第１回サイエンス・コ・ラボ 2022

ナノサイズの粒子を合成し、
銅ナノインクをつくりだしてみよう

『ナノマテリアルの化学合成と機器分析Ⅰ』

日時	2022年9月3日（土）
場所	宮城野校舎理科実験室
参加生徒	仙台育英特別進学コースおよび秀光コース1・2年生（希望者）
講師	東北大学大学院環境科学研究科横山俊准教授　横山幸司助教 TA（ティーチングアシスタント）の皆さん

　東北大学をはじめとする専門の先生方からの指導を受けることができる、理科の実験講座「サイエンス・コ・ラボ」。仙台育英特別進学コースおよび秀光コースの希望者が一緒に受講できる、理系の大学進学を目指す生徒たちを中心に好評を博する講座です。
　2022年度初となる第1回の講座は「ナノマテリアルの化学合成と機器分析Ⅰ」で、第２回サイエンス・コ・ラボの内容に続く実験の前半部分にあたります。今回はプリンテッドエレクトロニクス技術（印刷技術を使って、電子デバイスをつくる技術）に使われる銅ナノ粒子を合成してインク化します。そして次回（第2回）で東北大学を訪問し、作った粒子の特性など分析を行うことになります。東北大学大学院環境科学研究科の横山俊先生・幸司先生とTAのみなさんに指導していただきながら、班ごとに“銅ナノ粒子（銅ナノインク）”を合成しました。

実験の様子

第１回「ナノマテリアルの化学合成と機器分析Ⅰ」

　自然科学では宇宙全体といった大きなものから、物質や現象をつくる最小単位である素粒子のような小さなものまでを対象に研究を行っています。さまざまな量の大きさを表示するために国際単位系(SI)が定めてあり、長さでは1m、質量は1kg、時間は1s (秒)を基本単位量として、計測した量が単位量の何倍にあたるかを表記します。「ナノ」メートルは小さな方、1mmの千分の一のそのまた千分の一、つまり1mの10億分の1を表します。これを1nm (ナノメートル)と記し、または10-９mと表記します。この長さはだいたい水素や酸素などの分子の大きさに相当します。これより一般にナノサイエンスとは、分子を操ることでこれまでになかった新しい素材を生み出し、技術の幅を広げてゆく研究分野を指すのです。
　今回の講座では、銅のナノサイズの粒子を合成し、これを溶液として銅ナノインクをつくりました。これを塗布した部分は、一見透明なガラスやプラスチックであっても電気を流すので、幅広い応用が考えられます。複雑で微細な回路もこのインクを用いたプリンターで印刷でき、この技術による一例として、半導体に応用すれば巻いて持ち運べる薄い樹脂製のディスプレイなども実現、近い将来大量生産され普及してゆくことが期待されています。