| 研究課題/領域番号 |
19K05193
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分28010:ナノ構造化学関連
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| 研究機関 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 |
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研究代表者 |
竹下 覚 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 主任研究員 (90631705)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2019年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
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| キーワード | 超臨界乾燥 / エアロゲル / キトサン / 小角X線散乱 / 自己組織化 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
気体とも液体とも相境界を持たない超臨界状態を経由して湿潤なゲルを乾燥させる方法を超臨界乾燥といい、通常の乾燥では避けられない気液界面張力が発生しないため、ゲル内部の微細構造を変化させずに溶媒だけを除去してくれる手法として知られている。ところが研究代表者は、ある種のポリマーゲルを超臨界乾燥すると、もともとのゲルには見られないナノ構造が自発的に形成する系を発見した。本研究では、超臨界乾燥を含む種々の乾燥プロセスとナノ構造形成機構との関係を探究し、その背後にあるサイエンスの解明に取り組む。
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| 研究成果の概要 |
超臨界流体を経由して湿潤なゲルを乾燥させる方法を超臨界乾燥といい、気液界面張力を発生させず、ゲルの骨格に影響を与えずに溶媒だけを抜き取った超低密度多孔体（エアロゲル）を得る方法として知られてきた。本研究では、従来の概念を覆し、超臨界乾燥が積極的に微細構造を形成するステップとして機能することを実証するとともに、微細構造形成が溶媒-ポリマー間親和性の低下に起因することを示し、新たなエアロゲル構造制御法の基礎を構築した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
既存の超臨界乾燥の概念を覆すとともに、その微細構造形成のメカニズムの探究を通じて、エアロゲル・多孔質材料の高機能化、とくに緻密で均質なナノ空隙構造を作るための因子を明らかにした。これらの知見は、近い将来に期待される高機能断熱材、吸着材、各種光学素子に必要なポリマーエアロゲル材料の製造プロセス設計指針を提供すると考えられる。
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