| 研究課題/領域番号 |
18K05286
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| 研究機関 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 |
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研究代表者 |
木嶋 倫人 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 主任研究員 (50356870)
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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 | マイクロ波 / ナノ酸化物 / コーティング |
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| 研究実績の概要 |
本研究の最終ゴールは、マイクロ波の選択加熱効果を用いて、プラスチック等の低融点基板にダメージを与えずに酸化物層をコーティングする技術を確立し、様々なエネルギー・環境材料、電子デバイス材料開発に応用することである。本年度は、昨年度に引き続き、コーティング溶液に含有させる各種酸化物ナノ材料（サーモクロミック材料、透明導電体材料、電池材料）の合成とコーティング溶液の調整を中心に実験を行い、予備的検討として通常加熱による製膜実験を行った。
サーモクロミック材料の合成では、昨年度、ルチル型構造を有する粒子径約20nmのVO2ナノ結晶を液相中で一段合成する方法を確立した。本年度は、V1-xWxO2ナノ結晶の液相合成に成功し、W置換量の制御により構造相転移の温度を制御することを可能にした。これにより室温付近での応用が可能になった。透明導電体材料および電池材料の合成では、昨年度合成したITO（Tin-doped In2O3）ナノ結晶およびFe2O3ナノ結晶について、通常加熱法とマイクロ波加熱法の比較実験を行うことにより、マイクロ波加熱の効果について検証し、マイクロ波加熱の優位性を明らかにした。
今年度は、ナノ粒子含有コーティング溶液の開発も開始した。ナノ粒子を高分散させたナノインクを調整するためにビーズミルを用いたナノ分散技術の検討を行った。得られたコーティング溶液をパイレックスおよび石英基板上にスピンコートし、通常加熱法にて製膜可能であることの見通しを得た。さらには、PET基材上にナノ粒子を複合化させる技術、マイクロ波加熱により液相中で酸化物ナノ粒子表面に異種酸化物をコーティングする技術の検討を行い、液中コーティングの可能性を見出した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
コーティング溶液に含有させる各種酸化物ナノ材料の合成については、サーモクロミック材料、透明導電体材料、蓄電池材料、燃料電池材料として応用可能な各種ナノ材料の合成実験を継続的に行い、学会発表につながる成果が得られた。また、当初の計画にはなかったが、ビーズミルを用いたナノ粒子のナノ分散技術の検討も行い、ナノ材料含有コーティング溶液の調製については実験技術上の進展があり、今後に繋がる結果が得られた。
一方、シングルモードで薄膜を加熱するために、マイクロ波照射装置の購入を検討していたが、メーカー側の部品調達の問題からキャンセルになり、年度内に導入することができなかった。さらには、年度終盤には、新型コロナウイルスの感染拡大の影響があり、実験の制限や学会発表の中止など、想定外の状況になった。このため、当初の計画よりは、やや遅れている。
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| 今後の研究の推進方策 |
本年度までに合成されたナノ酸化物材料については、追加のマイクロ波合成実験と物性・構造評価を行い、知財化と報文化を行う。今年度に引き続き、ナノ材料含有コーティング溶液の調製を行い、基板上へのスピンコートと通常およびマイクロ波加熱による薄膜化を検討する。薄膜加熱に適したマイクロ波加熱装置の検討も行う。本年度、液中でのマイクロ波コーティングの可能性を見出したので、次年度では、系統的な実験を進める計画である。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
マイクロ波照射装置の購入を検討していたが、メーカー側の部品調達の問題から年度内の導入ができなかった。また、新型コロナウイルスの感染拡大の影響により、国内旅費の使用ができなかった。未使用額は、翌年の助成金と合わせて主に備品購入費に充当する予定である。
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