| 研究課題/領域番号 |
19K05274
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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29020:薄膜および表面界面物性関連
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| 研究機関 | 大阪公立大学 (2022)
大阪府立大学 (2019-2021) |
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研究代表者 |
川田 博昭 大阪公立大学, 大学院工学研究科, 客員研究員 (90186099)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2019年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
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| キーワード | ナノ貫通孔 / ナノインプリント / 樹脂薄膜 / 分子流 / アスペクト比増大 / 自立樹脂薄膜 / 自立フィルム / ナノ孔 / 自立薄膜 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
直径0.1 μm程度の微細孔を多数有する厚さ約1 μm(=1/1000 mm)の自立した樹脂薄膜をナノインプリント法と水溶性樹脂の犠牲層を用いた新規プロセスで作製する。この直径では大気圧下でも気体分子は孔内を他のガス分子と衝突する前に壁に衝突しながら輸送されていく分子流となる。このようなデバイスを用いてガス交換を行うと各ガスはその分圧に応じて輸送されるため、圧力の低いところから高いところに特定のガスを輸送することが可能となる。この特徴的な輸送特性を利用した新規の環境ガス交換用デバイスを創出する。
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| 研究成果の概要 |
100nm程度のナノパイプ内では大気圧で気体分子はパイプの壁に衝突しながら輸送される分子流となる。ナノパイプからなるフィルターは環境用のガス交換素子となる。これに必要な微細貫通孔付樹脂薄膜を作製する新規インプリントプロセスを開発した。水溶性ポリマーを犠牲層とするプロセス、低温熱インプリントプロセス、微細パターンのアスペクト比を増大できるインプリントとフォトリソグラフィハイブリッドプロセスを開発した。これにより直径0.5μm、厚さ1μmの自立アクリルフィルムを直径5mmにわたり作製した。
さらに自立樹脂膜作製技術を利用して機械的な伸縮によりピッチ可変なグレーテイングを用いた光学素子も作製した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
直径100nm程度のナノパイプからなるフィルターは気体分子のながれは大気圧下でも分子流となり部屋の圧力によらず高密度の気体を選択的に排出できる環境素子となる。このようなフィルターを汎用樹脂で作製するために必要なプロセスの開発を行なった。直径500nm、厚さ1μmの貫通孔付アクリルのフィルターを作製した。これにより分子流フィルター実現の基本プロセスを確立した。さらに機械的にピッチ可変なグレーテイングを有する光学素子も作製し、その動作を確認した。
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