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省エネプロセスによる金属ナノコイル網の創製・電気特性評価・応用展開

研究課題

研究課題/領域番号 17K14555
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 機械材料・材料力学
研究機関秋田大学

研究代表者

趙 旭  秋田大学, 理工学研究科, 助教 (20650790)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2018年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2017年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
キーワード金属ナノコイル / 不整合ひずみエネルギー / 透明電極 / 形状制御 / 省エネルギー / プラズマ処理 / ナノコイル / 低温プラズマ / 不整合ひずみ / 透明ヒータ / 低温プラズマ処理 / 残留応力 / 金属ナノコイル網 / 透明導電膜 / 透明フィルムヒータ / 電気特性
研究成果の概要

本研究は、室温真空プラズマ処理による樹脂ナノファイバの分解消失および金属被膜の不整合ひずみエネルギーの解放により、ナノコイルが自発的に形成される新規創製法を開発した。「低温化・省エネルギー化・短時間化」での金属ナノコイル網の創製を達成したとともに、多種材質への適用化も実現した。なお、従来のコイル創製では形状制御が困難であるのに対して、本手法ではプラズマ処理条件を調整することにより、コイルの形状制御が可能であることを見出した。さらに、創製した銀ナノコイル網を透明な樹脂シートに付着させ、透明ヒータを試作した。優れた光透過率および良好な発熱性、回復性および柔軟性を有することを確認した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究で開発された金属ナノコイル網の創製法は、多種材質への適用化を実現することにより、現在のナノコイル網の創製方法・工程による材質の制限から本質的に解放し、ナノテクノロジーの研究に大きく貢献する。また、その低温化・省エネルギー化は現在のエネルギー不足の問題の解決に貢献できると考えられる。なお、金属ナノコイル網はスプリング状構造体を含め、優れる伸縮性と柔軟性を有する。さらに導電性および高光透過率を兼ね備えているため、脆性材料であるITO膜の代替品として有望視される。これは、ITOの主材料である金属インジウムの価格の高騰および毒性に誘発された資源・環境問題の不安を解消する面では意義が大きい。

報告書

(3件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2019 2018 2017

すべて 学会発表 (4件) (うち国際学会 2件) 産業財産権 (1件)

  • [学会発表] 銀ナノコイルによる透明フィルムヒータの発熱特性2019

    • 著者名/発表者名
      櫻庭 龍磨、趙旭、村岡幹夫
    • 学会等名
      日本機械学会東北支部第54期総会・講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Optimum process conditions for metal helical nanostructure formation2018

    • 著者名/発表者名
      X. Zhao, S. Takaya, N. Kamihara, M. Muraoka
    • 学会等名
      The 5th Asian Symposium on Material and Processing (ASMP2018), Bankok, Thailand
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Low-temperature plasma treatment for releasing residual strain and forming helical nanostructures2018

    • 著者名/発表者名
      X. Zhao, N. Kamihara, M. Muraoka
    • 学会等名
      10th International Symposium on Advanced Plasma Science and its Applications for Nitrides and Nanomaterials (ISPlasma2018)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] プラズマ処理を利用した金属ナノコイル網の創製2017

    • 著者名/発表者名
      趙旭,櫻庭龍磨,村岡幹夫
    • 学会等名
      日本機械学会東北支部第53期秋季講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [産業財産権] ナノコイル材料形成方法2018

    • 発明者名
      村岡、趙、他3名
    • 権利者名
      三菱重工、秋田大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2018
    • 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: 2020-03-30  

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