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高分子修飾シリカ粒子からなる自己集積膜の構造制御とメゾレンズアレイへの展開

研究課題

研究課題/領域番号 17K06895
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 化工物性・移動操作・単位操作
研究機関佐賀大学

研究代表者

森貞 真太郎  佐賀大学, 理工学部, 准教授 (60401569)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2017年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワード粒子膜 / 高分子電解質 / 高分子ブラシ / 移流集積 / 非最密充填構造 / メゾレンズアレイ / 高分子修飾シリカ粒子 / 自己集積膜
研究成果の概要

フリーラジカル重合(FRP)によって高分子電解質を表面修飾したシリカ粒子の自己集積によって粒子間に間隔の空いた粒子配列(非最密充填構造)を有する単粒子膜を作製できる.そこで本研究では,表面開始原子移動ラジカル重合(SI-ATRP)による高分子電解質の精密重合・修飾による非最密充填単粒子膜の規則性の改善を試みた.しかし,SI-ATRPによって高分子電解質をシリカ粒子に修飾することには成功したが,その粒子を用いた場合,非最密充填単粒子膜を得ることはできなかった.また,石英ガラス基板上に作製した非最密充填単粒子膜を焼成することで,数百nmのレンズが多数配列したメゾレンズアレイの作製も行った.

研究成果の学術的意義や社会的意義

非最密充填単粒子膜の連続作製技術は確立できているため,粒子配列の規則性の向上が実現できれば,その有用性は飛躍的に高まる.本研究では精密重合による高分子電解質のシリカ粒子表面への修飾には成功しており,修飾条件を調製することで規則性の高い非最密充填単粒子膜の作製につながると考えられる.また,様々な光学機器で利用されているマイクロレンズアレイは化学エッチングによって作製されているが,そのようなトップダウンプロセスでは,レンズの小径化や生産性に問題がある.そのため,本研究で用いた自己集積過程の様なボトムアッププロセスによってレンズの小径化や生産性の向上の実現が期待される.

報告書

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

    (12件)

すべて 2020 2019 2018 2017

すべて 学会発表 (12件) (うち国際学会 6件)

  • [学会発表] Fabrication of Non-Close-Packed Colloidal Monolayers by Convective Self-Assembly and their Application to Mesolens Arrays2020

    • 著者名/発表者名
      Natsuki Okubo, Miki Hayashi, Hidetaka Kawakita, Keisuke Ohto, and Shintaro Morisada
    • 学会等名
      The 10th Saga University-Liaoning University Joint Seminar
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] SiO2@高分子電解質ゲルを用いた移流集積法による非最密充填単粒子膜の作製2019

    • 著者名/発表者名
      久原郁也,川喜田英孝,大渡啓介,森貞真太郎
    • 学会等名
      第56回化学関連支部合同九州大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Preparation of Mesolens Array Using Non-Close-Packed Colloidal Monolayers2019

    • 著者名/発表者名
      Natsuki Okubo, Hidetaka Kawakita, Keisuke Ohto, and Shintaro Morisada
    • 学会等名
      The 18th Asian Pacific Confederation of Chemical Engineering Congress (APCChE 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Fabrication of Mesolens Arrays Using Non-Close-Packed Colloidal Monolayers Prepared by Convective Self-Assembly2019

    • 著者名/発表者名
      Natsuki Okubo, Hidetaka Kawakita, Keisuke Ohto, and Shintaro Morisada
    • 学会等名
      The 3rd Tri-U International Joint Symposium 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Fabrication of Mesolens Arrays Using Non-Close-Packed Colloidal Monolayers2019

    • 著者名/発表者名
      Natsuki Okubo, Hidetaka Kawakita, Keisuke Ohto, and Shintaro Morisada
    • 学会等名
      2019 Japan/Taiwan/Korea Chemical Engineering Conference
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Preparation of Non-Close-Packed Colloidal Monolayers on Hydrophobized Glass Substrates by Convective Self-Assembly Using Polyelectrolyte-Grafted Silica Particles2018

    • 著者名/発表者名
      Miki Hayashi, Hidetaka Kawakita, Keisuke Ohto, and Shintaro Morisada
    • 学会等名
      The 8th Saga University-Liaoning University Joint Seminar
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書 2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] SI-ATRP法による高分子電解質修飾シリカ粒子合成および移流集積法による粒子膜作製2018

    • 著者名/発表者名
      林 実樹,川喜田英孝,大渡啓介,森貞真太郎
    • 学会等名
      第29回九州地区若手ケミカルエンジニア討論会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 高分子電解質修飾シリカ粒子からなる非最密充填単粒子膜を用いたメゾレンズアレイの作製2018

    • 著者名/発表者名
      大久保夏輝,川喜田英孝,大渡啓介,森貞真太郎
    • 学会等名
      第29回九州地区若手ケミカルエンジニア討論会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 高分子電解質修飾シリカ粒子を用いた単粒子膜作製における基板表面の親・疎水性の影響2018

    • 著者名/発表者名
      林 実樹,川喜田英孝,大渡啓介,森貞真太郎
    • 学会等名
      化学工学会第50回秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 高分子電解質修飾シリカ粒子の鎖長制御と非最密充填単粒子膜の作製2017

    • 著者名/発表者名
      林 実樹,川喜田英孝,大渡啓介,森貞真太郎
    • 学会等名
      第28回九州地区若手ケミカルエンジニア討論会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Preparation of Non-Close-Packed Colloidal Monolayers on Hydrophobic Substrates by Convective Self-Assembly Process2017

    • 著者名/発表者名
      Miki Hayashi, Hidetaka Kawakita, Keisuke Ohto, and Shintaro Morisada
    • 学会等名
      The 30th International Symposium on Chemical Engineering (ISChE2017)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 高分子電解質修飾シリカ粒子を用いた非最密充填単粒子膜の作製2017

    • 著者名/発表者名
      森貞真太郎,川喜田英孝,大渡啓介
    • 学会等名
      粉体工学会2017年度第2回西日本談話会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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