2007 Fiscal Year Annual Research Report
炭酸ガスレーザーナノスピニング法によるナノファイバーおよびナノシートの創製
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19350109
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| Research Institution | University of Yamanashi |
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Principal Investigator |
鈴木 章泰 University of Yamanashi, 大学院・医学工学総合研究部, 教授 (70216357)
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| Keywords | CO_2レーザー / ナノファイバー / 超音速流 / PET / PLLA / PGA / 繊維径分布 |
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| Research Abstract |
本年度は、(1)CO_2レーザーナノスピニング装置の開発、(2)CO_2レーザーナノスピニング装置における作製条件の最適化、(3)ナノファイバー化のメカニズムの解明、(4)ナノファイバーの高次構造解析の4項目について実施し、以下の結果を得た。
(1)CO_2レーザーナノスピニング装置の開発では、レーザー照射位置などを可変可能な装置を作製し、レーザー照射条件を種々変えることが出来る装置を作製した。
(2)CO_2レーザーナノスピニング装置における作製条件の最適化では、PET,PLLAおよびPGAの各ポリマーについて、(1)繊維供給速度、(2)レーザー出力、(3)オリフィス径、(4)到達真空度、(5)レーザー照射位置を変えてナノファイバー化した。得られたナノファイバーの繊維径や繊維径分布を購入備品した走査電子顕微鏡を用いて繊維径や繊維径分布を測定し、得られた繊維と作製条件との関係を明らかにした。
(3)ナノファイバー化のメカニズムの解明では、オリフィスから噴射される気体流の流速および速度分布を有限要素法で流体解析した。オリフィス径、真空度および繊維径を変えた3次元モデルについて流体解析した結果、オリフィス直下で超音速流が発生していることが明らかとなった。
(4)ナノファイバーの高次構造解析では、PET,PLLAおよびPGAのナノファイバー化の過程で生ずる結晶性と結晶配向性を回転対陰極式強力X線発生装置とイメージングプレート読取装置を用いて測定した。その結果、ナノファイバー化の過程では、結晶生成は少なく、非晶鎖の配向が先ず進むと考えられる。
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