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セラミックス表面の親水性に及ぼす固体階層構造と表面水膜の影響の解明

研究課題

研究課題/領域番号 21360317
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 無機材料・物性
研究機関東京工業大学

研究代表者

中島 章  東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (00302795)

研究分担者 磯部 敏宏  東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助教 (20518287)
研究期間 (年度) 2009 – 2011
研究課題ステータス 完了 (2011年度)
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)
2011年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2010年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
2009年度: 8,840千円 (直接経費: 6,800千円、間接経費: 2,040千円)
キーワード表面 / 酸化チタン / 親水性 / 光触媒 / ヘテロポリ酸 / 暗所維持性 / ルチル / 摩擦力 / AFM / 水膜 / 接触角 / 線張力
研究概要

各種酸化チタンとプローブ顕微鏡システムを用いて、紫外線照射により酸化チタンに生じる高度な親水性表面での水分子の吸着状態や、材料の形態、組織等が親水性に与える影響を検討した。ルチルセラミックスを用いた検討から、紫外線照射での親水化の初期は吸着有機物の酸化分解が、高度な親水化には水分子の光吸着が、それぞれ親水化に関与していることが明らかになった。また粒界の影響は少なく、表面に形成される水膜の厚さは概ね2-3 nm程度であることが示唆された。さらにブルッカイトにヘテロポリ酸を組み合わせた系が光誘起親水性とその暗所維持性が優れることを見出し、親水点が表面に点在した構造の効果であることが考えられた。

報告書

(4件)
  • 2011 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2010 実績報告書
  • 2009 実績報告書
  • 研究成果

    (52件)

すべて 2012 2011 2010 2009 その他

すべて 雑誌論文 (23件) (うち査読あり 20件) 学会発表 (24件) 図書 (4件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Wettability Conversion and Surface Friction Force Variation of Polycrystalline Rutile Ceramics under UV Illumination2011

    • 著者名/発表者名
      K. Okudaira, T. Kato, T. Isobe, S. Matsushita, T. Kogure, A, Nakajima
    • 雑誌名

      J. Photochem. Photobiol. A. Chem.

      巻: 222 ページ: 64-69

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Sliding of Water Droplets on Hydrophobic Surfaces with Various Hydrophilic Region Sizes2011

    • 著者名/発表者名
      T. Furuta, M. Sakai, T. Isobe, S. Matsushita, A. Nakajima
    • 雑誌名

      Langmuir

      巻: 27[ 11] ページ: 7307-7313

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Photocatalytic Activity and Its Stacking Order Dependence of Transparent 12 Tungsto(VI) Phosphoric Acid-Brookite Hybrid Films2011

    • 著者名/発表者名
      PruK. Pruethiarenun, T. Isobe, S. Matsushita, A. Nakajima
    • 雑誌名

      Appl. Catal. A Gen.

      巻: 399[ 1-2] ページ: 22-27

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Processing and Photocatalytic Properties of Cu-grafted TiO2 Powder from Acid Treated BaTiO32011

    • 著者名/発表者名
      L. Liu, T. Isobe, H. Lin, K. Okada, A. Nakajima
    • 雑誌名

      Mater. Res. Bull.

      巻: 46 ページ: 175-184

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Photocatalytic Activity and Its Stacking Order Dependence of Transparent 12 Tungsto(VI) Phosphoric Acid-Brookite Hybrid Films2011

    • 著者名/発表者名
      K.Pruethiarenun, T.Isobe, S.Matsushita, A.Nakajima
    • 雑誌名

      Appl.Catal.A Gen.

      巻: 399 号: 1-2 ページ: 22-27

    • DOI

      10.1016/j.apcata.2011.03.030

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Wettability Conversion and Surface Friction Force Variation of Polycrystalline Rutile Ceramics under UV Illumination2011

    • 著者名/発表者名
      K.Okudaira, T.Kato, T.Isobe, S.Matsushita, T.Kogure, A, Nakajima
    • 雑誌名

      J.Photochem.Photobiol.A.Chem

      巻: 222 号: 1 ページ: 64-69

    • DOI

      10.1016/j.jphotochem.2011.05.002

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Sliding of Water Droplets on Hydrophobic Surfaces with Various Hydrophilic Region Sizes2011

    • 著者名/発表者名
      Tsutomu Furuta
    • 雑誌名

      Langmuir

      巻: 27 号: 11 ページ: 7307-7313

    • DOI

      10.1021/la200396v

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Processing and Photocatalytic Properties of Cu-grafted TiO_2 Powder from Acid Treated BaTiO_32011

    • 著者名/発表者名
      L.Liu, T.Isobe, H.Lin, K.Okada, A.Nakajima
    • 雑誌名

      Mater.Res.Bull.

      巻: 46 ページ: 175-184

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Preparation and Photocatalytic Activity of[ PWxMo12-xO40] 3-/TiO2 Hybrid Film Composites2010

    • 著者名/発表者名
      A. Nakajima, T. Koike, S. Yanagida, T. Isobe, Y. Kameshima, K. Okada, Appl
    • 雑誌名

      Catal. A. Gen.

      巻: 385[ 1-2] ページ: 130-135

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Preparation and Photocatalytic Activity of TiO2 Powders from Titanium Citrate Complex using Two-Step Hydrothermal Treatments2010

    • 著者名/発表者名
      K. Yasui, T. Isobe, A. Nakajima
    • 雑誌名

      Mater. Lett.

      巻: 64 ページ: 2036-2039

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 酸化チタンの光誘起親水性による流動抵抗の低減2010

    • 著者名/発表者名
      中島章、西村正輝、酒井宗寿
    • 雑誌名

      光触媒

      巻: 32 ページ: 20-23

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書 2010 実績報告書
  • [雑誌論文] Preparation and Photocatalytic Activity of TiO_2 Powders from Titanium Citrate Complex using Two-Step Hydrothermal Treatments2010

    • 著者名/発表者名
      K.Yasui, T.Isobe, A.Nakajima
    • 雑誌名

      Mater.Lett.

      巻: 64 ページ: 2036-2039

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Preparation and Photocatalytic Activity of [PW_xMo_<12-x>O_<40>]^<3->/TiO_2 Hybrid Film Composites2010

    • 著者名/発表者名
      A.Nakajima, T.Koike, S.Yanagida, T.Isobe, Y.Kameshima, K.Okada
    • 雑誌名

      Appl.Catal.A.Gen

      巻: 385 ページ: 130-135

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Negative Line Tension for an Ionic Liquid on a Hydrophobic Fluoroalkylsilane Coating2009

    • 著者名/発表者名
      T. Furuta, M. Sakai, T. Isobe, A. Nakajima
    • 雑誌名

      Chem. Lett.

      巻: 38[ 11] ページ: 1092-1093

    • NAID

      10025548274

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Droplet Size Dependence of Line Tension for an Ionic Liquid on a Smooth Silane Coating2009

    • 著者名/発表者名
      T. Furuta, A. Nakajima, M. Sakai, T. Isobe, Y. Kameshima, K. Okada
    • 雑誌名

      Chem. Lett.

      巻: 38[ 6] ページ: 580-581

    • NAID

      10025123050

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Evaporation and Sliding of Water Droplets on Fluoroalkylsilane Coatings with Nanoscale Roughness2009

    • 著者名/発表者名
      T. Furuta, A. Nakajima, M. Sakai, T. Isobe, Y. Kameshima, K. Okada
    • 雑誌名

      Langmuir

      巻: 25[ 10] ページ: 5417-5420

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 超濡れ性の設計2009

    • 著者名/発表者名
      中島章
    • 雑誌名

      無機マテリアル学会誌

      巻: 16 ページ: 407-413

    • NAID

      10025410548

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] アナターゼ多結晶薄膜の光誘起表面摩擦力変化2009

    • 著者名/発表者名
      中島章、有光直樹
    • 雑誌名

      光触媒

      巻: 29 ページ: 88-91

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Droplet Size Dependence of Line Tension for an Ionic Liquid on a Smooth Silane Coating2009

    • 著者名/発表者名
      T.Furuta, A.Nakajima, M.Sakai, T.Isobe, Y.Kameshima, K.Okada
    • 雑誌名

      Chem.Lett. 38

      ページ: 580-581

    • NAID

      10025123050

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Evaporation Behavior of a Microliter and Sub-nanoliter Scale Water Droplets on Two Different Fluoroalkylsilane Coatings2009

    • 著者名/発表者名
      T.Furuta, M.Sakai, T.Isobe, A.Nakajima
    • 雑誌名

      Langmuir 25

      ページ: 11998-12001

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Negative Line Tension for an Ionic Liquid on a Hydrophobic Fluoroalkylsilane Coating2009

    • 著者名/発表者名
      T.Furuta, M.Sakai, T.Isobe, A.Nakajima
    • 雑誌名

      Chem.Lett. 38

      ページ: 1092-1093

    • NAID

      10025548274

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] "超"濡れ性の設計2009

    • 著者名/発表者名
      中島章
    • 雑誌名

      無機マテリアル学会誌 16

      ページ: 407-413

    • NAID

      10025410548

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] アナターゼ多結晶薄膜の光誘起表面摩擦力変化2009

    • 著者名/発表者名
      中島章、有光直樹
    • 雑誌名

      光触媒 29

      ページ: 88-91

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Preparation and Photocatalytic activity of Transparent 12 Tungsto(VI) Phosphoric Acid-Brookite Hybrid Films2012

    • 著者名/発表者名
      K. Pruethiarenun, T. Isobe, S. Matsushita, A. Nakajima
    • 学会等名
      セラミックス基礎科学討論会第50回記念大会
    • 発表場所
      国際ファッションセンター
    • 年月日
      2012-01-12
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Preparation and Photocatalytic activity of Transparent 12 Tungsto(VI) Phosphoric Acid-Brookite Hybrid Films2012

    • 著者名/発表者名
      K.Pruethiarenun, T.Isobe, S.Matsushita, A.Nakajima
    • 学会等名
      セラミックス基礎科学討論会第50回記念大会
    • 発表場所
      国際ファッションセンターホール
    • 年月日
      2012-01-12
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 酸化チタン微粒子の表面特性制御と光触媒特性2011

    • 著者名/発表者名
      中島章
    • 学会等名
      第3回粉体接合プロセス研究会
    • 発表場所
      大阪大学
    • 年月日
      2011-11-14
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] 酸化チタン微粒子の表面特性制御と光触媒特性2011

    • 著者名/発表者名
      中島章
    • 学会等名
      第3回粉体接合プロセス研究会
    • 発表場所
      大阪大学接合研(招待講演)
    • 年月日
      2011-11-14
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      2011 実績報告書
  • [学会発表] ルチル多結晶表面の光誘起親水化と摩擦力変化2011

    • 著者名/発表者名
      奥平賢治,磯部敏宏,松下祥子,中島章,加藤智也,小暮俊博
    • 学会等名
      日本セラミックス協会2011年年会
    • 発表場所
      静岡大学
    • 年月日
      2011-03-16
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Reduction of Friction Drag on the Surface coated with Photocatalyst under UV illumination2011

    • 著者名/発表者名
      A. Nakajima
    • 学会等名
      4th China-Japan Symposium on Advanced Photocatalytic Materials, Proceedings pp13
    • 発表場所
      Tsukuba, Japan
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Reduction of Friction Drag on the Surface coated with Photocatalyst under UV illumination2011

    • 著者名/発表者名
      A.Nakajima
    • 学会等名
      4th China-Japan Symposium on Advanced Photocatalytic Materials
    • 発表場所
      物質・材料研究機構
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 酸化チタンの光誘起親水性による流動抵抗低減効果2010

    • 著者名/発表者名
      西村正輝,酒井宗寿,中島章
    • 学会等名
      2010年度色材研究発表会予稿集
    • 発表場所
      タワーホール船堀
    • 年月日
      2010-11-04
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] 酸化チタンの光誘起親水性による流動抵抗低減効果2010

    • 著者名/発表者名
      西村正輝, 酒井宗寿, 中島章
    • 学会等名
      2010年度色材研究発表会
    • 発表場所
      タワーホール船堀
    • 年月日
      2010-11-04
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 超濡れ性の設計2010

    • 著者名/発表者名
      中島章
    • 学会等名
      精密工学会切削加工専門委員会講演会
    • 発表場所
      中央大学
    • 年月日
      2010-09-22
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] "超"濡れ性の設計2010

    • 著者名/発表者名
      中島章
    • 学会等名
      精密工学会切削加工専門委員会講演会
    • 発表場所
      中央大学
    • 年月日
      2010-09-22
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 酸化チタンの光誘起親水性による流動抵抗の低減2010

    • 著者名/発表者名
      中島章
    • 学会等名
      第10回光触媒研究討論会
    • 発表場所
      東京大学
    • 年月日
      2010-07-14
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書 2010 実績報告書
  • [学会発表] 撥水性シランコーティング上での水滴の蒸発2010

    • 著者名/発表者名
      中島章, 古田勤, 酒井宗寿, 磯部敏宏, 亀島欣一, 岡田清
    • 学会等名
      第48回セラミックス基礎科学討論会予稿集
    • 発表場所
      沖縄コンベンションセンター
    • 年月日
      2010-01-13
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 撥水性シランコーティング上での水滴の蒸発2010

    • 著者名/発表者名
      中島章,古田勤,酒井宗寿,磯部敏宏,亀島欣一,岡田清
    • 学会等名
      第48回セラミックス基礎科学討論会
    • 発表場所
      沖縄コンベンションセンター
    • 年月日
      2010-01-12
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Wettability and Evaporation of Nanoliter-Scale Droplets on Hydrophobic Silane Coatings2010

    • 著者名/発表者名
      A. Nakajima
    • 学会等名
      S11-026, 3rd International Congress on Ceramics
    • 発表場所
      Osaka, Japan
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Reduction of Friction Drag on the Solid Surface with Various Wettability2010

    • 著者名/発表者名
      M. Sakai, M. Nishimura, T. Furuta, A. Nakajima, A. Fujishima
    • 学会等名
      S11-023, 3rd International Congress on Ceramics
    • 発表場所
      Osaka, Japan
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Photoinduced Surface Friction Force Change of Polycrystalline Rutile Ceramics under UV irradiation2010

    • 著者名/発表者名
      K. Okudaira, N. Arimitsu, T. Isobe, A. Nakajima
    • 学会等名
      S11-024, 3rd International Congress on Ceramics
    • 発表場所
      Osaka, Japan
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Preparation and Property of TiO2 Sphere Particles with Narrow Pore size Distribution by Organic Templated Method2010

    • 著者名/発表者名
      S. Uchiyama, T. Isobe, A. Nakajima
    • 学会等名
      S11-P004, 3rd International Congress on Ceramics
    • 発表場所
      Osaka, Japan
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Reduction of Friction Drag on the Solid Surface with Various Wettability2010

    • 著者名/発表者名
      M.Sakai, M.Nishimura, T.Furuta, A.Nakajima, A.Fujishima
    • 学会等名
      3^<rd> International Congress on Ceramics
    • 発表場所
      大阪国際会議場
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Photoinduced Surface Friction Force Change of Polycrystalline Rutile Ceramics under UV irradiation2010

    • 著者名/発表者名
      K.Okudaira, N.Arimitsu, T.Isobe, A.Nakajima
    • 学会等名
      3^<rd> International Congress on Ceramics
    • 発表場所
      大阪国際会議場
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Preparation and Property of TiO_2 Sphere Particles with Narrow Poresize Distribution by Organic Templated Method2010

    • 著者名/発表者名
      S.Uchiyama, T.Isobe, A.Nakajima
    • 学会等名
      3^<rd> International Congress on Ceramics
    • 発表場所
      大阪国際会議場
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] "超濡れ性"の設計2009

    • 著者名/発表者名
      中島章
    • 学会等名
      無機マテリアル学会第19回講習会
    • 発表場所
      工学院大学
    • 年月日
      2009-12-11
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Photo induced Surface Friction Force Variation of Polycrystalline Anatase Thin Films under Diferent UV Intensity and Atmosphere2009

    • 著者名/発表者名
      A. Nakajima, N. Arimitsu, T. Isobe, Y. Kameshima, K. Okada, T. Watanabe
    • 学会等名
      The 3rd International Conference on Science and Technology for Advanced Ceramics(STAC3)
    • 発表場所
      Yokohama, Japan
    • 年月日
      2009-06-18
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Photoinduced Surface Friction Force Variation of Polycrystalline Anatase Thin Films under Diferent UV Intensity and Atmosphere2009

    • 著者名/発表者名
      A.Nakajima, N.Arimitsu, T.Isobe, Y.Kameshima, K.Okada, T.Watanabe
    • 学会等名
      The 3rd International Conference on Science and Technology for Advanced Ceramics
    • 発表場所
      ゆうぽーと横浜
    • 年月日
      2009-06-17
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [図書] 第6章第5節''撥水材料・親水材料''2011

    • 著者名/発表者名
      中島章(分担執筆)
    • 出版者
      セラミック機能化ハンドブック
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [図書] セラミック機能化ハンドブック2011

    • 著者名/発表者名
      中島章(分担執筆)
    • 総ページ数
      7
    • 出版者
      NTS
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [図書] 第1章撥水表面の設計とその機能、産業技術サービスセンター2010

    • 著者名/発表者名
      中島章(分担執筆)
    • 出版者
      実用材料の表面機能化設計テクノロジー
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [図書] 実用材料の表面機能化設計テクノロジー2010

    • 著者名/発表者名
      中島章(分担執筆)
    • 総ページ数
      8
    • 出版者
      産業技術サービスセンター
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.rmat.ceram.titech.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書

URL: 

公開日: 2009-04-01   更新日: 2016-04-21  

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