| 研究課題/領域番号 |
16H02291
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| 研究機関 | 長岡技術科学大学 |
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研究代表者 |
河原 成元 長岡技術科学大学, 工学研究科, 准教授 (00242248)
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| 研究分担者 |
山本 祥正 東京工業高等専門学校, 物質工学科, 准教授 (90444190)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| キーワード | ナノマトリックス構造 / 有機材料 / 無機ナノ粒子 / 高分子マイクロ粒子 / 動的粘弾性 |
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| 研究実績の概要 |
有機無機ナノマトリックス構造を有する有機材料を創製することにより新しい物性や機能を発現させるための学理を確立すること目指し、種々の有機無機ナノマトリックス構造を形成する検討を行った。
高分子マイクロ粒子は、コロイド分散系として粒径を均一に揃えるため乳化重合を適用することにより調製した。高分子マイクロ粒子の粒径は、50 nm程度から1 μm程度まで変化させた。また、高分子マイクロ粒子として天然ゴムも用いた。天然ゴラテックスは、粒径分布がブロードであるため、遠心分離の回転数（重力）を変えることにより、粒径ごとに分別した。表面の状態は新規購入したゼータ電位測定装置を用いて測定した。
相互作用は化学的相互作用と物理的相互作用に分けて検討を行った。化学的相互作用は無機ナノ粒子のプレカーサーを含むモノマー（ビニルトリエトキシシラン）を用いて検討した。高分子マイクロ粒子に無機ナノ粒子のプレカーサーをグラフト共重合しながらゾルゲル反応を行うことにより高分子マイクロ粒子と無機ナノ粒子の間に化学結合を形成した。物理的相互作用は、ラテックスのpH、添加する陽イオンおよび陰イオンの種類をかえることにより制御した。天然ゴムラテックスおよび無機ナノ粒子（ナノダイヤモンド、ナノシリカ、ナノジルコニア）のサスペンジョンにアンモニアを大量に加えてから両者を混合することにより、有機無機ナノマトリックス構造を形成した。
得られた有機無機ナノマトリックス構造を有する有機材料について、動的粘弾性測定、引張試験および透過型電子顕微鏡観察等の予備実験を行った。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
平成２８年度の目標「種々の有機無機ナノマトリックス構造を形成する」を達成するため、高分子マイクロ粒子として天然ゴムおよび合成シスポリイソプレンを用い、無機ナノ粒子として、ナノダイヤモンドおよびナノシリカを用いてナノマトリックス構造を形成することに成功した。また、グラフト共重合では、ビニルトリエトキシシランおよびトリメトキシシリルスチレンを用いて有機無機ナノマトリックス構造を形成することに成功した。
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| 今後の研究の推進方策 |
有機無機ナノマトリックス構造は、高分子マイクロ粒子と無機ナノ粒子からなる不均一系である。今後は、粒子の組合せを変えることにより、より多様な有機無機ナノマトリックス構造を形成する。高分子マイクロ粒子の粒径、粒径分布および濃度、無機ナノ粒子の粒径、粒径分布および濃度、高分子マイクロ粒子と無機ナノ粒子の組合せを変えることにより、高分子マイクロ粒子および無機ナノ粒子の配置構造を制御する。透過型電子顕微鏡および集束イオンビーム／走査型電子顕微鏡を用いて高分子マイクロ粒子と無機ナノ粒子の配置構造を３次元的に解析することにより、ナノマトリックス構造と動的粘弾性、引張強度および電導度との関係を解明することを目指す。
今のところ問題点はないため、今後も計画通り研究を推進する。
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