實現與過去產品相比濃度高100～1,000倍的分散液有望應用于光學顯示器、光學傳感、生物傳感器等光學器件

田中貴金屬集團旗下經營制造事業(yè)的田中貴金屬工業(yè)株式會社（總公司：東京都千代田區(qū)、執(zhí)行總裁：田中 浩一朗）宣布開發(fā)了可通過更高的分散穩(wěn)定性調制更高濃度的"金納米球殼粒子（※1）"。

本產品設計為二氧化硅等粒子表面覆蓋厚度約10 nm的更加薄的金膜（球殼），會表現出較強的表面等離子共振（※2）。而且，通過在水溶液和極性溶劑中的更高的分散穩(wěn)定性，可調制比目前市銷的金納米粒子濃度高100～1,000倍的分散液。

整個金納米球殼粒子的大小可控制在80 nm～250 nm的范圍內，可具有廣泛的光學特性。特別是調制的更高濃度的粒徑為數百nm大小的膠體容易實現膠體結晶等三維的集成和結構化，可望應用于各種光學材料。

＜本產品的優(yōu)點＞

■厚度為10 nm的金納米球殼

金納米球殼粒子表現出的表面等離子共振，球殼厚度越薄越能高效吸收入射光。與以往的市銷產品相比，本產品實現了不足10 nm的更加薄的球殼厚度。因此，可高效吸收入射光的能量，而且由于粒子整體的比重變輕，還有助于提高分散穩(wěn)定性。

■在水及有機溶劑中穩(wěn)定分散

通常，粒徑為數百nm大小的金納米粒子如果增加粒子濃度就會自行凝集沉淀，但本產品通過使用適當的保護劑對粒子表面進行保護，可使其在水及酒精等極性有機溶劑中穩(wěn)定分散。由于使用保護劑保護的粒子可調制為重量的20%以上，還可用于需較高濃度的粒子分散液的制程。此外，使其在有機溶劑中分散的金納米球殼分散液還具有較優(yōu)異的速干性，同時還能對各種形狀的素材進行涂覆。

■只需將較高濃度的金納米球殼分散液干燥就可制作SERS基板

人們發(fā)現貴金屬納米粒子表現出的SERS（表面增強拉曼散射）（※３）在貴金屬納米粒子聚集時的粒子與粒子之間的空隙處特別強。這種發(fā)現SERS較強的位置被稱為熱點，形成具有良好重現性的熱點在制作SERS基板時非常重要。以往使用的是表面有細微凹凸的貴金屬基板，存在重現性較差等問題。

田中貴金屬工業(yè)此次設計了在SERS激發(fā)光的波長附近具有表面等離子共振的金納米球殼粒子，確認到只需將較高濃度分散液干燥就可制作熱點密集的SERS基板。

本產品由于上述優(yōu)點，可作為膠體結晶、表面增強拉曼散射、光熱轉換材料等對從可見光至近紅外區(qū)域的光有響應的光學材料使用，并可期應用于追求高畫質的液晶所采用的光學顯示器及光學傳感、等離子納米天線、用于癌癥檢查等的生物傳感器等光學器件。

關于本產品的樣品提供，我們計劃逐步個別應對。

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（※1）金納米球殼粒子：以無機材料膠體、金屬膠體或高分子膠體等為核心粒子，在核心粒子表面覆蓋厚度為納米級的金膜（球殼）后形成的粒子。根據球殼的厚度、核心的大小以及核心的材質，表現出與單純的金納米粒子不同的各種光學響應。

（※2）表面等離子共振：在金屬納米粒子的表面產生金屬內自由電子的振動和入射光共振的現象。金納米球殼粒子能呈現出鮮艷的色彩也是由此現象所產生的。

（※3）SERS（表面增強拉曼散射）：光照射在物質上時，與入射光不同波長的光會被物質散射。這種與入射光不同波長的散射光被稱為拉曼散射，各種物質具有各自特有的拉曼散射光譜。因此，如果檢測出拉曼散射光譜就可獲得知道哪種物質存在的信息，但為了檢測出微量的物質，需要增強拉曼散射光。

SERS（表面增強拉曼散射）是指物質吸附在粗糙的貴金屬表面及貴金屬膠體間的空隙等地方時，會出現拉曼散射光的強度增加的現象。如果設計適合拉曼散射增強的貴金屬表面，就可以檢測出更少的分子，所以可期應用于毒品檢測及癌癥診斷等領域。

■關于田中貴金屬集團

田中貴金屬集團自1885年（明治18年）創(chuàng)業(yè)以來，營業(yè)范圍以貴金屬為中心，并以此展開廣泛活動。在日本國內，以高水準的貴金屬交易量為傲，長年以來不遺余力地進行產業(yè)用貴金屬制品的制造和銷售，以及提供作為寶石飾品及資產的貴金屬商品。并且，作為貴金屬相關的專家集團，國內外的各集團公司進行制造、銷售以及技術一體化，攜手合作提供產品及服務。

2020年度(2021年3月期)的連結營業(yè)額為1兆4,256億日元，擁有5,193名員工。

■產業(yè)事業(yè)全球網站https://www.tanaka.com.cn

■產品咨詢表田中貴金屬工業(yè)株式會社https://www.tanaka.com.cn/inquiries-on-industrial-products/

■新聞媒體咨詢處田中控股株式會社https://www.tanaka.com.cn/inquiries-for-media/

關鍵詞： 拉曼散射 有機溶劑 株式會社 生物傳感器 粒子濃度