| 研究課題/領域番号 |
21H01635
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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26030:複合材料および界面関連
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
杉村 博之 京都大学, 工学研究科, 教授 (10293656)
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| 研究分担者 |
一井 崇 京都大学, 工学研究科, 准教授 (30447908)
宇都宮 徹 京都大学, 工学研究科, 助教 (70734979)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2023年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2022年度: 5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円)
2021年度: 7,670千円 (直接経費: 5,900千円、間接経費: 1,770千円)
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| キーワード | 真空紫外光 / 高分子材料 / 表面処理 / 原子間力顕微鏡 / 接合 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
波長100~200 nmの光は真空紫外光 (Vacuum ultraviolet; VUV)と呼ばれ、酸素含有雰囲気で高分子材料表面に照射することで、材料表面を親水化できる。この技術は高分子材料の接合法として有用だが、そのメカニズムは完全には解明されていない。本研究では、原子間力顕微鏡を用いたナノスケールでの局所力学物性計測により、そのメカニズム解明を目指す。
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| 研究実績の概要 |
高分子材料表面に酸素含有雰囲気下で真空紫外 (Vacuum ultraviolet; VUV) 光を照射すると，真空紫外光により活性化された酸素 (原子状酸素やオゾンなど) に
より材料表面が酸化・親水化される．この親水化表面同士を圧着し，そのまま室温で保持あるいは母材の軟化点以下の低温で加熱することで，高分子材料を接合
できる (VUV光活性化接合)．本手法は接着剤フリーかつ，熱変形のない接合技術という優れた特徴を持つが，その原理・メカニズムについてはまだ未解明な点が
多い．本課題では，原子間力顕微鏡 (Atomic Force Microscopy) を用いたナノ力学計測に基づき，本手法の原理解明を行うことを目的に、研究を進めている．
2023年度は、前年度までに取り組んだコンタクトモードAFMをベースとしたフォースカーブ計測による弾性率・凝着力計測に加え、新たにダイナミックモードAFMをベースとした動的粘弾性計測に取り組んだ。高分子材料としては、引き続きシクロオレフィンポリマー (COP) を用いた。VUV照射部と非照射部のマイクロパターンをフォトマスクを用いたマイクロ加工により形成した。高精度な分析を実現するため、非照射部の力学物性を既知としてリファレンスとし、同一探針により照射部の力学物性変化を検出した。その結果と前年度までの結果を組み合わせることで、VUV光と直接反応することにより弾性率が上昇した層と、親水性官能基の密度が高い層の双方が存在することが明らかとなった。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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