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気相合成法を利用したポリマー基ナノ・マイクロコンポジットの新しい製法の研究

研究課題

研究課題/領域番号 21656167
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分補助金
研究分野 複合材料・物性
研究機関慶應義塾大学

研究代表者

堀田 篤  慶應義塾大学, 理工学部, 准教授 (30407142)

研究期間 (年度) 2009 – 2010
研究課題ステータス 完了 (2010年度)
配分額 *注記
3,200千円 (直接経費: 3,200千円)
2010年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
2009年度: 2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
キーワードポリマー / 非晶質炭秦 / マイクロ・ナノコンポジット / 蒸着法 / シリカ / ダイヤモンドライクカーボン(DLC) / 複合材料 / 高分子構造・物性 / プラズマ加工
研究概要

本研究では蒸着法を応用した新しい複合材料作製法を用いることで高分子材料と硬質材料のコンポジットを作った。本手法により溶融可能な高分子に対して非晶質炭素やシリカなどの硬質無機材料のサブミクロンスケールでの分散が可能となった。また、既存の混錬法などの複合化手法よりも簡便にコンポジットが作製できるようになり、さらにはプラズマ処理を施すことによって界面が親和性を帯び、界面接着が良くなる場合もあった。
高分子母材としては最も汎用的に使用されているポリエチレンに焦点をあてた。また、分散材としては非晶質炭素および酸化ケイ素を用いて大気圧下において複合材料作製を試みた。作製したコンポジットの構造評価および物性評価を実施した。コンポジットの構造評価を行ったところ、光学顕微鏡および動的光散乱法を用いることにより分散材のサブミクロンスケールでの分散が確認された。また、分散させる際のポリマー溶融体母材の粘度が分散させる非晶質炭素のサイズに大きく影響することがわかった。これより、あらかじめ高分子母材の粘度を決めることで分散材の粒径をコントロールすることが可能となることがわかった。また、実験条件を大気圧下から真空下へと移行して予備実験を実施した。ここでは、母材として同様のポリエチレンを、分散材としてDLC(非晶質炭素の1種)を用いてコンポジット作製を行った。その評価を大気圧下と同じように行ったところ、DLC含有にともないヤング率の増加が確認された。これは材料内部でDLCが強化材として機能したと考えられる。また、熱物性試験結果により材料の融点、結晶化温度の上昇が確認された。これはDLCが複合材料内部で有効に結晶核剤として機能したことを意味していると考えられる。

報告書

(2件)
  • 2010 実績報告書
  • 2009 実績報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2011 2010 2009

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (5件) 図書 (1件) 産業財産権 (2件) (うち外国 1件)

  • [雑誌論文] Controlling the drug release rate from biocompatible polymers with micropatterned Diamond-Like Carbon (DLC) coating2011

    • 著者名/発表者名
      K.Enomoto, T.Hasebe, R.Asakawa, A.Kamijo, Y.Yoshimoto, T.Suzuki, K.Takahashi, A.Hotta
    • 雑誌名

      Diamond and Related Materials

      ページ: 806-813

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Combining polymers with diamond-like carbon (DLC) for highly function alized materials2011

    • 著者名/発表者名
      R.Asakawa, S.Nagashima, Y.Nakamura, T.Hasebe, T.Suzuki, A.Hotta
    • 雑誌名

      Surface and Coatings Technology

      巻: (in press)

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Supramolecular gelation of alcohol and water by synthetic amphiphilic gallic acid derivatives2010

    • 著者名/発表者名
      H.Tamiaki, K.Ogawa, K.Enomoto, K.Taki, A.Hotta, K.Toma
    • 雑誌名

      Tetrahedron 66

      ページ: 1661-1666

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Controlling the drug release rate from biocompatible polymers with micropatterned Diamond-Like Carbon(DLC)coating2010

    • 著者名/発表者名
      K.Enomoto, T.Hasebe, R.Asakawa, A.Kamijo, Y.Yoshimoto, T.Suzuki, K.Takahashi, A.Hotta
    • 雑誌名

      Diamond and Related Materials (掲載確定)

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of Oxygen Plasma Treatment on Non-thrombogenicity of Diamond-like Carbon Films2010

    • 著者名/発表者名
      S.Nagashima, T.Hasebe, A.Kamijo, Y.Yoshimoto, A.Hotta, H.Morita, H.Terada, M.Tanaka, K.Takahashi, T.Suzuki
    • 雑誌名

      Diamond and Related Materials (掲載確定)

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Wormlike Micelle Formation in Peptide-Lipid Conjugates Driven by Secondary Structure Transformation of the Headgroups2009

    • 著者名/発表者名
      T.Shimada, S.Lee, F.S.Bates, A.Hotta, M.Tirrell
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry B 113

      ページ: 13711-13714

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] ダイヤモンドライクカーボン薄膜片混練によるコンポジットの作製と物性2010

    • 著者名/発表者名
      白石嵩人, 堀田篤
    • 学会等名
      平成22年度日本材料科学会学術講演大会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2010-06-04
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] ダイヤモンドライクカーボン(DLC)とポリマーの生体適合性と薬剤溶出性2010

    • 著者名/発表者名
      浅川玲奈, 長谷部光泉, 鈴木哲也, 堀田篤
    • 学会等名
      第59回高分子学会年次大会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜
    • 年月日
      2010-05-28
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 化学蒸着法を応用した高分子材料と非晶質炭素のコンポジット2010

    • 著者名/発表者名
      森賢彰, 堀田篤
    • 学会等名
      第59回高分子学会年次大会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜
    • 年月日
      2010-05-27
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 高分子と非晶質炭素のマイクロ・ナノコンポジット化による物性向上2010

    • 著者名/発表者名
      森賢彰、白石嵩人、堀田篤
    • 学会等名
      ナノ・マイクロ多機能デバイス国際シンポジウム
    • 発表場所
      川崎市産業振興会館
    • 年月日
      2010-03-18
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 蒸着法を応用した高分子材料と非晶質炭素の新規コンポジット2009

    • 著者名/発表者名
      森賢彰、堀田篤
    • 学会等名
      第58回高分子討論会
    • 発表場所
      熊本大学工学部黒髪キャンパス
    • 年月日
      2009-09-18
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [図書] 次世代ポリオレフィン総合研究 Vol.3、「ポリオレフィン材料とダイヤモンドライクカーボンの密着性評価」2009

    • 著者名/発表者名
      中村佑真、堀田篤, ほか
    • 出版者
      三恵社
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [産業財産権] コンポジットの製造方法およびそのコンポジット2010

    • 発明者名
      堀田篤
    • 権利者名
      堀田篤
    • 出願年月日
      2010-08-31
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 外国
  • [産業財産権] コンポジットの製造方法およびそのコンポジット2009

    • 発明者名
      堀田篤
    • 権利者名
      堀田篤
    • 出願年月日
      2009-08-31
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書

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公開日: 2009-04-01   更新日: 2016-04-21  

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