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Development of Hard and Superhydrophobic Plastic Window Material for Electric Vehicle

Research Project

Project/Area Number 26390093
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Optical engineering, Photon science
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, 電気情報学群, 教授 (70283497)

Project Period (FY) 2014-04-01 – 2017-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2016)
Budget Amount *help
¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2015: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2014: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
Keywordsフッ素レーザー / アルゴンフッ素エキシマレーザー / シリコーン / ポリカーボネート / 光化学表面改質 / シリカガラス / クラック抑制 / 超撥水性 / ArFエキシマレーザー / 微細隆起構造 / シリカ微小球 / 空気層 / クラック / エキシマランプ / 微細誘起構造 / 表面改質 / 微細周期構造
Outline of Final Research Achievements

Transparent, hard SiO2 layer was formed on a protective coat made of silicone on a polycarbonate plate by the 157 nm F2 laser-induced photochemical modification of silicone into SiO2. Long exposure of the laser to the sample produced cracks on the surface; a metallic mesh mask was set on the sample during laser irradiation to suppress the cracks successfully. As a result, the thickness of the formed SiO2 layer could increase to approximately 1.3 micron without any crack, showing the hardness of 2.8 GPa.
To obtain superhydrophobicity, periodic microswelling structures were photochemically induced on a silicone rubber surface using a 193 nm ArF excimer laser. Microspheres made of SiO2 of 2.5 micron diameter were aligned on the silicone rubber surface during laser irradiation; the laser beam was focused on the silicone surface underneath each microsphere. The contact angles of water on the microstructured silicone were measured to be 155°, indicating superhydrophobicity.

Report

(4 results)
  • 2016 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2015 Research-status Report
  • 2014 Research-status Report
  • Research Products

    (43 results)

All 2017 2016 2015 2014

All Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 7 results,  Acknowledgement Compliant: 7 results) Presentation (36 results) (of which Int'l Joint Research: 12 results,  Invited: 11 results)

  • [Journal Article] ArFエキシマレーザーによりシリコーンゴム上に形成された周期的微細隆起構造の形状制御2017

    • Author(s)
      野尻秀智,ウイスヌ セティオ パンブディ,大越昌幸
    • Journal Title

      日本赤外線学会誌

      Volume: 27

    • NAID

      40021287446

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  • [Journal Article] Formation of periodic micro-swelling structures on silicone rubber surface by ArF excimer laser to realize superhydrophobic property2017

    • Author(s)
      H. Nojiri, W.S. Pambudi, M. Okoshi
    • Journal Title

      Jpn. J. Appl. Phys.

      Volume: 56

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  • [Journal Article] Surface texturing effect on crack suppression of SiO2 film formed by F2 laser-induced photochemical surface modification of silicone on polycarbonate under heat resistance test2017

    • Author(s)
      H. Nojiri, M. Okoshi
    • Journal Title

      Jpn. J. Appl. Phys.

      Volume: 56

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  • [Journal Article] Fabrication of superhydrophobic silicone rubber by ArF-excimer-laser-induced microstructuring for repelling water in water2016

    • Author(s)
      M. Okoshi, W.S. Pambudi
    • Journal Title

      Appl. Phys. Express

      Volume: 9 Issue: 11 Pages: 112701-112701

    • DOI

      10.7567/apex.9.112701

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    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Crack suppression of silica glass formed by zoned F2 laser-induced photochemical surface modification of hard silicone thin film coating on polycarbonate2016

    • Author(s)
      H. Nojiri, M. Okoshi
    • Journal Title

      Jpn. J. Appl. Phys.

      Volume: 55 Issue: 12 Pages: 122701-122701

    • DOI

      10.7567/jjap.55.122701

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  • [Journal Article] フッ素レーザにより形成されたポリカーボネート上の透明硬質膜のクラック抑制2015

    • Author(s)
      大越昌幸
    • Journal Title

      電気学会論文誌C

      Volume: 135 Pages: 1071-1074

    • NAID

      130005096938

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  • [Journal Article] フッ素レーザー誘起表面改質とサステナブル技術応用2014

    • Author(s)
      大越昌幸,井上成美
    • Journal Title

      レーザー研究

      Volume: 42 Pages: 331-334

    • NAID

      130007897549

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    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] 真空紫外レーザー誘起光化学表面改質と周期的微細隆起構造形成2017

    • Author(s)
      大越昌幸
    • Organizer
      オプトロニクス OPIE’17特別セミナー
    • Place of Presentation
      神奈川,横浜市
    • Year and Date
      2017-04-21
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    • Invited
  • [Presentation] 真空紫外レーザーによるシリコーン表面への周期的微細隆起構造の形成と超撥水性の発現(2)2017

    • Author(s)
      大越昌幸,ウイスヌ セティオ パンブディ,野尻秀智
    • Organizer
      第11回真空紫外光源およびレーザーアブレーションに関するワークショップ
    • Place of Presentation
      福岡,福岡市
    • Year and Date
      2017-03-29
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  • [Presentation] Micro/nanostructuring and surface modification of materials using vacuum ultraviolet laser2017

    • Author(s)
      M. Okoshi
    • Organizer
      Department of Electrical Engineering Seminar, The Hong Kong Polytechnic University
    • Place of Presentation
      Hong Kong, China
    • Year and Date
      2017-03-23
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  • [Presentation] ポリカーボネート上シリコーン膜表面に形成したF2レーザー誘起SiO2改質膜のクラック抑制(2)2017

    • Author(s)
      野尻秀智,大越昌幸
    • Organizer
      第64回応用物理学会春季学術講演会
    • Place of Presentation
      神奈川, 横浜市
    • Year and Date
      2017-03-14
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  • [Presentation] 超撥水性発現のためのシリコーンゴム表面への微細隆起構造のレーザ形成2017

    • Author(s)
      大越昌幸,ウイスヌ セティオ パンブディ,野尻秀智
    • Organizer
      電気学会 光・量子デバイス研究会
    • Place of Presentation
      三重,伊勢市
    • Year and Date
      2017-03-10
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  • [Presentation] 真空紫外レーザーによるAl薄膜/シリコーンゴムへの微細周期構造の形成2017

    • Author(s)
      松永亮太,大越昌幸
    • Organizer
      第17回レーザー学会東京支部研究会
    • Place of Presentation
      東京,品川区
    • Year and Date
      2017-03-07
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  • [Presentation] 超撥水性発現を目的としたシリコーンゴム表面への微細隆起構造のレーザ形成(2)2017

    • Author(s)
      ウイスヌ セティオ パンブディ,大越昌幸,山下嗣人
    • Organizer
      平成28年度第6回電気学会東京支部神奈川支所研究発表会
    • Place of Presentation
      神奈川,横浜市
    • Year and Date
      2017-02-21
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      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Periodic micro/nanostructuring of silicone rubber by 193 nm ArF excimer laser2017

    • Author(s)
      M. Okoshi, W.S. Pambudi, T. Yamashita
    • Organizer
      SPIE Photonics West 2017
    • Place of Presentation
      San Francisco, USA
    • Year and Date
      2017-01-28
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Crack suppression of SiO2 thin film formed by 157 nm F2 laser induced photochemical surface modification of hard silicone coating film on polycarbonate2017

    • Author(s)
      H. Nojiri, M. Okoshi
    • Organizer
      SPIE Photonics West 2017
    • Place of Presentation
      San Francisco, USA
    • Year and Date
      2017-01-28
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Formation of periodic micro/nanostructure onto aluminum thin film by vacuum UV laser2017

    • Author(s)
      R. Matsunaga, M. Okoshi
    • Organizer
      SPIE Photonics West 2017
    • Place of Presentation
      San Francisco, USA
    • Year and Date
      2017-01-28
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] フッ素レーザーによる金属薄膜の光化学表面改質とマイクロ/ナノ周期構造の形成2017

    • Author(s)
      大越昌幸
    • Organizer
      レーザー学会学術講演会第37回年次大会
    • Place of Presentation
      徳島,徳島市
    • Year and Date
      2017-01-07
    • Related Report
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    • Invited
  • [Presentation] 真空紫外レーザーによるポリカーボネート上シリコーン塗布膜表面の光化学改質におけるクラック抑制2017

    • Author(s)
      野尻秀智,大越昌幸
    • Organizer
      レーザー学会学術講演会第37回年次大会
    • Place of Presentation
      徳島, 徳島市
    • Year and Date
      2017-01-07
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  • [Presentation] ArFエキシマレーザーによるシリコーンゴム表面への周期的微細隆起構造の形成2016

    • Author(s)
      ウイスヌ セティオ パンブディ,野尻秀智,大越昌幸
    • Organizer
      レーザー学会第500回研究会
    • Place of Presentation
      大阪,大阪市
    • Year and Date
      2016-12-02
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  • [Presentation] 真空紫外レーザー誘起光化学表面改質と微細周期構造形成2016

    • Author(s)
      大越昌幸
    • Organizer
      宮崎大学光科学プロジェクト第26回光科学セミナー/レーザー学会九州支部IEEE Fukuoka Section Photonics Chapter特別講演会
    • Place of Presentation
      宮崎,宮崎市
    • Year and Date
      2016-11-24
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      2016 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Micro/nanostructuring and surface modification of silicone rubber by vacuum UV laser2016

    • Author(s)
      M. Okoshi, W.S. Pambudi, H. Nojiri, T. Yamashita
    • Organizer
      Korea-Japan International Symposium on Materials Science and Technology 2016 (KJMST2016)
    • Place of Presentation
      Gyeongju, Korea
    • Year and Date
      2016-11-16
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      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Periodic micro/nanostructuring and surface modification of materials using vacuum ultraviolet laser2016

    • Author(s)
      M. Okoshi
    • Organizer
      Department of Materials Science and Engineering Seminar, Inha University
    • Place of Presentation
      Incheon, Korea
    • Year and Date
      2016-11-15
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    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 真空紫外レーザーによるシリコーンゴム表面への微細周期構造の形成(3)2016

    • Author(s)
      ウイスヌ セティオ パンブディ,野尻秀智,大越昌幸、山下嗣人
    • Organizer
      2016年第77回応用物理学会秋季学術講演会
    • Place of Presentation
      新潟,新潟市
    • Year and Date
      2016-09-13
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  • [Presentation] 真空紫外レーザーによるAl薄膜への微細周期構造の形成2016

    • Author(s)
      松永亮太,大越昌幸
    • Organizer
      2016年第77回応用物理学会秋季学術講演会
    • Place of Presentation
      新潟,新潟市
    • Year and Date
      2016-09-13
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  • [Presentation] ポリカーボネート上シリコーン膜表面に形成したF2レーザー誘起SiO2改質膜のクラック抑制2016

    • Author(s)
      野尻秀智,大越昌幸
    • Organizer
      2016年第77回応用物理学会秋季学術講演会
    • Place of Presentation
      新潟,新潟市
    • Year and Date
      2016-09-13
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  • [Presentation] rFエキシマレーザーによるシリコーンゴム表面への微細隆起構造の形成と超撥水性の発現2016

    • Author(s)
      ウイスヌ セティオ パンブディ,野尻秀智,大越昌幸,山下嗣人
    • Organizer
      日本材料科学会 第23回材料科学若手研究者討論会
    • Place of Presentation
      東京,目黒区
    • Year and Date
      2016-08-19
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  • [Presentation] ArF excimer laser induced micro/nanostructuring of silicone rubber surface to realize superhydrophobicity2016

    • Author(s)
      M. Okoshi, W.S. Pambudi, T. Yamashita
    • Organizer
      International Symposium on Materials Science and Surface Technology 2016 (MSST2016)
    • Place of Presentation
      Yokohama, Japan
    • Year and Date
      2016-08-03
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Formation of periodic micro/nanostructures on silicone rubber surface by fluorine laser2016

    • Author(s)
      M. Okoshi, W.S. Pambudi, H. Nojiri, T. Yamashita
    • Organizer
      International Union of Materials-International Conference on Electronic Materials Research Societies (IUMRS-ICEM2016)
    • Place of Presentation
      Singapore
    • Year and Date
      2016-07-04
    • Related Report
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 真空紫外レーザー誘起光化学表面改質とスマートウィンドウへの応用2016

    • Author(s)
      大越昌幸
    • Organizer
      神奈川表面技術研究会 定期研究会
    • Place of Presentation
      神奈川,横浜市
    • Year and Date
      2016-06-14
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    • Invited
  • [Presentation] Laser induced micro/nanostructuring of silicone rubber surface to realize superhydrophobicity2016

    • Author(s)
      M. Okoshi, T. Yamashita
    • Organizer
      The 4th International Symposium on Highly-Controlled Nano- and Micro-Scale Functional Surface Structures for Frontier Smart Materials 2016
    • Place of Presentation
      Yokohama, Japan
    • Year and Date
      2016-05-28
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 真空紫外レーザーによるシリコーン表面への周期的微細隆起構造の形成と超撥水性の発現2016

    • Author(s)
      大越昌幸、ウイスヌ セティオ パンブディ
    • Organizer
      第10回真空紫外光源およびレーザーアブレーションに関するワークショップ
    • Place of Presentation
      大阪府東大阪市
    • Year and Date
      2016-03-28
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  • [Presentation] 真空紫外レーザーによるシリコーンゴム表面への微細周期構造の形成(2)2016

    • Author(s)
      ウイスヌ セティオ パンブディ、大越昌幸、山下嗣
    • Organizer
      2016年第63回応用物理学会春季学術講演会
    • Place of Presentation
      東京都目黒区
    • Year and Date
      2016-03-19
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  • [Presentation] 超撥水性発現を目的としたシリコーンゴム表面への微細隆起構造のレーザ形成2016

    • Author(s)
      ウイスヌ セティオ パンブディ、大越昌幸、山下嗣
    • Organizer
      平成27年度第5回電気学会東京支部神奈川支所研究発表会
    • Place of Presentation
      神奈川県横浜市
    • Year and Date
      2016-02-23
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  • [Presentation] Formation of periodic micro/nanostructure onto silicone rubber surface by ArF excimer laser2016

    • Author(s)
      W.S. Pambudi, M. Okoshi and T. Yamashita
    • Organizer
      SPIE Photonics West 2016
    • Place of Presentation
      San Francisco, USA
    • Year and Date
      2016-02-13
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Fluorine laser induced surface modification and micro/nanostructuring of metal thin films2016

    • Author(s)
      M. Okoshi and T. Yamashita
    • Organizer
      SPIE Photonics West 2016
    • Place of Presentation
      San Francisco, USA
    • Year and Date
      2016-02-13
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  • [Presentation] ArFエキシマレーザーを用いたシリコーンゴム表面への微細隆起構造の形成2016

    • Author(s)
      ウイスヌ セティオ パンブディ、大越昌幸、山下嗣人
    • Organizer
      レーザー学会学術講演会第36回年次大会
    • Place of Presentation
      愛知県名古屋市
    • Year and Date
      2016-01-09
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    • Author(s)
      ウイスヌ セティオ パンブディ、大越昌幸、山下嗣人
    • Organizer
      レーザー学会第485回研究会
    • Place of Presentation
      東京都小金井市
    • Year and Date
      2015-12-07
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      ウイスヌ セティオ パンブディ、大越昌幸、山下嗣人
    • Organizer
      レーザー学会第483回研究会
    • Place of Presentation
      広島県東広島市
    • Year and Date
      2015-12-02
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      2015年第76回応用物理学会秋季学術講演会
    • Place of Presentation
      愛知県名古屋市
    • Year and Date
      2015-09-13
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  • [Presentation] Fluorine laser induced fabrication of transparent protective layer onto polycarbonate for lightweight automobile window2015

    • Author(s)
      M. Okoshi
    • Organizer
      Japan-Korea International Symposium on Materials Science and Technology 2015 (JKMST2015)
    • Place of Presentation
      Sumida, Japan
    • Year and Date
      2015-08-26
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  • [Presentation] レーザーによるシリコーン系ハードコートの高機能化とその応用2015

    • Author(s)
      大越昌幸
    • Organizer
      技術情報協会 化学セミナー(セミナーNo.503204)
    • Place of Presentation
      東京,品川区
    • Year and Date
      2015-03-26
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    • Invited
  • [Presentation] Fluorine laser induced formation of transparent protective layer onto polycarbonate for lightweight automobile window2014

    • Author(s)
      M. Okoshi, K. Iwai, H. Nojiri, N. Inoue
    • Organizer
      6th Tsukuba International Coating Symposium 2014 (TICS2014)
    • Place of Presentation
      Tsukuba, Japan
    • Year and Date
      2014-12-04 – 2014-12-05
    • Related Report
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    • Invited

URL: 

Published: 2014-04-04   Modified: 2018-03-22  

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