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2020 年度 実施状況報告書

銀原子の流動によるパーコレーション構造形成と伸縮性導電材料の製法革新

研究課題

研究課題/領域番号 20K21127
研究機関京都工芸繊維大学

研究代表者

中西 英行  京都工芸繊維大学, 材料化学系, 教授 (20619655)

研究期間 (年度) 2020-07-30 – 2023-03-31
キーワード伸縮性導体
研究実績の概要

研究目的と研究実施計画に沿って、銀ナノ粒子を用いて、電気伝導性の銀の構造体をエラストマーの内部に発達させる方法を試行錯誤によって検討した。エラストマーを膨潤させて内部に銀ナノ粒子を浸透させるために、まず始めに、銀ナノ粒子が安定に分散した状態を維持できる温度、かつ、エラストマーが膨潤する溶媒などの、材料の加工の目的を満たしうる条件の選定を行った。次に、銀ナノ粒子が不安定化し、融解する温度や、溶媒などのその他の条件について、同様に検討を行った。試行錯誤で得られた最適な条件を組み合わせ、エラストマーの内部に銀ナノ粒子を浸透させた後に、環境を変化させて、銀ナノ粒子を不安定化させ、エラストマー内部で銀ナノ粒子を融解させた。なお、銀ナノ粒子の融解は、走査型電子顕微鏡を用いた試料の断面観察や、広角X線回折における回折線幅の広がりから確認することができた。試料作製後、エラストマーを溶媒で溶かし、残った銀を硝酸に溶解させて、ICP-OES(誘導結合プラズマ発光分光分析)を用いて、銀の導入量を計測した。その結果、銀ナノ粒子をエラストマーに浸透させる工程と銀ナノ粒子を不安定化させて融解させる工程を交互に繰り返すと、エラストマーの内部に導入される銀の量は線形的に増加することが分かった。銀の導入量の増加に伴って、電気伝導率は増加し、最大で10^3 S/cmの桁を示すようになったが、エラストマーは硬化し、伸縮性が低下する傾向が見られた。

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

試行錯誤によって試料作製に臨んだが、予定通り、電気伝導性を示す試料を作製することができた。

今後の研究の推進方策

電気伝導性だけでなく伸縮性に優れた伸縮性導体の作製に取り組む。

次年度使用額が生じた理由

本年度に得られた研究成果と進捗状況を鑑みて、次年度に必要な物品の購入に充てるため。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 3件、 査読あり 4件) 学会発表 (1件) 図書 (1件)

  • [国際共同研究] BUTE(ハンガリー)

    • 国名
      ハンガリー
    • 外国機関名
      BUTE
  • [国際共同研究] National University of Singapore(シンガポール)

    • 国名
      シンガポール
    • 外国機関名
      National University of Singapore
  • [雑誌論文] Particle size distribution analysis of oil-in-water emulsions using static and dynamic ultrasound scattering techniques2020

    • 著者名/発表者名
      Dong Ting、Norisuye Tomohisa、Nakanishi Hideyuki、Tran-Cong-Miyata Qui
    • 雑誌名

      Ultrasonics

      巻: 108 ページ: 106117~106117

    • DOI

      10.1016/j.ultras.2020.106117

    • 査読あり
  • [雑誌論文] The Relationship between Static Charge and Shape2020

    • 著者名/発表者名
      Pandey Rakesh K.、Ao Chi Kit、Lim Weichun、Sun Yajuan、Di Xin、Nakanishi Hideyuki、Soh Siowling
    • 雑誌名

      ACS Central Science

      巻: 6 ページ: 704~714

    • DOI

      10.1021/acscentsci.9b01108

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Nanocrystals Assembled by the Chemical Reaction of the Dispersion Solvent2020

    • 著者名/発表者名
      Nakanishi Hideyuki、Kawabata Yuto、Tsujiai Shogo、Tanaka Hayato、Teraji Satoshi、Hollo Gabor、Lagzi Istvan、Norisuye Tomohisa、Tran‐Cong‐Miyata Qui
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie International Edition

      巻: 59 ページ: 13086~13092

    • DOI

      10.1002/anie.202005827

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Selective Reduction Sites on Commercial Graphite Foil for Building Multimetallic Nano‐Assemblies for Energy Conversion2020

    • 著者名/発表者名
      Pandey Rakesh K.、Teraji Satoshi、Soh Siowling、Nakanishi Hideyuki
    • 雑誌名

      ChemistrySelect

      巻: 5 ページ: 13269~13277

    • DOI

      10.1002/slct.202003185

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] パラジウム多孔体の作製とその表面構造2021

    • 著者名/発表者名
      寺地智司、中西英行、則末智久、宮田貴章
    • 学会等名
      日本化学会第101春季年会
  • [図書] 金属ナノ粒子の開発とフレキシブルペーパー電池への応用 (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
      中西英行
    • 総ページ数
      11
    • 出版者
      R&D Support Center

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公開日: 2021-12-27  

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