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2017 年度 実績報告書

有機物を用いない新規撥水性酸化物セラミックスのプロセス開発と機構解明

研究課題

研究課題/領域番号 15H04120
研究機関東京工業大学

研究代表者

中島 章  東京工業大学, 物質理工学院, 教授 (00302795)

研究分担者 磯部 敏宏  東京工業大学, 物質理工学院, 助教 (20518287)
松下 祥子  東京工業大学, 物質理工学院, 准教授 (50342853)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワード乾燥空気 / 希土類 / 撥水
研究実績の概要

Siウエハー上に水熱法によってZnOナノロッド(ZnO-NR)を作製した。ロッド径は前駆体溶液濃度に依存し、大気中で放置することで接触角は100度付近まで上昇した。この試料をドライエアーで焼成すると、撥水化速度が大気中よりも著しく向上した。解析の結果、Cassieモードで撥水性が得られていることが示唆された。これらのZnO-NRをさらにジアミノプロパン(DAP)を添加した前駆体溶液で処理すると、ロッドの上端部である(0001)面にナノレベルの粗さが形成された。得られた試料を撥水性シランで処理したところ、接触角がさらに上昇し、転落角も上昇した。これらのことから、新たにロッド上端部に付与された微小粗さによるWenzelモードによる寄与が考えられた。ZnO-NRAは接触角が高いものほど、Leidenfrost温度は低くなった。Leidenfrost温度は固体/液体接触面積分率に依存した。
また、クエン酸重合法によりLa2Mo2O9仮焼粉末を作製し、これを成形後、ドライエアー中で焼成することで相対密度が95%を越える緻密な焼結体を作製した。この焼結体は大気中に保持することで高度に撥水化した。撥水化とともに水酸基が減少し、表面炭素濃度が増大した。オゾン処理により撥水性は低下したが、2週間後にもとの撥水性が回復したことから、大気中の有機物が表面に吸着したことで撥水化したことが示唆された。この焼結体に用いた粉末は抗菌・抗ウィルス性能を示すことが明らかになり、自己疎水化性能と抗菌・抗ウィルス機能を併せ持つ、新たな酸化物セラミックスを得ることに成功した。

現在までの達成度 (段落)

29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

29年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2018 2017

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 3件、 招待講演 3件)

  • [雑誌論文] Comparative study of the dynamic hydrophobicity of fluoroalkylsilane coatings tilted at acute and obtuse angles2018

    • 著者名/発表者名
      Y. Higashino, H. Takahashi, M. Sakai, T. Isobe, S. Matsushita, A. Nakajima
    • 雑誌名

      J. Coatings Tech. Res.

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • DOI

      10.1007/s11998-018-0064-5

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Sliding of water/glycerol mixture droplets on hydrophobic solid?liquid bulk composites using Ti plates with a fibrous TiO2 layer2017

    • 著者名/発表者名
      Takahashi Hirokazu、Higashino Yuta、Sakai Munetoshi、Isobe Toshihiro、Matsushita Sachiko、Nakajima Akira
    • 雑誌名

      J. Mater. Sci.

      巻: 53 ページ: 1157~1166

    • DOI

      https://doi.org/10.1007/s10853-017-1582-8

    • 査読あり
  • [学会発表] Evaluation and control of droplet motion on various hydrophobic silane coatings2017

    • 著者名/発表者名
      A. Nakajima, M. Sakai
    • 学会等名
      The 3rd Symposium of the Center for Nature-derived Materials & 4th GRIP2017, September 26, 2017, Jappan Advanced Institure of Science and Technology (北陸先端大), Ishikawa, Japan.
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 撥水性シランコーティングの静的・動的撥水性とその応用2017

    • 著者名/発表者名
      中島章
    • 学会等名
      日本分析化学会, 高分子分析研究懇談会、明治大学、4月21日(2017)
    • 招待講演
  • [学会発表] 固体表面の動的撥水性に関する最近の話題2017

    • 著者名/発表者名
      中島章
    • 学会等名
      第33回日本イオン交換学会研究発表会, 特別講演,山梨大学、10月26日(2017)
    • 招待講演
  • [学会発表] Comparative Study of the Dynamic Hydrophobicity of Fluoroalkylsilane Coatings Tilted at Acute and Obtuse Angles2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Higashino, H. Takahashi, M. Sakai T. Isobe, S. Matsushita, A. Nakajima
    • 学会等名
      90th JSCM Anniversary Conference, October 17-18 (presented on 17th), 2017, Gakushi-Kaikan, Tokyo, JAPAN.
    • 国際学会
  • [学会発表] Preparation and Evaluation of Hydrophobic ZnO Nanorod Arrays2017

    • 著者名/発表者名
      T. Kano, T. Isobe, S. Matsushita, A. Nakajima
    • 学会等名
      90th JSCM Anniversary Conference, October 17-18 (presented on 18th), 2017, Gakushi-Kaikan, Tokyo, JAPAN.
    • 国際学会
  • [学会発表] ZnOナノロッドアレイを用いた撥水材料の作製と評価2017

    • 著者名/発表者名
      叶野貴大、磯部敏宏、松下祥子、中島章
    • 学会等名
      日本セラミックス協会第30回秋季シンポジウム, 1Q06 (2017)、9月19日、神戸大学

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公開日: 2018-12-17  

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