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3Dプリンターによる多階層性ポーラス材料の開拓

研究課題

研究課題/領域番号 17H06220
研究種目

挑戦的研究(開拓)

配分区分補助金
研究分野 材料工学およびその関連分野
研究機関高知工科大学 (2018-2019)
東北大学 (2017)

研究代表者

藤田 武志  高知工科大学, 環境理工学群, 教授 (90363382)

研究分担者 小泉 雄一郎  大阪大学, 工学研究科, 教授 (10322174)
野村 直之  東北大学, 工学研究科, 教授 (90332519)
研究期間 (年度) 2017-06-30 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
25,220千円 (直接経費: 19,400千円、間接経費: 5,820千円)
2019年度: 7,540千円 (直接経費: 5,800千円、間接経費: 1,740千円)
2018年度: 7,540千円 (直接経費: 5,800千円、間接経費: 1,740千円)
2017年度: 10,140千円 (直接経費: 7,800千円、間接経費: 2,340千円)
キーワードナノポーラス金属 / 触媒 / 3D プリンター / 3Dプリンター / 多孔質材料 / 3Dプリンター / 3Dプリンター
研究成果の概要

3Dプリンターの1つである電子ビーム積層造形プロセスと脱合金化法を組み合わせることでマクロ・ミクロ・ナノの異なるレベルで孔構造のある階層性ナノポーラス銅の作製に成功した。ナノレベルの単一孔しかない従来のナノポーラス銅に比べて、メタノール酸化での見かけの活性が約9倍あり、電極と電解液との拡散性の向上によって活性が向上したことがわかった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

階層性ポーラス構造体は、応用範囲が生体分野からエネルギー・触媒分野へ多岐に渡るため、その重要性が世界中で認識されるようになってきている。よく研究されている領域は、コロイドや高分子ポリマー(PMMA)をテンプレートにして、材料をメッキして最後にテンプレートを除くことで階層ポーラス構造を作製する方法である。しかし、実際は研究室レベルで非常に小さいスケールでしかできなく、実用性に乏しい。
本研究によって、電子ビーム積層造形プロセスという工業的な手法によって大きなスケールで階層性ポーラス材料を作られることを証明しており、今後色んな合金系へ拡張されて応用されることが期待される。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] 粉末床溶融結合型金属付加製造による材料組織制御と格子構造体の創製2020

    • 著者名/発表者名
      小泉 雄一郎, 鐘ヶ江 壮介, 藤田 武志
    • 雑誌名

      CERAMICS JAPAN

      巻: 55(1) ページ: 10-14

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] Hierarchical Nanoporous Copper Architectures via 3D Printing Technique for Highly Efficient Catalysts2019

    • 著者名/発表者名
      Y. Z. Zhang, X. H. Sun, N. Nomura, T. Fujita
    • 雑誌名

      Small

      巻: - 号: 22

    • DOI

      10.1002/smll.201805432

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Hierarchical nanoporous metals as a path toward the ultimate three-dimensional functionality2017

    • 著者名/発表者名
      Fujita Takeshi
    • 雑誌名

      Science and Technology of Advanced Materials

      巻: 18 号: 1 ページ: 724-740

    • DOI

      10.1080/14686996.2017.1377047

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Hierarchical Nanoporous Copper by 3D Printing Technique for Highly Efficient Catalysts2019

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Fujita
    • 学会等名
      The 10th International Conference on Advanced Materials and Processing (PRICM10)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 3D-Printed Nanoporous Metal Structure by dealloying2018

    • 著者名/発表者名
      張 永政、Xiaohao Sun、野村 直之、藤田 武志
    • 学会等名
      第163回日本金属学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] 高知工科大

    • URL

      https://www.kochi-tech.ac.jp/profile/ja/fujita-takeshi.html

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実績報告書
  • [備考] 研究論文と引用数

    • URL

      https://publons.com/researcher/2870251/takeshi-fujita/

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実績報告書

URL: 

公開日: 2017-07-21   更新日: 2021-02-19  

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