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2020 年度 実施状況報告書

放射線照射反応場を利用した樹脂基材表面への貴金属ナノ粒子の直接担持法の研究

研究課題

研究課題/領域番号 20K05382
研究機関大阪大学

研究代表者

清野 智史  大阪大学, 工学研究科, 准教授 (90432517)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
キーワードナノ粒子 / 樹脂 / 貴金属 / 放射線 / めっき / 抗菌 / 抗ウイルス
研究実績の概要

樹脂基材のモデルとしてABS樹脂板を使用し、Pdナノ粒子およびAgナノ粒子の固定化を行った。それぞれの金属イオン溶液に樹脂板を含浸した状態で、放射線(加速器電子線もしくはコバルト60ガンマ線)を照射した。放射線照射により誘起される化学反応により、金属イオンの還元反応と樹脂表面の改質反応が同時進行することで、樹脂表面に貴金属ナノ粒子が固定化される。照射後、超音波洗浄機を用いて水洗し、貴金属ナノ粒子が担持した樹脂板を得た。SEM観察により、PdもしくはAgナノ粒子が樹脂板表面に担持していることを確認した。また両貴金属を比較した場合、AgよりもPdの方が担持量が多いことが分かった。実験パラメータの一つとして、ラジカル補足剤として添加する2-propanolの濃度を変化させたところ、興味深い結果が得られた。2-propanol濃度が一定程度含まれている実験系では、Pdは金属状態で析出していた。一方、2-propanolが含まれていない場合、Pdはカルボキシル基に配位した状態で存在する可能性が高いことが、XPS解析により示された。ラジカル補足剤が不在の場合、放射線照射により生成するOHラジカルがABS表面を改質することで官能基が生成し、Pdを固定化したものと考えられる。Pd担持樹脂板を無電解めっき試験に供したところ、良好なめっき膜が析出し、また非常に高い密着強度が得ることに成功した。比較対象としてPPS板を適用したところ、めっき膜は析出するものの、密着強度が低いことが分かった。放射線照射により誘起される表面改質反応は樹脂基材によって異なることから、貴金属ナノ粒子の固定化状態にも強く影響を及ぼすものと考えられる。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

新型コロナウイルスの感染拡大にともなう緊急事態宣言により、研究を実施できない期間があったものの、当初予定していた研究計画を達成することが出来ている。

今後の研究の推進方策

当初の計画通り研究を遂行する。樹脂基材として、PP・PS・PETへの展開を試みる。またPd以外の貴金属種としてAgを対象とし、抗菌性能や抗ウイルス性能の付与を試みる。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2021 2020

すべて 学会発表 (3件) 図書 (1件)

  • [学会発表] 放射線を利用した樹脂板の表面改質およびPdナノ粒子固定化の同時プロセスの開発2021

    • 著者名/発表者名
      上垣直人、清野智史、石黒文康、大久保雄司、藤枝俊、中川貴、山本孝夫
    • 学会等名
      日本化学会 第101春季年会
  • [学会発表] 放射線を利用したナノ粒子合成技術とその応用2020

    • 著者名/発表者名
      清野智史
    • 学会等名
      大阪大学大学院工学研究科 テクノアリーナ「元素戦略・分子戦略工学」領域 第1回フォーラム
  • [学会発表] 放射線を利用したナノ粒子合成技術とその応用2020

    • 著者名/発表者名
      清野智史
    • 学会等名
      電気三学会関西支部 学生のための講演会
  • [図書] 金属ナノ粒子の合成/構造制御とペースト化および最新応用展開2020

    • 著者名/発表者名
      清野智史(分担執筆)
    • 総ページ数
      368
    • 出版者
      (株)R&D支援センター
    • ISBN
      978-4-905507-48-2

URL: 

公開日: 2021-12-27  

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