高分子材料の原子状酸素による表面改質：高次構造を活用した微細構造制御法の開拓

• 研究課題/領域番号: 23K26309
• 補助金の研究課題番号: 23H01615 (2023)
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 基金 (2024); 補助金 (2023)
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分24010:航空宇宙工学関連
• 研究機関: 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構
• 研究代表者: 後藤 亜希 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 研究開発部門, 研究開発員 (90794074)
• 研究分担者: 田川 雅人 神戸大学, 工学研究科, 准教授 (10216806) ; 満汐 孝治 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 計量標準総合センター, 主任研究員 (10710840) ; 山下 真一 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (20511489)
• 研究期間 (年度): 2023-04-01 – 2026-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2024年度)
• 配分額: 16,380千円 (直接経費: 12,600千円、間接経費: 3,780千円); 2026年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円); 2025年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2024年度: 8,710千円 (直接経費: 6,700千円、間接経費: 2,010千円); 2023年度: 8,710千円 (直接経費: 6,700千円、間接経費: 2,010千円)
• キーワード: 原子状酸素 / 高分子材料 / 高次構造 / 表面モルフォロジー / 陽電子消滅寿命測定法

研究開始時の研究の概要

低地球軌道に存在する原子状酸素（AO）は、宇宙機と8 km/sの相対速度で衝突すると、高分子材料表面を浸食し、ナノスケールの突起構造を形成することが分かっている。本研究は、AO照射技術の表面改質法としての応用と、浸食や表面粗さの増大が生じづらい耐AO性宇宙用材料の創出を目的とし、高分子の「高次構造（分子鎖の3次元的な配置）」がAOとの相互作用が生じる空間スケールに与える影響の解明を目的とする。高分子の高次構造を数Åから数百nmのスケールでキャラクタライズした上で、高次構造を温度制御しながらAOを照射し、その表面形状や高次構造への波及を定量的に評価することで、表面形状制御法の導出を目指す。