2018 Fiscal Year Research-status Report
光硬化法による３次元シリカガラス構造の省エネルギー製造プロセスに関する研究
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17K06876
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
藤野 茂 九州大学, グローバルイノベーションセンター, 教授 (10304833)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | シリカガラス / 焼結 / 光重合 / 光透過性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
光・電子部品産業ならびに医療機器向けに、安価で高性能光学ガラス部品（複雑形状を有する3次元構造ガラス）の開発が望まれている。しかしながら、製造プロセスの複雑さ、多大な熱エネルギー消費等の問題により、高純度3次元シリカガラスの製品化は行われていない。本研究ではLED光照射による3次元構造シリカガラス製造プロセスの構築を目的とする。昨年度は分散媒に蒸留水を用い、シリカ粒子のサイズや溶液中のpHの違いによる分散、凝集ならびに粘性挙動について実験を行い、考察した。本年度は更に、種々分子構造の異なるモノマー(（A)単官能アクリルモノマー，(B)多官能アクリルモノマー，(C)単官能メタクリルモノマー）と光重合開始剤の分子量や添加量を変化させ、シリカ分散性と粘性、光硬化特性を評価した。その結果、モノマーの分子構造の違いによる分散濃度や光硬化挙動が異なることが明らかとなった。具体的にはいずれのモノマーを用いた場合、シリカ粒子含有量の増大により、粘度が上昇した。（B）では、他の（A），（B）のモノマーより高い粘性を示した。その理由として、多官能モノマーの分子構造は三次元架橋構造を有しており，シリカ粒子が分散した際の分子間相互作用が強いためであることがわかった。また、アクリロイル基を二つ有するため、光照射の際、光硬化時間に要する時間が短いことがわかった。（A），（C）モノマー中のシリカ粒子分散挙動は双方とも末端に水酸基を有しているため、シリカ粒子表面の水酸基と親和性が高いため、みかけの粘性挙動も同様な振る舞いを示したと考えられる。しかし、（A）と（C）の光硬化挙動は異なり、（C）の分子構造がラジカルの発生を阻害するため、（A）より光硬化が緩やかに進行することが実験的に明らかとなった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
本研究を進めていく中で、機能性を有した３次元構造体製造プロセスを見出したことにより特許出願を行った。WO2018/235943 無機成形体製造用組成物、無機成形体の製造方法
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| Strategy for Future Research Activity |
光照射により得られた硬化性シリカ/モノマーコンポジットガラス前駆体（固体）の粒子充填密度や構造、物性（機械的強度、モノマーの熱分解挙動等）を観測する。最終的には様々な高温、真空状態における焼結挙動とそれにより得られた光物性（透過率等）の関係について明らかにする。
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Research Products
(6 results)
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[Presentation] ボース・アインシュタイン凝縮を目指したポジトロニウム冷却I2019
Author(s)
周健治,山田恭平,橋立佳央理,石田明,難波俊雄,浅井祥仁,五神真,田島陽平,蔡恩美,吉岡孝高 , 大島永康,オロークブライアン,満汐孝治,伊藤賢志,熊谷和博,鈴木良一,藤野茂, 川合健太郎,兵頭俊夫,望月出海,和田健
Organizer
日本物理学会第74回年次大会
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[Presentation] Development of Cooling System for Positronium Bose-Einstein Condensation2019
Author(s)
K. Yamada, K. Shu, K. Hashidate, A. Ishida, T. NambaA, S. Asai M. Kuwata-Gonokami, Y. Tajima, E. Chae, K. Yoshioka N. OshimaC, B. E. O’Rourke, K. Michishio, K. Ito K. Kumagai, R. Suzuki, S. Fujino, T. Hyodo, I. Mochizuki, K. Wada
Organizer
第11回 FPUA: Fundamental Physics using Atoms
Int'l Joint Research
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[Presentation] Development of cooling system for positronium2018
Author(s)
K. Shu, K. Yamada, A. Ishida, T. Namba, S. Asai, E. Chae, K. Yoshioka, M. Kuwata-Gonokami, N. Oshima, . E. O’Rourke, K. Michishio, K. Ito, K. Kumagai, R. Suzuki, S. Fujino, T. Hyodo, I, Mochizuki, K. Wada, and K. Kawai
Organizer
18TH INTERNATIONAL CONFERENCE ON POSITRON ANNIHILATION （ICPA18）
Int'l Joint Research
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[Presentation] Positron focusing system and positronium thermalization measurement for realizing positronium Bose-Einstein condensation2018
Author(s)
A. Ishida, K. Shu, T. Murayoshi, T. Namba, S. Asai, E. Chae, K. Yoshioka, M. Kuwata-Gonokami, N. Oshima, B. E. O’Rourke, K. Michishio, K. Ito, K. Kumagai, R. Suzuki, S. Fujino, T. Hyodo, I. Mochizuki, K. Wada, K. Kawai
Organizer
18TH INTERNATIONAL CONFERENCE ON POSITRON ANNIHILATION （ICPA18）
Int'l Joint Research
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