2013 Fiscal Year Annual Research Report
ポスト・カーボンナノチューブ素材を駆使した環境調和型ナノ複合材料の創製と機能展開
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24246110
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| Research Institution | Kobe University |
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Principal Investigator |
西野 孝 神戸大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (40180624)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小寺 賢 神戸大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (80403301)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 複合材料・物性 / 環境材料 / ナノ材料 / 高分子構造・物性 / バイオマス |
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| Research Abstract |
ポスト・カーボンナノチューブ素材を駆使した環境調和型複合材料の創製にあたり，本年度は以下の3つのテーマに重点を置いて研究を進め，以下の結果を得た。
①ポストナノチューブ機能性ナノ粒子(以下，ナノ粒子)存在下でのセルロースナノ繊維のin situ培養と複合材料化： ナノ粒子として，申請予定通りグラフェンオキサイド(GO)を取り上げ，水中で層剥離したＧＯを巻き込む形でのバクテリアセルロースのin situ培養を行った。得られた複合材料について物性評価（力学（引張り試験，動的粘弾性），熱（示差走査熱量分析，熱機械分析，熱伝導率（Ｈ24年度申請備品(熱物性測定装置)を行った結果，1wt%のＧＯの充てんで熱膨張係数がダイヤモンドに匹敵する低い値になることを見出した。
②汎用高分子，バイオ高分子との環境調和プロセスを用いた複合材料の機能展開： 汎用高分子としてアイソタクチックポリプロピレン（it.PP）とナノダイヤモンド(ND)との複合化を行った。得られた複合材料ではit.PP由来の軽量性を保持した状態で，強度，破断伸びを増加させることが可能となり，タフネスの著しい増加を達成することに成功した。これらは充てん粒子がナノ状態で分散した結果，マトリックス中のクラック電波が遅延された結果と考えられた。
③ナノファイバーとナノ粒子を組み合わせた環境調和複合材の創製：グラインダー法や電界紡糸法により得られたナノファイバー表面にナノ粒子を吸着させ，これを複合材料化することを試みた。ここで得られた複合材料の特徴として，ナノ粒子の存在場がナノファイバー表面に限定されるため，極少量の充てんでパーコレーションが促され，従来材料を凌駕する物性が期待できる。ナノファイバーとしてはセルロースを対象とし，ナノ粒子としてＮＤを取り上げ，材料創製に成功した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
初年度に引き続き，２年度目においても計画した３つの小テーマを同時進行の形で研究を進めた。いずれも研究は順調に推移した。詳細には計画以上の成果の出た部分と，想定の範囲内であるが，当初計画から少し遅延した部分を含有するため，全体としては「おおむね順調」と判断した。遅延した部分についてはすでに対策を立てており，すでに年度初頭から検討を始め，平成２６年度内に計画通りに進行できる見通しである。
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| Strategy for Future Research Activity |
ポスト・カーボンナノチューブ素材を駆使した環境調和型複合材料の創製にあたり，本年度は以下の4つのテーマに重点を置いて研究を進める。
①ポストナノチューブ機能性ナノ粒子(以下，ナノ粒子)存在下でのセルロースナノ繊維のin situ培養と複合材料化：酸化ジルコニウムを取り上げ，高屈折率，高強度，低熱膨張係数を併せ持つ材料の創製を目指す。
②汎用高分子，バイオ高分子との環境調和プロセスを用いた複合材料の機能展開：ナノダイヤモンドとプリプロピレンの複合材料において，構造と物性の相関を解明する。
③ナノダイヤモンドを利用した高弾性率・高強度・高熱伝導度を併せ持つ材料の創製：超高分子量ポリエチレンのゲルを超延伸する際，ナノダイヤモンドとの複合化により弾性率のより一層の増加，クリープ速度の低下を試みる。
④ 電界紡糸を利用した機能傾斜材料の創製：電界紡糸時の組成変化により表裏で機能の傾斜した材料の創製を試みる。
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[Presentation] 高性能高分子2013
Author(s)
西野 孝
Organizer
日本化学会「高分子化学」化学技術基礎講座
Place of Presentation
化学会館
Year and Date
20130725-20130726
Invited
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