| 研究課題/領域番号 |
21K05196
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分35020:高分子材料関連
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| 研究機関 | 福井大学 |
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研究代表者 |
中根 幸治 福井大学, 学術研究院工学系部門, 教授 (50292446)
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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 |
3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2023年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2022年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2021年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
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| キーワード | エレクトロスピニング / ナノ繊維 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
注射器に高分子溶液（紡糸液）を入れ，二相分離液体（有機溶媒/水）の上部の有機相に注射針を刺し，紡糸液を押し出しながら注射針に高電圧を印加すると，有機相と水相の二相の界面で高分子ナノ繊維からなる不織布が形成される現象を確認した．本研究では，この現象が起こる条件（高分子材料の種類，有機溶媒の種類（誘電率），二相の液体の組み合わせ等）を系統的に調べ、紡糸メカニズムを明らかにする．また，この現象を利用して上面（有機相）と下面（水相）で表面特性が違うナノ繊維不織布の製造法の確立を行うことを本研究の目的とする．
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| 研究成果の概要 |
注射器に酢酸セルロース（CA）溶液（紡糸液）を入れ，二相分離液体（ヘキサン/水）の上部のヘキサン相に注射針を刺し，紡糸液を押し出しながら注射針に高電圧を印加すると，ヘキサン相と水相の二相の界面でCAナノ繊維不織布を形成した．紡糸条件を変化させて得られたナノ繊維の構造を調べた．印加電圧は5kVでも液中で紡糸液のスプレーが観察されナノ繊維が得られた．ヘキサン/水酸化ナトリウム水溶液の二層分離液体のヘキサン中でCAを紡糸すると界面にCAナノ繊維不織布が析出した．紡糸時間の経過と共に水溶液層側でCAの脱アセチル化が起こり，上面はCA，下面はセルロースの不織布になることを確認した．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
一般的なESは設置した金属板や回転式の金属ドラムにより紡糸したナノ繊維を回収するが，本法は有機相と水相の二相分離系の界面で不織布を回収できる．したがって，界面に形成された不織布を巻き取っていけば連続的に不織布を製造できるという点で社会的意義があると判断する．有機相と水層の界面を利用し，有機相面は疎水性，水相面は親水性を示すナノ繊維不織布を紡糸プロセスで作製できるという学術的意義を有する．さらに本手法は，有機相あるいは水相に，機能性物質を溶解または分散させながら紡糸を行うことにより高分子との反応を伴った機能性ナノ繊維不織布を作製することに発展可能であるという点でも学術的・社会的意義を有する．
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