| 研究課題/領域番号 |
21K04494
|
|---|
| 研究機関 | 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構 |
|---|
研究代表者 |
行松 和輝 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 研究開発部門, 研究開発員 (30867966)
|
|---|
| 研究分担者 |
横山 創一 大阪大学, 産業科学研究所, 助教 (40811211)
後藤 亜希 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 研究開発部門, 研究開発員 (90794074)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
|
| キーワード | 原子状酸素 / シルセスキオキサン材料 / 耐原子状酸素性材料 |
|---|
| 研究実績の概要 |
地球低軌道には原子状酸素（AO）が存在し、特に高分子材料に対して浸食・劣化を引き起こすことが知られている。本研究では、新規耐AO性材料の創出に向け、有機無機ハイブリッド材料であるシルセスキオキサン含有材料（POSS材料）の有機ユニットの化学構造に注目した。その有機ユニットの化学構造とAOとの反応量を明らかにすることで、耐AO性材料としてのPOSS材料の分子設計を最適化することを目指している。
本研究は、①：POSS材料の有機ユニットの化学構造の違いがAOとの反応に与える影響評価、②：新規耐AO性材料の設計・合成・評価の2つから構成される。2021年度は項目①として、有機ユニットにフルオロアルキル基またはアルキル基を修飾したPOSS材料とAOとの反応量データの取得を実施した。まずフルオロアルキル基修飾POSSとアルキル基修飾POSSを、それぞれ合成し、Si基板上に成膜した。これらの試料に対して、AO照射を行い、AO照射に伴う反応量、シリカ層の形成厚さ、表面状態をそれぞれ質量測定、XPS分析、光学顕微鏡観察などを中心に実施した。その結果、同程度の鎖長を有機ユニットに有するPOSSでも、フルオロアルキル基とアルキル基の違いによって、質量損失やAO照射に伴って形成されたシリカ層の厚さが異なることが分かった。次年度以降も引き続き分析を実施し、反応量に影響を及ぼすパラメータを明らかにしていく計画である。本結果は、耐AO性材料としてのPOSS材料の設計指針の一助になると考えている。
|
| 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
2021年度は、化学構造の影響を調査するために同程度の鎖長のPOSS材料の合成・成膜、AO照射実験まで実施でき、反応量やシリカ層形成厚さといった基礎的なデータの取得を計画通り実施できた。さらに異なる鎖長を持つPOSS材料の合成・AO照射実験にも着手することができ、特にフルオロアルキル基修飾POSSとAOとの反応理解につながるデータを取得できたことから、おおむね順調に進展していると考えた。
|
| 今後の研究の推進方策 |
項目①について、AOとの反応量に影響を与えた要因を探索するため、
・POSS材料の無機骨格間距離の評価
・POSS材料の結晶性の評価
などについて検討を進める。また項目②について、項目①で明らかになったことを基にPOSS材料の合成・AOとの反応量理解の検討を進める。
|
| 次年度使用額が生じた理由 |
原子状酸素照射実験の準備や実施に予定より時間を要し、照射後試料の分析が一部遅れた。2022年度に、新規POSS材料の合成および各種試料の分析に使用する計画である。
|
