2022 Fiscal Year Annual Research Report
Surface modification using polymer brushes to improve liquid sliding properties
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20H02805
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
穂積 篤 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 研究グループ長 (40357950)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
浦田 千尋 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 主任研究員 (40612180)
佐藤 知哉 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 主任研究員 (40783874)
宮前 孝行 千葉大学, 大学院工学研究院, 教授 (80358134)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | ポリマーブラシ / ゾル－ゲル法 / 重合開始性官能基 / 動的ぬれ性 / 滑落性 / 前進／後退接触角 / 原子移動ラジカル重合法 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は、昨年度までに得られた知見をもとに、本研究課題の主目的であるポリマーブラシを利用した液体の滑落性を向上させる表面処理技術の開発に取り組んだ。ゾル－ゲル法により実現した重合開始性官能基（重合開始基）密度を任意に制御した重合開始層を起点とし、空気中でポリマーブラシの合成が可能な改良型原子移動ラジカル重合法（Paint-on法）により、各種ビニルモノマーを重合させることでグラフト密度の異なるポリマーブラシを合成し、得られた表面の水（モデル液体）に対する静的／動的ぬれ性について評価した。市販の親水性または疎水性のモノマー10種類を原料に用いてPaint-on法による合成を行ったところ、いずれの原料を用いた場合でも、重合の進行により、得られた表面のぬれ性が大きく変化することが確認された。特に、スチレンのような構造中に極性基がない疎水性モノマーを使用した場合では、接触角ヒステリシス（Δθ，前進接触角と後退接触角の差。この値が小さいほど液体が滑落しやすい）がグラフト密度に大きく影響を受けることがわかった。本手法で合成したポリスチレンブラシのΔθは最大で約19°であったが、グラフト密度の減少とともに小さくなり、グラフト密度の桁数が10-2の時には10°以上減少して約8°となった。一方、グラフト密度の桁数が10-2を下回るとΔθは再び増加したことから、液体の滑落性を向上させる最適なポリマーブラシのグラフト密度が存在することが明らかとなった。以上の結果から、グラフト密度を精密に制御することで液体（水滴）の滑落性を向上させることが可能になった。
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| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(1 results)
