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本研究では、ポリイミド（PI）の前駆体であるポリアミック酸（PAA）をカーボンナノチューブ（CNT）に被覆したPAA被覆CNT粒子を再沈殿法により作製し、その被覆粒子を溶媒中に分散させたPAA/CNT分散液を作製した。PAA/CNT分散液をスピンコート法により成膜した後に溶媒を揮発させ、加熱してイミド化させることで超高濃度かつ良分散状態のCNT複合PI薄膜を作製した。粒子内部までCNTが均一に分散したPAA被覆CNT粒子を用いることで、CNTの再凝集を抑制し、良分散状態を維持しながら20wt%のCNTを複合化させることに成功した。さらに、CNT複合PI薄膜のエッチング条件の最適化を行い、薄膜引張試験片を作製するとともに、独自開発した薄膜引張試験装置を用いてCNT複合PI薄膜の機械的特性を評価した。
最終年度となる2021年度、超高濃度のCNTを複合化したPI薄膜を感湿膜とする抵抗変化型湿度センサを作製した。超高濃度かつ良分散状態のCNT複合PI薄膜の作製技術を湿度センサの感湿膜作製に援用し、CNT複合化による抵抗値の低下を抑制し、かつ線形性を向上させることでセンサ感度の向上を図ることを目的とし、CNT複合PI薄膜製湿度センサの作製および性能評価を行った。湿度センサの性能を評価した結果、センサ感度の向上に対しては櫛歯電極の形状より感湿膜のCNT含有量の影響が大きいことを示した。さらに、感湿膜の吸湿状態によりインピーダンス変化率に大きな違いが見られたことから、湿度センサの電極や感湿膜の構造を改良することでセンサ感度を向上できる可能性を示した。
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