2018 Fiscal Year Annual Research Report
Control of functional behavior of condensed nano-fluid and nano-structured materials based on interface structure design
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16H02413
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| Research Institution | Tokyo University of Agriculture and Technology |
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Principal Investigator |
神谷 秀博 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (20183783)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
稲澤 晋 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (30466776)
飯島 志行 横浜国立大学, 大学院環境情報研究院, 准教授 (70513745)
岡田 洋平 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (80749268)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | Ligand構造設計 / 高濃度ナノ流体 / 界面構造設計 / 粒子配列構造設計 / Ligand交換 / 界面構造評価法 / ナノ粒子分散複合体 / 粒子間相互作用 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
PEG、アルキル鎖長や分岐構造の有無、さらにナノ複合体のマトリックスとなる高分子との親和性を高めた分子構造設計したLigandの合成を実施した。こうした分子設計したLigandにより、平成29年度までに達成した最大濃度36 vol%の高濃度ナノ粒子分散高分子複合体の製造を試み、着色を抑え粒子濃度の増加を達成した。また、ナノ流体も高分子複合体と同程度の濃度で達成しするとともに、高分子への親和性向上や溶媒への分散性の高いナノ粒子として、平成29年度まで実施した酸化チタン、金、銀など貴金属コロイドに加え、SiO2, Al2O3など他の酸化物ナノ粒子へも活用できた。以上のように高濃度化を目指して様々なリガンドを設計・合成する過程で、リガンドの分子構造と凝集分散機能の相関を体系的に調べることができた。併せて、合成したリガンドのナノ粒子への吸着現象について、二相溶媒中での相間移動や核磁気共鳴法を用いる新たな評価法を構築している。上記のLigandの分子設計法に加え、高分子分散剤についても、脂肪酸を部分的に会合させたカチオン性高分子の吸着とカチオン性高分子に対するエポキシ樹脂の修飾を、湿式ビーズミルによる解砕操作中で同時処理する手法により、気相合成シリカナノ粒子を溶剤・エポキシ樹脂中に高度分散できることを明らかにした。
海外協力者のS. Mathur教授に博士前期・後期一貫制課程の学生を派遣し、異なる組成の機能性ナノ粒子として、酸化チタンに白金ナノ粒子をの複合化する手法を開発した。さらに、界面構造設計法により得られた流動性のある高濃度ナノ流体を用い、塗布・成形、乾燥・焼結等の操作によるナノ粒子集合体の塗布膜形成構造の変化を解析し、高濃度化による粘度上昇が原因となる粒子配列の不規則化現象を確認した。Ligandによる流動性向上が、配列不規則化を防止し、規則配列が得られることが確認できた。
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| Research Progress Status |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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