(57)【要約】  ナノ粒子を製造するための装置（１０）および方法（２００）。本装置および方法は、独立した温度でのナノ粒子の核生成と成長とを可能にする。独立した温度であることにより、制御された環境下にてナノ粒子を成長させることが可能になる。その結果、自発的な核生成が回避され、粒径の制御が可能となり、実質的に均一なサイズの粒子の製造が容易化される。さらに、装置（１０）は、コア−シェルナノ粒子およびコア−シェル−シェルナノ粒子の製造を可能にする。
2011514242.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
粒子を製造する（２５５）ための装置（１０）であって、少なくとも１つの溶媒調製モジュール（１５）と、少なくとも３つの独立して加熱可能な室（５５，６０，６５）を有する少なくとも１つの粒子合成モジュール（２０）とを含み、前記少なくとも１つの溶媒調製モジュール（１５）が、前記少なくとも１つの粒子合成モジュール（２０）に直列に接続されている装置（１０）。
【請求項２】
前記粒子合成モジュール（２０）の少なくとも３つの独立して加熱可能な室（５５，６０，６５）が、少なくとも２種の別個の粒子前駆体の溶液を個別にかつ実質的に同時に予熱する（２２５）ための予熱室（５５）と、前記少なくとも２種の別個の粒子前駆体の溶液を混合し（２３０）、前記少なくとも２種の粒子前駆体を核生成させるための核生成室（６０）と、前記粒子を成長させる（２３５）ための成長室（６５）とを含む請求項１に記載の装置（１０）。
【請求項３】
前記予熱室（５５）が、１つ以上２つ以下の予熱室を含む請求項２に記載の装置（１０）。
【請求項４】
前記溶媒調製モジュール（１５）のうちの少なくとも１つが、前駆体源（３０）に接続されている請求項１から３のいずれか一項に記載の装置（１０）。
【請求項５】
前記溶媒調製モジュール（１５）が、少なくとも１つの脱気装置ユニット（４０）と、少なくとも１つの溶媒オーガナイザユニット（４５）とを含む請求項１から４のいずれか一項に記載の装置（１０）。
【請求項６】
前記少なくとも１つの脱気装置ユニット（４０）および／または前記少なくとも１つの溶媒オーガナイザユニット（４５）が、前記前駆体源（３０）のうちの少なくとも１つに接続されている請求項４に記載の装置（１０）。
【請求項７】
前記成長室（６５）に接続された分析装置（７０）をさらに含む請求項２から６のいずれか一項に記載の装置（１０）。
【請求項８】
コア−シェル粒子を合成するための少なくとも１つのシェル構造モジュール（２５）をさらに含み、前記シェル構造モジュール（２５）が、前記少なくとも１つの粒子合成モジュール（２０）に接続されている請求項１から７のいずれか一項に記載の装置（１０）。
【請求項９】
前記少なくとも１つのシェル構造モジュール（２５）が、前記溶媒調製モジュール（１５）の複数の脱気装置ユニット（４０）のうちの少なくとも１つに接続され、かつ複数の溶媒オーガナイザユニット（４５）のうちの少なくとも１つに接続された少なくとも１つの予熱室（５５）と、前記成長室に接続され、かつ分析装置（７０）に接続された核生成室（６０）とを含み、前記分析装置（７０）が、粒子収集器（７５）と分析出口（８０）とに接続されている請求項８に記載の装置（１０）。
【請求項１０】
コア−シェル−シェル粒子の製造のために、前記少なくとも１つの第１のシェル構造モジュール（２５）に接続された少なくとも第２のシェル構造モジュール（２５）をさらに含む請求項８に記載の装置（１０）。
【請求項１１】
前記装置（１０）を通る前記粒子前駆体の溶液の流量を制御するために前記少なくとも１つの脱気装置ユニット（４０）と前記少なくとも１つの溶媒オーガナイザユニット（４５）との間に接続された少なくとも１つのポンプ（５０）をさらに含む請求項１から１０のいずれか一項に記載の装置（１０）。
【請求項１２】
前記少なくとも１つのポンプ（５０）が、不活性材料からなる請求項１１に記載の装置（１０）。
【請求項１３】
前記分析装置（７０）が、
吸収−発光分光計と、
Ｘ線結晶構造解析装置と、
光散乱測定装置と、
ＮＭＲ分光計とからなる群のうちの少なくとも１つを含む請求項１から１２のいずれか一項に記載の装置（１０）。
【請求項１４】
前記粒子の製造に用いられる粒子反応物に対して不活性である請求項１から１３のいずれか一項に記載の装置（１０）。
【請求項１５】
製造されたナノ粒子をその場で収集し分析するための分析出口（８０）をさらに含む請求項１から１４のいずれか一項に記載の装置（１０）。
【請求項１６】
前記分析出口（８０）が、前記分析装置（７０）に接続されている請求項１３に記載の装置（１０）。
【請求項１７】
前記製造された粒子を収集するための粒子収集器（７５）をさらに含む請求項１から１６のいずれか一項に記載の装置（１０）。
【請求項１８】
前記粒子収集器（７５）が、前記少なくとも１つの分析装置（７０）に接続されている請求項１５に記載の装置（１０）。
【請求項１９】
前記粒子収集器（７５）が、前記少なくとも１つの粒子合成モジュール（２０）と前記シェル構造モジュール（２５）との間に接続されている請求項１６に記載の装置（１０）。
【請求項２０】
粒子単離モジュール（３０）をさらに含む請求項１から１９のいずれか一項に記載の装置（１０）。
【請求項２１】
前記粒子単離モジュールが、前記製造されたナノ粒子を単離するためのフロー遠心分離機を含む請求項２０に記載の装置（１０）。
【請求項２２】
ナノ粒子の連続製造のための装置である請求項１から２１のいずれか一項に記載の装置（１０）。
【請求項２３】
ナノ粒子を製造するための方法（２００）であって、前記装置１０を洗い流す工程（２０５）と、少なくとも２種の粒子前駆体の溶液を調製する工程（２１０）と、前記少なくとも２種の粒子前駆体の溶液を、少なくとも前記粒子の核生成温度である第１の温度で、別々にかつ実質的に同時に予熱する工程（２２５）と、前記少なくとも２種の粒子前駆体の溶液を前記第１の温度と実質的に同じである第２の温度で混合する（２３０）ことで、前記ナノ粒子を形成する（２５５）工程と、前記粒子を前記第１の温度未満の第３の温度で成長させる工程（２３５）とを含む方法。
【請求項２４】
前記少なくとも２種の粒子前駆体の溶液を脱気する工程（２１５）を含む請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記少なくとも２種の粒子前駆体の溶液のうちの少なくとも１種の調製にスクアレンが用いられる請求項２３から２４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２６】
コア−シェル粒子を製造するための方法であって、少なくとも１種の前記粒子の溶液と、少なくとも１種のシェル粒子前駆体の溶液とを準備する請求項２３から２５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２７】
コア−シェル粒子の製造開始前に前記装置が溶媒で洗浄される請求項２３から２６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２８】
前記粒子前駆体の溶液のうちの１種が、Ｐｂ、Ｃｄ、ＮｉまたはＰｔからなる群から選択される酢酸塩である請求項２３から２７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２９】
前記粒子前駆体の溶液のうちの１種が、ＴｅまたはＳｅの元素溶液から選択される請求項２３から２８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３０】
前記粒子前駆体の溶液のうちの１種が、前記ナノ粒子の溶液である請求項２３から２９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３１】
前記製造されたナノ粒子が遠心分離機によって単離される請求項２３から３０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３２】
ナノ粒子の連続製造のための方法である請求項２３から３１のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願への相互参照
本出願は、２００８年２月１１日付で出願された英国特許出願第０８０３３７８．９号に基づく優先権を主張する。
【０００２】
発明の分野
本出願は、ナノ粒子を製造するための装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
先行技術
装置を用いたナノ粒子の製造は、文献において公知である。
【０００４】
米国特許第７，１４４，４５８号は、「量子ドットナノ結晶のフロー合成（Flow Synthesis of Quantum Dot Nanocrystals）」という名称であり、インビトロゲンコーポレーション（Invitrogen Corporation）に譲渡されている。‘４５８号特許は、ナノ結晶材料および当該ナノ結晶材料の製造方法を教示している。‘４５８号特許の開示は、フロースルー反応器を用いて反応条件、ひいては生成物の品質を高度に制御しながら合成されるナノ結晶に関する。フロースルー反応器中の反応条件は、生成物の特徴的な性質をオンライン検出し、反応条件を調節することにより、維持される。ナノ結晶の被覆は、同様にして達成される。また、この発明は、ナノ結晶コアにコーティングを施すための、単分散の発光半導体ナノ結晶の製造方法および製造装置にある。
【０００５】
米国特許出願公開第２００５／０１２９５８０号は、「化学的に生成されるナノ粒子を製造するためのマイクロ流体化学反応器（Microfluidic Chemical Reactor for the Manufacture of Chemically Produced Nanoparticles）」という名称であり、スワインハート（Swinehart）らによる。このスワインハートらの文献は、連続フロープロセスにおいてナノ結晶材料を製造するためのマイクロ流体モジュールを開示している。マイクロ流体モジュールは、混合構造を有する１つまたは複数の流路と、１つまたは複数の制御された熱交換器とを含み、ナノ結晶材料と試薬とを流路内で処理する。マイクロ流体モジュールを相互接続することで、核生成、成長および精製などの１つまたは複数の処理機能を組み込んだマイクロ流体反応器を形成することができる。
【０００６】
米国特許第６，１７９，９１２号は、「半導体ナノ結晶の製造のための連続フロープロセス（Continuous Flow Process for the Production of Semiconductor Nanocrystals）」という名称であり、米国のバイオクリスタルリミテッド（BioCrystal Ltd）に譲渡されている。このバイオクリスタル社の文献は、単分散の半導体ナノ粒子を製造するためのシステムおよび連続フロープロセスを開示している。このシステムは、出発材料用の貯槽と、出発材料が混合される混合路と、出発材料の混合物が配位性溶媒と混合されるとともにナノ粒子の核生成が起こる第１の反応器とを含む。このシステムは、制御された成長が起こる第２の反応器と、ナノ結晶の成長が停止される成長終了路とを含む。
【０００７】
学会誌ケミカルコミュニケーションズ（Chem. Comm.）２００２年、２８４４〜２８４５に掲載の論文は、「マイクロフローリアクタ中でのＣｄＳｅナノ結晶の合成（Preparation of CdSe nanocrystals in a Micro-Flow Reactor）」という標題であり、マクムラ（Makumura）、山口（Yamaguchi）らによる。このケミカルコミュニケーションズ文献は、ＣｄＳｅナノ結晶の連続的かつ制御された製造のためのマイクロリアクタの使用を開示している。ケミカルコミュニケーションズ文献は、製造されたナノ結晶の光学的性質に反応条件が及ぼす影響を開示している。ケミカルコミュニケーションズ文献は、リアクタ中で、迅速かつ正確にマイクロリアクタの温度制御を行うことが、ナノ粒子の粒度制御および再現可能な製造に有利であることを開示している。
【０００８】
国際公開第２００６／１１６３３７号は、「ドープされた半導体ナノ結晶およびそれらの作製方法（Doped semiconductor nanocrystals and methods for making the same）」という名称である。‘３３７文献は、米国アーカンソー大学理事会によって所有されている。‘３３７文献は、ドープされた半導体ナノ結晶を合成する方法を開示している。この方法は、金属酸化物または金属塩前駆体と、配位子と、溶媒とを組み合わせて反応容器中で金属錯体を形成する工程と、アニオン性前駆体と該金属錯体とを複数のホストナノ結晶を形成するのに十分な第１の温度Ｔ１で混合する工程とを含む。金属ドーパントを該複数のホストナノ結晶上に第２の温度Ｔ２でドープし、該金属ドーパントの層が金属ドーパントを受け取るホストナノ結晶の表面を実質的に覆って形成されるようにする。該アニオン性前駆体と該金属酸化物または金属塩前駆体とを有する混合物を、第３の温度Ｔ３で反応容器中に加え、金属ドーパントを受け取るホストナノ結晶の表面を実質的に覆って形成された該金属ドーパントの層の表面上にホストナノ結晶を再成長させ、半導体の特性を示す複数のドープされたナノ結晶を形成する。
【０００９】
英国特許出願公開第２４２９８３８号は、「ナノ粒子（Nanoparticles）」という名称であり、英国のナノコテクノロジーズリミテッド（Nanoco Technologies Limited,）によって所有されている。このナノコ社の文献は、コア、第１シェル半導体材料および第２シェル半導体材料からなるナノ粒子の製造方法を開示している。コア、第１シェル半導体材料および第２シェル材料のうち少なくとも１つが、周期表の１２および１５、１４および１６、または１１、１３および１６族からのイオンを含む。
【００１０】
中国特許出願公開第１９１２０４８号は、「ＩｎＰ量子ドットの調製方法（Preparation method of InP quantum dots）」という名称であり、華中科技大学によって所有されている。同大学文献の要約書の翻訳によると、ＩｎＰ量子ドットの製造方法であって、１）９０〜１１０℃の温度を維持しながらＩｎＣｌ3をトリオクチルホスフィンオキシドと混合して濃度が０．１〜０．３ｍｏｌ／Ｌである溶液を調製する工程と、２）アルゴン雰囲気下にて温度を１３０〜１８０℃まで上昇させる工程と、３）Ｐ（Ｓｉ（ＣＨ3）3）3を該溶液中に１：１〜１：２のモル比で注入する工程と、４）得られたオレンジ色の溶液の温度を２６０〜２７０℃まで上げる工程と、５）温度を９０〜１１０℃まで下げ、ドデシルアミン、デシルアミンまたはメルカプタンを注入する工程と、６）反応混合物を非極性溶媒中に溶解させてコロイド状溶液を形成し、次いで極性溶媒を該コロイド状溶液が濁るまで加え、沈殿物を上澄みから遠心分離してＩｎＰ量子ドットを得る工程とを含む方法を開示している。
【００１１】
いずれの先行技術も、本発明の教示によって開示されるようなナノ粒子の製造装置および製造方法を開示していない。
【００１２】
発明の背景
ナノ材料は、ある特定の次元におけるそのサイズに応じて分類される。ナノ材料が三次元において１００ｎｍ未満であれば、そのナノ材料は、ナノ粒子、量子ドットまたは中空球の形態であり得る。ナノ材料が二次元において１００ｎｍ未満であれば、そのナノ材料は、ナノチューブ、ナノワイヤまたはナノファイバであり得る。ナノ材料が一次元において１００ｎｍ未満であれば、そのナノ材料は、ナノフィルムまたはナノレイヤーの形態となる。ナノ粒子は、ナノパウダ、ナノクラスタまたはナノ結晶と呼ばれることもある。
【００１３】
近年、ナノ粒子の特有の性質により、ナノ粒子の研究に大きな関心が集まっている。ナノ粒子の物性は、対応するバルク材料のものとは根本的に異なる。ナノ粒子のこのような異なる物性は、高分子物質のサイズと原子物質のサイズとの間にあるナノ粒子の小さなサイズに起因する。ナノ粒子材料とバルク材料との物性における相違は、ナノ粒子の体積に対する表面積の増加およびそのサイズによるものであり、これらは、量子効果が支配する領域に入る。ナノ粒子が小さくなるにつれて徐々に進行する体積対表面積比の増加により、ナノ粒子表面上の原子の振る舞いがナノ粒子内部の原子の振る舞いに対して優勢になっていく。
【００１４】
量子効果現象は、ナノ粒子単独での性質だけでなく、他の材料と相互作用するナノ粒子の性質にも影響を及ぼす。したがって、ナノ粒子は、触媒作用、電極、半導体、光学素子および燃料電池の各分野のような、大きな表面積が必要とされる研究において強い関心を集めている。
【００１５】
ナノ粒子の別の特徴は、ナノ粒子が、バルク材料とそれらのナノ粒子対応物とを区別する特有の性質を提供することである。このような特有の性質は、例えば、高強度、高耐薬品性および高耐熱性である。例えば、銅線の曲がりは、５０ｎｍ規模での銅線の動きで生じ、銅ナノ粒子は、超硬質で、バルク材料と同じ可鍛性を示さない。さらなる例は、シリコンであり、完璧に形成された直径４０〜１００ｎｍのシリコンナノスフェアは、バルクシリコンよりも硬質であるだけでなく、その硬度はサファイアの硬度とダイアモンドの硬度との間にあることが示されているため、シリコンナノスフェアは、知られている最も硬質な材料の１つとなっている。
【００１６】
ナノ粒子の別の性質は、ナノ粒子が十分に小さくなると、そのナノ粒子は量子力学的振る舞いを示すことにある。このようなナノ粒子は、ナノ粒子内部の自由電子が、ナノ粒子がある許容されたエネルギー状態を占有し得る点で、原子に束縛された電子と同様に振る舞うことから、しばしば量子ドットまたは人工原子と呼ばれる。このため、半導体としての実現および使用のためのナノ粒子について多くの研究が行われている。
【００１７】
ナノ粒子のさらなる特徴は、それらの臨界波長が可視光の臨界波長未満であることである。ナノ粒子は可視光を散乱させないが、可視光を吸収し得る。ナノ粒子のこのような吸収性により、ナノ粒子は、包装、化粧品およびコーティングなどの用途における材料として使われてきた。
【００１８】
現在のところ、ナノ粒子の製造方法がいくつか存在する。ナノ粒子の製造方法の例としては、蒸気凝縮、化学合成および摩耗が挙げられる。すべての製造方法には、製造パラメータがナノ粒子のサイズ決定にきわめて重要であるという共通要素がある。製造パラメータとは、例えば、温度、時間および反応相である。ナノ粒子の製造に際し、製造パラメータは、通常、所望のサイズのナノ粒子を提供するために操作される。
【００１９】
蒸気凝縮法によるナノ粒子の製造は、固体材料を蒸発させ、続いて該材料を急速に凝縮させてナノ粒子を形成することを含む。蒸気を形成させる媒体の変更は、製造されるナノ粒子のサイズに影響を及ぼす。固体材料の蒸発とナノ粒子の製造とは、通常、使用材料の酸化物の形成といった起こり得る副反応を防止するために、不活性雰囲気中で行われる。蒸気凝縮法では、ナノ粒子のサイズは、装置環境に依存し、蒸気凝縮プロセスが行われる温度、ガス雰囲気および材料の蒸発速度に影響される。蒸気凝縮法には多くのバリエーションがある。１つのバリエーションは、流動液体上真空蒸発（ＶＥＲＬ）である。ＶＥＲＬ法は、真空環境下にある回転ドラム内において粘性材料（油またはポリマーなど）の膜を利用する。次いで、所望の材料を真空中に蒸発させることにより、それらは該粘性材料の懸濁液中で所望のナノ粒子を形成する。蒸気凝縮法のさらなるバリエーションは、化学蒸着（ＣＶＤ）と呼ばれる。ＣＶＤ技術は、一般に、ナノ粒子が半導体として用いられる集積回路の製造のための大規模プロセスにおいて採用される。ＣＶＤ法では、液体であっても気体であってもよい材料を蒸発反応器に投入し、その後凝縮させて所望のナノ粒子を形成する。
【００２０】
ナノ粒子の製造のための化学合成法は、おそらく最も一般的である。化学合成法は、単分散性の高いナノ粒子の低コストかつ高容量な製造を可能にする。化学合成法は、材料反応物を含有する液体中でナノ粒子を成長させることを含む。化学合成法の一例として、量子ドットを製造するために用いられることが多いゾル−ゲル法がある。ナノ粒子の製造のための化学合成法は、特に、ある一定の形状のナノ粒子が望まれる場合には、蒸気凝縮法よりも優れていることが多い。ナノ粒子の製造のための化学合成法の問題は、ナノ粒子の汚染がしばしば観察されるために生じる。ナノ粒子の汚染は、前駆体物質に起因する。製造されたナノ粒子のこのような汚染は、ナノ粒子が焼結法において表面コーティングとして用いられる際に問題となる。焼結法を用いた表面コーティングを成功させるには、汚染されていない材料が必要である。
【００２１】
ナノ粒子の製造のための摩耗法は、通常、蒸気凝縮または化学合成を用いる製造方法が不成功である場合か、または広い粒度分布の低品質のナノ粒子を大量に必要とする場合に行われる。摩耗法は、ナノ粒子にしようとする材料の粉砕あるいは摩砕を利用する。摩砕は、通常、ボールミルまたは遊星ボールミルなどの粉砕機構の中で行われる。ナノ粒子の製造のための化学合成法と同様に、摩耗法は、摩砕材料によるナノ粒子の汚染をもたらす。さらなる短所は、ナノ粒子の広い粒度分布と限られた粒度範囲であり、これは、摩耗法では直径５０ｎｍより小さいナノ粒子を製造できない場合がほとんどであるからである。
【００２２】
ナノ粒子は、その特有の性質をもたらす特定のサイズに製造する必要があるため、それに応じて特性決定する必要がある。ナノ粒子の製造を理解し制御するには、ナノ粒子の特性決定が必須である。ナノ粒子の特性決定は、通常、電子顕微鏡法、原子間力顕微鏡法、Ｘ線光電子分光法、粉末Ｘ線回折法、動的光散乱および吸収、発光ならびにフーリエ変換赤外分光法などの一般的な分析技術によって行われる。
【００２３】
ナノ粒子の市場がその非常に望ましい特有の性質により急速に拡大し続けるにつれて、高生産量、高純度かつ良好に規定された低コストのナノ粒子に対する要求も拡大している。したがって、この要求により、ナノ粒子の新規な製造方法および製造装置の開発が必要となっている。
【発明の概要】
【００２４】
本発明は、ナノ粒子を製造するための方法および装置を教示する。
【００２５】
本装置は、少なくとも１つの粒子合成モジュールに直列に接続された少なくとも１つの溶媒調製モジュールを含む。粒子合成モジュールは、３つの独立して加熱可能な室を含む。
【００２６】
３つの独立して加熱可能な室は、別個の予熱室と別個の核生成室と別個の成長室とを含む。３つの独立して加熱可能な室は、ナノ粒子の製造のための成長パラメータの操作を可能にし、製造されたナノ粒子が実質的に正確なサイズかつ均一なサイズであることを確実にする。
【００２７】
本発明のさらなる態様においては、粒子単離モジュールが、製造されたナノ粒子をフロー遠心分離機を用いて単離するために用いられる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】図１は、本発明によるナノ粒子の製造装置を示す。
【図２】図２は、本発明によるナノ粒子の製造方法を示す。
【図３】図３は、本発明の一態様による、製造されたナノ粒子を単離するための粒子単離モジュールを示す。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
本発明およびその利点の完全な理解のために、図面と併せて以下の説明をここで参照する。
【００３０】
本明細書中に記載の本発明の態様は、特許請求の範囲および説明とともに考慮すれば、本発明を実施および使用するための具体的な様式の例示に過ぎず、したがって本発明の範囲を限定するものではないことが理解されるはずである。
【００３１】
図１は、本発明による、ナノ粒子を製造するための装置１０を示す。図１によるこの装置１０は、互いに直列に接続された３つのモジュール１５、２０および２５が描かれている。これらの３つのモジュールは、少なくとも１つの溶媒調製モジュール１５と、粒子合成モジュール２０と、シェル構造モジュール２５とを含む。
【００３２】
シェルのないナノ粒子の製造のための、本発明の一態様において、本発明の一実施形態は２つのモジュールしか含まない。２つのモジュールとは、溶媒調製モジュール１５および粒子合成モジュール２０であり、本発明のこの態様にはシェル構造モジュール２５はない。
【００３３】
コアと少なくとも１つのシェルとを有するコア−シェルナノ粒子の製造のために、本発明のさらなる態様は、図１に示すような少なくとも３つのモジュールを必要とする。少なくとも３つのモジュールとは、少なくとも１つの溶媒調製モジュール１５、少なくとも１つの粒子合成モジュール２０、および少なくとも１つのシェル構造モジュール２５である。
【００３４】
コアと少なくとも２つのシェルとを有するコア−シェル−シェルナノ粒子の製造のために、本発明のさらなる態様においては、少なくとも４つのモジュールが必要である。４つのモジュールとは、少なくとも１つの溶媒調製モジュール１５、少なくとも１つの粒子合成モジュール２０、および少なくとも２つのシェル構造モジュール２５である。
【００３５】
なお、装置１０のすべての構成要素は、ナノ粒子の製造中および製造後に使用される化学物質に対して不活性である。
【００３６】
溶媒調製モジュール１５は、チューブ３５ａａ、３５ａｂおよび３５ａｃによって、３つの前駆体源３０ａ、３０ｂおよび３０ｃに接続されている。前駆体源３０ａ〜ｃは、製造されるナノ粒子の前駆体を含む。
【００３７】
溶媒調製モジュール１５は、少なくとも３つの溶媒オーガナイザユニット４５ａ〜ｃと、少なくとも３つの脱気装置ユニット４０ａ〜ｃとを含む。溶媒オーガナイザユニット４５ａ〜ｃおよび脱気装置ユニット４０ａ〜ｃのそれぞれは、チューブ３５ａａ〜３５ａｃによって、３つの前駆体源３０ａ〜ｃの１つずつに別々に接続されている。脱気装置ユニット４０ａ〜ｃおよび溶媒オーガナイザユニット４５ａ〜ｃの目的は、ナノ粒子の製造に使用される溶媒に大気気体が溶解していないことを確実にすることと、粒子前駆体がナノ粒子の製造を達成するのに十分な速度で装置１０内に送られることを確実にすることである。脱気装置ユニット４０ａ〜ｃおよび溶媒オーガナイザユニット４５ａ〜ｃのそれぞれは、チューブ３５ｂａ、３５ｂｂおよび３５ｂｃによって、３つのポンプ５０ａ、５０ｂおよび５０ｃのうちの少なくとも１つに接続されている。
【００３８】
本発明においては、粒子前駆体の溶液が予め調製され、前駆体源３０ａ〜ｃ内に置かれる。粒子前駆体は、ナノ粒子のコアの前駆体とナノ粒子のシェルの前駆体とを含む（コア−シェルナノ粒子またはコア−シェル−シェルナノ粒子の場合）。
【００３９】
調製された粒子前駆体の溶液は、溶媒調製モジュール１５へ送液され、その後、装置１０がコア−シェルナノ粒子でないナノ粒子の製造に用いられる態様においては、チューブ３５ｃｂおよびチューブ３５ｃｃを介して粒子合成モジュール２０へ向けて送液される。
【００４０】
粒子合成モジュール２０は、少なくとも２つの予熱室５５ＰＳＭａおよび５５ＰＳＭｂを含む。少なくとも２つの予熱室５５ＰＳＭａおよび５５ＰＳＭｂは、それぞれチューブ３５ｃｂおよび３５ｃｃにより、溶媒調製モジュール１５に接続されている。第１の予熱室５５ＰＳＭａと第２の予熱室５５ＰＳＭｂとにより、別個の複数の粒子前駆体の溶液が、独立して、かつほとんど同時に、可変の独立した温度で予熱される。２つの独立した予熱室５５ＰＳＭａおよび５５ＰＳＭｂは、独立かつ可変の加熱を可能にするので、個々の粒子前駆体の安定性が損なわれないことを確実にする。例えば、ＮｉＰｔ粒子前駆体は、熱力学的に不安定であり高温で変質することから、高温まで加熱することができない。しかしながら、概して、粒子前駆体は、第１の予熱室５５ＰＳＭａおよび／または第２の予熱室５５ＰＳＭｂにおいて、製造される所望のナノ粒子の核生成温度まで予熱することができる。別個の予熱された粒子前駆体の溶液は、次いで、チューブ３５ｄａおよび３５ｄｂを介して第１の核生成室６０ＰＳＭへ別々に送液され、そこで、予熱された２つの溶液は混合され、溶液中でナノ粒子の核生成が起こりナノ粒子含有溶液を形成する。
【００４１】
第１の核生成室６０ＰＳＭの温度は、少なくとも２つの予熱室５５ＰＳＭａおよび５５ＰＳＭｂの温度とほぼ同一である。ナノ粒子含有溶液は、次いで、チューブ３５ｅを介して第１の成長室６５ＰＳＭへ送液される。第１の成長室６５ＰＳＭにおいて、ナノ粒子含有溶液は、核生成温度未満の温度下に置かれる。第１の核生成室６０ＰＳＭの温度と対照的に第１の成長室６５ＰＳＭの温度がより低いことは、第１の成長室６５ＰＳＭ内での自発的な核生成を排除する。
【００４２】
粒子合成モジュール２０は、チューブ３５ｆによって第１の成長室６５ＰＳＭに接続された第１の分析装置７０ＰＳＭを含む。製造されたナノ粒子は、第１の分析装置７０ＰＳＭにて、吸収および／または発光分光法、光散乱、Ｘ線回折ならびにＮＭＲなどの多数の分析技術を利用することによって分析される。
【００４３】
本発明の一態様において、第１の分析装置７０ＰＳＭは、少なくとも２つの出口点７５ＰＳＭおよび８０ＰＳＭに、それぞれチューブ３５ｇａおよび３５ｇｂによって接続されている。少なくとも２つの出口点とは、少なくとも１つの分析出口８０ＰＳＭおよび少なくとも１つの粒子収集器７５ＰＳＭである。分析出口８０ＰＳＭにより、製造されたナノ粒子を収集し、ナノ粒子の製造のための最適なパラメータを決定するための補助として、製造されたナノ粒子を分析することができる。少なくとも１つの粒子収集器７５ＰＳＭにより、製造されたナノ粒子が分析装置７０ＰＳＭにて首尾よく特性決定された後に、製造されたナノ粒子の収集を行うことが容易となる。
【００４４】
本発明のさらなる態様においては、装置１０は、シェル構造モジュール２５をさらに含む。シェル構造モジュール２５の実装は、コア−シェルナノ粒子の製造のために用いられる。さらに、コア−シェル−シェルナノ粒子の製造のために少なくとも１つのさらなるシェル構造モジュール２５（図示せず）があってもよい。コア−シェルナノ粒子とは、コアと同心のシェルとを有するナノ粒子であり、コア−シェル−シェルナノ粒子とは、コアと２つの同心のシェルとを有するナノ粒子である。
【００４５】
シェル構造モジュール２５は、粒子合成モジュール２０と溶媒調製モジュール１５とに接続されている。第１の接続は、チューブ３５ｃａによって溶媒調製モジュール１５からシェル構造モジュール２５の少なくとも１つの予熱室５５ＳＳＭまで接続するものである。シェル構造モジュール２５への第２の接続には、粒子合成モジュール２０の粒子収集器７５ＰＳＭをシェル構造モジュール２５の核生成室６０ＳＳＭに接続するチューブ３５ｈが用いられている。
【００４６】
シェル構造モジュール２５の予熱室５５ＳＳＭは、チューブ３５ｉによって核生成室６０ＳＳＭに接続されている。核生成室６０ＳＳＭは、チューブ３５ｊによって成長室６５ＳＳＭにさらに接続されている。
【００４７】
シェル構造モジュール２５は、溶媒調製モジュール１５からの粒子前駆体の溶液が独立して加熱されることを確実にする少なくとも１つの予熱室５５ＳＳＭを含む。粒子前駆体の溶液がコア−シェルナノ粒子の合成においてシェルとして用いられる場合、該溶液は、製造される所望のコア−シェルナノ粒子の反応温度まで予熱される。シェル構造モジュール２５は、シェル核生成室６０ＳＳＭをさらに含む。シェル核生成室６０ＳＳＭの温度は、製造されるコア−シェルナノ粒子のシェル反応温度に予め設定される。反応温度は、核生成温度とは区別される。そうでなければ、シェル材料が核を形成し、シェル構造が形成されるのではなく別個の粒子が形成されるからである。シェル構造モジュール２５のシェル核生成室６０ＳＳＭは、シェル核生成室６０ＳＳＭの温度と実質的に同様の温度に設定された、独立した温度制御を有する成長室６５ＳＳＭにさらに接続されている。シェル成長室６５ＳＳＭとシェル核生成室６０ＳＳＭとが同様の温度であることは、コア粒子の自発的な形成が回避されることを確実にし、それゆえシェル成長を促進する。
【００４８】
シェル構造モジュール２５の成長室６５ＳＳＭは、チューブ３５ｋによって分析装置７０ＳＳＭに接続されている。製造されたコアシェル−ナノ粒子は、分析装置７０ＳＳＭにて、吸収および／または発光分光法、光散乱、Ｘ線回折ならびにＮＭＲによって分析される。
【００４９】
装置がコア−シェルナノ粒子の製造に使用される本発明の一態様において、分析装置７０ＳＳＭは、少なくとも２つの出口点７５ＳＳＭおよび８０ＳＳＭに、それぞれチューブ３５ｌａおよび３５ｌｂによって接続されている。少なくとも２つの出口点とは、少なくとも１つの分析出口８０ＳＳＭおよび少なくとも１つの粒子収集器７５ＳＳＭである。分析出口８０ＰＳＭにより、製造されたナノ粒子を収集して分析することができ、最適な製造パラメータの決定が可能になる。少なくとも１つの粒子収集器７５ＳＳＭにより、製造されたナノ粒子が分析装置７０ＳＳＭにて首尾よく特性決定された後に、製造されたナノ粒子の収集を行うことが容易となる。
【００５０】
シェル構造モジュール２５は装置１０にあってもなくてもよい。シェル構造モジュール２５があって、かつ装置１０がコア−シェルナノ粒子の製造用ではない場合、本発明のこの態様においては、シェル構造モジュール２５は利用されない。
【００５１】
本発明のさらなる態様によると、粒子単離モジュール３０が、粒子収集器７５に接続可能である。粒子単離モジュール３０は、本発明に従って製造されたナノ粒子を単離するために用いられる。
【００５２】
粒子単離モジュール３０は、チューブ３５ｎａを介して粒子合成モジュール２０の粒子収集器７５ＰＳＭに接続されていてもよい。この場合、粒子単離モジュール３０は、製造されたシェルを含まないナノ粒子を単離するために用いられる。
【００５３】
本発明のさらなる態様において、粒子単離モジュール３０は、チューブ３５ｎａを介してシェル構造モジュール２５の粒子収集器７５ＳＳＭに接続されていてもよい。この場合、粒子単離モジュール３０は、製造されたシェルを含むナノ粒子（すなわちコア−シェルナノ粒子）を単離するために用いられる。
【００５４】
上記のような粒子単離モジュール３０は、チューブ３５ｎａによって粒子収集器７５に接続可能である。粒子単離モジュールのチューブ３５ｎａは、粒子単離室内にある核生成室６０ＰＩＭに接続されている。溶媒モジュール３０も粒子単離モジュールの一部であり、これは、チューブ３５ｍによって、粒子単離モジュール３０内にあるポンプ５０ｄに接続されている。ポンプ５０ｄは、チューブ３５ｎｂによって核生成室６０ＰＩＭに接続されている。核生成室６０ＰＩＭは、フロー遠心分離機８５ＰＩＭに接続されている。
【００５５】
本発明に従って製造されたナノ粒子は、粒子単離モジュール３０を用いて、溶媒、過剰の配位子、およびいかなる未反応の前駆体試薬からも単離される。ポンプ５０ｄは、溶媒（例えばエタノール）を送液するために用いられ、核生成室６０ＰＩＭの他方の入口に接続されている。核生成室６０ＰＩＭの出口は、連続フロー遠心分離機に接続されており、製造されたナノ粒子はそこで液相から分離される。製造されたナノ粒子は、製造されたナノ粒子をクロロホルムまたはトルエンなどの溶媒で再溶解させることにより得られる。
【００５６】
本発明の各態様においては、ナノ粒子の製造完了後、装置１０を溶媒調製モジュール１５からの溶媒で洗い流して、装置１０を清潔にし、次の製造プロセスに使用できるようにする。
【００５７】
ここで、図２に関して、方法を説明する。図２は、装置１０を用いたナノ粒子の製造方法のフローチャートを表す。
【００５８】
本方法２００は、最初に、工程２０５において、装置１０内のチューブ３５のすべてを介して装置１０を洗い流すことを含む。その後、工程２１０のように、少なくとも２種の粒子前駆体の溶液が調製され、前駆体源３０ａ〜ｃ内に置かれる。少なくとも２種の粒子前駆体の溶液は、ナノ粒子調製用溶媒中に粒子前駆体を溶解させることにより調製される。装置１０がコア−シェルナノ粒子の製造に用いられる場合は、粒子前駆体の少なくとも１種は、以前に製造されたナノ粒子であり、少なくとも１つの他の粒子前駆体の溶液は、予め調製されて少なくとも１つの粒子前駆体源３０ａ内に置かれたシェル種を含む。
【００５９】
ほとんどの場合、粒子前駆体の溶液の調製に用いられる溶媒は、スクアレンである。さらに、この溶媒は、ＴＯＰ（トリオクチルホスフィン）およびＴＯＰＯ（トリオクチルホスフィンオキシド）などの配位安定剤の形態であってもよい。
【００６０】
ナノ粒子の製造に際してスクアレンを用いる利点は、スクアレンの融点が低く沸点が高いことである。したがって、スクアレンは、広い温度範囲にわたって液体であり、広い温度範囲にわたってナノ粒子の製造に適した溶媒である。
【００６１】
少なくとも２種の粒子前駆体の溶液がいったん調製されると、該少なくとも２種の粒子前駆体の溶液は、少なくとも２つの脱気装置ユニット４０ｂおよび４０ｃによって別々に脱気される（工程２１５）。工程２１５は、少なくとも２種の粒子前駆体の溶液が、いかなる溶解気体および大気をも含有しないことを確実にする。溶解気体および大気は、不要な副反応を起こさせる、および／または、製造されたナノ粒子を汚染する可能性のあるものである。いかなる溶解気体および大気をも含有しないことを確実にすることは、製造されたナノ粒子が不要な副反応によって汚染されないことを確実にする。
【００６２】
脱気された複数の粒子前駆体の溶液は、次いで、工程２２０において、ポンプ５０ｂおよび５０ｃによってチューブ３５ｃｂおよび３５ｃｃを介して、粒子合成装置１０中を個別にかつほぼ同時に送液される。工程２２０における複数の粒子前駆体の溶液の同時送液が始まると、これらの溶液は、初めに粒子合成モジュール２０へ送液される。
【００６３】
粒子合成モジュール２０において、少なくとも２種の粒子前駆体の溶液は、工程２２５のように、少なくとも２つの予熱室５５ＰＳＭａおよび５５ＰＳＭｂ内で、独立して、かつほぼ同時に予熱される。少なくとも２つの予熱室５５ＰＳＭａおよび５５ＰＳＭｂの温度は、製造されるナノ粒子の核生成温度に予め設定される。
【００６４】
装置１０がナノ粒子の製造に使用される本発明のさらなる態様においては、少なくとも２つの予熱室５５ＰＳＭａおよび５５ＰＳＭｂは、粒子前駆体の溶液を予熱してもしなくてもよい。
【００６５】
２種の別個の予熱された粒子前駆体の溶液は、次いで、チューブ３５ｄａおよび３５ｄｂを介して核生成室６０ＰＳＭへ別々に送液され、そこで、工程２３０のように、２種の溶液が混合し、核生成が起こる。
【００６６】
核生成室６０ＰＳＭ内での核生成後、核生成したナノ粒子の溶液は、チューブ３５ｅを介して成長室６５ＰＳＭへ送液され、そこで、工程２３５のように、製造されたナノ粒子の成長が起こる。成長室６５ＰＳＭの温度は、核生成室６０ＰＳＭの温度よりも低い温度に予め設定される。成長室６５ＰＳＭの温度がより低いことにより、製造されるナノ粒子を均一な速度で成長させることが可能となり、製造されたナノ粒子は実質的に均一のサイズに達することができる。
【００６７】
製造されたナノ粒子は、次いで、工程２４０のように、分析装置７０ＰＳＭにて収集されることにより、その場(in-situ)で分析される。
【００６８】
ナノ粒子がいったん所望のサイズに成長すると、アルコールなどの極性有機溶媒の添加によって誘発される沈殿により、工程２４５のように、溶液からナノ粒子が収集される。所望のナノ粒子を溶液から沈殿させた後、所望のナノ粒子を得るために溶液を遠心分離にかけてもよい。遠心分離は、上記のように粒子単離モジュール３０を出口７５ＰＳＭに接続することにより達成される。
【００６９】
装置１０がコア−シェルナノ粒子の製造に使用される本発明のさらなる態様においては、前述のように、コア−シェルモジュール２５であるさらなるモジュールが、粒子合成モジュール２０に取り付けられる。コア−シェルナノ粒子の製造方法において、該方法は、ナノ粒子の製造に関して図２に示すとともに上記で説明したような方法を同様にとる。
【００７０】
装置１０がコア−シェルナノ粒子の製造に使用される本発明のこの態様においては、少なくとも２種の別個の粒子前駆体の溶液が存在する。粒子前駆体の溶液のうちの少なくとも１種は、先の製造方法から製造されたナノ粒子の溶液であり、少なくとも１種の他の溶液は、シェル成分の粒子前駆体の溶液である。
【００７１】
コア−シェルナノ粒子の製造方法における相違点は、先の製造方法からのナノ粒子がいったん製造された後で、これらの製造されたナノ粒子が、工程２４５のように溶液から収集されないということである。シェル成分の粒子前駆体溶液は、工程２１０のように調製され、チューブ３５ｂａ，３５ｃａを介してシェル合成モジュール２５へ送液される。
【００７２】
コア−シェルナノ粒子の製造における粒子前駆体の溶液は、工程２２５のように、シェル構造モジュール２５の予熱室５５ＳＳＭ内で独立して予熱される。工程２２５〜２５５は、非コアシェルナノ粒子の製造について説明したのと同様に続けられる。しかしながら、コアの粒子溶液は、予熱すると望ましくないコア反応を生じさせることになるので、予熱してはならない。
【００７３】
本発明のなおさらなる態様において、装置１０は、コア−シェル−シェルナノ粒子の製造に使用される。コア−シェル−シェルナノ粒子の製造方法は、コア−シェル粒子の製造方法とほぼ同様である。
【００７４】
本発明のこの態様においては、少なくとも２種の別個の粒子前駆体の溶液が存在する。ただし、これらの溶液のうち少なくとも１種は、先の製造方法から製造されたコア−シェルナノ粒子の溶液であり、少なくとも１種の他の溶液は、溶媒調製モジュール２５で調製されたシェル成分の粒子前駆体の溶液である。
【００７５】
コア−シェル−シェルナノ粒子の製造方法に関する本発明のさらなる態様においては、先の製造方法からのナノ粒子がいったん製造された後で、これらの製造されたナノ粒子は、工程２４５のように溶液から収集されない。また、シェル成分の粒子前駆体溶液が工程２１０で調製され、この溶液もやはり工程２１５のように脱気される。
【００７６】
２種の別個の粒子前駆体の溶液は、次いで、独立して送液２２０され、粒子前駆体の溶液のうち少なくとも１種が、第２のシェル構造モジュール２５（図示せず）の１つの予熱室内で予熱２２５され得る。工程２２５〜２５５は、コア−シェルナノ粒子の製造について説明したのと同様に続けられ、製造されたコア−シェル−シェルナノ粒子を得る。
【００７７】
製造されたナノ粒子が工程２４５のように収集される本発明の態様においては、装置１０は、工程２５０のように清掃される。清掃工程２５０は、装置１０全体を純溶媒で洗い流すことを含む。純溶媒とは、ナノ粒子の製造の際に用いられるものと同じ溶媒である。装置１０の洗い流しは、純溶媒を、装置を通して溶媒調製モジュール１５から収集点７５および／または分析出口８０まで送液することによって行われる。装置１０は、その後、放冷される。
【００７８】
実施例
以下の実施例は、本発明の種々の態様を実証するものであるが、本発明を限定するわけではない。
【００７９】
〔実施例１−ＣｄＳｅナノ粒子の調製〕
Ｃｄ粒子前駆体溶液の調製。酢酸カドミウム１．１５ｇをスクアレン４５ｍｌおよび安定剤オレイン酸３．５ｍｌと室温で混合し、さらに、安定剤オレイルアミン２０ｍｌを加えた。得られた懸濁液を排気し、窒素ガスでパージした。次いで、懸濁液を１５０℃まで加熱して不透明淡黄色の溶液を形成した。次に、この溶液を減圧下にて１００℃で２時間脱気した後、室温まで放冷した。その後、混合物を排気し、窒素ガス不活性雰囲気下にて保持した。
【００８０】
Ｓｅ粒子前駆体溶液の調製。室温のグローブボックス内で、セレン２．０ｇをトリオクチルホスフィン１７ｍｌ中に溶解させた。この溶液にスクアレン５３ｍｌを加えた。得られた溶液を不活性雰囲気中にて保存した。
【００８１】
ＣｄＳｅナノ粒子の調製。溶媒調製モジュール１５内で、カドミウム溶液およびセレン溶液を２つのポンプに接続し、吸引した。核生成室６０の温度は、目的の核生成温度に設定される。成長室６５の温度は、成長温度に設定され、予熱室５５の温度は、核生成温度に設定される。その後、粒子前駆体が装置１０内部に滞留し、かつ混合比が目的のパラメータ値に対応するように、ポンプ５０の流量が設定される。滞留時間とは、粒子前駆体の混合物が核生成室６０に入って成長室６５から出るのに要する時間である。滞留時間の２倍経過後、製造されたナノ粒子の光学的性質を測定することができる。目的のパラメータ値とは、ナノ粒子の製造のための最適条件を提供する流量および温度の値であり、試行実験から決定されたものである。
【００８２】
製造終了後、装置１０は、純溶媒で洗い流され、放冷される。
【００８３】
〔実施例２−ＮｉＰｔナノ粒子の調製〕
Ｎｉ粒子前駆体溶液の調製。酢酸ニッケル０．８４ｇと１，２−ヘキサデカンジオール０．９０ｇとをスクアレン１９２ｍｌおよび安定剤オレイン酸４．０ｍｌ中に溶解し、オレイルアミン４．０ｍｌを（注入により）加えた。混合物を８０℃で３時間加熱して不透明青緑色の溶液を形成した。次いで、この溶液を排気し、窒素ガス不活性雰囲気中にてパージした。
【００８４】
Ｐｔ粒子前駆体溶液の調製。白金（ＩＩ）アセチルアセトネート１．２６ｇ、１，２ジクロロベンゾール８０ｍｌおよび安定剤スクアレン１２０ｍｌの混合物を５０℃まで加熱した。得られた溶液を窒素雰囲気下にて保存した。
【００８５】
ＮｉＰｔナノ粒子の調製。溶媒調製モジュール１５内で、ニッケル粒子前駆体溶液および白金粒子前駆体溶液を２つのポンプに接続し、吸引した。核生成室６０の温度は、目的の核生成温度に設定される。成長室６５の温度は、成長温度に設定され、予熱室５５の温度は、核生成温度に予め設定される。その後、粒子前駆体が装置１０内部に滞留し、かつ混合比が目的のパラメータ値に対応するように、ポンプ５０の流量が設定される。滞留時間とは、粒子前駆体の混合物が核生成室６０に入って成長室６５から出るのに要する時間である。滞留時間の２倍経過後、製造されたナノ粒子の光学的性質を測定することができる。目的のパラメータ値とは、ナノ粒子の製造のための最適条件を提供する流量および温度の値であり、試行実験から決定されたものである。
【００８６】
ナノ粒子の製造終了後、反応器は、純溶媒で洗い流され、放冷される。
【００８７】
〔実施例３−ＰｂＴｅナノ粒子の調製〕
Ｐｂ粒子前駆体溶液の調製。酢酸鉛２４．３ｇをスクアレン３２０ｍｌおよび安定剤オレイン酸６４ｍｌ中に溶解し、オレイルアミン１６ｍｌを（注入により）加えた。混合物を８０℃で３時間加熱して黄色がかった溶液を形成した。次いで、この溶液を排気し、窒素不活性雰囲気中にて保存した。
【００８８】
Ｔｅ粒子前駆体溶液の調製。テルル４．７８ｇを、トリオクチルホスフィン１５０ｍｌおよびスクアレン２５０ｍｌと混合した。得られた混合物を２５０℃まで加熱した。得られた溶液を窒素雰囲気下にて保存した。
【００８９】
ＰｂＴｅナノ粒子の調製。溶媒調製モジュール１５内で、鉛粒子前駆体溶液およびテルル粒子前駆体溶液を２つのポンプに接続し、吸引した。核生成室６０の温度を、目的の核生成温度に設定した。成長室６５の温度を、成長温度に設定し、予熱室５５の温度を、核生成温度に設定した。その後、粒子前駆体が装置内部に滞留し、かつ混合比が目的のパラメータ値に対応するように、ポンプ５０の流量が設定された。滞留時間とは、粒子前駆体の混合物が核生成室６０に入って成長室６５から出るのに要する時間である。目的のパラメータ値とは、ナノ粒子の製造のための最適条件を提供する流量および温度の値であり、試行実験から決定されたものである。
【００９０】
滞留時間の２倍経過後、製造されたナノ粒子の光学的性質を測定することができる。
【００９１】
ナノ粒子の製造終了後、装置１０は、純溶媒で洗い流され、放冷される。
【００９２】
〔実施例４−ＣｄＳｅ−ＣｄＳコア−シェルナノ粒子の調製〕
ＣｄＳ粒子前駆体溶液の調製。酢酸カドミウム４３２ｍｇをトリオクチルホスフィン１５ｍｌ中に室温で溶解した。続いて、トリメチルシリルスルフィドを１．１ｍｌ加え、その後、スクアレンを１５０ｍｌ加えた。溶液は清澄で黄色のままであった。この溶液は、ＣｄＳ粒子前駆体溶液であり、シェル前駆体として用いることができる。
【００９３】
ＣｄＳｅナノ粒子の調製は、上記実施例１で説明したのと同様に行った。
【００９４】
ＣｄＳｅ−ＣｄＳコア−シェルナノ粒子の調製。シェル構造モジュール２５の核生成室６０ＳＳＭの温度および成長室６５ＳＳＭの温度は、同じ温度に設定される。この場合、同じ温度にするのは、成長を促進し、かつ核生成を回避するためである。予熱室５５ＳＳＭの温度は、ＣｄＳコア粒子の形成を回避するために室温のままである。その後、粒子前駆体が装置内部に滞留し、かつ混合比が目的のパラメータ値に対応するように、ポンプ５０の流量を設定した。滞留時間とは、粒子前駆体の混合物が核生成室６０に入って成長室６５から出るのに要する時間である。目的のパラメータ値とは、ナノ粒子の製造のための最適条件を提供する流量および温度の値であり、試行実験から決定されたものである。
【００９５】
ナノ粒子の製造終了後、装置１０は、純溶媒で洗い流され、放冷される。
【００９６】
〔実施例５−ＣｄＴｅナノ粒子の調製〕
Ｃｄ粒子前駆体溶液の調製。酢酸カドミウム３．９２ｇおよびテトラデシルホスホン酸７．６５ｇを、トリオクチルホスフィン１００ｍｌおよびオクタデセン４４３ｍＬと混合した。次いで、得られた混合物を２５０℃まで加熱した。得られた溶液を窒素雰囲気下にて保存した。
【００９７】
Ｔｅ粒子前駆体溶液の調製。テルル２．５５ｇを、トリオクチルホスフィン１００ｍｌおよびオクタデセン１５０ｍｌと混合した。次いで、得られた混合物を２５０℃まで加熱した。得られた溶液を窒素雰囲気下にて保存した。
【００９８】
ＣｄＴｅナノ粒子の調製。溶媒調製モジュール１５内で、カドミウム粒子前駆体溶液とテルル粒子前駆体溶液とを別個のポンプに接続し、吸引した。核生成室６０の温度は、目的の核生成温度に設定される。成長室６５の温度は、成長温度に設定され、予熱室５５の温度は、核生成温度に設定される。その後、粒子前駆体が装置１０内部に滞留し、かつ混合比が目的のパラメータ値に対応するように、ポンプ５０の流量が設定される。滞留時間とは、粒子前駆体の混合物が核生成室６０に入って成長室６５を出るのに要する時間である。滞留時間の２倍経過後、製造されたナノ粒子の光学的性質を測定することができる。目的のパラメータ値とは、ナノ粒子の製造のための最適条件を提供する流量および温度の値であり、試行実験から決定されたものである。
【００９９】
このように本発明について詳細に説明したが、上記の発明の詳細な説明は、本発明の範囲を限定するものではないものと理解すべきである。特許証による保護を望むものは、下記特許請求の範囲に記載したものである。
【符号の説明】
【０１００】
１０        ナノ粒子を製造するための装置
１５        溶媒調製モジュール
２０        粒子合成モジュール
２５        シェル構造モジュール
３０        粒子単離モジュール
３０ａ〜ｃ  前駆体源
３５        チューブ
４０ａ〜ｃ  脱気装置ユニット
４５ａ〜ｃ  溶媒オーガナイザユニット
５０ａ〜ｄ  ポンプ
５５        予熱室
６０        核生成室
６５        成長室
７０        分析装置
７５        粒子収集器
８０        分析出口
８５        フロー遠心分離機
２００      ナノ粒子を製造するための方法
２０５      装置を洗い流す
２１０      粒子前駆体の溶液の調製
２１５      粒子前駆体の溶液を脱気
２２０      送液
２３０      ナノ粒子の核生成
２３５      ナノ粒子の成長
２４０      ナノ粒子の分析
２４５      製造されたナノ粒子の収集
【図１ａ】
2011514242.tif 000003
【図１ｂ】
2011514242.tif 000004
【図１ｃ】
2011514242.tif 000005
【図２】
2011514242.tif 000006
【図３】
2011514242.tif 000007
【国際調査報告】
2011514242.tif 000008
2011514242.tif 000009
2011514242.tif 000010