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2008 年度 実績報告書

テラヘルツ分光によるポリマーナノコンポジットの優れた誘電特性出現機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 19656083
研究機関早稲田大学

研究代表者

大木 義路  早稲田大学, 理工学術院, 教授 (70103611)

キーワード誘電体 / 有機物 / ポリマーナノコンポジット / テラヘルツ時間領域分光 / 複素誘電率 / 誘電損率 / 誘電・絶縁特性
研究概要

ポリマーナノコンポジットの優れた誘電・絶縁特性はポリマーマトリクスとナノフィラーとの界面にあると考えられている。そこで、我々は分子の振動、あるいは分子間相互作用の解析に用いられているテラヘルツ領域に注目し、ポリマーナノコンポジットの良好な物性の発現機構を解明する一助として、ポリアミドナノコンポジットに対してテラヘルツ時間領域分光(THz-TDS)測定を行った。
2THzと3THz付近において初めて誘電分散を観測した。2THz付近の誘電分散について、その誘電損率がポリアミドのアルファ型結晶に起因するX線回折強度と正に相関し、THz電界と試料延伸方向が平行であるとき最大となることから、この分散がアルファ型結晶内の分子鎖と平行方向の分子振動に由来すると推測した。また、3THz付近に誘電損率ピークを持つ誘電分散は、THz電界と試料延伸方向が垂直であるとき最大となることから、分子鎖と垂直方向の分子振動に起因すると推測した。さらに、この3THzの誘電損率のピークがNC化により低周波数側にシフトすることを見出し、これはナノフィラー添加によりポリマー/ナノフィラー間に生じる強い相互作用が分子振動を抑制するためであると推測した。
THz分光は、最近可能となった斬新な計測法であり、これを高分子の誘電特性の解明に用いた研究例は極めて少ない。分光強度のTHz偏光角依存性等を用いた上記解析は、多くの高分子とそのNCに適用しうる重要で新しい手法と考えている。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2009 2008

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (4件)

  • [雑誌論文] Terahertz Time-domain Spectroscopic Analysis of Molecular Behavior in Polyamide Nanocomposites2008

    • 著者名/発表者名
      Y. Ohki, M. Okada, N. Fuse, K. Iwai. M. Mizuno, K. Fukunaga
    • 雑誌名

      Applied Physios Express 1

      ページ: 122401-1-122401-3

    • 査読あり
  • [学会発表] いくつかの高分子絶縁フィルムのテラヘルツ分光2009

    • 著者名/発表者名
      大木義路, 竹村佳高, 布施則一, 水野麻弥, 福永香
    • 学会等名
      電気学会誘電・絶縁材料研究会
    • 発表場所
      秋田
    • 年月日
      2009-01-23
  • [学会発表] Terahertz Spectroscopy as a New Analyzing Tool for Dielectric Properties of Various Insulating Materials2008

    • 著者名/発表者名
      Y. Ohki, M. Okada. N. Fuse, K. Iwai. M. Mizuno, K. Fukunaga
    • 学会等名
      Conference on Electrical Insulation and Dielectric Phenomena
    • 発表場所
      Quebec City, Canada
    • 年月日
      20081000
  • [学会発表] Terahertz Dielectric Relaxation Spectroscopy in Polyamide Nanocomposite2008

    • 著者名/発表者名
      K. Iwai, M. Okada, N. Fuse, Y. Ohki, K. Fukunaga, M. Mizuno
    • 学会等名
      The 2008 International Symposium on Electrical Insulating Materials
    • 発表場所
      Yokkaichi, Japan
    • 年月日
      20080900
  • [学会発表] テラヘルツ領域でのL型ポリ乳酸の誘電分散に与える結晶化度の影響2008

    • 著者名/発表者名
      竹村佳高, 布施則一, 大木義路, 水野麻弥, 福永香
    • 学会等名
      2008年放電学会年次大会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2008-11-15

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公開日: 2010-06-11   更新日: 2016-04-21  

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