2018 Fiscal Year Annual Research Report
棒状あるいは平板状粒子・分子を含む複雑流体の塗布による配向膜形成技術の開発
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16H04266
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| Research Institution | Nagaoka University of Technology |
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Principal Investigator |
高橋 勉 長岡技術科学大学, 工学研究科, 教授 (20216732)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 複雑流体 / 塗布 / 流動配向 / 薄膜 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
偏光膜や色素型太陽電池，電池の高性能化・低価格化に必要な技術として，色素会合体や炭素繊維・粒子などの棒状や平板状の粒子・分子を液体に分散し平板上に塗布することで簡便に配向した膜を形成する技術の開発を目指した．塗布と乾燥の2つのプロセスのうち，この研究では塗布過程に目指し，粒子・分子配向による粘度の変化や異方性の発生を求める技術，液膜表面の反射により表面近傍の配向状態を高速に測定する技術の開発，そしてこれらを用いて塗布における流動配向の様子を測定し，配向する条件を明らかにする計画を立てた．
これに対して棒状粒子分散系流体において平面伸張場において粘度の異方性が発生することを実験で検証し，この種の流体に適用できる高精度の平面伸張粘度測定手法として円板ボブ押し込み法を開発した．さらに，表面反射エリプソメトリを高速化し時間的変化を測定できる測定手法を開発し，塗布膜表面の分子配向の時間的変化を実測した．これらをもとに塗布過程のせん断領域と表面形成領域における配向メカニズムを明らかにした．
研究は順調に進行し，想定以上の進度で成果が得られた．平面伸張粘度の測定技術に関しては計画当初に検討していた方法に精度を低下させる問題点が見いだされたが，それを解消し，かつより簡便な装置で高精度の測定が出来る手法を見いだし，この分野で著名な論文集であるRheologica Actaに掲載された※1．また，表面の配向状態を反射光で評価する液膜表面での反射光を用いたエリプソメトリでは，1秒間に50データ程度の速度で配向度と配向角を同時に測定できる手法となり，日本レオロジー学会誌に論文として掲載された※2．これらの測定技術により計測された塗布と液膜の配向状態については3つの国際会議での発表のほか，国内の学会でも数回にわたり成果を報告できた．
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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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