Surface Modification of Polymers by Atomic Oxygen Exposure: Exploration of Microstructure Control Methods with the Use of Higher-Order Structure

• Project/Area Number: 23K26309
• Project/Area Number (Other): 23H01615 (2023)
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund (2024); Single-year Grants (2023)
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 24010:Aerospace engineering-related
• Research Institution: Japan Aerospace EXploration Agency
• Principal Investigator: 後藤 亜希 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 研究開発部門, 研究開発員 (90794074)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 田川 雅人 神戸大学, 工学研究科, 准教授 (10216806) ; 満汐 孝治 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 計量標準総合センター, 主任研究員 (10710840) ; 山下 真一 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (20511489)
• Project Period (FY): 2023-04-01 – 2026-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥16,380,000 (Direct Cost: ¥12,600,000、Indirect Cost: ¥3,780,000); Fiscal Year 2026: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000); Fiscal Year 2025: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000); Fiscal Year 2024: ¥8,710,000 (Direct Cost: ¥6,700,000、Indirect Cost: ¥2,010,000); Fiscal Year 2023: ¥8,710,000 (Direct Cost: ¥6,700,000、Indirect Cost: ¥2,010,000)
• Keywords: 原子状酸素 / 高分子材料 / 高次構造 / 表面モルフォロジー / 陽電子消滅寿命測定法

Outline of Research at the Start

低地球軌道に存在する原子状酸素（AO）は、宇宙機と8 km/sの相対速度で衝突すると、高分子材料表面を浸食し、ナノスケールの突起構造を形成することが分かっている。本研究は、AO照射技術の表面改質法としての応用と、浸食や表面粗さの増大が生じづらい耐AO性宇宙用材料の創出を目的とし、高分子の「高次構造（分子鎖の3次元的な配置）」がAOとの相互作用が生じる空間スケールに与える影響の解明を目的とする。高分子の高次構造を数Åから数百nmのスケールでキャラクタライズした上で、高次構造を温度制御しながらAOを照射し、その表面形状や高次構造への波及を定量的に評価することで、表面形状制御法の導出を目指す。