| 研究課題/領域番号 |
21K14421
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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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 | 地方独立行政法人京都市産業技術研究所 |
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研究代表者 |
野口 広貴 地方独立行政法人京都市産業技術研究所, 京都市産業技術研究所, 次席研究員 (50796167)
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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 |
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2023年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2021年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
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| キーワード | セルロースナノファイバー / 金ナノ粒子 / 導電性 / 複合樹脂 / ナノ粒子 / コンポジット / 無電解めっき / 熱伝導性 / フィラー / 金属被覆 / 熱伝導 / 樹脂コンポジット |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では，樹脂用の熱及び電気伝導性フィラーとして金属被覆したセルロースナノファイバー（ＣＮＦ）を開発する。ＣＮＦのナノ繊維形状を活用することで，樹脂内部における３次元伝導性ネットワークの効率よい形成と，それに伴う，金属被覆ＣＮＦの少量添加での樹脂への熱・電気伝導性発現が期待できる。本研究では，①金属被覆のためのＣＮＦの前処理（イオン性官能基の導入や触媒付与）条件と後続の金属結晶成長過程との相関，②金属被覆CNFを添加した樹脂の内部構造解析およびエネルギー伝導性との相関を明らかにすることで，開発を達成する。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、樹脂用の電気及び熱伝導性フィラーへの適用を目的に、金ナノ粒子を密に担持したセルロースナノファイバー（CNF）を調製した。CNFへの金ナノ粒子の担持は、CNF表面のカチオン化処理、金イオンの吸着、還元の三段階で行った。還元剤としてアスコルビン酸、還元処理時のCNF濃度を0.01 wt%とすることで、100 nm以下の均一な粒径の金ナノ粒子をCNF上に密に担持できた。得られた金ナノ粒子担持CNFを複合したポリプロピレンのフィルムを作製したところ、金を5vol%含むフィルムの場合で、面内方向に通電を確認できた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
電子機器の飛躍的な高性能化に伴い、放熱や静電気除去、電磁遮蔽の重要性が高まっている。そのため、部材として熱及び電気伝導性樹脂が注目されているが、それらは伝導性フィラーを多量に添加して製造されているため、樹脂の強度や軽量性が損なわれている。アスペクト比の大きなフィラーほど、効率よく伝導特性を付与できることが知られているため、本研究では、表面を金ナノ粒子で被覆したセルロースナノファイバー（CNF）を調製し、樹脂フィラーへの適用を目指した。熱及び電気的特性だけでなく、特異な光学的特性や触媒能を有する金ナノ粒子をCNF表面に選択的かつ密に析出させた例は過去に報告がない。
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