2020 Fiscal Year Research-status Report
Development of Control Method of Polymer Surface Microstructure by Atomic Oxygen
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20K14955
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| Research Institution | Japan Aerospace EXploration Agency |
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Principal Investigator |
後藤 亜希 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 研究開発部門, 研究開発員 (90794074)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 原子状酸素 / 高分子材料 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、原子状酸素（AO）照射による高分子材料表面改質技術の開発と応用に向け、微視的突起構造形成メカニズムを明らかにすることを目的とし、2つの実施項目「(A)突起形状の支配因子の導出」、「(B)突起形状形成メカニズム・制御の検討」からなる。
令和2年度は項目(A)として、「高分子の化学構造が突起構造に与える影響」に着目し、汎用炭化水素系高分子であるポリエチレン（PE）、ポリプロピレン（PP）、ポリスチレン（PS）のフィルム材に対して神戸大の装置にてAOを照射し、反応量、化学構造変化、表面形状変化をそれぞれ質量測定、FT-IR分析、SEMおよびAFM観察にて調べた。3種の高分子ではAOに対する反応量や化学構造変化は同様であったものの、同一フルエンスにて形成される突起構造の形状が異なることが分かった。高分子の化学構造は、突起形状を決定づける支配因子の一つと言える。この要因として「高分子種に応じたAOの貫通深さの違い」を想定し、AO照射した高分子材料表面の陽電子寿命法を用いた自由体積の定量にも着手できた。
これらに加え、AOに対する浸食率が既知のポリイミドフィルムを試料ホルダ上複数点に配置してAOを照射し、質量損失と位置の相関を回帰解析にて調べることで、これまで確立されていなかったAO照射におけるフルエンス空間分布の補正法も導出することができた。これにより、AOと高分子材料の反応についてより定量的な議論が可能になるものと考えられる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
項目(A)の計画通りの実施に加え、
・AOフルエンス空間分布補正法の検討
・突起形状が高分子の化学構造に依存する要因の調査
にも着手できた。
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| Strategy for Future Research Activity |
項目(A)について、突起形状が高分子の化学構造に依存する要因を探索するため、
・突起形状（数密度・高さ・幅）の定量手法の検討
・高分子材料中AOの貫通深さの調査
・突起形状と表面温度の相関
などについて、検討を進める。
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| Causes of Carryover |
学会のオンライン実施、照射実験回数の縮小により、旅費残が生じた。残額については、次年度照射実験や照射後解析として使用予定である。
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