量子ドット（QDs）の高効率な二酸化ケイ素被覆は、従来の界面活性剤による蛍光消光に長期間悩まされてきました。その根本的な原因は、従来の界面活性剤の極性頭基（ポリエチレンオキシド鎖、ヒドロキシ基など）が配位能力を持ち、量子ドットのZnやCdなどの金属原子と結合して、元々のリガンド（オレイン酸など）の配位部位を奪い、結果として量子ドットのリガンド脱離や表面欠陥状態の形成を引き起こすことにあります。本研究では、従来の両親媒性界面活性剤を完全に排除した「無石鹸」逆マイクロエマルション法を提案し、イソペンタノール／エチレングリコールの二重補助剤を用いて油水界面での自己組織化挙動を介して安定した界面膜を形成し、従来型の両親媒性界面活性剤を用いないナノリアクターを構築し、CdSe/ZnS量子ドットの高効率な二酸化ケイ素被覆に成功しました。系統的な研究により、本方法で作製されたQD@SiO2複合材料の光致発光量子収率（PLQY）は78.7%～80.6%の範囲で維持され、従来のTritonX-100法の26%を大きく上回りました。透過型電子顕微鏡により、SiO2の殻厚が均一（14.7 nm）で粒子分散性に優れていることが示されました。初期出力（1.0 mW、t=0）を基準とした青色光耐光試験250時間後、緑色光の出力保持率は93%に達し、従来法の55%を大きく上回りました。本研究は、界面の熱力学および動力学の観点から、従来の両親媒性界面活性剤を用いないナノリアクターの形成メカニズムと量子ドットの光学特性保護メカニズムを解明し、高輝度・長寿命量子ドット複合材料の制御合成に新たな道を提供します。

量子ドット;二酸化ケイ素被覆;界面活性剤;逆マイクロエマルション法;蛍光安定性;コアシェル構造