2023 Fiscal Year Final Research Report
Nanofiber fabrication made of super engineering plastics with excellent thermal and mechanical properties
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19H00831
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Medium-sized Section 26:Materials engineering and related fields
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| Research Institution | Keio University |
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Principal Investigator |
Hotta Atsushi 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 教授 (30407142)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
前田 知貴 茨城大学, フロンティア応用原子科学研究センター, 助教 (00754730)
黒川 成貴 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 助教 (50837333)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | スーパーエンジニアリングプラスチック / ナノファイバー / 耐熱性 / 力学物性 / 表面改質 / 溶解性 / 複合材料 |
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| Outline of Final Research Achievements |
In this study, we investigated super engineering plastics that possess significantly high heat resistance and mechanical strength compared to other ordinary polymeric materials, with the main objective of synthesizing super engineering plastic nanofibers (SEnF). We also tried to assess the practicality and the feasibility of the fabricated SEnF. Eventually, we could produce SEnF with an average diameter of 250 nm or even less, by optimizing solution preparation conditions that do not require chemical modification processes. The solution was effectively utilized for nanofiber fabrication using the electrospinning (ES) method. At the same time, we optimized the nanofiber production conditions in the ES method. After being successful in producing nanofibers of SEnF, as a future-oriented study on SEnF, we further investigated the production process of composite materials using SEnF as a nano-reinforcement material, confirming the enhanced strength of general versatile polymers.
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| Free Research Field |
材料工学
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
スーパーエンジニアリングプラスチック（スーパーエンプラ）は、ポリマー材料の中でも高耐熱性かつ高強度である。その一方で、ナノ形状への加工が極めて困難であることが知られている。特に、ナノオーダーの径を有するナノファイバーは、ナノ材料に共通した比表面積の高さに加え、アスペクト比（長さ/直径）も大きいため、3次元的な絡まり構造を構築できる点で、学術的にも大変に興味深い。また、フィルターや複合材料にも応用ができるため、社会的にも大きく期待される材料である。本研究では、エレクトロスピニング（ES）法を用いてナノファイバーを作製し、その利便性向上とスーパーエンプラの応用範囲拡大に向けて研究を遂行した。
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