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2014 Fiscal Year Annual Research Report

VUV表面活性化接合

Research Project

Project/Area Number 24246121
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

杉村 博之  京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (10293656)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 一井 崇  京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (30447908)
宇都宮 徹  京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (70734979)
Project Period (FY) 2012-04-01 – 2015-03-31
Keywords表面処理 / 接合・接着 / 異種接合 / 高分子材料 / 自己集積化単分子膜 / 高分子材料 / 真空紫外光 / 光活性化
Outline of Annual Research Achievements

真空紫外(Vacuum Ultra Violet)光による、高分子材料および有機分子薄膜の表面改質および表面改質による接合支援の研究を行った。シクロオレフィンポリマー(COP)をVUV表面改質(表面活性化)することで、接着剤フリーの低温・低圧接合を実現し、無機材料とCOPのVUV表面活性化接合へと展開した。以下に、具体的な研究成果について述べる。
1)VUV表面改質は、照射雰囲気の酸素濃度に強く依存するため、無酸素環境から純酸素環境下で試料をVUV照射できる環境制御型VUV照射装置を試作し、本装置を用いて高分子材料表面のVUV改質反応過程に関する基礎データを収集した。
2)無機物の表面をアルキル自己集積化単分子膜( SAM)で被覆し、 SAM表面をVUV表面活性化することで、無機物と有機ポリマーの接合が可能になることを実証した。無機物の表面を極薄有機被覆し表面活性化することで、バルクは無機材料であるが最表面はVUV活性化した有機分子という状況を設定することで、有機-無機VUV活性化接合を実現した。具体的には、銅・アルミニウム・石英ガラスとCOPを接合した。
3)VUV表面活性化を接合以外へとも展開させることができた。一つは、活性化表面への無電解めっき技術の開発である。VUV活性化した COP表面はパラジウム塩を還元する機能を有し、パラジウム塩水溶液に浸漬するだけで無電解めっき触媒がCOP表面に固着することを見出した。今一つの成果は、プラスチック表面への耐有機溶剤性無機薄膜の被覆である。VUV活性化COP表面は有機シラン分子の吸着能が高く、環状シロキサン分子の蒸気にCOP基板をさらすだけで、COPのキシレンへの溶解をブロックする被覆を形成できることがわかった。
4)無酸素環境でVUV照射による試料表面からの酸素脱離現象を見出し、これまでの酸化表面処理に加え還元処理に道を開いた。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (19 results)

All 2015 2014

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Acknowledgement Compliant: 4 results) Presentation (13 results) (of which Invited: 1 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] Vacuum-ultraviolet photoreduction of graphene oxide: Electrical conductivity of entirely reduced single sheets and reduced micro line patterns2015

    • Author(s)
      Yudi Tu, Takashi Ichii, Toru Utsunomiya, and Hiroyuki Sugimura
    • Journal Title

      Applied Physics Letters

      Volume: 106 Pages: 133105

    • DOI

      10.1063/1.4916813

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Reductive Nucleation of Palladium Nanoparticles on a Cycloolefin Polymer Surface Oxidized with Active Oxygen Species Generated by Vacuum Ultraviolet Excitation2014

    • Author(s)
      Hiroyuki Sugimura, Naruhito Miki, Akihiro Nakamura, and Takashi Ichii
    • Journal Title

      Chemistry Letters

      Volume: 43 Pages: 1557-1559

    • DOI

      10.1246/cl.140594

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Reductive patterning of graphene oxide by vacuum–ultraviolet irradiation in high vacuum2014

    • Author(s)
      Yudi Tu; Takashi Ichii; Om Prakash Khatri; Hiroyuki Sugimura
    • Journal Title

      Appl. Phys. Exp.

      Volume: 7 Pages: 075101

    • DOI

      10.1039/c4ra01085j

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] 表面光活性化接合:プラスチックの低温接合と有機/無機異種接合への展開2014

    • Author(s)
      杉村博之
    • Journal Title

      ケミヤルエンジニヤリング

      Volume: 59 Pages: 405-413

  • [Journal Article] 光表面活性化によるシクロオレフィンポリマーの接合:接合強度とマイクロ流路への応用2014

    • Author(s)
      谷口義尚; 金永鍾; 萩生真知子; 田口好弘; 杉村博之
    • Journal Title

      表面技術

      Volume: 65 Pages: 234-239

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] 真空紫外光照射による樹脂の表面光活性化と接合2015

    • Author(s)
      杉村博之
    • Organizer
      日本接着学会関東支部 構造接着委員会
    • Place of Presentation
      新宿
    • Year and Date
      2015-03-23 – 2015-03-23
    • Invited
  • [Presentation] 真空紫外光照射により形成したポリマー表面官能基の解析2015

    • Author(s)
      薬王寺重成・宇都宮徹・一井崇・杉村博之
    • Organizer
      表面技術協会第131回講演大会
    • Place of Presentation
      横浜
    • Year and Date
      2015-03-04 – 2015-03-06
  • [Presentation] 光活性化シクロオレフィンポリマー上への有機シラン分子吸着による有機溶剤耐性の向上2015

    • Author(s)
      大西恭平,神澤大基,宇都宮徹,一井崇,杉村博之
    • Organizer
      表面技術協会第131回講演大会
    • Place of Presentation
      横浜
    • Year and Date
      2015-03-04 – 2015-03-06
  • [Presentation] シクロオレフィンポリマーを用いた真空紫外光による表面酸化状態の解析2014

    • Author(s)
      薬王寺重成,宇都宮徹,一井崇,杉村博之
    • Organizer
      第63回高分子討論会
    • Place of Presentation
      長崎
    • Year and Date
      2014-09-24 – 2014-09-26
  • [Presentation] 光活性化シクロオレフィンポリマー表面への有機シラン被膜形成による有機溶剤耐性の向上2014

    • Author(s)
      大西恭平,宇都宮徹,一井崇,杉村博之
    • Organizer
      第63回高分子討論会
    • Place of Presentation
      長崎
    • Year and Date
      2014-09-24 – 2014-09-26
  • [Presentation] Chemical Modifications of Alkyl Self-Assembled Monolayers Surface Based on Vacuum Ultraviolet Irradiations2014

    • Author(s)
      Ahmed. I. A. Soliman, Toru Utsunomiya, Takashi Ichii, Hiroyuki Sugimura
    • Organizer
      第63回高分子討論会
    • Place of Presentation
      長崎
    • Year and Date
      2014-09-24 – 2014-09-26
  • [Presentation] VUV Photochemical Oxidization Study of Alkyl Self-Assembled Monolayers Formed on Silicon2014

    • Author(s)
      Ahmed. I. A. Soliman, Toru Utsunomiya, Takashi Ichii, Hiroyuki Sugimura
    • Organizer
      The Joint Symposium on Materials Science and Engineering for the Next Generation 2014
    • Place of Presentation
      仙台
    • Year and Date
      2014-09-23 – 2014-09-24
  • [Presentation] シクロオレフィンポリマーの真空紫外光酸化時における表面状態解析2014

    • Author(s)
      薬王寺重成・宇都宮徹・一井崇・杉村博之
    • Organizer
      表面技術協会第130回講演大会
    • Place of Presentation
      京都
    • Year and Date
      2014-09-22 – 2014-09-23
  • [Presentation] Photochemical Modifications of Partially Oxidized Self-Assembled Monolayers through Vacuum Ultraviolet Irradiation under High Vacuum conditions2014

    • Author(s)
      Ahmed. I. A. Soliman, Toru Utsunomiya, Takashi Ichii, Hiroyuki Sugimura
    • Organizer
      表面技術協会第130回講演大会
    • Place of Presentation
      京都
    • Year and Date
      2014-09-22 – 2014-09-23
  • [Presentation] 有機単分子膜被覆アルミニウム基板のVUV光処理2014

    • Author(s)
      孔成棟,一井崇,宇都宮徹,杉村博之
    • Organizer
      表面技術協会第130回講演大会
    • Place of Presentation
      京都
    • Year and Date
      2014-09-22 – 2014-09-23
  • [Presentation] Drawing sub-μm Reductive Patterns into one Graphene Oxide sheet by VUV Photo-reduction2014

    • Author(s)
      Yudi TU, Takashi ICHII, Om Prakash KHATRI, Hiroyuki SUGIMURA
    • Organizer
      30th European Conference on Surface Science
    • Place of Presentation
      Antalya, Turkey
    • Year and Date
      2014-08-31 – 2014-09-05
  • [Presentation] 塚本 泰介, 一井 崇, 杉村 博之2014

    • Author(s)
      シクロオレフィンポリマーと銅の表面活性化接合
    • Organizer
      第63回高分子学会年次大会
    • Place of Presentation
      名古屋
    • Year and Date
      2014-05-28 – 2014-05-30
  • [Presentation] VUV-induced reduction of graphene oxide in two-dimensional pattern arrays with sub-μm resolution2014

    • Author(s)
      Hiroyuki Sugimura1, Yudi. Tu, Takashi Ichii, Om Parakash Khatri
    • Organizer
      Graphene2014
    • Place of Presentation
      Toulouse, France
    • Year and Date
      2014-05-06 – 2014-05-09
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 耐溶剤性基材2015

    • Inventor(s)
      杉村 博之,一井 崇,宇都宮 徹
    • Industrial Property Rights Holder
      国立大学法人京都大学
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      特願2015-30294
    • Filing Date
      2015-02-19

URL: 

Published: 2016-06-03  

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