2018 Fiscal Year Research-status Report
金属酸化物ナノ粒子の自己集積による超親水表面の構築と撥水－親水パターニング
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17K06834
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| Research Institution | Osaka Research Institute of Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
小林 靖之 地方独立行政法人大阪産業技術研究所, 森之宮センター, 研究主任 (00416330)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
池田 慎吾 地方独立行政法人大阪産業技術研究所, 電子材料研究部, 研究主任 (60511152)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | ナノ粒子 / 自己集積 / 超撥水 / 超親水 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
メソスケールの球状金属酸化物粒子の自己集積化を利用して，ガラスや高分子フィルム基板上へ微細凹凸構造を有する透明な超親水・撥水性表面の構築について検討した。
本年度は，粒子径の揃った球状セリア粒子の特性について詳細な検討をおこなった。TEM観察ではセリア粒子はナノサイズの粒子集合体であることが示唆されていたが，今年度はX線回折，ラマン分光分析，比表面積測定によりナノ粒子由来の特性を評価した。X線回折から粒子径は3～5nm程度であり，ナノサイズ化に伴う結晶格子の増大が確認されに。ラマン分光ではピークのブロード化ならびにピーク位置のシフトが認められ，ナノ粒子の生成を確認した。また，BET比表面積測定の結果，比表面積は100g/m2を超える値を示し，ナノ粒子がもつ高比表面積の粒子であることが分かった。さらに，500℃加熱後においても粒子の成長は認められず，高温環境下でも凝集せずナノ粒子として安定に存在できることが確認できた。
ナノ粒子集合体をガラス基板上へ固定し，フッ素系自己組織化単分子膜で撥水化処理をおこなった。表面被覆後の可視光透過率およびヘイズ値は被覆前と比べて変化せず高い透明性を有していた。50～100nmのセリア粒子を表面に固定化することで140°程度の高撥水処理ができることが分かった。また粒子サイズの異なる粒子を組み合わせて表面被覆することで撥水性が更に向上することが明らかとなっており，粒子サイズと分散状態を制御することで超撥水領域の表面処理が可能となると思われる。
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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
本研究では，メススケールサイズの粒子を用いて，簡便な方法で透明性の高い，超撥水・親水表面処理を実現する点が特徴である。本年度は合成した粒子のキャラクタリゼーションと，表面特性の向上をめざした。種々の分析法によりナノ粒子特性を解明することができた。また，更なる撥水性の向上と超親水性の持続化について検討することができ，より実用化に即した検討をすることができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
実用的な透明で超撥水，超親水表面の実現に向けて，以下の（1）～（4）の項目に従って詳細に検討を行う。
（1）超撥水表面と表面あらさ・凹凸構造との相関に関する検討；（2）；超親水特性の持続性に関する検討（3）長鎖アルキル基を持つ自己組織化膜を用いた撥水化技術に関する検討；（4）実用的なコーティングへの観点から，基板表面への粒子の固定化技術の検討
これらの検討項目は，平成30年度の研究成果に基づいて行われる研究計画であり，研究のスムーズな展開が期待できる。
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| Causes of Carryover |
平成30年度に購入した備品が予定価格より安価であったため
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