Fabrication of organic/inorganic multilayer devices via multilayering and patterning on the liquid surface

• Project/Area Number: 18K04889
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 28030:Nanomaterials-related
• Research Institution: Kyushu Institute of Technology
• Principal Investigator: Shimooka Hirokazu 九州工業大学, 大学院工学研究院, 助教 (50253555)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 北村 充 九州工業大学, 大学院工学研究院, 教授 (10313199)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2020)
• Budget Amount: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000); Fiscal Year 2020: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2019: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2018: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
• Keywords: 液相界面 / 界面化学 / ゾル-ゲル法 / 有機-無機積層膜 / チタン酸バリウム / 自立膜 / ナノ薄膜 / 無機ー有機積層膜 / パターニング

Outline of Final Research Achievements

A fabrication method of inorganic/organic or inorganic/inorganic free-standing multilayer films on a liquid subphase and pattering of solid substrates using the multilayer films floating on the liquid was investigated. The inorganic gel films with improved flexibility and strength were obtained by adsorbing a polylactic acid thin film with a thickness of several nanometers. Using this bilayer film floating on the liquid, fine patterns could be transferred onto the various type of solid substrates.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

学術的な意義は、本方法が従来の固体基板上での積層膜形成法ではなく液体上での積層膜形成法であることから、原理的に自立積層膜の製造に非常に有利なことである。社会的な意義は、自立膜であることがフレキシブルデバイスへの適用に有利であることと、滴下した原料溶液の液面上での自然な拡張現象を利用して膜を製造するため、膜の製造のためのエネルギー消費が少なく、原料の無駄が少ないことである。

Research Products

• [Journal Article] Rh(II)-catalyzed formal [3+3] cycloaddition of diazonaphthoquinones and propargyl alcohols: Synthesis of 2,3-dihydronaphtho-1,4-dioxin derivatives (2020)
  • Author(s): Kitamura, M., Nishimura, T., Otsuka, K., Shimooka, H., Okauchi, T.
  • Journal Title: Tetrahedron Letters Volume: 61 Issue: 20 Pages: 151853-151853
  • DOI: 10.1016/j.tetlet.2020.151853
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Pd-catalyzed Cyclization of Terminal Alkynes using Diazonaphthoquinones: Synthesis of Naphtho[1,2-b]furans (2018)
  • Author(s): Shuhei Takahashi, Hirokazu Shimooka, Tatsuo Okauchi, Mitsuru Kitamura
  • Journal Title: Chemistry Letters Volume: 48 Issue: 1 Pages: 28-31
  • DOI: 10.1246/cl.180803
  • NAID: 130007542930
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 金属酸化物ゲル膜と下層液界面への高分子溶液の浸透による有機-無機二層ナノ薄膜の作製 (2020)
  • Author(s): 下岡 弘和・北村 充・桑原 誠
  • Organizer: 日本化学会第100春季年会(2020)
• [Presentation] 金属酸化物ゲル膜と下層液界面への高分子溶液の浸透による有機-無機二層ナノ薄膜の作製 (2020)
  • Author(s): 下岡 弘和・北村 充・桑原 誠
  • Organizer: 日本化学会第100春季年会
• [Presentation] Penetration of organic polymer at the interface between floating metal oxide gel film and liquid subphase (2019)
  • Author(s): Hirokazu SHIMOOKA, Mitsuru KITAMURA, Makoto KUWABARA
  • Organizer: The 13th Pacific Rim Conference of Ceramic Societies
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] ジアゾナフトキノンからのRh触媒を用いた環化反応によるフルオレノン誘導体の合成 (2018)
  • Author(s): 下岡弘和, 前田啓太郎, 蒲池建人, OTHMAN Dina I. A., 岡内辰夫, 北村充
  • Organizer: 日本化学会 第99春季年会