2021 年度研究成果報告書

耐熱・難燃性を備え柔軟なエアロゲル繊維の創出とエアロゲル化可能な高分子構造の解明

研究課題

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研究課題/領域番号	19K05611
研究種目	基盤研究(C)
配分区分	基金
応募区分	一般
審査区分	小区分35020:高分子材料関連
研究機関	福井大学
研究代表者	廣垣和正福井大学, 学術研究院工学系部門, 准教授 (00512740)
研究期間 (年度)	2019-04-01 – 2022-03-31
キーワード	エアロゲル / 超臨界乾燥 / アラミド / 多孔質 / 柔軟性 / 断熱性 / 低密度 / 湿式紡糸
研究成果の概要	耐熱・難燃性を備えたパラ系アラミド繊維を原料に柔軟なナノ多孔体であるエアロゲル繊維の調製に成功した。この過程でエアロゲル化に可能な高分子構造として、剛直で直線性が高く、分子間相互作用が強いものが適するが、高品質なエアロゲルを得るには分子間相互作用を調整する必要があること見出した。エアロゲル繊維は、空隙率90%を超え直径20 nm程度のピラーと10 nm程度細孔からなり、3 cN/dtexと衣料用ポリエステル繊維に迫る強度を示した。120℃のホットプレート上で繊維を1層（1本の繊維を重ならないように並べて面を形成：厚み約100μm）介すると氷の融解を抑えられるなど、高い断熱性も有した。
自由記述の分野	繊維・高分子材料、染色化学、コロイド化学
研究成果の学術的意義や社会的意義	本研究により、エアロゲル化に適した高分子を設計することができ、従来にない高性能なエアロゲルや、種々の特性・機能を持つエアロゲルの創造に繋がる。一方で、堅く柔軟で耐熱性や難燃性を持つエアロゲル繊維が創出されたことで、従来のエアロゲルでは脆さや易燃性から困難であった用途に使用でき、エアロゲルの特徴を活かした高性能な基礎材料として、科学技術発展に寄与する。