2017 Fiscal Year Annual Research Report
Nano-pore size control and crash by Laplace-pressure in fibers
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15K05624
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| Research Institution | Gifu University |
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Principal Investigator |
武野 明義 岐阜大学, 工学部, 教授 (70227049)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高橋 紳矢 岐阜大学, 工学部, 助教 (40377700)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | ラプラス圧 / ポリプロピレン / ナノ多孔 / クレーズ / アスタキサンチン / リチウムイオン電池セパレータ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
最終年度の目的は次の通りである。「ラプラス圧によるボイド径の変化を制御し、薬剤の担持を試みる。」昨年度は試験的に、抗酸化剤として化粧品やサプリメントとして期待されている素材であるアスタキサンチンを含浸した。その結果、ポリプロピレンに含浸固定することができた。アスタキサンチンをフィルムに20wt%程度まで担持させたが、フィルムが極端に脆弱になることはなかった。非常に高い担持量を達成している。このフィルムをエタノールに浸すと、アスタキサンチンは急速に溶解するが、これまでに確認したラプラス圧によるボイドの収縮を利用することで大幅に抑制できた。そこで、アスタキサンチンを含有した繊維による布帛を作成した。まず、フィルムの状態で多孔化し、それをスリットして繊維化する方法をとった。この多孔繊維にアスタキサンチンを担持し、手袋などの形に編み上げた。また、ラプラス圧によるボイド径の制御を利用して、リチウムイオン電池の熱暴走時の自己停止に利用する検討を始めた。電解液を多孔内に導入すると、ラプラス圧が大幅に低下することが分かった。
進捗状況について： 研究は予想以上に進捗している。当初の研究予定に加え、リチウムイオン電池セパレータとしての応用に新たな展開が見られ、特許申請準備中であることは昨年度も記した。今年度に、特許の申請が終了し、企業との共同研究も開始した。
今後の研究の推進方策：薬剤の担持に関しては、実用に移せるところまで来たと考えている。また、リチウムイオン電池セパレータに関する応用も、実用化を目指した研究に移っていくはずである。しかし、ラプラス圧を孔の収縮に利用する際に、孔内の高分子界面エネルギーを、高分子と接したガスあるいは液体との差だけで議論して良いとは思えない。実際に孔が閉じる温度が低すぎるようである。この点は、今後の課題として残った。
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