内部構造制御による両面ナノペーパー配線基板の実現に向けた機能性発現
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19J20241
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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 40020:Wood science-related
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
春日 貴章 大阪大学, 工学研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2019-04-25 – 2022-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥3,100,000 (Direct Cost: ¥3,100,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
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| Keywords | セルロースナノファイバー / フレキシブルデバイス / 電気泳動堆積 / センサ / 短絡抑制技術 / イオンマイグレーション / 湿度センサ / コンデンサ / 分解性センサデバイス |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では，木材由来の透明な紙「ナノペーパー」の両面基板化に向け，ナノペーパー内部構造制御というアプローチから，両面ナノペーパー配線基板の実現に向けて必要な特性を解明し，機能性発現を目指す．両面ナノペーパー基板の実現には，(1)ナノペーパーの電気的特性の解明，(2)外的環境変化による基板への影響評価の2点が必要である．(3)紙ならではの特性を活かした新奇ペーパーデバイスの開発も研究目的に加え，材料・プロセス・応用の多面的なアプローチから，グリーンな低環境負荷電子デバイスの実現に向けた要素技術の提案を目指す．
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| Outline of Annual Research Achievements |
低環境負荷なフレキシブル基板材料として木材由来の透明な紙「ナノペーパー」が注目を集めているが、紙基板の多層化、立体化及び信頼性に関する知見は不足している。本年度は昨年度明らかとなったナノペーパーコーティングによる水濡れ時の短絡抑制メカニズムを精査し、新規ナノペーパー内部構造制御及び立体成型技術としての応用可能性を検証した。2020年度においては、ナノペーパーコーティングによる水濡れ時の電子機器信頼性向上技術の開発に成功している。本年度は短絡抑制メカニズムの応用として、陽極上にセルロースナノファイバーが電気泳動的/電気化学的に堆積する現象に着目し、内部構造制御技術としての可能性を検証した。セルロースナノファイバー/水分散液に陰極・陽極となる電極を挿入し電極間に直流電圧を印加すると、陽極上にセルロースナノファイバーが堆積しハイドロゲルを形成する。この時、ハイドロゲル内部におけるセルロースナノファイバーの配向状態が、各種パラメータによって水平/ランダム/垂直配向へと大きく変化することを発見した。配向状態の変化は、偏光板による光学的観察、超臨界乾燥によるハイドロゲルのエアロゲル化及びエアロゲル断面のFE-SEM観察、エアロゲルに対する透過型X線回折測定によって確認された。乾燥収縮にも異方性が表れており、水平配向ハイドロゲルは乾燥時に陽極に対して水平な板状に、垂直配向ハイドロゲルは乾燥時に陽極に対して垂直な棒状に乾燥した。異方的な乾燥収縮現象を利用して、立体形状ナノペーパー(紙基板)の作製を行った。立体電極に対して水平配向でセルロースナノファイバーを堆積させ、乾燥し、その後電極を取り除くことで、複雑な立体形状のナノペーパーを作製することに成功した。得られた知見は、回路基板だけにとどまらない幅広い分野への応用が期待できる。
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| Research Progress Status |
令和3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3年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(3 results)
Research Products
(23 results)
