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本研究では、ナノ粒子を含む分散液表面に超音波エネルギを集中させることにより、液表面に微小液柱を形成させて、その先端をペン先として基板表面を走査することにより、ナノ粒子集合体から形成される構造体を創製するとともに、ナノ粒子の有する融点降下を利用して、これを低温で加熱することにより、所望のナノ構造体を創製することを目的としている。
そこで平成18年度は、ナノ粒子を含む分散液容器、超音波発振部、波形発生器からなる液柱形成装置と、基板固定部、観察用のCCDカメラからなるシステムの設計を行なうとともに、その試作を行った。分散液容器は、ナノ粒子を分散させた溶媒が使用可能なものとした。また、超音波の波形と出力を検出できるようにすることで、これらの因子が液柱形成に及ぼす影響を検討できるようにした。さらに、液体容器と超音波振動子との間の伝達媒体、分散液容器の材質による超音波インピーダンスミスマッチングなどが液柱形成に及ぼす影響についても実験可能な装置構造とした。
この装置を用いて、分散液として汎用されているシリカナノ粒子の水系分散液を用い、粒子サイズ、固体濃度、ゼータ電位などの特性が形成される液柱構造に及ぼす影響を検討することにより、液中の先端が微細で安定して存在する条件の探索を試みた。その結果、それぞれの因子が、液柱の形状と安定性に及ぼす影響を定性的に明らかにした。
なお、本研究の実施に当たっては、研究代表者の内藤牧男が装置の設計、試作を行うとともに、基礎的な液柱形成に関する実験を行った。また、野城清が研究分担者として、基板の表面特性に関する評価を行なった。
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