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常温に近い温度で成形可能な新しい機能ガラス材料群の創成

研究課題

研究課題/領域番号 18H02063
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分36010:無機物質および無機材料化学関連
研究機関関西大学

研究代表者

幸塚 広光  関西大学, 化学生命工学部, 教授 (80178219)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
17,030千円 (直接経費: 13,100千円、間接経費: 3,930千円)
2020年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2019年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2018年度: 7,410千円 (直接経費: 5,700千円、間接経費: 1,710千円)
キーワードガラス / 金属オキソオリゴマー / ゾル-ゲル法 / 熱可塑性 / ガラス転移 / 屈折率 / 透明 / ポリオキソメタレート / 有機・無機ハイブリッド / 錯体 / 金属オキソクラスター / 非晶質 / キレート剤 / ゾル-ゲル法 / 配位多面体 / アルコキシド / 透光性
研究成果の概要

ベンゾイルアセトン、ベンゾイル酢酸エチル、無水フタル酸、無水コハク酸により化学修飾され、チタン、ジルコニウム、亜鉛を金属元素とする金属オキソオリゴマー集合体が、ガラス転移を示す透明材料として得られることを実証した。それらのうちの一部には1.7をこえる高い屈折率が見られた。また、得られた一部のガラスについて、有機修飾物量の減少、乾燥温度・時間の上昇・増加とともにガラス転移温度・軟化温度が上昇すること、有機修飾物量の減少、乾燥温度の上昇とともに屈折率が上昇すること、乾燥温度の上昇とともに耐水性が向上することを明らかにした。また、有機高分子を添加することにより硬さが向上させうることを見出した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究によりガラスであることが実証された一連の化学修飾金属オキソオリゴマー集合体は、室温に近い温度でガラス転移を示す新しいガラス材料群であり、新しい材料を見出した点に学術的意義がある。金属・酸素配位多面体には、高屈折率、磁性、発光、サーモクロミック、エレクトロンバンク、超強酸など、特異な物性・機能をもつものが多い。したがって、金属・酸素配位多面体に根ざした特異な物性・機能をもつガラスを、常温に近い温度でメルトキャストや射出成形により加工・成形できる可能性を示した点で、工業的・社会的意義がある。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2020 2019

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] Structure and glass transition of amorphous materials composed of titanium-oxo oligomers chemically modified with benzoylacetone2020

    • 著者名/発表者名
      S. Oda, S. Kohara, R. Tsutsui, M. Kasasaku and H. Kozuka
    • 雑誌名

      RSC Advances

      巻: 10 号: 27 ページ: 15665-15669

    • DOI

      10.1039/d0ra01047b

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] アルコキシド溶液から作製されるチタニアゲル膜の屈折率と限界厚さに影響を及ぼす因子2020

    • 著者名/発表者名
      松下ナナ, 幸塚広光
    • 学会等名
      日本セラミックス協会2020年年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] フタル酸-チタニアハイブリッド厚膜の作製と高硬度化2020

    • 著者名/発表者名
      幸塚広光, チョウドリー マヒル
    • 学会等名
      日本セラミックス協会2020年年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] キレート剤を含有する金属アルコキシドまたは金属塩溶液から作製される新しいガラス材料の屈折率と熱可塑性2020

    • 著者名/発表者名
      筒井涼, 幸塚広光
    • 学会等名
      第58回セラミックス基礎科学討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Preparation and refractive index of titania gel film on plastic substrate by sol-gel method2019

    • 著者名/発表者名
      N. Matsushita and H. Kozuka
    • 学会等名
      13th Pacific Rim Conference of Ceramic Societies
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Optical properties and thermoplastic properties of amorphous materials prepared from titanium alkoxide solutions containing phthalic acid2019

    • 著者名/発表者名
      R. Tsutsui and H. Kozuka
    • 学会等名
      13th Pacific Rim Conference of Ceramic Societies
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Optical and thermal properties of new glassy materials composed of titaium oxo-oligomers modified with phthalate ions2019

    • 著者名/発表者名
      R. Tsutsui and H. Kozuka
    • 学会等名
      The 14th International Symposium in Science and Technology 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] アルコキシド溶液からのプラスチック基板上チタニアゲル膜の生成と屈折率2019

    • 著者名/発表者名
      松下ナナ,幸塚広光
    • 学会等名
      日本ゾル-ゲル学会第17回討論会,
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] フタル酸・チタンアルコキシド溶液から合成される有機・無機ハイブリッド材料の光学的性質と熱可塑性2019

    • 著者名/発表者名
      筒井涼,幸塚広光
    • 学会等名
      日本ゾル-ゲル学会第17回討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ゾル-ゲル法から作製したチタニアゲル膜の生成と屈折率2019

    • 著者名/発表者名
      松下ナナ, 幸塚広光
    • 学会等名
      日本セラミックス協会関西支部第14回学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] カルボン酸・チタンアルコキシド溶液から合成される有機・無機ハイブリッド材料の光学的性質と熱可塑性2019

    • 著者名/発表者名
      筒井涼, 幸塚広光
    • 学会等名
      日本セラミックス協会関西支部第14回学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] カルボン酸・チタンアルコキシド溶液から合成される非晶質材料の光学的性質と熱可塑性2019

    • 著者名/発表者名
      幸塚広光, 筒井涼
    • 学会等名
      日本セラミックス協会2019年年会, 東京都(工学院大学新宿キャンパス), 2019年3月24日~26日
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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