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Development of smart window materials for next-generation electric vehicles using vacuum ultraviolet laser

Research Project

Project/Area Number 18K04790
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 26050:Material processing and microstructure control-related
Research Institution防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群)

Principal Investigator

Okoshi Masayuki  防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群), 電気情報学群, 教授 (70283497)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2020: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2018: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Keywordsスマート窓 / ポリカーボネート / シリコーン / フッ素レーザー / エキシマランプ / 耐熱性 / 超撥水性 / 微小電極 / レーザー / 表面改質 / スマート窓材
Outline of Final Research Achievements

In this work, by irradiating a polycarbonate (PC) surface coated with a silicone-based hard coat with a fluorine laser of 157 nm wavelength, a smart window material for next-generation electric vehicles that has not only wear resistance but also heat and ultraviolet resistances has been successfully developed. Also, we have established a laser microfabrication technology that selectively forms Al thin films as microelectrodes with weather and scratch resistances on the surface of the developed PC window material, and have been obtained the basic results for developing a new smart window material embedding micro-smart speakers.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究の学術的意義および社会的意義は、①シリコーンハードコートが施されたPC表面にフッ素レーザーを照射することにより、真空装置を必要とせず、シリコーンとの密着性が高いSiO2改質層が形成できること。②PC窓材上に形成した微小電極としてのAl薄膜へのフッ素レーザー照射により、緻密で極薄いAl2O3酸化改質層を形成して耐候性・耐スクラッチ性を発現させるとともに、強密着性を実現できること。③マイクロスピーカーの埋め込みを指向したスマート窓材開発の基礎的成果が得られること。④フッ素レーザーに代えてエキシマランプを用いることにより、次世代型電気自動車用PC樹脂窓材の量産車への適用が可能になることである。

Report

(4 results)
  • 2020 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2019 Research-status Report
  • 2018 Research-status Report
  • Research Products

    (44 results)

All 2021 2020 2019 2018

All Journal Article (12 results) (of which Peer Reviewed: 12 results,  Open Access: 4 results) Presentation (31 results) (of which Int'l Joint Research: 7 results,  Invited: 5 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] ArFエキシマレーザにより作製されたシリコーンゴム上の周期的円柱状微細隆起構造2021

    • Author(s)
      大越昌幸
    • Journal Title

      電気学会論文誌C

      Volume: 141

    • NAID

      130008060309

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    • Author(s)
      M. Okoshi
    • Journal Title

      Electron. Mater.

      Volume: 2 Issue: 2 Pages: 116-124

    • DOI

      10.3390/electronicmat2020010

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  • [Journal Article] Fabrication of silicone rubber-based biochip for disinfection under deep-UV light by ArF excimer laser-induced photodissociation2021

    • Author(s)
      M. Okoshi, T. Yoshida
    • Journal Title

      Electron. Mater. Lett.

      Volume: 17 Issue: 1 Pages: 68-73

    • DOI

      10.1007/s13391-020-00261-w

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  • [Journal Article] The effect of sub-second intervals of ArF laser irradiation on the formation of periodic micro-swelling structures on silicone rubber surfaces2020

    • Author(s)
      T. Yoshida, M. Okoshi
    • Journal Title

      AIP Advances

      Volume: 10 Issue: 12

    • DOI

      10.1063/5.0031927

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  • [Journal Article] Fabrication of silicone rubber periodic micro-suction cup structures using a 193 nm ArF excimer laser2019

    • Author(s)
      M. Okoshi
    • Journal Title

      Appl. Phys. Express

      Volume: 12 Issue: 6 Pages: 062012-062012

    • DOI

      10.7567/1882-0786/ab207f

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    • Author(s)
      M. Okoshi
    • Journal Title

      Nanomaterials

      Volume: 9 Issue: 6 Pages: 870-870

    • DOI

      10.3390/nano9060870

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    • Author(s)
      T. Yoshida, M. Okoshi
    • Journal Title

      Surfaces and Interfaces

      Volume: 17 Pages: 100373-100373

    • DOI

      10.1016/j.surfin.2019.100373

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  • [Journal Article] Micro/nano-suction cup structure of silicone rubber fabricated by ArF excimer laser2019

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      M. Okoshi
    • Journal Title

      SN Applied Sciences

      Volume: 1 Issue: 11

    • DOI

      10.1007/s42452-019-1371-x

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  • [Journal Article] シリコーンゴム表面に作製した周期的微細隆起構造へのAl薄膜形成による超撥水性の発現2019

    • Author(s)
      大越昌幸
    • Journal Title

      電気学会論文誌C

      Volume: 139 Pages: 192-196

    • NAID

      130007606072

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      M. Okoshi
    • Journal Title

      Applied Physics Express

      Volume: 11 Issue: 10 Pages: 101801-101801

    • DOI

      10.7567/apex.11.101801

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      レーザー研究

      Volume: 46 Pages: 527-531

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      M. Okoshi
    • Journal Title

      Springer Nature Applied Sciences

      Volume: 1 Issue: 1

    • DOI

      10.1007/s42452-018-0142-4

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  • [Presentation] ArFレーザー照射によるシリコーンゴム表面での微細隆起構造形成におけるサブ秒パルス間隔の影響2021

    • Author(s)
      吉田剛,大越昌幸
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      電気学会 光・量子デバイス研究会
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      T. Yoshida, H. Nojiri, M. Okoshi
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      SPIE Photonics West 2021, LASE2021
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  • [Presentation] ArFレーザーによるシリコーンゴム表面での微細隆起構造形成におけるパルス繰り返し周波数の影響2021

    • Author(s)
      吉田剛,大越昌幸
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      レーザー学会 学術講演会第41回年次大会
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  • [Presentation] ArFレーザー照射によるシリコーンゴム表面上での微細隆起構造形成とそのパルス繰り返し周波数依存性2020

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      吉田剛,大越昌幸
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      レーザー学会 第549回研究会「レーザー計測とその応用」
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      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] A micro patterning method for Al thin film deposited on polycarbonate2020

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      T. Yoshida, H. Nojiri, M. Okoshi
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      SPIE Photonics West 2020, LASE2020
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  • [Presentation] Fabrication of Microswelling Structure on Silicone Rubber by 193-nm ArF Excimer Laser-induced photodissociation2020

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      M. Yokoyama, T. Yoshida, N. Matsuki, M. Okoshi
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      SPIE Photonics West 2020, LASE2020
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  • [Presentation] ArFレーザーによって作製されたシリコーンゴムの微細隆起構造2020

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      横山岬,吉田剛,松木伸行,大越昌幸
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      レーザー学会 学術講演会第40回年次大会
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  • [Presentation] F2レーザーを用いたポリカーボネート上におけるAl薄膜のパターニング2020

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      吉田剛,野尻秀智,大越昌幸
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      レーザー学会 学術講演会第40回年次大会
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  • [Presentation] ArFレーザーによって作製されたシリコーンゴムの微細隆起構造2020

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      横山岬,吉田剛,松木伸行,大越昌幸
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      レーザー学会東京支部研究会
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      横山岬,吉田剛,松木伸行,大越昌幸
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  • [Presentation] F2レーザーによるポリカーボネート上Al薄膜パターニングの微細化2020

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      吉田剛,野尻秀智,大越昌幸
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      2020年第67回応用物理学会春季学術講演会
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      吉田剛,野尻秀智,大越昌幸
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      電気学会 光・量子デバイス研究会
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  • [Presentation] Superhydrophobic silicone rubber fabricated by ArF excimer laser for use in water2019

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  • [Presentation] Fabrication of superhydrophobic silicone rubber operating in water by 193-nm ArF excimer laser-induced photodissociation2019

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      M. Okoshi
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      大越昌幸
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  • [Presentation] Fabrication of superhydrophobic silicone rubber operating in water by 193 nm ArF excimer laser2019

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      M. Okoshi
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  • [Presentation] “Formation of crack-free SiO2 thin film by F2 laser induced photochemical modification of hard silicone coating film on polycarbonate2019

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      吉田剛,野尻秀智,大越昌幸
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      横山岬,吉田剛,松木伸行,大越昌幸
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      横山 岬,吉田 剛,松木伸行,大越昌幸
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      野尻秀智,大越昌幸
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      大越昌幸
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  • [Presentation] 真空紫外レーザーによるシリコーンの表面改質と樹脂窓への応用2018

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      大越昌幸
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      オプトロニクス OPIE’18特別セミナー「紫外線技術による表面改質,水殺菌,医療への応用」
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      野尻秀智,大越昌幸
    • Organizer
      日本ゾル-ゲル学会 第16回討論会
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      野尻秀智,大越昌幸
    • Organizer
      2018年第79回応用物理学会秋季学術講演会
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      大越昌幸
    • Organizer
      応用物理学会 第62回光波センシング技術研究会
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    • Invited
  • [Book] 超撥水・超撥油・滑液性表面の技術(第2巻) 「第2章 9節 真空紫外レーザーによるシリコーンゴム表面への微細隆起構造形成と超撥水性付与」2021

    • Author(s)
      大越昌幸(分担執筆)
    • Total Pages
      227
    • Publisher
      サイエンス&テクノロジー
    • ISBN
      9784864282444
    • Related Report
      2020 Annual Research Report

URL: 

Published: 2018-04-23   Modified: 2022-01-27  

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