外部場誘起構造変化を利用した無機-有機ハイブリッドゲル膜の表面高機能化

2009 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 20360298
• 研究機関: 豊橋技術科学大学
• 研究代表者: 松田 厚範 豊橋技術科学大学, 工学部, 教授 (70295723)
• 研究分担者: 逆井 基次 豊橋技術科学大学, 工学部, 教授 (50124730) ; 武藤 浩行 国立高等専門学校機構久留米工業高等専門学校, 材料工学科, 准教授 (20293756) ; 小暮 敏博 国立大学法人東京大学, 理学系研究科, 准教授 (50282728) ; 打越 哲郎 独立行政法人物質・材料機構, 微粒子グループ, 主幹研究員 (90354216) ; 片桐 清文 国立大学法人名古屋大学, 工学研究科, 助教 (30432248) ; 河村 剛 豊橋技術科学大学, 工学部, 助教 (10548192)
• キーワード: 無機-有機ハイブリッド / 外部場 / 温水処理 / 酸化チタン / 紫外光照射 / 親水-撥水 / 光触媒 / 光記録

研究概要

【液相からの機能性酸化物薄膜の作製とキャラクタリゼーション】
ZrO_2ゲル膜が、塩基性の温水に浸漬することによって、低温で結晶化することを見出している。水酸化ナトリウム水溶液による温水処理によって正方晶ZrO_2が優先的に析出することがわかった。機能発現を目指して、ZrO_2へのNbおよびBaの添加に関する検討を開始した。また、ZnOおよびWO_3ゲル膜に対しても温水処理が有効な低温結晶化手法であることを確認した。
【ハイブリッド膜の圧子力学-マイクロパターニングへの適用】
インデンテーション過程において、荷重と変位と接触投影面積をその場観察できる「顕微インデンター」を開発し、ゾルーゲルハイブリッド膜を始め様々な材料の基礎データを収集した。また、マイクロパターニングへの応用を目指して、フェニル基とメチル基を有する無機有機ハイブリッドゲル膜の力学物性とインプリント特性の関係について調べ、フェニル基含量が増大するほど室温インプリント特性が向上することがわかった。
【ゾルーゲル法による光感応性無機-有機複合体膜の作製と機能性評価】
青色光に感度を有するAg/AgX-RSiO_<3/2>-TiO_2系ハイブリッドゲル膜を作製し、二光束干渉露光法によるホログラム記録に成功した。また、ハロゲンに塩素(Cl)を選択し、TiO_2含量を増大させることで青色光照射と熱処理によって、可逆的に光学物性が変化することを見出した。さらに、芳香族色素を含む無機有機ハイブリッドの作製と特性評価を開始した。

研究成果

• [雑誌論文] Tunable UV-Responsive Organic-Inorganic Hybrid Capsules (2009)
  • 著者名/発表者名: K.Katagiri, K.Komoto, S.Iseya, M.Sakai, A.Matsuda, F.Caruso
  • 雑誌名: Chemistry of Materials 21[2] ページ: 195-197
  • 査読あり
• [雑誌論文] Formation Mechanism of Titania Nanosheet Crystallites on Silica-Titania Gel Films by Vibration Hot-Water Treatment, 161[1-3] 170-174 (2009) (2009)
  • 著者名/発表者名: N.Prastomo, Y.Daiko, T.Kogure, H.Muto, M.Sakai, A.Matsuda
  • 雑誌名: Materials Science and Engineering B 161[1-3] ページ: 170-174
  • 査読あり
• [雑誌論文] Instrumented Indentation Microscope Applied to the Elastoplastic Indentation Contact Mechanics of Coating/Substrate Composites (2009)
  • 著者名/発表者名: N.Hakiri, A.Matsuda, M.Sakai
  • 雑誌名: Journal of Materials Research 24[6] ページ: 1950-1959
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electrophoretic Deposition of Surface-Modified Titanate Nanosheets via Layer-by-Layer Assembly and Deposited Film Properties
  • 著者名/発表者名: A.Matsuda, T.Kambayashi, Y.Daiko, H.Muto, M.Sakai
  • 雑誌名: Journal of the European Ceramic Society (In press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis and Characterization of Polyaniline-Camphorsulphonic acid Nanotube Films
  • 著者名/発表者名: M.M.Ayad, A.Matsuda, Niki Prastomo
  • 雑誌名: Materials Letters (In press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Sensing of Silver Ions by Nanotubular Polyaniline Film Deposited on Quartz-Crystal in a Microbalance
  • 著者名/発表者名: M.M.Ayad, Niki Prostomo, A.Matsuda, J.Stejskal
  • 雑誌名: Synthetic Metals (In press)
  • 査読あり
• [学会発表] Preparation of Silver Halide-Doped Silsesquioxane-Titania Hybrid Films and Holografic Fringe Formation (2009)
  • 著者名/発表者名: 河村剛・佐藤静・武藤浩行・逆井基次・新井亮・池田順一・林攀梅・渡邉健次郎・井上光輝・松田厚範
  • 学会等名: International Workshop Workshop on Holographic Memories & Display 2009 (IWHM & D 2009)
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20091203-20091204
• [学会発表] シリカナノ粒子/フッ素系高分子電解質からなる交互積層膜の撥水性と水中撥油性 (2009)
  • 著者名/発表者名: 江間友幸・河村剛・大幸裕介・武藤浩行・逆井基次・松田厚範
  • 学会等名: 第50回ガラスおよびフォトニクス材料討論会
  • 発表場所: 愛媛
  • 年月日: 20091029-20091030
• [学会発表] 臭化銀含有無機-有機ハイブリッド膜の作製と青色レーザー干渉露光によるホログラム形成能 (2009)
  • 著者名/発表者名: 河村剛・佐藤静・武藤浩行・逆井基次・Pang Boey Lim・渡邉健次郎・井上光輝・松田厚範
  • 学会等名: 日本セラミックス協会第22回秋季シンポジウム
  • 発表場所: 愛媛
  • 年月日: 20090916-20090918
• [学会発表] 銀含有オルガノシルセスキオキサン-チタニア系ハイブリッド膜へのホログラム形成 (2009)
  • 著者名/発表者名: 佐藤静, 河村剛, 武藤浩行, 逆井基次, 新井亮, 池田順一, 林攀梅, 渡邉健次郎, 井上光輝, 松田厚範
  • 学会等名: 日本ゾル-ゲル学会第7回討論会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 20090730-20090731
• [学会発表] Formation and Stabilization of Tetragonal Phase in Sol-Gel Derived ZrO_2 Treated with Base-Hot-Water (2009)
  • 著者名/発表者名: N.Prastomo, H.Muto, M.Sakai, A.Matsuda
  • 学会等名: The 3rd International Conference on Science and Technology for Advanced Ceramics (STAC3)
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 20090616-20090618
• [学会発表] Low Temperature Crystallization of High Surface Area Sol-Gel Derived Zirconia Nanoparticles by Base-Hot-Water Treatment (2009)
  • 著者名/発表者名: N.Prastomo, H.Muto, M.Sakai, A.Matsuda
  • 学会等名: The 4th International Conference on Recent Advances in Materials, Minerals & Environment and 2nd Asian Symposium on Materials & Processing (RAMM & ASMP '09)
  • 発表場所: Penang, Malaysia
  • 年月日: 20090601-20090603
• [学会発表] 有機・無機ハイブリッド : コンセプト、作製方法、研究動向 (2009)
  • 著者名/発表者名: 松田厚範
  • 学会等名: 第56回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: つくば
  • 年月日: 20090330-20090402
• [学会発表] AgX分散オルガノシルセスキオキサン-チタニア系膜の作製と青色レーザによるホログラム形成 (2009)
  • 著者名/発表者名: 鶴見裕貴・佐藤静・河村剛・武藤浩行・逆井基次・新井亮・池田順一・林攀梅・渡邉健次郎・井上光輝・松田厚範
  • 学会等名: 日本セラミックス協会東海支部学術研究発表会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2009-11-28
• [学会発表] 温水処理および電気泳動堆積法による機能性チタニア積層厚膜の低温合成と色素増感太陽電池への応用 (2009)
  • 著者名/発表者名: アリフモハマド・プラストモニキ・河村剛・濱上寿一・逆井基次・松田厚範
  • 学会等名: 日本セラミックス協会東海支部学術研究発表会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2009-11-28
• [学会発表] ゾル-ゲル法と交互積層法による有機/無機ハイブリッドの設計・合成・応用 (2009)
  • 著者名/発表者名: 松田厚範
  • 学会等名: 09-3ポリマーフロンティア21
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2009-09-04
• [図書] ゾル-ゲル法によるガラスのハイブリッド化技術in「ガラスの加工技術と製品応用」 (2009)
  • 著者名/発表者名: 松田厚範(分担)
  • 総ページ数: 601
  • 出版者: 情報機構
• [図書] Micropatterning and Indentation Contact Rheology of Sol-Gel Derived Hybrid Coatings in "Handbook of Nanoceramics and Their Based Nanodevices" (2009)
  • 著者名/発表者名: A.Matsuda, M.Sakai(分担)
  • 総ページ数: 3500
  • 出版者: American Scientific Publishers
• [備考]
  • URL: http://material.tutms.tut.ac.jp/STAFF/MATSUDA/index.html.ja
• [産業財産権] 書換可能ホログラム記録媒体及びその製造方法 (2009)
  • 発明者名: 河村剛・鶴見裕貴・逆井基次・林攀梅・井上光輝・松田厚範・池田順一・新井亮
  • 権利者名: 豊橋技術科学大学
  • 産業財産権番号: 特許,特願2009-270037
  • 出願年月日: 2009-11-27