する方法を用いていることを特徴とする金属ナノ粒子の製造方法。
【請求項４５】
請求項４４に記載の金属ナノ粒子の製造方法において、前記界面活性剤を溶媒に溶解させずに所定の流動状態にする方法が、前記金属ナノ粒子コロイドを作製する真空槽の外壁に前記界面活性剤が流動化する温度よりも高い温度の液体をかけて前記界面活性剤を暖める方法であることを特徴とする金属ナノ粒子の製造方法。
【請求項４６】
請求項４４または４５に記載の金属ナノ粒子の製造方法において、前記真空槽の外壁の少なくとも一部を浸す液だまりを備えた製造装置を用いて前記金属ナノ粒子コロイドを製造することを特徴とする金属ナノ粒子の製造方法。
【請求項４７】
粒子のサイズがナノメーターレベルの二元以上の金属ナノ粒子を有する金属ナノ粒子コロイドを多元金属ナノ粒子コロイドということにして、粒子のサイズがナノメーターレベルの金属微粒子を含む金属ナノ粒子コロイドを複数種類用いて製造する多元金属ナノ粒子の製造方法であって、少なくとも１種類の前記金属ナノ粒子コロイドは化学的還元作用等の化学的製造方法によらずに製造された金属ナノ粒子コロイドであり、前記多元金属ナノ粒子コロイドは前記金属ナノ粒子コロイドを構成する金属の種類が異なる複数種類の金属ナノ粒子コロイドを混合し、熱処理を施して多元金属ナノ粒子コロイドを製造する工程を経て製造されたものであり、前記ナノ粒子を担持する担体に前記多元金属ナノ粒子コロイド中の前記多元金属ナノ粒子を担持させることを特徴とする多元金属ナノ粒子の製造方法。
【請求項４８】
請求項４７に記載の多元金属ナノ粒子の製造方法において、少なくとも１種類の前記金属ナノ粒子コロイドは、減圧雰囲気中あるいは真空中で蒸発等により金属を移動可能状態にしたものを移動する界面活性剤に結合させて金属ナノ粒子を収集する工程を経て製造された金属ナノ粒子コロイドであることを特徴とする多元金属ナノ粒子の製造方法。
【請求項４９】
請求項４７または４８に記載の多元金属ナノ粒子の製造方法において、少なくとも１種類の前記金属ナノ粒子コロイドは、蒸発等により金属を移動可能状態にしたものを、溶媒に溶解させずに流動状にした膜状界面活性剤の移動体に結合させて金属ナノ粒子を収集することを繰り返して金属ナノ粒子コロイド中の金属ナノ粒子の濃度を高める工程を経て製造された金属ナノ粒子コロイドであることを特徴とする多元金属ナノ粒子の製造方法。
【請求項５０】
請求項４７〜４９のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子の製造方法において、少なくとも１種類の前記金属ナノ粒子コロイドを、溶媒に希釈されていないポリオキシアルキレンアミンを分散剤および／または溶媒として製造することを特徴とする多元金属ナノ粒子の製造方法。
【請求項５１】
請求項４７〜５０のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子の製造方法において、前記多元金属ナノ粒子コロイドをつくるのに用いる金属ナノ粒子コロイド中の金属ナノ粒子の粒子サイズが２０ｎｍ以下で任意のサイズに制御されていることを特徴とする多元金属ナノ粒子の製造方法。
【請求項５２】
請求項４７〜５１のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子の製造方法において、前記多元金属ナノ粒子コロイドをつくるのに用いる金属ナノ粒子コロイド中の金属ナノ粒子の平均粒子サイズが２〜６ｎｍであることを特徴とする多元金属ナノ粒子の製造方法。
【請求項５３】
請求項４７〜５３のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子の製造方法において、複数種類の金属ナノ粒子コロイドを混合する方法が撹拌羽を用いる混合方法であることを特徴とする多元金属ナノ粒子の製造方法。
【請求項５４】
請求項４７〜５３のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子の製造方法において、複数種類の金属ナノ粒子コロイドを混合する方法が超音波を用いることができる混合方法であることを特徴とする多元金属ナノ粒子の製造方法。
【請求項５５】
請求項４７〜５４のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子の製造方法において、前記熱処理にヒータによる加熱手段を用いることを特徴とする多元金属ナノ粒子の製造方法。
【請求項５６】
請求項４７〜５５のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子の製造方法において、前記熱処理手段としてマイクロ波を用いることを特徴とする多元金属ナノ粒子の製造方法。
【請求項５７】
請求項４７〜５６のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子の製造方法において、複数の前記金属ナノ粒子コロイドの界面活性剤が互いに異なることを特徴とする多元金属ナノ粒子の製造方法。
【請求項５８】
請求項４７〜５７のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子の製造方法において、前記多元金属ナノ粒子コロイドを作製するときの複数種類の金属ナノ粒子コロイドを構成する金属ナノ粒子の固相反応の活性度が異なる場合、少なくとも２種類の金属ナノ粒子コロイドにおいて、固相反応の活性度の高い金属ナノ粒子コロイドにおけるリガンドの分子量が固相反応の活性度の低い金属ナノ粒子コロイドにおけるリガンドの分子量よりも大きい各界面活性剤を用いることを特徴とする多元金属ナノ粒子の製造方法。
【請求項５９】
請求項４７〜５８のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子の製造方法において、前記界面活性剤を溶媒に溶解させずに所定の流動状態にする方法として、前記金属ナノ粒子コロイドを作製する真空槽の外壁に前記界面活性剤の流動状態を制御することができる温度の液体をかけて前記界面活性剤の流動状態を制御する方法を用いていることを特徴とする多元金属ナノ粒子の製造方法。
【請求項６０】
請求項５９に記載の多元金属ナノ粒子の製造方法において、前記界面活性剤を溶媒に溶解させずに所定の流動状態にする方法が、前記金属ナノ粒子コロイドを作製する真空槽の外壁に前記界面活性剤が流動化する温度よりも高い温度の液体をかけて前記界面活性剤を暖める方法であることを特徴とする多元金属ナノ粒子の製造方法。
【請求項６１】
請求項５９または６０に記載の多元金属ナノ粒子の製造方法において、前記真空槽の外壁の少なくとも一部を浸す液だまりを備えた製造装置を用いて前記金属ナノ粒子コロイドを製造することを特徴とする多元金属ナノ粒子の製造方法。
【請求項６２】
粒子のサイズがナノメーターレベルの金属微粒子を主成分として含む金属ナノ粒子コロイドを用いて製造する金属ナノ粒子において、前記金属ナノ粒子コロイドは、減圧雰囲気中あるいは真空中で蒸発等により金属を移動可能状態にしたものを、溶媒に溶解させずに流動状にした膜状界面活性剤の移動体に結合させて金属ナノ粒子を収集することを繰り返して金属ナノ粒子コロイド中の金属ナノ粒子の濃度を高める工程を経て製造されたものであり、前記金属ナノ粒子は、前記ナノ粒子を担持する担体に前記金属ナノ粒子コロイド中の金属ナノ粒子を担持させたものであることを特徴とする金属ナノ粒子。
【請求項６３】
請求項６２に記載の金属ナノ粒子において、前記金属ナノ粒子コロイドが溶媒に希釈されていないポリオキシアルキレンアミンを分散剤および／または溶媒としていることを特徴とする金属ナノ粒子。
【請求項６４】
請求項６２または６３に記載の金属ナノ粒子において、前記金属ナノ粒子コロイド中の金属ナノ粒子の粒子サイズが２０ｎｍ以下で任意のサイズに制御されていることを特徴とする金属ナノ粒子。
【請求項６５】
請求項６２〜６４のいずれかに記載の金属ナノ粒子において、前記金属ナノ粒子コロイド中の金属ナノ粒子の平均粒子サイズが２〜６ｎｍであることを特徴とする金属ナノ粒子。
【請求項６６】
粒子のサイズがナノメーターレベルの二元以上の金属ナノ粒子を含有する金属ナノ粒子コロイドを多元金属ナノ粒子コロイドということにして、粒子のサイズがナノメーターレベルの金属微粒子を含む金属ナノ粒子コロイドを用いて製造された多元金属ナノ粒子であって、前記多元金属ナノ粒子コロイドは、前記金属ナノ粒子コロイドを構成する金属の種類が異なる複数種類の金属ナノ粒子コロイドを混合し、熱処理を施して多元金属ナノ粒子コロイドを製造する工程を経て製造されたものであり、前記ナノ粒子を担持する担体に前記多元金属ナノ粒子コロイド中の前記多元金属ナノ粒子を担持させたものであることを特徴とする多元金属ナノ粒子。
【請求項６７】
請求項６６に記載の多元金属ナノ粒子において、少なくとも１種類の前記金属ナノ粒子コロイドが、減圧雰囲気中あるいは真空中で蒸発等により金属を移動可能状態にしたものを移動する界面活性剤に結合させて金属ナノ粒子を収集する工程を経て製造された金属ナノ粒子コロイドであることを特徴とする多元金属ナノ粒子。
【請求項６８】
請求項６６または６７に記載の多元金属ナノ粒子において、少なくとも１種類の前記金属ナノ粒子コロイドは、金属を移動可能状態にしたものを、溶媒に溶解させずに流動状にした膜状界面活性剤の移動体に結合させて金属ナノ粒子を収集することを繰り返して金属ナノ粒子コロイド中の金属ナノ粒子の濃度を高める工程を経て製造された金属ナノ粒子コロイドであることを特徴とする多元金属ナノ粒子。
【請求項６９】
請求項６６〜６８のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子において、少なくとも１種類の前記金属ナノ粒子コロイドが溶媒に希釈されていないポリオキシアルキレンアミンを分散剤および／また溶媒としている金属ナノ粒子コロイドであることを特徴とする多元金属ナノ粒子。
【請求項７０】
請求項６６〜６９のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子において、前記熱処理にヒータによる加熱手段を用いたことを特徴とする多元金属ナノ粒子。
【請求項７１】
請求項６６〜７０のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子において、前記熱処理手段としてマイクロ波を用いたことを特徴とする多元金属ナノ粒子。
【請求項７２】
請求項６６〜７１のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子において、前記多元金属ナノ粒子コロイドをつくるのに用いる金属ナノ粒子コロイド中の金属ナノ粒子の粒子サイズが２０ｎｍ以下で任意のサイズに制御されていることを特徴とする多元金属ナノ粒子。
【請求項７３】
請求項６６〜７２のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子において、前記多元金属ナノ粒子コロイドをつくるのに用いる金属ナノ粒子コロイド中の金属ナノ粒子の平均粒子サイズが２〜６ｎｍであることを特徴とする多元金属ナノ粒子。
【請求項７４】
請求項６６〜７３のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子において、前記多元金属ナノ粒子コロイド中の多元金属ナノ粒子が単結晶化した金属ナノ粒子であることを特徴とする多元金属ナノ粒子。
【請求項７５】
請求項６６〜７４のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子において、前記多元金属ナノ粒子コロイド中の多元金属ナノ粒子が合金化した金属ナノ粒子であることを特徴とする多元金属ナノ粒子。
【請求項７６】
請求項６６〜７５のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子において、前記多元金属ナノ粒子コロイド中の多元金属ナノ粒子が異方的に相分離した構造の金属ナノ粒子コロイドであることを特徴とする多元金属ナノ粒子。
【請求項７７】
請求項６６〜７６のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子において、複数の前記金属ナノ粒子コロイドの界面活性剤が互いに異なることを特徴とする多元金属ナノ粒子。
【請求項７８】
請求項６６〜７７のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子において、前記多元金属ナノ粒子コロイドを作製するときの複数種類の金属ナノ粒子コロイドを構成する金属ナノ粒子の固相反応の活性度が異なる場合、少なくとも２種類の金属ナノ粒子コロイドにおいて、固相反応の活性度の高い金属ナノ粒子コロイドにおけるリガンドの分子量が固相反応の活性度の低い金属ナノ粒子コロイドにおけるリガンドの分子量よりも大きい各界面活性剤であることを特徴とする多元金属ナノ粒子。
【請求項１】
粒子のサイズがナノメーターレベルの金属微粒子を主成分として含む金属ナノ粒子コロイドの製造方法において、前記金属ナノ粒子コロイドを、減圧雰囲気中あるいは真空中で蒸発等により金属を移動可能状態にしたものを、溶媒に溶解させずに流動状にした膜状界面活性剤の移動体に結合させて金属ナノ粒子を収集することを繰り返して金属ナノ粒子コロイド中の金属ナノ粒子の濃度を高める工程を経て製造することを特徴とする金属ナノ粒子コロイドの製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の金属ナノ粒子コロイドの製造方法において、前記金属ナノ粒子コロイドを溶媒に希釈されていないポリオキシアルキレンアミンを分散剤および／または溶媒として製造することを特徴とする金属ナノ粒子コロイドの製造方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の金属ナノ粒子コロイドの製造方法において、前記金属ナノ粒子コロイド中の金属ナノ粒子の粒子サイズが２０ｎｍ以下で任意のサイズに制御されていることを特徴とする金属ナノ粒子コロイドの製造方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の金属ナノ粒子コロイドの製造方法において、前記金属ナノ粒子コロイド中の金属ナノ粒子の平均粒子サイズが２〜６ｎｍであることを特徴とする金属ナノ粒子コロイドの製造方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の金属ナノ粒子コロイドの製造方法において、前記界面活性剤を溶媒に溶解させずに所定の流動状態にする方法として、前記金属ナノ粒子コロイドを作製する真空槽の外壁に前記界面活性剤の流動状態を制御することができる温度の液体をかけて前記界面活性剤の流動状態を制御する方法を用いていることを特徴とする金属ナノ粒子コロイドの製造方法。
【請求項６】
請求項５に記載の金属ナノ粒子コロイドの製造方法において、前記界面活性剤を溶媒に溶解させずに所定の流動状態にする方法が、前記金属ナノ粒子コロイドを作製する真空槽の外壁に前記界面活性剤が流動化する温度よりも高い温度の液体をかけて前記界面活性剤を暖める方法であることを特徴とする金属ナノ粒子コロイドの製造方法。
【請求項７】
請求項５または６に記載の金属ナノ粒子コロイドの製造方法において、前記真空槽の外壁の少なくとも一部を浸す液だまりを備えた製造装置を用いて前記金属ナノ粒子コロイドを製造することを特徴とする金属ナノ粒子コロイドの製造方法。
【請求項８】
粒子のサイズがナノメーターレベルの二元以上の金属ナノ粒子を有する金属ナノ粒子コロイドを多元金属ナノ粒子コロイドということにして、粒子のサイズがナノメーターレベルの金属微粒子を含む金属ナノ粒子コロイドを複数種類用いて製造する多元金属ナノ粒子コロイドの製造方法であって、少なくとも１種類の前記金属ナノ粒子コロイドは化学的還元作用等の化学的製造方法によらずに製造された金属ナノ粒子コロイドであり、前記多元金属ナノ粒子コロイドは前記金属ナノ粒子コロイドを構成する金属の種類が異なる複数種類の金属ナノ粒子コロイドを混合し、熱処理を施す工程を経て製造されたものであることを特徴とする多元金属ナノ粒子コロイドの製造方法。
【請求項９】
請求項８に記載の多元金属ナノ粒子コロイドの製造方法において、少なくとも１つの前記金属ナノ粒子コロイドは、減圧雰囲気中あるいは真空中で蒸発等により金属を移動可能状態にしたものを移動する界面活性剤に結合させて金属ナノ粒子を収集する工程を経て製造された金属ナノ粒子コロイドであることを特徴とする多元金属ナノ粒子コロイドの製造方法。
【請求項１０】
請求項８または９に記載の多元金属ナノ粒子コロイドの製造方法において、少なくとも１種類の前記金属ナノ粒子コロイドは、蒸発等により金属を移動可能状態にしたものを、溶媒に溶解させずに流動状にした膜状界面活性剤の移動体に結合させて金属ナノ粒子を収集することを繰り返して金属ナノ粒子コロイド中の金属ナノ粒子の濃度を高める工程を経て製造された金属ナノ粒子コロイドであることを特徴とする多元金属ナノ粒子コロイドの製造方法。
【請求項１１】
請求項８〜１０のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子コロイドの製造方法において、少なくとも１種類の前記金属ナノ粒子コロイドを溶媒に希釈されていないポリオキシアルキレンアミンを分散剤および／または溶媒として製造することを特徴とする多元金属ナノ粒子コロイドの製造方法。
【請求項１２】
請求項８〜１１のいずれかに記載の金属ナノ粒子コロイドの製造方法において、前記多元金属ナノ粒子コロイドをつくるのに用いる金属ナノ粒子コロイド中の金属ナノ粒子の粒子サイズが２０ｎｍ以下で任意のサイズに制御されていることを特徴とする金属ナノ粒子コロイドの製造方法。
【請求項１３】
請求項８〜１２のいずれかに記載の金属ナノ粒子コロイドの製造方法において、前記多元金属ナノ粒子コロイドをつくるのに用いる金属ナノ粒子コロイド中の金属ナノ粒子の平均粒子サイズが２〜６ｎｍであることを特徴とする金属ナノ粒子コロイドの製造方法。
【請求項１４】
請求項８〜１３のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子コロイドの製造方法において、複数種類の金属ナノ粒子コロイドを混合する方法が撹拌羽を用いる混合方法であることを特徴とする多元金属ナノ粒子コロイドの製造方法。
【請求項１５】
請求項８〜１４のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子コロイドの製造方法において、複数種類の金属ナノ粒子コロイドを混合する方法が超音波を用いることができる混合方法であることを特徴とする多元金属ナノ粒子コロイドの製造方法。
【請求項１６】
請求項８〜１５のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子コロイドの製造方法において、前記熱処理にヒータによる加熱手段を用いることを特徴とする多元金属ナノ粒子コロイドの製造方法。
【請求項１７】
請求項８〜１６のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子コロイドの製造方法において、前記熱処理手段としてマイクロ波を用いることを特徴とする多元金属ナノ粒子コロイドの製造方法。
【請求項１８】
請求項８〜１７のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子コロイドの製造方法において、複数の前記金属ナノ粒子コロイドの界面活性剤が互いに異なることを特徴とする多元金属ナノ粒子コロイドの製造方法。
【請求項１９】
請求項８〜１８のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子コロイドの製造方法において、前記多元金属ナノ粒子コロイドを作製するのに混合する複数種類の金属ナノ粒子コロイドを構成する金属ナノ粒子の固相反応の活性度が異なる場合、少なくとも２種類の金属ナノ粒子コロイドにおいて、固相反応の活性度の高い金属ナノ粒子コロイドにおけるリガンドの分子量が固相反応の活性度の低い金属ナノ粒子コロイドにおけるリガンドの分子量よりも大きい各界面活性剤を用いることを特徴とする多元金属ナノ粒子コロイドの製造方法。
【請求項２０】
請求項１０〜１９のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子コロイドの製造方法において、前記界面活性剤を溶媒に溶解させずに所定の流動状態にする方法として、前記金属ナノ粒子コロイドを作製する真空槽の外壁に前記界面活性剤の流動状態を制御することができる温度の液体をかけて前記界面活性剤の流動状態を制御する方法を用いていることを特徴とする多元金属ナノ粒子コロイドの製造方法。
【請求項２１】
請求項２０に記載の多元金属ナノ粒子コロイドの製造方法において、前記界面活性剤を溶媒に溶解させずに所定の流動状態にする方法が、前記金属ナノ粒子コロイドを作製する真空槽の外壁に前記界面活性剤が流動化する温度よりも高い温度の液体をかけて前記界面活性剤を暖める方法であることを特徴とする多元金属ナノ粒子コロイドの製造方法。
【請求項２２】
請求項２０または２１に記載の多元金属ナノ粒子コロイドの製造方法において、前記真空槽の外壁の少なくとも一部を浸す液だまりを備えた製造装置を用いて前記金属ナノ粒子コロイドを製造することを特徴とする多元金属ナノ粒子コロイドの製造方法。
【請求項２３】
粒子のサイズがナノメーターレベルの金属微粒子を主成分として含む金属ナノ粒子コロイドにおいて、前記金属ナノ粒子コロイドが、減圧雰囲気中あるいは真空中で蒸発等により金属を移動可能状態にしたものを、溶媒に溶解させずに流動状にした膜状界面活性剤の移動体に結合させて金属ナノ粒子を収集することを繰り返して金属ナノ粒子コロイド中の金属ナノ粒子の濃度を高める工程を経て製造されたことを特徴とする金属ナノ粒子コロイド。
【請求項２４】
請求項２３に記載の金属ナノ粒子コロイドにおいて、前記金属ナノ粒子コロイドが溶媒に希釈されていないポリオキシアルキレンアミンを分散剤および／または溶媒としていることを特徴とする金属ナノ粒子コロイド。
【請求項２５】
請求項２３または２４に記載の金属ナノ粒子コロイドにおいて、前記金属ナノ粒子コロイド中の金属ナノ粒子の粒子サイズが２０ｎｍ以下で任意のサイズに制御されていることを特徴とする金属ナノ粒子コロイド。
【請求項２６】
請求項２３〜２５のいずれかに記載の金属ナノ粒子コロイドにおいて、前記金属ナノ粒子コロイド中の金属ナノ粒子の平均粒子サイズが２〜６ｎｍであることを特徴とする金属ナノ粒子コロイド。
【請求項２７】
粒子のサイズがナノメーターレベルの二元以上の金属ナノ粒子を含有する金属ナノ粒子コロイドを多元金属ナノ粒子コロイドということにして、粒子のサイズがナノメーターレベルの金属微粒子を含む金属ナノ粒子コロイドを用いて製造された多元金属ナノ粒子コロイドであって、前記多元金属ナノ粒子コロイドは、前記金属ナノ粒子コロイドを構成する金属の種類が異なる複数種類の金属ナノ粒子コロイドを混合し、熱処理を施す工程を経て製造されたものであるとともに、少なくとも１種類の前記金属ナノ粒子コロイドが化学的還元作用等の化学的製造方法によらずに製造された金属ナノ粒子コロイドであることを特徴とする多元金属ナノ粒子コロイド。
【請求項２８】
請求項２７に記載の多元金属ナノ粒子コロイドにおいて、少なくとも１種類の前記金属ナノ粒子コロイドは、減圧雰囲気中あるいは真空中で蒸発等により金属を移動可能状態にしたものを移動する界面活性剤に結合させて金属ナノ粒子を収集する工程を経て製造された金属ナノ粒子コロイドであることを特徴とする多元金属ナノ粒子コロイド。
【請求項２９】
請求項２７または２８に記載の多元金属ナノ粒子コロイドにおいて、少なくとも１種類の前記金属ナノ粒子コロイドは、金属を移動可能状態にしたものを、溶媒に溶解させずに流動状にした膜状界面活性剤の移動体に結合させて金属ナノ粒子を収集することを繰り返して金属ナノ粒子コロイド中の金属ナノ粒子の濃度を高める工程を経て製造された金属ナノ粒子コロイドであることを特徴とする多元金属ナノ粒子コロイド。
【請求項３０】
請求項２７〜２９のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子コロイドにおいて、少なくとも１種類の前記金属ナノ粒子コロイドが溶媒に希釈されていないポリオキシアルキレンアミンを分散剤および／また溶媒としている金属ナノ粒子コロイドであることを特徴とする多元金属ナノ粒子コロイド。
【請求項３１】
請求項２７〜３０のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子コロイドにおいて、前記熱処理にヒータによる加熱手段を用いたことを特徴とする多元金属ナノ粒子コロイド。
【請求項３２】
請求項２７〜３１のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子コロイドにおいて、前記熱処理手段としてマイクロ波を用いたことを特徴とする多元金属ナノ粒子コロイド。
【請求項３３】
請求項２７〜３２のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子コロイドにおいて、前記多元金属ナノ粒子コロイドをつくるのに用いる金属ナノ粒子コロイド中の金属ナノ粒子の粒子サイズが２０ｎｍ以下で任意のサイズに制御されていることを特徴とする多元金属ナノ粒子コロイド。
【請求項３４】
請求項２７〜３３のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子コロイドにおいて、前記多元金属ナノ粒子コロイドをつくるのに用いる金属ナノ粒子コロイド中の金属ナノ粒子の平均粒子サイズが２〜６ｎｍであることを特徴とする多元金属ナノ粒子コロイド。
【請求項３５】
請求項２７〜３４のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子コロイドにおいて、少なくとも一部の前記多元金属ナノ粒子コロイド中の多元金属ナノ粒子が単結晶化した多元金属ナノ粒子であることを特徴とする多元金属ナノ粒子コロイド。
【請求項３６】
請求項２７〜３５のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子コロイドにおいて、少なくとも一部の前記多元金属ナノ粒子コロイド中の多元金属ナノ粒子が合金化した多元金属ナノ粒子であることを特徴とする多元金属ナノ粒子コロイド。
【請求項３７】
請求項２７〜３６のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子コロイドにおいて、少なくとも一部の前記多元金属ナノ粒子コロイド中の多元金属ナノ粒子が異方的に相分離した構造の多元金属ナノ粒子であることを特徴とする多元金属ナノ粒子コロイド。
【請求項３８】
請求項２７〜３７のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子コロイドにおいて、複数の前記金属ナノ粒子コロイドの界面活性剤が互いに異なることを特徴とする多元金属ナノ粒子コロイド。
【請求項３９】
請求項２７〜３８のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子コロイドにおいて、前記多元金属ナノ粒子コロイドを作製するときの複数種類の金属ナノ粒子コロイドを構成する金属ナノ粒子の固相反応の活性度が異なる場合、少なくとも２種類の金属ナノ粒子コロイドにおいて、固相反応の活性度の高い金属ナノ粒子コロイドにおけるリガンドの分子量が固相反応の活性度の低い金属ナノ粒子コロイドにおけるリガンドの分子量よりも大きい各界面活性剤であることを特徴とする多元金属ナノ粒子コロイド。
【請求項４０】
粒子のサイズがナノメーターレベルの金属微粒子を主成分として含む金属ナノ粒子コロイドを用いて製造する金属ナノ粒子の製造方法において、前記金属ナノ粒子コロイドは、減圧雰囲気中あるいは真空中で蒸発等により金属を移動可能状態にしたものを、溶媒に溶解させずに流動状にした膜状界面活性剤の移動体に結合させて金属ナノ粒子を収集することを繰り返して金属ナノ粒子コロイド中の金属ナノ粒子の濃度を高める工程を経て製造されたものであり、前記金属ナノ粒子はナノ粒子を担持する担体に前記金属ナノ粒子コロイド中の金属ナノ粒子を担持させたものであることを特徴とする金属ナノ粒子の製造方法。
【請求項４１】
請求項４０に記載の金属ナノ粒子の製造方法において、前記金属ナノ粒子コロイドを、溶媒に希釈されていないポリオキシアルキレンアミンを分散剤および／または溶媒として製造することを特徴とする金属ナノ粒子の製造方法。
【請求項４２】
請求項４０または４１に記載の金属ナノ粒子の製造方法において、前記金属ナノ粒子コロイド中の金属ナノ粒子の粒子サイズが２０ｎｍ以下で任意のサイズに制御されていることを特徴とする金属ナノ粒子の製造方法。
【請求項４３】
請求項４０〜４２のいずれかに記載の金属ナノ粒子の製造方法において、前記金属ナノ粒子コロイド中の金属ナノ粒子の平均粒子サイズが２〜６ｎｍであることを特徴とする金属ナノ粒子の製造方法。
【請求項４４】
請求項４０〜４３のいずれかに記載の金属ナノ粒子の製造方法において、前記界面活性剤を溶媒に溶解させずに所定の流動状態にする方法として、前記金属ナノ粒子コロイドを作製する真空槽の外壁に前記界面活性剤の流動状態を制御することができる温度の液体をかけて前記界面活性剤の流動状態を制御する方法を用いていることを特徴とする金属ナノ粒子の製造方法。
【請求項４５】
請求項４４に記載の金属ナノ粒子の製造方法において、前記界面活性剤を溶媒に溶解させずに所定の流動状態にする方法が、前記金属ナノ粒子コロイドを作製する真空槽の外壁に前記界面活性剤が流動化する温度よりも高い温度の液体をかけて前記界面活性剤を暖める方法であることを特徴とする金属ナノ粒子の製造方法。
【請求項４６】
請求項４４または４５に記載の金属ナノ粒子の製造方法において、前記真空槽の外壁の少なくとも一部を浸す液だまりを備えた製造装置を用いて前記金属ナノ粒子コロイドを製造することを特徴とする金属ナノ粒子の製造方法。
【請求項４７】
粒子のサイズがナノメーターレベルの二元以上の金属ナノ粒子を有する金属ナノ粒子コロイドを多元金属ナノ粒子コロイドということにして、粒子のサイズがナノメーターレベルの金属微粒子を含む金属ナノ粒子コロイドを複数種類用いて製造する多元金属ナノ粒子の製造方法であって、少なくとも１種類の前記金属ナノ粒子コロイドは化学的還元作用等の化学的製造方法によらずに製造された金属ナノ粒子コロイドであり、前記多元金属ナノ粒子コロイドは前記金属ナノ粒子コロイドを構成する金属の種類が異なる複数種類の金属ナノ粒子コロイドを混合し、熱処理を施して多元金属ナノ粒子コロイドを製造する工程を経て製造されたものであり、前記ナノ粒子を担持する担体に前記多元金属ナノ粒子コロイド中の前記多元金属ナノ粒子を担持させることを特徴とする多元金属ナノ粒子の製造方法。
【請求項４８】
請求項４７に記載の多元金属ナノ粒子の製造方法において、少なくとも１種類の前記金属ナノ粒子コロイドは、減圧雰囲気中あるいは真空中で蒸発等により金属を移動可能状態にしたものを移動する界面活性剤に結合させて金属ナノ粒子を収集する工程を経て製造された金属ナノ粒子コロイドであることを特徴とする多元金属ナノ粒子の製造方法。
【請求項４９】
請求項４７または４８に記載の多元金属ナノ粒子の製造方法において、少なくとも１種類の前記金属ナノ粒子コロイドは、蒸発等により金属を移動可能状態にしたものを、溶媒に溶解させずに流動状にした膜状界面活性剤の移動体に結合させて金属ナノ粒子を収集することを繰り返して金属ナノ粒子コロイド中の金属ナノ粒子の濃度を高める工程を経て製造された金属ナノ粒子コロイドであることを特徴とする多元金属ナノ粒子の製造方法。
【請求項５０】
請求項４７〜４９のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子の製造方法において、少なくとも１種類の前記金属ナノ粒子コロイドを、溶媒に希釈されていないポリオキシアルキレンアミンを分散剤および／または溶媒として製造することを特徴とする多元金属ナノ粒子の製造方法。
【請求項５１】
請求項４７〜５０のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子の製造方法において、前記多元金属ナノ粒子コロイドをつくるのに用いる金属ナノ粒子コロイド中の金属ナノ粒子の粒子サイズが２０ｎｍ以下で任意のサイズに制御されていることを特徴とする多元金属ナノ粒子の製造方法。
【請求項５２】
請求項４７〜５１のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子の製造方法において、前記多元金属ナノ粒子コロイドをつくるのに用いる金属ナノ粒子コロイド中の金属ナノ粒子の平均粒子サイズが２〜６ｎｍであることを特徴とする多元金属ナノ粒子の製造方法。
【請求項５３】
請求項４７〜５３のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子の製造方法において、複数種類の金属ナノ粒子コロイドを混合する方法が撹拌羽を用いる混合方法であることを特徴とする多元金属ナノ粒子の製造方法。
【請求項５４】
請求項４７〜５３のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子の製造方法において、複数種類の金属ナノ粒子コロイドを混合する方法が超音波を用いることができる混合方法であることを特徴とする多元金属ナノ粒子の製造方法。
【請求項５５】
請求項４７〜５４のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子の製造方法において、前記熱処理にヒータによる加熱手段を用いることを特徴とする多元金属ナノ粒子の製造方法。
【請求項５６】
請求項４７〜５５のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子の製造方法において、前記熱処理手段としてマイクロ波を用いることを特徴とする多元金属ナノ粒子の製造方法。
【請求項５７】
請求項４７〜５６のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子の製造方法において、複数の前記金属ナノ粒子コロイドの界面活性剤が互いに異なることを特徴とする多元金属ナノ粒子の製造方法。
【請求項５８】
請求項４７〜５７のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子の製造方法において、前記多元金属ナノ粒子コロイドを作製するときの複数種類の金属ナノ粒子コロイドを構成する金属ナノ粒子の固相反応の活性度が異なる場合、少なくとも２種類の金属ナノ粒子コロイドにおいて、固相反応の活性度の高い金属ナノ粒子コロイドにおけるリガンドの分子量が固相反応の活性度の低い金属ナノ粒子コロイドにおけるリガンドの分子量よりも大きい各界面活性剤を用いることを特徴とする多元金属ナノ粒子の製造方法。
【請求項５９】
請求項４７〜５８のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子の製造方法において、前記界面活性剤を溶媒に溶解させずに所定の流動状態にする方法として、前記金属ナノ粒子コロイドを作製する真空槽の外壁に前記界面活性剤の流動状態を制御することができる温度の液体をかけて前記界面活性剤の流動状態を制御する方法を用いていることを特徴とする多元金属ナノ粒子の製造方法。
【請求項６０】
請求項５９に記載の多元金属ナノ粒子の製造方法において、前記界面活性剤を溶媒に溶解させずに所定の流動状態にする方法が、前記金属ナノ粒子コロイドを作製する真空槽の外壁に前記界面活性剤が流動化する温度よりも高い温度の液体をかけて前記界面活性剤を暖める方法であることを特徴とする多元金属ナノ粒子の製造方法。
【請求項６１】
請求項５９または６０に記載の多元金属ナノ粒子の製造方法において、前記真空槽の外壁の少なくとも一部を浸す液だまりを備えた製造装置を用いて前記金属ナノ粒子コロイドを製造することを特徴とする多元金属ナノ粒子の製造方法。
【請求項６２】
粒子のサイズがナノメーターレベルの金属微粒子を主成分として含む金属ナノ粒子コロイドを用いて製造する金属ナノ粒子において、前記金属ナノ粒子コロイドは、減圧雰囲気中あるいは真空中で蒸発等により金属を移動可能状態にしたものを、溶媒に溶解させずに流動状にした膜状界面活性剤の移動体に結合させて金属ナノ粒子を収集することを繰り返して金属ナノ粒子コロイド中の金属ナノ粒子の濃度を高める工程を経て製造されたものであり、前記金属ナノ粒子は、前記ナノ粒子を担持する担体に前記金属ナノ粒子コロイド中の金属ナノ粒子を担持させたものであることを特徴とする金属ナノ粒子。
【請求項６３】
請求項６２に記載の金属ナノ粒子において、前記金属ナノ粒子コロイドが溶媒に希釈されていないポリオキシアルキレンアミンを分散剤および／または溶媒としていることを特徴とする金属ナノ粒子。
【請求項６４】
請求項６２または６３に記載の金属ナノ粒子において、前記金属ナノ粒子コロイド中の金属ナノ粒子の粒子サイズが２０ｎｍ以下で任意のサイズに制御されていることを特徴とする金属ナノ粒子。
【請求項６５】
請求項６２〜６４のいずれかに記載の金属ナノ粒子において、前記金属ナノ粒子コロイド中の金属ナノ粒子の平均粒子サイズが２〜６ｎｍであることを特徴とする金属ナノ粒子。
【請求項６６】
粒子のサイズがナノメーターレベルの二元以上の金属ナノ粒子を含有する金属ナノ粒子コロイドを多元金属ナノ粒子コロイドということにして、粒子のサイズがナノメーターレベルの金属微粒子を含む金属ナノ粒子コロイドを用いて製造された多元金属ナノ粒子であって、前記多元金属ナノ粒子コロイドは、前記金属ナノ粒子コロイドを構成する金属の種類が異なる複数種類の金属ナノ粒子コロイドを混合し、熱処理を施して多元金属ナノ粒子コロイドを製造する工程を経て製造されたものであり、前記ナノ粒子を担持する担体に前記多元金属ナノ粒子コロイド中の前記多元金属ナノ粒子を担持させたものであることを特徴とする多元金属ナノ粒子。
【請求項６７】
請求項６６に記載の多元金属ナノ粒子において、少なくとも１種類の前記金属ナノ粒子コロイドが、減圧雰囲気中あるいは真空中で蒸発等により金属を移動可能状態にしたものを移動する界面活性剤に結合させて金属ナノ粒子を収集する工程を経て製造された金属ナノ粒子コロイドであることを特徴とする多元金属ナノ粒子。
【請求項６８】
請求項６６または６７に記載の多元金属ナノ粒子において、少なくとも１種類の前記金属ナノ粒子コロイドは、金属を移動可能状態にしたものを、溶媒に溶解させずに流動状にした膜状界面活性剤の移動体に結合させて金属ナノ粒子を収集することを繰り返して金属ナノ粒子コロイド中の金属ナノ粒子の濃度を高める工程を経て製造された金属ナノ粒子コロイドであることを特徴とする多元金属ナノ粒子。
【請求項６９】
請求項６６〜６８のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子において、少なくとも１種類の前記金属ナノ粒子コロイドが溶媒に希釈されていないポリオキシアルキレンアミンを分散剤および／また溶媒としている金属ナノ粒子コロイドであることを特徴とする多元金属ナノ粒子。
【請求項７０】
請求項６６〜６９のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子において、前記熱処理にヒータによる加熱手段を用いたことを特徴とする多元金属ナノ粒子。
【請求項７１】
請求項６６〜７０のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子において、前記熱処理手段としてマイクロ波を用いたことを特徴とする多元金属ナノ粒子。
【請求項７２】
請求項６６〜７１のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子において、前記多元金属ナノ粒子コロイドをつくるのに用いる金属ナノ粒子コロイド中の金属ナノ粒子の粒子サイズが２０ｎｍ以下で任意のサイズに制御されていることを特徴とする多元金属ナノ粒子。
【請求項７３】
請求項６６〜７２のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子において、前記多元金属ナノ粒子コロイドをつくるのに用いる金属ナノ粒子コロイド中の金属ナノ粒子の平均粒子サイズが２〜６ｎｍであることを特徴とする多元金属ナノ粒子。
【請求項７４】
請求項６６〜７３のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子において、前記多元金属ナノ粒子コロイド中の多元金属ナノ粒子が単結晶化した金属ナノ粒子であることを特徴とする多元金属ナノ粒子。
【請求項７５】
請求項６６〜７４のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子において、前記多元金属ナノ粒子コロイド中の多元金属ナノ粒子が合金化した金属ナノ粒子であることを特徴とする多元金属ナノ粒子。
【請求項７６】
請求項６６〜７５のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子において、前記多元金属ナノ粒子コロイド中の多元金属ナノ粒子が異方的に相分離した構造の金属ナノ粒子コロイドであることを特徴とする多元金属ナノ粒子。
【請求項７７】
請求項６６〜７６のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子において、複数の前記金属ナノ粒子コロイドの界面活性剤が互いに異なることを特徴とする多元金属ナノ粒子。
【請求項７８】
請求項６６〜７７のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子において、前記多元金属ナノ粒子コロイドを作製するときの複数種類の金属ナノ粒子コロイドを構成する金属ナノ粒子の固相反応の活性度が異なる場合、少なくとも２種類の金属ナノ粒子コロイドにおいて、固相反応の活性度の高い金属ナノ粒子コロイドにおけるリガンドの分子量が固相反応の活性度の低い金属ナノ粒子コロイドにおけるリガンドの分子量よりも大きい各界面活性剤であることを特徴とする多元金属ナノ粒子。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１０−１５０５６８（Ｐ２０１０−１５０５６８Ａ）
【公開日】平成２２年７月８日（２０１０．７．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３２６８２６（Ｐ２００８−３２６８２６）
【出願日】平成２０年１２月２４日（２００８．１２．２４）
【出願人】（５９１０２０４２３）株式会社新光化学工業所 (10)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年７月８日（２０１０．７．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１２月２４日（２００８．１２．２４）
【出願人】（５９１０２０４２３）株式会社新光化学工業所 (10)
【Ｆターム（参考）】
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