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2019 年度 実績報告書

350 °C耐え抜く"有機修飾"ナノダイヤモンド -結晶性透明樹脂へのナノ分散-

研究課題

研究課題/領域番号 17K05986
研究機関埼玉大学

研究代表者

藤森 厚裕  埼玉大学, 理工学研究科, 准教授 (00361270)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
キーワードナノダイヤモンド / 表面修飾 / 耐熱性有機修飾 / 長鎖ホスホン酸修飾 / 高分子系ナノ複合材料 / 溶融混練 / 結晶性フッ素樹脂 / フッ化炭素鎖修飾
研究実績の概要

結晶性フッ素化ポリマーをマトリックスとして使用して,そこにナノダイヤモンドが均一に分散したポリマー/有機修飾ナノダイヤモンド複合材料を調整した.この研究におけるすべての結晶性フッ素化ポリマーは高度に耐熱性であり,高温延伸により透明化が達成された.フッ素樹脂の中でもポリフッ化ビニリデン系共重合体[P(VDF-TeFE)]は,融点が低く取り扱いが容易であった.フッ化炭素鎖,および炭化水素鎖で修飾されたナノダイヤモンドの両者が,ポリフッ化ビニリデンベースのフッ素系共重合体中に均一分散したナノ複合材料をを調整可能であった.前者は優れた混和性のために調製可能となり,後者は所謂「造核剤添加効果/結晶核発生効果」によって得られた.この場合,造核剤添加効果は,ポリマー鎖の末端と修飾鎖の間の親和性/吸着可能性,および修飾鎖分子と対応するポリマーの結晶構造の類似性に起因する「エピタキシャル成長」によって引き起こされた.しかし,炭化水素修飾微粒子とフッ素系ポリマーを組み合わせてナノコンポジットを調整することは,普遍的に実行可能ではなく,この系に於いて独自の挙動と考えられた.高融点を示すエチレン-テトラフルオロエチレン共重合体(ETFE)およびパーフルオロアルコキシアルカン(PFA)ポリマーは,炭化水素修飾無機ナノ粒子とナノハイブリッドを調整することはできなかった.更に溶融混練によりナノ複合材を形成するには,有機修飾ナノダイヤモンドの最表面の修飾鎖の脱着温度を革新向上させる必要があった.そこで二座型結合形成能を持つホスホン酸含有フルオロカーボン鎖修飾ナノダイヤモンドを合成し,350℃に至る有機鎖脱着温度を達成させ,これらすべての要件を満たした.得られたナノ複合材は,物性の増強と独自のナノダイヤモンド特性の付与を示した.

  • 研究成果

    (52件)

すべて 2020 2019

すべて 雑誌論文 (15件) (うち査読あり 15件) 学会発表 (31件) (うち国際学会 7件) 図書 (4件) 産業財産権 (2件)

  • [雑誌論文] Influence of Uniaxial Orientation of Fluorinated Polymer/Phosphonate-Modified Needle-Like Nanofiller Composite by Drawing2020

    • 著者名/発表者名
      S. Hirayama, T. Hayasaki, AA. Almarasy, H. Yabu, M. Tokita, A. Fujimori
    • 雑誌名

      Polym. Compos.

      巻: 41 ページ: in press

    • DOI

      10.1002/PC.25598

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Polyguanamine Derivative-Based Supramolecular Assemblies with Multiple Hydrogen Bonding and Their Metal Scavenging Abilities2020

    • 著者名/発表者名
      K. Fukushi, H. Maruyama, Y. Shibasaki, A. Fujimori
    • 雑誌名

      Langmuir

      巻: 36 ページ: 3770-3781

    • DOI

      10.1021/acs.langmuir.0c00283

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fabrication of Organo-Modified Carbon Nanotube with Excellent Heat Resistance and Preparation of Its Polymer-Based Nanocomposite by Simple Melt Compounding2020

    • 著者名/発表者名
      Y. Abiko, T. Hayasaki, S. Hirayama, AA. Almarasy, A. Fujimori
    • 雑誌名

      Polym. Bull.

      巻: 77 ページ: in press

    • DOI

      10.1007/s00289-020-03180-w

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Systematic Elucidation of Crystal Structure of Fluorinated Gemini-Type Diamide Derivatives Having Different Lengths with Thixotropic Induced-Ability to Solvents2020

    • 著者名/発表者名
      H. Maruyama, K. Fukushi, R. Okano, E. Satou, T. Yajima, A. Fujimori
    • 雑誌名

      J. Fluorine Chem.

      巻: 233 ページ: 109505-1-13

    • DOI

      10.1016/j.jfluchem.2020.109505

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Excellent Performance of Aromatic Polyguanamines Induced by Multiple Hydrogen Bondable Tetraazacalix[2]arene[2]-triazine Ring in their Main Chain2020

    • 著者名/発表者名
      H. Sasaki, T. Kotaki, A. Fujimori, T. Tsukamoto, E. Suzuki, Y. Oishi, Y. Shibasaki
    • 雑誌名

      RSC Adv.

      巻: 10 ページ: 1361-1370

    • DOI

      10.1039/c9ra09136j

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Preparation of Polymer-Based Nanocomposites Composed of Sustainable Organo-Modified Needlelike Nanoparticles, and Their Particle Dispersion States in the Matrix2020

    • 著者名/発表者名
      S. Hirayama, T. Hayasaki, R. Okano, A. Fujimori
    • 雑誌名

      Polym. Eng. Sci.

      巻: 60 ページ: 541-552

    • DOI

      10.1002/pen.25310

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Formation of Organized Films with Fluorocarbon-Modified Inorganic Nanoparticles and Their Nanodispersion Behavior in Solvent2020

    • 著者名/発表者名
      H. Machida, T. Ohashi, S. Akasaka, A. Fujimori
    • 雑誌名

      J. Fluorine Chem.

      巻: 230 ページ: 109433-1-11

    • DOI

      10.1016/j.jfluchem.2019.109433

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Creation of High-Density and Low-Defect Molecular Films with a Flat-on Conformation by Interfacial Organization of Triphosphasumanene Trisulfides2019

    • 著者名/発表者名
      Y. Shidara, Y. Abiko, K. Fukushi, Y Kimura, S. Hirayama, H. Machida, A. Fujimori
    • 雑誌名

      Langmuir

      巻: 35 ページ: 9684-9693

    • DOI

      10.1021/acs.langmuir.9b00598

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Maintenance Properties of Enzyme Molecule Stereostructure at High Temperature by Adsorption on Organo-Modified Magnetic Nanoparticle Layer Template2019

    • 著者名/発表者名
      T. Yunoki, Y. Kimura, A. Fujimori
    • 雑誌名

      Bull. Chem. Soc. Jpn

      巻: 92 ページ: 1662-1671

    • DOI

      10.1246/bcsj.20190102

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Application of a Simple and Highly Efficient Nanoparticle Surface Modification Method to Single-Walled Carbon Nanotubes and Formation of an Interfacial Organized Film2019

    • 著者名/発表者名
      S. Hirayama, Y. Abiko, H. Machida, A. Fujimori
    • 雑誌名

      Thin Solid Films

      巻: 685 ページ: 168-179

    • DOI

      10.1016/j.tsf.2019.06.016

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structure/Function Correlation of Thixotropic Additives Based on Three Leaf-like Triamide Derivatives containing Three Alkyl-Chains2019

    • 著者名/発表者名
      Y. Nakagawa, K. Watahiki, R. Okano, E. Satou, Y. Shibasaki, A. Fujimori
    • 雑誌名

      Colloids Surf. A

      巻: 575 ページ: 27-41

    • DOI

      10.1016/j.colsurfa.2019.04.094

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Maintenance property of layered regularity in fluorinated phosphonate-modified nanodiamond multi-particle layers under the heating2019

    • 著者名/発表者名
      Y. Guo, H. Machida, S. Hirayama, K. Fukushi, S. Akasaka, A. Fujimori
    • 雑誌名

      J. Fluorine Chem.

      巻: 222-223 ページ: 15-23

    • DOI

      10.1016/j.jfluchem.2019.04.013

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Correlation Between Nanodispersion of Organo-Modified Nanodiamond in Solvent and Condensed Behavior of Their Organized Particle Films2019

    • 著者名/発表者名
      H. Machida, Y. Abiko, S. Hirayama, Q. Meng, S. Akasaka, A. Fujimori
    • 雑誌名

      Colloids Surf. A

      巻: 562 ページ: 416-430

    • DOI

      10.1016/j.colsurfa.2018.11.003

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Division of Roles of Modified Chains in Organo-Magnetic Nanoparticles Using Organo-Modified Agents Having Hydrophilic Reactive Polar Groups at Both Ends.2019

    • 著者名/発表者名
      T. Yunoki, Y. Kimura, A. Fujimori
    • 雑誌名

      Colloids Surf. B

      巻: 173 ページ: 759-768

    • DOI

      10.1016/j.colsurfb.2018.10.048

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nano-dispersion of Fluorinated Phosphonate-Modified Nanodiamond in Crystalline Fluoropolymer Matrix of Polymer/Nanofiller Transparent Hybrid2019

    • 著者名/発表者名
      T. Tasaki, Y. Guo, H. Machida, S. Akasaka, A. Fujimori
    • 雑誌名

      Polym. Compos.

      巻: 40 ページ: E842-E855

    • DOI

      10.1002/pc.25047

    • 査読あり
  • [学会発表] 気/水界面吸着を利用したバイオ分子変性挙動解明に関する新提案-等電点の影響-2020

    • 著者名/発表者名
      木村 祐介,藤森 厚裕
    • 学会等名
      第69回高分子学会年次大会
  • [学会発表] 含環状部位ポリグアナミン誘導体の組織化膜による金属捕集とその脱離回収技術の確立2020

    • 著者名/発表者名
      福士 敬斗,芝崎 祐二,藤森 厚裕
    • 学会等名
      第69回高分子学会年次大会
  • [学会発表] 有機修飾法を駆使した単層カーボンナノチューブの機能拡張-ナノコンポジット調整と組織化膜形成-2020

    • 著者名/発表者名
      安彦 喜寛,早崎 拓登,Ahmed A. ALMARASY,藤森 厚裕
    • 学会等名
      第69回高分子学会年次大会
  • [学会発表] 結晶性フッ素ポリマー/フッ化炭素鎖修飾単層カーボンナノチューブナノ複合材に対する延伸配向効果2020

    • 著者名/発表者名
      早崎 拓登,安彦 喜寛,Ahmed A. ALMARASY,藤森 厚裕
    • 学会等名
      第69回高分子学会年次大会
  • [学会発表] 硬軟ナノ粒子交互積層を活用したナノ・ミルフィーユ構造2020

    • 著者名/発表者名
      大橋 嵩人,藤森 厚裕
    • 学会等名
      第69回高分子学会年次大会
  • [学会発表] フッ化炭素鎖を含むジアミド系チキソトロピー性添加剤分子の超分子組織化2020

    • 著者名/発表者名
      丸山 遥輝,岡野 嶺,佐藤 栄一, 矢島 知子,藤森 厚裕
    • 学会等名
      第69回高分子学会年次大会
  • [学会発表] バイオ分子由来のGibbs単分子膜形成による界面変性研究の新展開-等電点の影響と混合膜形成2020

    • 著者名/発表者名
      木村 祐介,藤森 厚裕
    • 学会等名
      日本化学会第100春季年会
  • [学会発表] 金属捕集性ポリグアナミン組織化膜からの簡便な金属脱離法の確立2020

    • 著者名/発表者名
      福士 敬斗,芝崎 祐二,藤森 厚裕
    • 学会等名
      日本化学会第100春季年会
  • [学会発表] 有機修飾カーボンナノチューブ組織化膜の機能探求-高密度膜創出とバイオ分子との相互作用-2020

    • 著者名/発表者名
      安彦 喜寛,早崎 拓登,Ahmed A. ALMARASY,藤森 厚裕
    • 学会等名
      日本化学会第100春季年会
  • [学会発表] 両親媒性分子による有機修飾を用いた表面改質カーボンナノチューブ複合体の配向効果2020

    • 著者名/発表者名
      早崎 拓登,安彦 喜寛,Ahmed A. ALMARASY,藤森 厚裕
    • 学会等名
      日本化学会第100春季年会
  • [学会発表] LPSO構造を志向した硬軟ナノ粒子交互積層膜の創出と精密構造評価2020

    • 著者名/発表者名
      大橋 嵩人,藤森 厚裕
    • 学会等名
      日本化学会第100春季年会
  • [学会発表] 溶媒チキソトロピー誘起能を有するフッ素化ジアミド誘導体群の組織分子膜挙動2020

    • 著者名/発表者名
      丸山 遥輝,岡野 嶺,佐藤 栄一,矢島 知子,藤森 厚裕
    • 学会等名
      日本化学会第100春季年会
  • [学会発表] 高分子系における組織制御型ミルフィーユ構造の創出:延伸配向ナノコンポジットの構造/機能相関2020

    • 著者名/発表者名
      平山周平,Ahmed A. ALMARASY,佐藤 栄一,藤森 厚裕
    • 学会等名
      第31回埼玉地区懇話会
  • [学会発表] LPSO構造による物性発現起源の解明を目指したナノ・ミルフィーユ構造体の創出2020

    • 著者名/発表者名
      町田大樹,藤森 厚裕
    • 学会等名
      第31回埼玉地区懇話会
  • [学会発表] 水溶性バイオ分子の変性挙動に新学説提案:『界面吸着変性』に伴うコンフォメーション変化2020

    • 著者名/発表者名
      木村 祐介,藤森 厚裕
    • 学会等名
      第31回埼玉地区懇話会
  • [学会発表] 金属捕集性・含環状部位ポリグアナミン誘導体組織化膜からの金属脱着技術の確立2020

    • 著者名/発表者名
      福士 敬斗,藤森 厚裕
    • 学会等名
      第31回埼玉地区懇話会
  • [学会発表] 有機修飾カーボンナノチューブによる組織分子膜形成と延伸配向高分子系ナノ複合体形成によるミルフィーユ構造形成の試み2020

    • 著者名/発表者名
      安彦 喜寛,平山 周平,藤森 厚裕
    • 学会等名
      第31回埼玉地区懇話会
  • [学会発表] フッ化炭素鎖を含むGemini型ジアミド誘導体の界面分子膜配列2020

    • 著者名/発表者名
      丸山 遥輝,藤森 厚裕
    • 学会等名
      第31回埼玉地区懇話会
  • [学会発表] Creation of interfacial films of organic / inorganic hybrid nanoparticles2019

    • 著者名/発表者名
      H. Machida, T. Ohashi, A. Fujimori
    • 学会等名
      An International Conference on Colloid & Surface Science Celebrating the 70th Anniversary of the Divisional Meeting of Division of Colloid and Surface Chemistry (Okinawa Colloids 2019)
    • 国際学会
  • [学会発表] Fabrication of Organized films of organo-modified needle-like nanoparticles and preparation of its polymer-based nanocomposites2019

    • 著者名/発表者名
      S. Hirayama, T. Hayasaki, Y. Abiko, A. Fujimori
    • 学会等名
      An International Conference on Colloid & Surface Science Celebrating the 70th Anniversary of the Divisional Meeting of Division of Colloid and Surface Chemistry (Okinawa Colloids 2019)
    • 国際学会
  • [学会発表] Formation and structure of organized molecular films of organo-modified single wall carbon nanotubes2019

    • 著者名/発表者名
      Y. Abiko, S. Hirayama, A. Fujimori
    • 学会等名
      An International Conference on Colloid & Surface Science Celebrating the 70th Anniversary of the Divisional Meeting of Division of Colloid and Surface Chemistry (Okinawa Colloids 2019)
    • 国際学会
  • [学会発表] Denaturation control based on Gibbs monolayer behavior of biopolymers2019

    • 著者名/発表者名
      Y. Kimura, A. Fujimori
    • 学会等名
      An International Conference on Colloid & Surface Science Celebrating the 70th Anniversary of the Divisional Meeting of Division of Colloid and Surface Chemistry (Okinawa Colloids 2019)
    • 国際学会
  • [学会発表] Structure and function of organized molecular films of polyguanamine derivatives with metal scavenging properties2019

    • 著者名/発表者名
      K. Fukushi, Y. Shibasaki, A. Fujimori
    • 学会等名
      An International Conference on Colloid & Surface Science Celebrating the 70th Anniversary of the Divisional Meeting of Division of Colloid and Surface Chemistry (Okinawa Colloids 2019)
    • 国際学会
  • [学会発表] Tribological Performance of Organo-Modified Nanodiamonds in Lubricating Oils2019

    • 著者名/発表者名
      A. Tada, T. Yamamoto, T. Nakajima, H. Machida, Y. Shitara, A. Fujimori
    • 学会等名
      ITC (International Tribology Conference) Sendai 2019
    • 国際学会
  • [学会発表] Formation mechanism of filler network structure formed by the electro-hydrodynamic convection2019

    • 著者名/発表者名
      S. Akasaka, M. Niwano, K. Morita, A. Fujimori, S. Asai
    • 学会等名
      33rd Conference of the European Colloid and Interface Society (ECIS)
    • 国際学会
  • [学会発表] フッ化炭素鎖を含むジアミド系チキソトロピー性添加剤分子のナノ繊維構造形成とその機能2019

    • 著者名/発表者名
      丸山 遥輝,白尾 昌也,福士 敬斗,岡野 嶺,佐藤 栄一,矢島 知子,藤森 厚裕
    • 学会等名
      第68回高分子討論会
  • [学会発表] 生体由来高分子群のGibbs単分子膜形成における変性制御2019

    • 著者名/発表者名
      木村 祐介,藤森 厚裕
    • 学会等名
      第68回高分子討論会
  • [学会発表] 金属捕集能を有するポリグアナミン誘導体の組織分子膜における構造と機能2019

    • 著者名/発表者名
      福士 敬斗,芝崎 祐二,藤森 厚裕
    • 学会等名
      第68回高分子討論会
  • [学会発表] 有機修飾カーボンナノチューブによる組織化膜形成と高分子ナノ複合化2019

    • 著者名/発表者名
      安彦 喜寛,平山 周平,藤森 厚裕
    • 学会等名
      第68回高分子討論会
  • [学会発表] 有機修飾針状ナノフィラーを用いた高分子系ナノ複合材の構造と機能2019

    • 著者名/発表者名
      平山 周平,安彦 喜寛,早崎 拓登,藤森 厚裕
    • 学会等名
      第68回高分子討論会
  • [学会発表] 有機/無機ハイブリッドナノ粒子界面膜の創出2019

    • 著者名/発表者名
      町田 大樹,大橋 嵩人,藤森 厚裕
    • 学会等名
      第68回高分子討論会
  • [図書] An Introduction to Aluminosilicates2020

    • 著者名/発表者名
      S. Hirayama, Y. Abiko, A. Fujimori (Chapter 4)
    • 総ページ数
      480
    • 出版者
      Nova Science Publishers
    • ISBN
      978-1-53617-250-8
  • [図書] カーボンナノチューブの表面処理・分散技術と複合化事例2019

    • 著者名/発表者名
      平山周平,藤森厚裕 (第6章 5節)
    • 総ページ数
      456
    • 出版者
      技術情報協会
    • ISBN
      978-4-86104-772-5
  • [図書] Advances in Materials Science Research, volume 392019

    • 著者名/発表者名
      Y. Abiko, S. Hirayama, A. Fujimori (Chapter 3)
    • 総ページ数
      228
    • 出版者
      Nova Science Publishers
    • ISBN
      978-1-53616-176-2
  • [図書] Novel Aspects of Diamond (2nd Edition)2019

    • 著者名/発表者名
      T. Yunoki, A. Fujimori
    • 総ページ数
      507
    • 出版者
      Springer
    • ISBN
      978-3-03012-468-7 (Chapter 13)
  • [産業財産権] 潤滑剤組成物2019

    • 発明者名
      中島達貴,設楽裕治,多田亜喜良,山本拓海,藤森厚裕
    • 権利者名
      中島達貴,設楽裕治,多田亜喜良,山本拓海,藤森厚裕
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2019-085422
  • [産業財産権] 潤滑剤組成物2019

    • 発明者名
      中島達貴,設楽裕治,多田亜喜良,山本拓海,藤森厚裕
    • 権利者名
      中島達貴,設楽裕治,多田亜喜良,山本拓海,藤森厚裕
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2019-085425

URL: 

公開日: 2021-01-27  

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