パルスレーザー光であらゆる材料を球状粒子に!

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サブマイクロメートルサイズ粒子の製造技術

粒子の形態をした物質は、工業的な原料や粒子自体を製品にしたものなどとしてさまざまな場面で用いられています。粒子を原料として扱う場合、粒子の形状は生産現場での取り扱いや工程に影響を及ぼし、さらに最終製品の性能を左右するので、その制御技術はとても重要です。

一般的に粒子の製造方法を大きく分類すると、原子やイオンを積み重ねて粒子を得るボトムアップ的な手法と、機械的な粉砕などでサイズを小さくして粒子を得るトップダウン的な手法に分けられます。これらはそれぞれに得意なサイズ領域があり、ボトムアップ的手法では数nmから大きくても100nm程度、トップダウン的手法では小さくても1μm程度の領域になります。

これまでさまざまな粒子合成技術が開発されてきましたが、100nmより大きく、1μmよりも小さなサブマイクロメートルサイズ領域の粒子合成技術はあまり一般的ではなく、その手法や得られる粒子の材料は限られていました。

「液中レーザー溶融法」のユニークな加熱方法

私たちは2006年ごろより、「液中レーザー溶融法」と呼んでいるサブマイクロメートルサイズの球状粒子合成方法の研究を行っています。この方法では、水やエタノールなどの液体中に形状が不揃いな粒子を分散させ、そこにパルスレーザー光を照射するだけで、簡単にサブマイクロメートルサイズの球状粒子を作ることができます。

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