Letter 材料：3次元シリカ微小集合体の微多孔質シリコンレプリカへの化学的還元 2007年3月8日 Nature 446, 7132 doi: 10.1038/nature05570 シリカ（二酸化ケイ素）からシリコンへの炭素熱還元には、シリコンの融点よりかなり高い温度（≥2,000 ℃）が必要である。最近、溶融塩中の電気化学的還元によって、はるかに低い温度（≤850 ℃）でシリカから固体シリコンが直接生成された。しかし、このような電気化学的還元によるシリコン生成物は、出発反応物質であるシリカのマイクロスケールの形態を維持していなかった。今回我々は、3次元ナノ構造シリカ微小集合体を微多孔質ナノ結晶シリコンレプリカに転換する低温（650 ℃）マグネシウム熱還元過程について示す。珪藻（単細胞藻類）の複雑なナノ構造をもつシリカ微細殻（被殻）は、マグネシウムガスとの反応により、シリコンとマグネシアの相互連続性ナノ結晶混合物に変換された。次いで、マグネシアを選択的に溶解して、出発物質である被殻の3次元形態を維持した、シリコンナノ結晶の相互に連結した網状組織が得られた。得られたシリコンレプリカは比表面積が大きく（>500 m2 g-1）、かなりの数の細孔（≤20 Å）を含んでいた。また、このシリコンレプリカは、光ルミネッセンスを示し、一酸化窒素ガスにさらすとインピーダンスの急激な変化がみられた（このことはマイクロスケールガス検知への応用の可能性を示唆している）。この過程により、テンプレートとした生物シリカまたは合成シリカから継承される多種多様な3次元形状を有する、センサー、電子工学、光学、生物医学用途のマイクロポーラス・ナノ結晶シリコン微小集合体の合成が可能になる。 Full Text PDF 目次へ戻る
