2002 Fiscal Year Annual Research Report
コンタミネーションコントロールのための宇宙用高分子材料の表面エネルギー制御
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14350511
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| Research Institution | Kobe University |
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Principal Investigator |
田川 雅人 神戸大学, 工学部・機械工学科, 助教授 (10216806)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
後藤 景子 京都教育大学, 教育学部, 助教授 (30243356)
大前 伸夫 神戸大学, 工学部, 教授 (60029345)
横田 久美子 神戸大学, 工学部, 教務職員(教育職) (20252794)
田川 由美子 聖母女学院短期大学, 講師 (40207808)
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| Keywords | 宇宙環境 / 低地球軌道 / 原子状酸素 / コンタミネーション / 表面自由エネルギー / 接触角 / ポリイミド |
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| Research Abstract |
本研究では、(1)宇宙環境要因による各種高分子材料の表面/バルク特性の変化を観測する、(2)コンタミネーション付着の模擬実験を行い、その結果を宇宙サンプルと比較する事により、宇宙環境の主要な要因である原子状酸素/紫外線/X線等がコンタミネーション付着に与える影響を評価する、(3)材料の表面自由エネルギーをアクティブ制御することによりコンタミネーションの低減を図る新しい表面改質手法を開発する、の3点について研究を行い、コンタミネーション問題解決のための基礎的な知見を得ることを目的とするものである。平成14年度には、まずコンタミネーションフリーにおける各種高分子材料の原子状酸素、紫外線、X線等による表面エネルギーの変化を明らかにすることを目標とし、研究室現有の原子状酸素発生装置を用いて以下の点について研究を進めた。ます、原子状酸素ビームを照射中にin-situで質量変化をモニターする方法として、フラックス測定用の温度制御水晶振動子センサー上にポリイミドフィルムをスピンコート法により形成し、その質量変化を共振周波数の変化から測定した。その結果、ポリイミドのガス化反応は表面酸化と脱離の2段階のプロセスから成っていることが明らかになった。また、原子状酸素に曝露した高分子フイルムを大気に曝し、その前後でのX線光電子分光スペクトルの差を測定した結果、原子状酸素照射下では多量の酸素が物理・化学吸着しており、表面官能基の導入が確認された。さらに、本申請では接触角の測定のために、手持ちの部品を流用した接触角測定装置を自作した。表面エネルギーの校正実験を行った結果、この装置は市販の測定装置と同様の測定感度を有していることが示され、次年度以降の研究に使用できる体制を整えた。
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[Publications] Yokota K., Tagawa M., Ohmae N.: "Impingement angle dependence of erosion rate of polyimide in atomic oxygen exposures"Journal of Spacecraft and Rockets. 39・1. 155-156 (2002)
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[Publications] Tagawa M., Yokota K., Ohmae N., Kinoshita H.: "Effect of ambient air exposure on the atomic oxygen-exposed Kapton films"Journal of Spacecraft and Rockets. 39・3. 447-451 (2002)
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[Publications] Yokota K., Kida T., Ishikawa K., Tagawa M., Ohmae N.: "Atomic oxygen-induced erosion of PMDA-ODA polyimide films : effect of incident angle, temperature and simultaneous UV exposure"Proceedings of the 23^<th> International Symposium on Space Technology and Science. 2002-r-06 (2002)
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[Publications] Tagawa M., Ohki Y., Matsuo T., Ohmae N., Gotoh K., Tagawa Y.: "Wettability of atomic oxygen-exposed polymeric materials in low Earth orbit : surface free energy and its effect on contamination contorol"Proceedings of the 23^<rd> International Symposium on Space Technology and Science. 2002-r-07 (2002)
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[Publications] Matsumoto K., Yokota K., Tagawa M., Ohmae N.: "Development of an atomic oxygen concentrator using concave mirrors"Proceedings of the 23^<rd> International Symposium on Space Technology and Science. 2002-h-04 (2002)
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[Publications] Tagawa M., Dejima K., Tsumamoto S., Yokota K., Ohmae N., Kinoshita H.: "Utilization of low Earth orbit space environment in the formation of an insulating oxide layer on semiconductor surface"Proceedings of the 23^<rd> International Symposium on Space Technology and Science. 2002-h-05 (2002)
