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2008 年度 実績報告書

自己支持性を有する機能性ナノ薄膜の創製とその機能

研究課題

研究課題/領域番号 19710105
研究機関独立行政法人理化学研究所

研究代表者

渡邊 宏臣  独立行政法人理化学研究所, 次世代ナノパターニング研究チーム, 研究員 (30373385)

キーワードナノ薄膜 / 有機無機ハイブリッド / 自己支持性 / フォトニック効果
研究概要

本研究は、"自己支持性"を有する機能性ナノ薄膜の作製、1およびそのナノ材料としての応用展開、を目的としている。自己支持性(基板を取り除いてもその形態を保つことができること)を有し、かつ膜厚が数ナノ〜数十ナノメートルである超薄膜、すなわち"ナノメンブレン"は、次世代のグリーンプロセスを支える分離プロセスに大きく寄与するものと考えられており、またマイクロ化学プロセスやMEMSに不可欠な機能要素としても重要な役割を果たすことが期待されている。
二年目である今年度は、昨年に引き続き、本コンセプトの基盤となる「創製技術の確立」を行うと同時に、それを基にした「機能性ナノメンブレンの創製」を行った。これまでは熱硬化性樹脂やラジカル重合性樹脂などの有機材料のみを用いてナノメンブレンを創製していたが、これを無機材料とのハイブリッド化することにより、有機の持つ柔軟さと無機の持つ丈夫さが合わさった強靱なナノ薄膜が創製された。具体的には、エポキシオリゴマーとアミノ基を有したシランカップリング剤からハイブリッド型ナノ薄膜を創製した。このナノ薄膜は、従来のエポキシ単独のナノ薄膜に較べて、3倍の極限引っ張り強度および10倍以上の極限伸びが得られた。
機能化について幾つかの展開を試みたが、この中でユニークなものの一つが、規則的に凹凸や穴のある自己支持性ナノ薄膜である。これは、ナノ薄膜の創製技術とリソグラフィー手法を組み合わせることに得た。具体的正は、光リソグラフィーによりピラー型のパターンを形成し、その表面を鋳型としてナノ薄膜の創製を行った。ピラーパターンの有する1μm程度の規則的な周期構造は、ナノ薄膜でも観察され、そのフォトテック効果による顕著な構造色は、他基板へと張り替えても保持された。この研究は、学術的には形による機能性付与という点で、工業的には張り替え可能なフォトニックフイルムという点で興味深い。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2009 2008

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] Giant Nanomembrane of Covalently-Hybridized Epoxy Resin and Silica2009

    • 著者名/発表者名
      Hirohmi Watanabe, Emi Muto, Takuya Ohzono, Aiko Nakao and Toyoki Kunitake
    • 雑誌名

      Journal of Materials Chemistry (in press)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spatial Disposition of Dye Molecules within Metal Oxide Nanotubes2008

    • 著者名/発表者名
      Hirohmi Watanabe and Toyoki Kunitake
    • 雑誌名

      Chemistry of Materials 20

      ページ: 4998-5004

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fabrication of Large Nanomembranes by Radical Polymerization of Multifunctional Acrylate Monomers2008

    • 著者名/発表者名
      Hirohmi Watanabe, Takuya Ohzono and Toyoki Kunitake
    • 雑誌名

      Polymer Journal 40

      ページ: 379-382

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 巨大ナノ膜の進歩2008

    • 著者名/発表者名
      渡邊宏臣, 國武豊喜
    • 雑誌名

      膜 33

      ページ: 130-138

    • 査読あり
  • [図書] Giant Free-standing Nanomembrane, Handbook of Nanophysics2009

    • 著者名/発表者名
      Hirohmi Watanabe and Toyoki Kunitake
    • 総ページ数
      30
    • 出版者
      Taylor & Francis(UK)
  • [図書] ノの厚みとマクロな面積を併せ持つ巨大ナノ薄膜, 超分子サイエンス2009

    • 著者名/発表者名
      渡邊宏臣
    • 総ページ数
      6
    • 出版者
      エヌ・ティーエス出版

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公開日: 2010-06-11   更新日: 2016-04-21  

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