2010 Fiscal Year Annual Research Report
ナノ粒子/高分子コンポジット薄膜内流動・拡散現象とナノ粒子空間構造との相関の解明
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21360375
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
塚田 隆夫 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (10171969)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
阿尻 雅文 東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (60182995)
久保 正樹 東北大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (50323069)
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| Keywords | ナノ粒子 / 高分子 / コンポジット薄膜 / 流動 / 拡散 / 塗布 / 空間構造 / 塗布欠陥 |
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| Research Abstract |
本研究では、無機ナノ粒子/高分子コンポジット薄膜材料を産業レベルにまで展開するために必要不可欠な欠陥の無いコンポジット薄膜形成(塗布)技術の確立に資するため、基板に塗布された無機ナノ粒子/高分子/有機溶媒系薄膜の1)拡散現象、2)レベリング現象及び3)dewetting現象の詳細をその場観察実験及び数値シミュレーションにより明らかにすることを目的とする。本年度は、本目的を達成するために以下の2点を実施した。
1.ナノ粒子/高分子/溶媒系薄膜の表面形状その場観察装置の性能評価
前年度作成した当該装置の性能評価を行った。すなわち、任意の膜厚及びせん断速度でガラス基板上に高分子(PMMA)/溶媒(トルエン)溶液を塗布し、溶媒蒸発に伴う膜厚変位の測定を実施し、測定の再現性及び～1000s^<-1>の高せん断速度においても安定な塗布及び膜厚測定が可能であることを実証した。また、溶媒蒸発速度に及ぼすせん断速度の影響を検討した。今後は、ナノ粒子/高分子/溶媒系で同様の実験を行う予定である。
2.ナノ粒子/高分子コンポジット薄膜のdewetting現象の検討
超臨界水熱合成法により合成したオレイン酸表面修飾セリア(CeO_2)ナノ粒子を含むポリスチレンコンポジット薄膜のアニーリング時に発現するdewetting現象を対象とし、ナノ粒子濃度及び基板(Si)の濡れ性(水の接触角で評価)の影響を検討した。ナノ粒子の濃度の増加及び接触角の減少に伴い、dewettingは抑制されることが示された。また、コンポジット薄膜の表面モルフォロジーに及ぼすナノ粒子濃度の影響をAFMにより検討した。
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