| 研究課題/領域番号 |
18K04696
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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 |
中村 淳 長岡技術科学大学, 工学部, 客員教授 (90725649)
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| 研究分担者 |
小松 啓志 長岡技術科学大学, 工学研究科, 助教 (70721231)
斉藤 秀俊 長岡技術科学大学, 工学研究科, 教授 (80250984)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| キーワード | 酸化物 / 中空ビーズ / 納豆 / スピンコート / EDTA |
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| 研究実績の概要 |
酸化物納豆型構造体とは、粒径が数マイクロメートルの酸化物粒子間を太さが数百ナノメートルの酸化物繊維で接続された構造体である。具体にはEr3+をキレートしたエチレンジアミン四酢酸(EDTA)錯体水溶液中にY2O3:Eu粒子を分散させたスラリーをスピンコート法により塗布、焼成し局所的にY2O3:Eu粒子間をEDTA錯体水溶液由来のEr2O3繊維で接続している。
EDTA-Er-NH4繊維の形成には、接続される酸化物粒子の粒径が影響を及ぼすと考えられる。2019年度では異なる粒径のSiO2ガラス粉末をEDTA-Er-Hアンモニア水溶液中に分散させたスラリーをスピンコート法により異なる回転速度でSi基板上に塗布、焼成し得られた堆積物の組成、形態を調査した。
15 wt%EDTA-Er-Hアンモニア水溶液中に粒径の異なるSiO2ガラス粉末（SO-C2(D50径:1.1 μm)、SO-C4(D50径:2.0 μm)、SO-C6(D50径:2.7 μm）を33.3wt%の濃度で分散させスラリーを作製した。スピンコーターを用いて回転速度を16.7 s-1とし、回転中にSi(100)単結晶基板(50×50×1 mm3)上にスラリーを1滴ずつ0.3 cm3滴下することで、スラリーを基板上に拡散させて塗布した。スラリーを塗布した後、直ちに高速昇温電気炉を用いて大気雰囲気下で873 Kまで加熱して14400 s焼成を行い、焼成後室温まで自然冷却し試料を作製した。
D50径2.0μmで作製した試料では納豆型構造体が確認された。一方、D50径1.1、2.7 μmで作製した試料では納豆型構造体は観察されず、粒子表面に被膜が形成した構造が観察された。EDTA-Er-NH4繊維の形成には、接続される酸化物粒子の粒径が影響を及ぼすことがわかった。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
1: 当初の計画以上に進展している
理由
当初のY2O3中空ビーズ以外にシリカビーズを使って納豆型構造体を合成しても得られることが分かった。ビーズの材料によらず、適切なビーズ径を与えることで納豆型構造が得られることが判明した。
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| 今後の研究の推進方策 |
再現性がよく、しかも実用化レベルに達する納豆型構造を創製し、触媒や蛍光などの応用に展開したい。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
SARS-Cov-2感染によるCOVID-19予防のため、国内外の学会発表が取り消しになったため、旅費を使用しなかったため、当該助成金が生じた。翌年度には学会発表が国内外で開催されると思われ、そういった旅費に主に使用する予定である。
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