| 研究課題/領域番号 |
17K06834
|
|---|
| 研究機関 | 地方独立行政法人大阪産業技術研究所 |
|---|
研究代表者 |
小林 靖之 地方独立行政法人大阪産業技術研究所, 森之宮センター, 研究主任 (00416330)
|
|---|
| 研究分担者 |
池田 慎吾 地方独立行政法人大阪産業技術研究所, 森之宮センター, 研究員 (60511152)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
|
| キーワード | ナノ粒子 / 自己集積 / 超撥水 / 超親水 |
|---|
| 研究実績の概要 |
ナノメートルオーダーの粒子径をもつ金属酸化物粒子の自己集積化を利用して，ガラスや高分子フィルム基板上へ微細凹凸構造を有する透明な超親水・親水性表面の構築について検討した。
本年度は，粒子径の揃ったセリアナノ粒子およびナノ粒子集合体の合成プロセスについて，詳細な検討をおこなった。セリアナノ粒子の形状，大きさは出発原料であるセリウム塩の種類，濃度，浴温度などの合成条件が大きく影響することがわかった。塩化セリウム水溶液を出発原料とすることで，界面活性剤などの有機保護基を使用することなく，水溶媒に分散したセリアナノ粒子集合体を合成することに成功した。得られたセリアナノ粒子は，X線回折，光散乱粒度分布計，ゼータ電位計，BET表面積測定により評価した。また，微細構造観察は， FE-TEMによりおこなった。
ナノ粒子集合体をガラス基板上へ固定し，フッ素系自己組織化単分子膜で撥水化処理をおこなった。自己集積化させた２次粒子の大きさは，透明性を確保するためには100nm以下にする必要があることがわかった。一方，超撥水領域を実現する表面構造を構築するためには，表面の粒子の分散状態と凹凸高さが重要な因子であり，少なくとも50nm以上の粒子サイズが必要であることがわかった。この知見に基づき，金属酸化物粒子の合成法を検討した結果，１次粒子が数nm，２次粒子径が50～100nmの単分散粒子集合体を合成する技術を確立することができた。撥水特性については，現在のところ水の接触角135°程度の透明コーティングが得られており，本結果はきわめて興味深い。
|
| 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
本研究では，透明性を確保しつつ超撥水・親水表面を実現することが特徴であり，そのためには酸化物粒子の粒子径，均一性を簡便にコントロールする技術が必要であると考える。本年度は，粒子の合成条件の各種パラメーター（金属塩の種類・濃度），温度，反応時間を最適化することで，構造を制御した金属酸化物粒子を作製できることが明らかとなり，今後の展開が大いに期待できる。
|
| 今後の研究の推進方策 |
実用的な透明で超撥水，超親水表面の実現に向けて，以下の（1）～（4）の項目に従って詳細に検討を行う。
（１）種々の粒子サイズの粒子集合体を用いた表面構造構築に関する検討；（２）超撥水表面と表面あらさ・凹凸構造との相関に関する検討；（３）長鎖アルキル基を持つ自己組織化膜を用いた撥水化技術に関する検討；（４）実用的なコーティングへの観点から，基板表面への粒子の固定化技術の検討
これらの検討項目は，平成29年度の研究成果に基づいて行われる研究計画であり，研究のスムーズな展開が期待できる。
|
| 次年度使用額が生じた理由 |
平成29年度に購入予定の装置を購入する必要がなくなったため
|
