2021 Fiscal Year Annual Research Report
微細凹凸表面構造と化学吸着単分子膜を組み合わせた透光性超撥水性防汚表面加工の開発
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19K05272
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| Research Institution | Kagawa University |
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Principal Investigator |
須崎 嘉文 香川大学, 創造工学部, 教授 (60206456)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 超撥水性表面 / 撥油性表面 / 化学吸着単分子膜 / プラズマ処理 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、ハスの葉を模倣した、微細凹凸表面構造を作製し、その表面を化学吸着単分子膜で覆うことで、表面にフッ素原子を配置することで、超撥水表面を作製することを目的としている。具体的には最初に、(1)石英（SiO2）微細粒子（例えば直径100 nm、および直径50 nm、直径12 nm）をそれぞれ組み合わせてディップコーティング法を用いて基材表面に配置固定した。次に(2)微細粒子上に、大気圧低温プラズマ成膜装置を用いて酸化亜鉛（ZnO）透明薄膜を柱状に成長させた。最後に(3)プラズマ皰年処理装置を用いてエッチング処理を行い、凹凸構造の最大高さを増加させた。以上のように作成した凹凸表面に撥水性機能部位をもつ化学吸着単分子膜（薄さ1ナノメートル以下）を形成することで、基材表面にトリフルオロメタニド基（-CF3）を配置した。この化学吸着単分子膜の膜厚は1 nm以下であり、下地凸凹形状を損なわず、分子が密に集合した超薄膜が形成できる。また、ガラス基材表面、酸化亜鉛薄膜表面とも共有結合するため、耐摩耗性に優れる特長がある。
３年目（令和３年度、最終年度）の実験研究により、プラズマ処理条件を検討し、さらに複雑な凹凸微細構造を得た。これにより、撥水性、撥油性ともに向上することができた。処理条件を実験検討し、表面物性の評価を繰り返した結果、可視光領域の透過率は90 ％を超えた。また水滴接触角：165 °以上となり超撥水性が得られた。また、油滴接触角は90 °以上となり撥油性が得られた。しかしながら、最大接触角を得るための理論的考察が不十分であり結論に至らず、今後の課題として残った。
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Research Products
(1 results)
