2017 Fiscal Year Annual Research Report
Synthesis of polycontinuous porous structure using surfactants
| Project Area | Discrete Geometric Analysis for Materials Design |
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| Project/Area Number |
17H06467
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
高見 誠一 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (40311550)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
遠藤 明 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 研究部門付 (30356604)
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| Project Period (FY) |
2017-06-30 – 2022-03-31
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| Keywords | 極小曲面 / 界面活性剤 / 石けん膜 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、数学より提案される多連続構造をマイクロメートルスケールで実現することを目的とする。これを実現するため、本研究ではマイクロメートルサイズの枠を形成し、この上に石けん水など界面活性能を持つ液体を用いて極小曲面を形成する。本年度は、まずシリコンの結晶を加工して枠を形成した。収束イオンビームを用いて１辺が10ミクロンメートルで、太さが1ミクロンメートルの立方体の枠を形成した。次に、オレイン酸カリウムなど界面活性能を持つ分子の水溶液を調製し、これを滴下することで極小曲面を形成した。これらの構造を低温下で電子顕微鏡を用いて観察した結果、マクロスケールで観察される石けん膜と同様の構造を形成できることが明らかとなった。これより、マイクロメートルスケールの枠を作成し、この上に石けん膜を貼ることでマイクロスケールの膜を形成できることを確認した。一方、ここで用いた収束イオンビームでは立方体の枠など、単純な構造しか作製することができない。そこで、来年度以降、自由な形状を持つ枠を形成するため、３次元リソグラフィーを用いた枠の形成に挑戦した。基板上にレジストをスピンコートし、２光子を用いたリソグラフィーシステムを用いることで、高さ数十マイクロメートル、幅数百マイクロメートル程度の自由な構造ができることを確認した。リソグラフィーで用いるパラメータによっては目的した構造が形成できなかったため、今後、さらに自由に構造を形成するためのパラメータ設定方法を検討する。さらに、ここで用いる界面活性能を持つ液体として、水溶液系以外の溶液の可能性についても、検討を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
目的としていた、マイクロスケールでの極小曲面、多連続構造を形成することができ、その形状を制御するために、３次元リソグラフィーを用いてある程度自由に枠の構造を制御できることを可能にした。また、ここに貼る界面活性能を持つ液体として、オレイン酸カリウムなどの水溶液を利用できることを確認し、さらに、他の溶液の可能性について調査を開始しているため。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、自由な形状の極小曲面をマイクロメートルで作製するため、数学との連携を通じて枠の設計を行い、これを３次元リソグラフィーを用いて形成する。続いて、ここに界面活性能を持つ液体を滴下して、石けん膜として極小曲面を形成する。
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Research Products
(1 results)
