| 研究課題/領域番号 |
05650825
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
竹原 善一郎 京都大学, 工学部, 教授 (00025892)
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| 研究分担者 |
金村 聖志 京都大学, 工学部, 助教授 (30169552)
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| キーワード | プラズマ重合 / 分子軌道法計算 / イオン交換 / 質量分析 / その場分析 / ベンゼンスルフォニルフロライド / ベンゼンスルフォニルクロライド / 薄膜 |
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| 研究概要 |
プラズマ重合法を用いた有機薄膜の作製に関する多くの研究がこれまでにあるが、その機能向上のためには種々の官能基の導入が必要である。本研究では機能としてイオン交換能を取り上げ、その機能の向上のためのプラズマ反応の基礎的な立場からの解析をその場質量分析と分子軌道法計算を用いて行った。有機薄膜の母体となる有機物のモノマーと官能基を付加するためのモノマーを同時に反応チャンバー内に導入しプラズマ重合を行い種々の膜を作製した。ここで、官能基を付与するためのモノマーとしてベンゼンスルホニルフルオライドおよびクロライドを用いて研究を行った。この両者の化学的な構造は類似しているが、フルオライドとクロライドの違いがあり、このことがプラズマ中での両者のモノマーの反応経路の違いを生じさせる可能性がある。分子軌道法を用いた理論的な計算の結果から、両者が電子により攻撃を受け活性化する場合、安定な活性種に違いがあることが判明した。すなわち、フルオライドの場合には、スルホンが安定に導入されるが、クロライドではスルホンが分解を受ける可能性が示唆された。この点についてその場質量分析を用いて活性種の分析を行った結果、分子軌道法により計算した結果にほぼ対応する化学種の検出が行えた。また、作製できた薄膜のイオン交換能を示すイオン輸率と膜抵抗を測定した結果、輸率が約0.99で抵抗が10^<-4>Scm^<-1>程度の膜が作製できた。プラズマ重合により作製した薄膜は非常に薄く膜厚を考慮した抵抗値は十分に小さい値であり、既存の膜と比較しても遜色のない性能を有していることがわかった。
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