| 研究課題/領域番号 |
20K20954
|
|---|
| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
|
| 配分区分 | 基金 |
|---|
| 審査区分 |
中区分18:材料力学、生産工学、設計工学およびその関連分野
|
|---|
| 研究機関 | 秋田大学 |
|---|
研究代表者 |
村岡 幹夫 秋田大学, 理工学研究科, 教授 (50190872)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2020-07-30 – 2024-03-31
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
|
| 配分額 *注記 |
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2021年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2020年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
|
|---|
| キーワード | ナノ材料 / 金属ナノコイル / メタマテリアル / 光学的性質 / テンプレート / 真性応力解放 / 自己還元型溶液 / 自己組織化 / 光メタマテリアル / 比透磁率の虚部 / 自立還元型テンプレート / 膜ひずみ / 表面エネルギ |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
可視光の波長より小さい径を有する金属コイルは、常識を超えた光学特性を示す光メタマテリアルの分散材として切望されている。しかしながら、その大量製造技術は未だ報告されていない。研究代表者は、最近、電磁波と強い相互作用を示す金属微小コイルからなる網状体を、簡便に作製できる斬新な力学的自己組織化手法を発明した。本研究では、当該コイル網のコイル径を微小化し、さらにコイルの配向技術および切断技術を開発する。これにより、大量の金属ナノコイルの分散材作製を実現し、光メタマテリアルの創製に挑戦する。たとえば自然界には存在しない高屈折率のレンズなど光メタマテリアルは光計測分野や社会生活に与えるインパクトも大きい。
|
| 研究成果の概要 |
独自の力学的自己組織化法を発展させ，可視光波長よりも小さいコイル径170nmの銀（Ag）ナノコイルの作製に成功した。テンプレート(鋳型)として用いる電界紡糸樹脂ナノファイバ網に対して，新たに自己還元型溶液を導入することによりテンプレートの熱分解を促進できたことが成功の主要因である。当該銀ナノコイル網を量産し，金属表面上の可視光反射防止層への応用を図った。金属表面近傍や金属膜に挟まれた多重干渉層内においては，電場よりは磁場が支配となるため，ナノコイル網のコイル効果により可視光吸収が増加することを明らかにした。
|
| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
自然界には可視光の磁場に応答する物質は存在しない。つまり可視光に対して物質の比透磁率は１に限られる。銀ナノコイル網は，多重反射層内等の磁場が支配的な空間において，透磁率の虚部（磁場エネルギの吸収）を発現する光メタマテリアルとして機能することを発見した本研究の成果は，光メタマテリアル研究分野の進展に大きく貢献する。また，可視光に対する完全反射防止膜への展開もあり光学素子への応用が期待できる。
|
