環動高分子を用いた柔軟・高熱伝導性複合材料タフコンポジットの創出
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19J13044
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 国内 |
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| Review Section |
Basic Section 26030:Composite materials and interfaces-related
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
後藤 拓 東京大学, 新領域創成科学研究科, 特別研究員(PD)
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| Project Period (FY) |
2019-04-25 – 2021-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2020)
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| Budget Amount *help |
¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
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| Keywords | 環動高分子 / 水中プラズマ改質 / 複合材料 / 柔軟高熱伝導材料 / BNナノシート |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では、可動架橋点を有する柔軟・強靭な環動高分子(SR)と多量の熱伝導性無機粒子を複合化させることで、今までにない熱伝導性・柔軟性・靭性を両立した新規複合材料「タフコンポジット」を実現することを目的とする。
本研究計画においてはアクアプラズマ改質による無機粒子への電子・官能基付与によるSR中での粒子均一分散・結合制御、ならびに無機粒子間の熱伝導パスを形成することにより、金属領域の熱伝導率（>10W/mK）とゴム領域の柔軟性（ヤング率 <100MPa）を両立した材料の創出を目指す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は、本研究課題の最終年度として配向窒化ホウ素ナノシート(BNNS)を用いた光透過高熱伝導タフコンポジットの開発を目的とし、(C-1)キャビテーションバブル援用プラズマによるBN剥離を遂行した。本キャビテーションバブル援用プラズマを用いることで、約200 nm程度の厚みを有する多層h-BN粒子が、およそ平均厚み1.4 nmのBNNSに剥離することが確認された。加えて、本キャビテーションバブル援用プラズマで剥離されたBNNSは、原料BNのシートサイズからほぼサイズ減少をしないことが確認された（原料BN平均 lateral size: 1.75 um 剥離BNNS平均 lateral size: 1.68 um）。本成果は、従来溶液剥離BNと比較してシートサイズ減少が少なく、従来溶液剥離の課題である剥離BNNSの品質を大いに向上させるものであり、本成果は国際学会にて発表が採択され、かつ論文投稿準備中である。 (C-2)熱伝導性粒子の膜厚方向へ配向を行うべく、室温付近で凝固を起こすジメチルスルホキシド(DMSO)にポリマーを溶解させ３℃付近で凍結凝固することで、架橋反応と凝固が両立する新たな組織制御手法を開発した。本手法は膜厚方向へのどのような粒子であっても配向可能な新規ポーラス複合材料設計手法であり、論文投稿準備中である。これら(C-1),(C-2)を組み合わせることにより、目的とした光透過高熱伝導タフコンポジットの開発が可能になるものと考えられる。
以上より、本年度においては期待以上に研究が遂行したと考えている。
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(8 results)
