ナノ材料
ホットインジェクション法(高温の溶媒に前駆体を一気に注入する方法)で、粒径のそろった(単分散の)ナノ粒子が得られやすい理由として正しいものはどれか。
- A注入の直後に核生成が短い時間に集中し、その後は過飽和度が下がって新しい核ができず、成長だけが進むから
- B前駆体を少しずつ加えて核生成を長い時間続けると、いろいろな時刻に生まれた核の大きさが平均されてそろうから
- C高温で長く保持してオストワルド成長を進めると、小さい粒子が大きい粒子に追いついて分布が狭くなるから
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正解：A. 注入の直後に核生成が短い時間に集中し、その後は過飽和度が下がって新しい核ができず、成長だけが進むから
単分散の粒子をつくる考え方は、ラメール(LaMer)のモデルで説明されます。前駆体を高温の溶媒に一気に入れると、モノマーの濃度が核生成の臨界の過飽和度を超え、短い時間に多数の核がいっせいにできます(バースト核生成)。核ができるとモノマーが消費されて濃度が臨界より下がり、以後は新しい核ができず、すでにある核が同じように成長するので、粒径がそろいます。核生成が長く続くと、早く生まれた核と遅く生まれた核で大きさが違うので、分布はむしろ広がります。オストワルド成長は小さい粒子が溶けて大きい粒子が太る現象で、小さい粒子が追いつくわけではなく、モノマーが不足した段階で進むと分布は広がるのが一般的です。