| 研究課題/領域番号 |
20H02498
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分27010:移動現象および単位操作関連
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
庄司 衛太 東北大学, 工学研究科, 准教授 (20780430)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 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 |
17,940千円 (直接経費: 13,800千円、間接経費: 4,140千円)
2022年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2021年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
2020年度: 8,710千円 (直接経費: 6,700千円、間接経費: 2,010千円)
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| キーワード | 動的濡れ / ナノ材料 / ナノ液膜 / 先行薄膜 / エリプソメータ / 塗布 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
ナノ粒子が高濃度に分散したナノフルイドや高分子ナノコンポジット材料などのナノ材料の作製プロセス，特に塗布・成膜プロセスの高度化に資するために，ナノ材料の塗布プロセスのおけるミクロ動的濡れを明らかにする。具体的には，申請者が開発したシングルnmスケールの二次元膜厚分布の動的測定技術を利用し，基板上のナノ材料からなる液滴の固気液三相接触線近傍の液膜形状のin situ測定を行い，さらに新規開発する液膜内ナノ粒子分布のin situ観察技術を併用し，ナノ材料成膜時の影響因子／液膜内ナノ粒子構造／ミクロ動的濡れの相関をミクロな視点から明らかにする。
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| 研究成果の概要 |
本研究では，ポリジメチルシロキサンやノルマルアルカンにナノ粒子を分散させたナノ材料液滴について，これを基板上に滴下した際の固体・液体・気体の三相界面近傍に発達するナノメートルスケール厚さの液膜形状の観測に初めて成功した。また，分散媒種や分散媒蒸発，ナノ粒子濃度の影響などを系統的に明らかにするとともに，ナノ材料特有の超拡張濡れを見出し，そのナノ液膜発達との相関について明らかにした。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
ナノ粒子が高濃度に分散したナノフルイドや高分子ナノコンポジット材料などの革新的機能を有するナノ材料は，導電性ナノインク，太陽電池，センサーなど多岐に渡る応用が期待される。これら応用に向けたナノ材料の塗布・薄膜化プロセス，例えば，ナノ材料のインクジェットプロセス等においてナノ材料液滴の濡れ現象の制御は不可欠であり，その現象理解はプロセスの高度化につながる。基板上ナノ材料液滴の三相界面近傍に発達するナノメートルスケール厚さの液膜形状の観測はこれまで研究例がほぼなく，これを可能とした点および本観測を軸とし各種相関を整理した点に本研究の学術的意義がある。
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