2014 Fiscal Year Research-status Report
銀ナノ粒子/カーボンナノチューブ新規複合体とそれを用いる高透光性導電膜材料の開発
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26420698
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| Research Institution | Shinshu University |
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Principal Investigator |
夏木 俊明 信州大学, 学術研究院繊維学系, 准教授 (10432171)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
倪 慶清 信州大学, 学術研究院繊維学系, 教授 (00252544)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 金属ナノ粒子の調製 / 電気伝導 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
主に次の二つの内容から研究に取り組んだ．
・室温で焼成の可能な銀ナノ粒子の調製
硝酸銀を直接還元するという従来から知られていたオーソドックスな方法について検討することにしました。その検討の中で、従来の方法では銀ナノ粒子の調製は多量な有機溶媒を必要とし，高温で反応させることが求められていた．また調製した銀ナノ粒子は分散液から分離収集することがではない．これより，今回の銀ナノ粒子の調製では，ポリビニルアルコール (polyvinyl alcohol, PVA)樹脂の水溶液，或いは没食子酸（gallic acid）を利用する二つ方法で硝酸銀の還元で銀ナノ粒子の調製に成功した．とくに，没食子酸とアミンを用い，他の分散剤を使わずに平均10nmぐらいの均一なナノ粒子の製造法を見だした．これらの調製法では，室温で反応ができ，有機溶剤を使わないので，銀粒子が溶剤から分離しやすくなった．主原料として硝酸銀を用いていることから低コスト，環境負荷が少ない低温で焼成することが可能である．
・銀ナノ粒子サイズの制御と構造同定・評価
様々な調製条件について検討を行う上で，水溶液の滴下時間及び反応温度をコントロールした状態で銀粒子のサイズを制御することが可能である．銀ナノ粒子は，エネルギー分散型X線分光分析（EDS），UV-可視吸収分光法などで銀粒子を確認しその構造分析を行った．また，粒度分布計，走査型電子顕微鏡（SEM），透過型電子顕微鏡（TEM），フーリエ変換赤外分光分析(FT-IR)などを用いて構造を同定した．
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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
銀ナノ粒子は分散液から分離収集することが容易ではなく，しかも高温で反応させることが求められていた．今年度では，低分子の還元剤を用いて，常温かつ短時間で銀ナノ粒子の調整を試みることができた.
この方法は特殊な溶媒を使用する必要がなく, 主原料として硝酸銀を用いていることから低コスト，低環境負荷および操作簡便という特徴を持つ.
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| Strategy for Future Research Activity |
銀ナノ粒子のサイズは，還元剤溶液の投入速度，温度，撹拌速度などに依存する．ナノサイズの制御についての検討を継続し，銀ナノ粒子サイズの制御を確立する．
銀ナノ粒子をカーボンナノチューブに連結し，銀ナノ粒子/CNT電気伝導薄膜の準備プロセスについて物理方法及び化学方法で検討を行う．化学方法として，以下のようなステップを含む．
a) CNT表面に銀ナノ粒子を接合させるため，CNTを酸化処理することで，負に帯電したカルボキシル基（-COOH）を導入する．b) CNTの表面に改質を行う．縮合剤により，表面縮合反応を起こさせ，CNTの表面に銀ナノ粒子を接合させる．c）液状塗付技術で，例えば（例え，ポリエチレンテレフタラート，PET；耐熱性を持つポリイミド，PI）を検討し，性能評価を行う．d)加圧，熱および酸化処理方法などで後処理および焼結を行う．
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