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本研究では、ナノ中空シリカ・ポリマーハイブリッド薄膜の超断熱メカニズムを解明することを目的とした。ハイブリッド薄膜の断熱性に寄与する因子としてナノ中空シリカ粒子の微構造を挙げ、シェル生成条件を最適化することで超断熱性に特化した粒子の設計を行った。その結果、分子レベルでシェルを制御することにより、断熱性の向上が実現できることを明らかにした。また、これらの粒子をポリマーマトリックス中に高充填させるために、粒子表面とポリマー間の界面エネルギーを考慮した表面設計を行った。
結果より、中空シリカ粒子/ポリマーハイブリッド薄膜の超断熱性発現には、独立したナノサイズの空気を中空粒子によって形成させること、ナノサイズの空気をポリマー中に良分散させることが重要であることがわかった。本研究で得た中空シリカ粒子/ポリマーハイブリッド薄膜を大面積化し断熱性実証試験を行ったところ、ハイブリッド薄膜を施工した部屋のエアコン消費電力量を約25%削減することができた。
本研究はナノサイズ中空シリカ粒子の超断熱性発現とその機構について明らかにしたもので、中空粒子が持つ特異な構造を利用した新たな応用展開が可能となると考えられる。
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