1998 年度実績報告書

ゾル-ゲル法による超撥水および超親水膜の作製と応用

研究課題

研究課題/領域番号	09555195
研究機関	大阪府立大学
研究代表者	南努大阪府立大学, 工学部, 教授 (80081313)
研究分担者	稲葉博司セントラル硝子(株), 硝子研究所, 所長松田厚範大阪府立大学, 工学部, 助手 (70295723) 辰巳砂昌弘大阪府立大学, 工学部, 教授 (50137238)
キーワード	超撥水表面 / 超親水表面 / ゾル-ゲル法 / 化学修飾 / オルガノアルコキシシラン / 接触角 / 表面張力 / 透明
研究概要	本研究は、ゾル-ゲル法を用いて、種々な表面エネルギーや微細組織を持つ薄膜を形成し、超撥水性、超親水性を発現させ、種々の基板にこれらの機能を付与した新しい材料を開発することを目的としている。本年度は、薄膜作製における表面形状の制御、超撥水薄膜の作製方法、超親水薄膜の作製方法等について検討を行い、以下の新しい知見を得た。 1. ゾル-ゲル法で作製したアルミナ薄膜を熱水中に浸漬した場合の組織の経時的な変化を観察した。その結果、浸漬後直ちに組織変化が生じ、わずか数十秒の短時間で花弁状組織が形成されることがわかった。 2. アルミナゲルに第二成分としてシリカおよび酸化ランタンを添加することにより高温における熱的安定性が向上することを見い出した。また、酸化ランタンを加えた場合よりもシリカを加えた場合の方が高温において大きな比表面積を有していることがわかった。シリカはアルミナ粒子表面の空孔濃度を低減し焼結・結晶化を妨げるものと考えた。 3. オルガノトリエトキシシランを加水分解してアルミナ花弁状組織に塗布することにより、フッ素を含まない超撥水膜を作製することができた。有機官能基の大きさと溶液濃度によって撥水性が変化することがわかった。 4. アルミナ花弁状組織を用いない超撥水性薄膜の作製を試みた。検討したオルガノアルコキシシランの中で、ジメチルジエトキシシランとフェニルトリエトキシシランを用いた場合に透明な超撥水薄膜が得られた。薄膜の表面SEM観察から、フラクタル的な微細凹凸が形成されていることを確認した。さらに600℃以上で熱処理することにより有機官能基が燃焼分解し、薄膜は超撥水性から超親水性に変化することを見い出した。

研究成果
(7件)

すべてその他

すべて文献書誌 (7件)

[文献書誌] K.Tadanaga: "Sintering and Crystallization of La_2O_3-Doped Al_2O_3 Aerogels from Chemically Modified Aluminium Alkoxide" J.Non-Cryst.Solids.,. 225. 230-233 (1998)
[文献書誌] H.Kobayashi: "Preparation and Thermal Stability of La_2O_3-Al_2O_3 Aerogels from Chemically Modified Al-Alkoxide" J.Mater.Chem.,. 8・[5]. 1241-1244 (1998)
[文献書誌] A.Matsuda: "Physical and Chemical Properties of MeSiO_<3/2>-SiO_2 Films Prepared by the Sol-Gel Method" Proc.X VIII Inter.Cong.on Glass. C4. 37-42 (1998)
[文献書誌] A.Matsuda: "Fine-Patterning and Characterization of Gel Films Derived from Methyltriethoxysilane and Tetraethoxysilane" J.Am.Ceram.Soc.,. 81・[11]. 2849-2852 (1998)
[文献書誌] K.Azuta: "Water and Oxygen Permeability of Silica Thin Films Containing Organic Polymers Coated on PET Substrate by the Sol-Gel Method" J.Ceram.Soc.Jpn.,. 106. (1998)
[文献書誌] K.Tadanaga: "Precursor Structure of Chemically Modified Aluminum-tri-sec-butoxide in Diethylene Glycol and Diethylene Glycol Monoethyl Ether" J.Sol-Gel Sci.Tech.,. (1999)
[文献書誌] 忠永清治: "セラミックデータブック'98" 工業製品技術協会((株)テクノプラザ), 312 (1998)

1998 年度 実績報告書

ゾル-ゲル法による超撥水および超親水膜の作製と応用

研究代表者

南 努 大阪府立大学, 工学部, 教授 (80081313)

研究成果

[文献書誌] K.Tadanaga: "Sintering and Crystallization of La_2O_3-Doped Al_2O_3 Aerogels from Chemically Modified Aluminium Alkoxide" J.Non-Cryst.Solids.,. 225. 230-233 (1998)

[文献書誌] H.Kobayashi: "Preparation and Thermal Stability of La_2O_3-Al_2O_3 Aerogels from Chemically Modified Al-Alkoxide" J.Mater.Chem.,. 8・[5]. 1241-1244 (1998)

[文献書誌] A.Matsuda: "Physical and Chemical Properties of MeSiO_<3/2>-SiO_2 Films Prepared by the Sol-Gel Method" Proc.X VIII Inter.Cong.on Glass. C4. 37-42 (1998)

[文献書誌] A.Matsuda: "Fine-Patterning and Characterization of Gel Films Derived from Methyltriethoxysilane and Tetraethoxysilane" J.Am.Ceram.Soc.,. 81・[11]. 2849-2852 (1998)

[文献書誌] K.Azuta: "Water and Oxygen Permeability of Silica Thin Films Containing Organic Polymers Coated on PET Substrate by the Sol-Gel Method" J.Ceram.Soc.Jpn.,. 106. (1998)

[文献書誌] K.Tadanaga: "Precursor Structure of Chemically Modified Aluminum-tri-sec-butoxide in Diethylene Glycol and Diethylene Glycol Monoethyl Ether" J.Sol-Gel Sci.Tech.,. (1999)

[文献書誌] 忠永 清治: "セラミックデータブック'98" 工業製品技術協会((株)テクノプラザ), 312 (1998)

1998 年度実績報告書

南努大阪府立大学, 工学部, 教授 (80081313)

[文献書誌] 忠永清治: "セラミックデータブック'98" 工業製品技術協会((株)テクノプラザ), 312 (1998)