2019 Fiscal Year Research-status Report
Highly-integrated implementation of catalyst and sensor materials by gas-phase coating and aligned deposition of nano-sized fibrous objects
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18K18979
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
島田 学 広島大学, 工学研究科, 教授 (70178953)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
久保 優 広島大学, 工学研究科, 助教 (00633752)
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| Project Period (FY) |
2018-06-29 – 2021-03-31
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| Keywords | 機能性複合材料創製 / 静電堆積 / カーボンナノチューブ / CVD / エアロゾル凝集 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、触媒またはセンサーの機能を有する材料に対して大きな有効面積と到達性を付与するために、これらの材料で被覆された多数の繊維状物体が基材面に対して概ね垂直に配置された形態を実現できる、反応析出や粒子凝集で被覆した繊維状物体を気流と静電気力によって配向させて基材へ堆積させるプロセスを構築することを目的としている。本年度の研究成果の概要は、以下のとおりである。
１．前年度までに検討してきた酸化チタンによるカーボンナノチューブ（CNT）の気中浮遊被覆について、さらに被覆条件を変えた検討を続け、被覆条件と生成物の関係を整理できた。これに加えて、本年度は酸化亜鉛による被覆技術の開発を行った。無機塩と窒素化合物の混合物から生成した蒸気を被覆材の原料として、懸濁液の噴霧乾燥により気中分散したCNTと混合し、プラズマCVDの操作条件を変えつつ被覆CNTを作製した。そのうえで、被覆CNTの形態、結晶相、化学組成などの性状を、酸化チタンによる被覆と対照しつつ評価した。
２．前年度製作した、繊維状物体を堆積基板に輸送するための堆積チャンバを用いて、被覆CNTの堆積実験を行った。チャンバ内の圧力、ガス流速、静電場などを変化させて被覆CNTを基板上に堆積させて電子顕微鏡による観察を行った。これにより、堆積に関わる条件と堆積の諸条件との関係を把握できた。
３．被覆材料の一つである酸化チタンについては、紫外光および可視光の照射下における有機色素の分解速度を計測する試験の装置と手順を整え、光触媒性能を実験的に評価できることが示された。酸化亜鉛については、過酸化水素を用いた酸化還元反応試験によって、センサー材料として使用できる可能性が明らかになった。
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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
本年度の研究計画における重要な点は、センサー材料となる物質による被覆が可能か、および被覆物質がセンサーや光触媒としての性能を発現し、さらにそれを定量的に評価できるかを確認することであった。これらの点について、次年度以降の検討の観点から満足行く結果が得られたため、進展は順調と判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
基本的に、当初の研究計画に沿って遂行することとする。すなわち、被覆・輸送条件を変化させて被覆体の堆積物を作製し、堆積状態および材料としての性能の関係を調べ明らかにしていきたい。
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| Causes of Carryover |
酸化亜鉛による被覆試験は、参考にできる研究情報が限られている反応機構を利用するために原料や反応条件の選択に相当な試行を費やすことを予定していたが、これが想定以下で済んだことによる。この額は、次年度の被覆・堆積実験の機会を増やすことに充てることとする。
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[Book] In Vivo Inhalation Toxicity Screening Methods for Manufactured Nanomaterials2019
Author(s)
Yoshiura, Y., Y. Fujisawa, T. Tomonaga, H. Izumi, T. Oyabu, T. Myojo, M. Kubo, M. Shimada, Y. Morimoto, K. Wiench, L. Ma-Hock, K. S. Jeon, J. S. Yi, I. J. Yu, D. B. Warheit, T. Kobayashi, Y. Oshima, Y. Tsubokura, T. Kayashima, M. Nakaiほか20名
Total Pages
223
Publisher
Springer
ISBN
978-981-13-8432-5
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[Book] Powder Technology Handbook, Fourth Edition2019
Author(s)
Shimada, M., S. Matsusaka, H. Masuda, K. Higashitani, H. Makino, T. Andoh, T. Bonakdar, X. Chen, L. A. Connal, V. S. J. Craig, R. Dobashi, S. Endoh, Y. Endo, E. Forbes, G. V. Franks, M. Fuji, F. Fujii, T. Fujimoto, T. Fujita, K. Fujiwaraほか70名
Total Pages
647
Publisher
CRC Press
ISBN
9780367862800
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