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2015 年度 実績報告書

ソルボサーマル反応によるセラミックスの形態制御と透明赤外線遮蔽材料の創製

研究課題

研究課題/領域番号 23241025
研究機関東北大学

研究代表者

佐藤 次雄  東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (90091694)

研究分担者 殷 しゅう  東北大学, 多元物質科学研究所, 准教授 (40271994)
研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2016-03-31
キーワード赤外線遮蔽特性 / 可視光透明性 / タングステン酸セシウム / 二酸化バナジウム / サーモクロミック特性 / ニオブドープ酸化チタン / ソルボサーマル反応
研究実績の概要

塩化タングステンと水酸化セシウムをエタノールー酢酸混合溶液に添加し非晶質沈殿を生成させた後、溶液を240℃程度に加熱しソルボサーマル反応によりタングステン酸セシウムナノ粒子を合成した後、表面修飾剤としてシランカップリング剤を用い、長時間安定に保持できる分散溶液を作成し、ガラス基板に塗布することにより、優れた赤外線遮蔽特性と可視光透明性を示す薄膜を作成することができた。
五酸化バナジウムと過酸化水素との反応で非晶質ゲルを作成した後、400~450℃の高温で超臨界水熱処理することで、高温では赤外線を遮蔽するが、低温では赤外線を透過するサーモクロミック特性を示す二酸化バナジウムのナノ粒子を合成することができた。また、二酸化バナジウムのサーモクロミック転移温度は80℃付近であるが、タングステンをドープすることでサーモクロミック温度を40℃付近まで低下することができた。
ガリウム等をドープした酸化亜鉛は、導電性および赤外線遮蔽特性を示すことから、ソルボサーマル反応によるガリウムドープ酸化亜鉛の透明導電性薄膜の作成について検討し、ガラス基板に酸化亜鉛種結晶分散溶液をスピンコート後、95℃付近の中温域のソルボサーマル反応により配向性の優れた酸化亜鉛板状結晶を析出した緻密な薄膜を形成させることで、優れた可視光透明性と高い電気伝導度を示す酸化亜鉛薄膜を作成することができた。
チタンテトライソプロポキシドとニオブペンタエトキシドをエタノールに添加した後、400℃付近の超臨界条件でのソルボサーマル反応によりニオブをドープした酸化チタンのナノ粒子を作成した後、600℃の水素雰囲気中で仮焼することで、赤外線遮蔽特性を発現させることができた。

現在までの達成度 (段落)

27年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

27年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (44件)

すべて 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 5件、 査読あり 5件、 謝辞記載あり 5件) 学会発表 (37件) (うち国際学会 26件、 招待講演 10件)

  • [国際共同研究] 蘭州大学(中国)

    • 国名
      中国
    • 外国機関名
      蘭州大学
    • 他の機関数
      1
  • [国際共同研究]

    • 他の国数
      1
  • [雑誌論文] Graphene/MxWO3 (M =Na, K) Nanohybrids with Excellent Electrical Properties2015

    • 著者名/発表者名
      Bin Liu, Shu Yin, Yuhua Wang, Yunfang Huang, Jihuai Wu, Tohru Sekino, Junichi Matsushita, Soo Wohn Lee, Makoto Kobayashi, Masato Kakihana, Tsugio Sato
    • 雑誌名

      Carbon

      巻: 84 ページ: 309-316

    • DOI

      10.1016

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] CsxWO3 Nanoparticles for the Near-Infrared Shielding Film2015

    • 著者名/発表者名
      Z. Zhao, Syu Yin, Chongsen Guo, Tsugio Sato
    • 雑誌名

      Journal of Nanoscience and Nanotechnology

      巻: 15 ページ: 7173-7176

    • DOI

      10.1166

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] A Facile One-Step Solvothermal Synthesis and Electrical Properties of Reduced Graphene Oxide/Rod-Shaped Potassium Tungsten Bronze Nanocomposite2015

    • 著者名/発表者名
      Bin Liu, Shu Yin, Yuhua Wamg, Chongsen Guo, Xiaoyong Wu, Qiang Dong, Makoto Kobayashi, Makoto Kakihana, Tsugio Sato
    • 雑誌名

      Journal of Nanoscience and Nanotechnology

      巻: 15 ページ: 7305-7310

    • DOI

      10.1166

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] CsxWO3/ZnO nanocomposite as a smart coating for photocatalytic environmental cleanup and heat insulation2015

    • 著者名/発表者名
      Xiaoyong Wu, Shu Yin, Dongfeng Xue, Srider Komarneni, Tsugio Sato
    • 雑誌名

      Nanoscale

      巻: 7 ページ: 17048-17054

    • DOI

      10.1186

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Solvothermal synthesis and electrical properties of rGO/MxWO3 (M=Na, K) nanocomposites2015

    • 著者名/発表者名
      Bin Liu, Shu Yin, Yuhua Wang, Xiaoyong Wu, Tsugio Sato
    • 雑誌名

      Advanced Biomaterials

      巻: 30 ページ: 167-171

    • DOI

      10.1080

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Synthesis of Multifunctional Nanomaterials by a Novel Water Molecular Controlled-Release Solvothermal Process2016

    • 著者名/発表者名
      Shu Yin, Tsugio Sato
    • 学会等名
      13th International Workshop on WATER DYNAMICS, Hydrogen in the Earth and Fluid Behaviors
    • 発表場所
      仙台(東北大学青葉山キャンパス)、日本
    • 年月日
      2016-03-17
    • 国際学会
  • [学会発表] 溶液プロセスによる酸化亜鉛透明薄膜の合成と機能性評価2016

    • 著者名/発表者名
      殷シュウ、福井早紀、呉暁勇、佐藤次雄
    • 学会等名
      公益社団法人日本セラミックス協会2016年年会
    • 発表場所
      東京(早稲田大学西早稲田キャンパス)
    • 年月日
      2016-03-14
  • [学会発表] 溶液プロセスによる酸化亜鉛薄膜の作製と評価2016

    • 著者名/発表者名
      殷シュウ、福井早紀、呉暁勇、佐藤次雄
    • 学会等名
      日本金属学会2016年春期講演大会
    • 発表場所
      東京(東京大学駒場I地区キャンパス)
    • 年月日
      2016-03-14
  • [学会発表] Soft Chemical Synthesis and Characterization of ZnO Thin Film and its Composite2016

    • 著者名/発表者名
      Shu Yin, Saki Fukui, Xiaoyong Wu, Tsugio Sato
    • 学会等名
      2016 International Conference on Composite Materials and Engineering
    • 発表場所
      Bangkok, Thailand
    • 年月日
      2016-03-10
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Preparation of Graphene / Tungsten Bronze Nanohybrids and Their Electrical Properties2016

    • 著者名/発表者名
      Bin Liu, Yuhua Wang, Shu Yin, Tsugio Sato
    • 学会等名
      International Symposium on Environmental Harmony Materials 2016
    • 発表場所
      仙台(東北大学片平キャンパス)、日本
    • 年月日
      2016-03-02
    • 国際学会
  • [学会発表] Synthesis of Nb-doped TiO2 by Solvothermal Approach and Their NIR-Shielding Ability2016

    • 著者名/発表者名
      Makoto Hamanaka, Xiaoyong Wu, Shu Yin, Tsugio Sato
    • 学会等名
      International Symposium on Environmental Harmony Materials 2016
    • 発表場所
      仙台(東北大学片平キャンパス)、日本
    • 年月日
      2016-03-02
    • 国際学会
  • [学会発表] Optoelectrical Properties of ZnO Films Prepared by Solution Film Forming Method2016

    • 著者名/発表者名
      Saki Fukui, Xiaoyong Wu, Shu Yin, Tsugio Sato
    • 学会等名
      International Symposium on Environmental Harmony Materials 2016
    • 発表場所
      仙台(東北大学片平キャンパス)、日本
    • 年月日
      2016-03-02
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of the Optimum Dispersion for UV Shielding Thin Films2016

    • 著者名/発表者名
      Mikihiko Kobayashi, Xiaoyong Wu, Shu Yin, Tsugio Sato
    • 学会等名
      International Symposium on Environmental Harmony Materials 2016
    • 発表場所
      仙台(東北大学片平キャンパス)、日本
    • 年月日
      2016-03-02
    • 国際学会
  • [学会発表] Creation of Advanced Optical Responsive Functionality of Ceramics by Green Processes2016

    • 著者名/発表者名
      Shu Yin, Tsugio Sato
    • 学会等名
      International Symposium on Environmental Harmony Materials 2016
    • 発表場所
      仙台(東北大学片平キャンパス)、日本
    • 年月日
      2016-03-02
    • 国際学会
  • [学会発表] Synthesis of ZnO Based Transparent Thin Film on Glass Substrate2016

    • 著者名/発表者名
      Shu Yin, Saki Fukui, Xiaoyong Wu, Tsugio Sato
    • 学会等名
      17th International Spmposium on Eco-Materials Processing
    • 発表場所
      Haikou, China
    • 年月日
      2016-01-10
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Materials Development for Environmentally Harmony Technology2016

    • 著者名/発表者名
      Tsugio Sato, Shu Yin
    • 学会等名
      17th International Spmposium on Eco-Materials Processing and Design
    • 発表場所
      Haiko, China
    • 年月日
      2016-01-09
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Electrical and optical properties of ZnO films prepared by solution film forming method2015

    • 著者名/発表者名
      Saki Fukui, Xiaoyong Wu, Shu Yin, Tsugio Sato
    • 学会等名
      Collaborative Conference on Crystal Growth (EMN 3CG 2015)
    • 発表場所
      Hongkong, China
    • 年月日
      2015-12-15
    • 国際学会
  • [学会発表] Synthesis and NIR-Shielding Ability of Nb-doped TiO2 by Solvothermal Approach2015

    • 著者名/発表者名
      Makoto Hamanaka, Xiaoyong Wu, Shu Yin, Tsugio Sato
    • 学会等名
      Collaborative Conference on Crystal Growth (EMN 3CG 2015)
    • 発表場所
      Hongkong, China
    • 年月日
      2015-12-15
    • 国際学会
  • [学会発表] Synthesis of Graphene / MxWO3 Composite with Excellent Electrical Properties2015

    • 著者名/発表者名
      Shu Yin, Bin Liu, Xiaoyong Wu, Tsugio Sato
    • 学会等名
      Collaborative Conference on Crystal Growth (EMN 3CG 2015)
    • 発表場所
      Hongkong, China
    • 年月日
      2015-12-14
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 紫外・赤外遮蔽するタングステンベース薄膜の合成2015

    • 著者名/発表者名
      殷シュウ、小林幹彦、呉暁勇、佐藤次雄
    • 学会等名
      第25回日本MRS年次大会
    • 発表場所
      横浜(横浜市開港記念会館)
    • 年月日
      2015-12-10
  • [学会発表] Solvothermal Synthesis of Metal Oxide Nanoparticles for Heat-Ray Shielding2015

    • 著者名/発表者名
      Tsugio Sato, Shu Yin, Chong-shen Guo, Hisaya Hama
    • 学会等名
      2015 MRS Fall Meeting & Exhibition
    • 発表場所
      Boston, USA
    • 年月日
      2015-12-03
    • 国際学会
  • [学会発表] Developing the Optimum Dispersion for UV- or IR-Shielding Films2015

    • 著者名/発表者名
      Mikihiko Kobayashi, Xiaoyong Wu, Shu Yin, Tsugio Sato
    • 学会等名
      Eighth French Research Organizations - Tohoku University Joint Workshop on Frontier Materials
    • 発表場所
      仙台(東北大学片平キャンパス)、日本
    • 年月日
      2015-12-01
    • 国際学会
  • [学会発表] Developing the Optimum Dispersion for Light Shielding Thin Films2015

    • 著者名/発表者名
      Mikihiko Kobayashi, Xiaoyong Wu, Shu Yin, Tsugio Sato
    • 学会等名
      The 32nd International Japan-Korea Seminar on Ceramics
    • 発表場所
      長岡(長岡グランドホテル)、日本
    • 年月日
      2015-11-19
    • 国際学会
  • [学会発表] マルチ機能性タングステンベースナノ材料の創製2015

    • 著者名/発表者名
      殷シュウ、佐藤次雄
    • 学会等名
      2015年度セラミックス総合研究会
    • 発表場所
      鹿児島(鹿児島大学工学部)
    • 年月日
      2015-11-12
  • [学会発表] 液相プロセスによる酸化亜鉛薄膜の作製と特性評価2015

    • 著者名/発表者名
      福井早紀、殷シュウ、呉暁勇、佐藤次雄
    • 学会等名
      無機マテリアル学会第131回学術講演会
    • 発表場所
      名古屋(愛知県産業労働センターウインクあいち)
    • 年月日
      2015-11-06
  • [学会発表] Solvothermal Synthesis and Thermochromic Properties of Vanadium Dioxide Nanoparticles2015

    • 著者名/発表者名
      Shu Yin, Hisaya Hama, Xiaoyong Wu, Tsugio Sato
    • 学会等名
      14th International Union of Materials Research Societies-International Conference on Advanced Materials
    • 発表場所
      Jeju, Korea
    • 年月日
      2015-10-29
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Solvothermal Synthesis and Electrical Properties of Graphene / Rod-shaped W18O49 Nanohybrid2015

    • 著者名/発表者名
      Bin Liu, Yuhua Wang, Shu Yin, Tsugio Sato
    • 学会等名
      14th International Union of Materials Research Societies-International Conference on Advanced Materials
    • 発表場所
      Jeju, Korea
    • 年月日
      2015-10-29
    • 招待講演
  • [学会発表] 液相プロセスによる酸化亜鉛透明導電膜の作製とその電気・光学特性2015

    • 著者名/発表者名
      福井早紀、殷シュウ、呉暁勇、佐藤次雄
    • 学会等名
      平成27年度日本セラミックス協会東北北海道支部研究発表会
    • 発表場所
      米沢(米沢市市民文化会館)
    • 年月日
      2015-10-16
  • [学会発表] NbドープTiO2微粒子の合成と熱線遮蔽特性の評価2015

    • 著者名/発表者名
      浜中諒、呉暁勇、殷シュウ、佐藤次雄
    • 学会等名
      平成27年度日本セラミックス協会東北北海道支部研究発表会
    • 発表場所
      米沢(米沢市市民文化会館)
    • 年月日
      2015-10-16
  • [学会発表] ソルボサーマル法によるNbドープTiO2の合成と赤外遮蔽特性の評価2015

    • 著者名/発表者名
      浜中諒、呉暁勇、殷シュウ、佐藤次雄
    • 学会等名
      公益社団法人日本セラミックス協会第28回秋季シンポジウム
    • 発表場所
      富山(富山大学五福キャンパス)
    • 年月日
      2015-09-18
  • [学会発表] 溶液製膜法による酸化亜鉛薄膜の作製とその電気・光学特性評価2015

    • 著者名/発表者名
      福井早紀、殷シュウ、呉暁勇、佐藤次雄
    • 学会等名
      公益社団法人日本セラミックス協会第28回秋季シンポジウム
    • 発表場所
      富山(富山大学五福キャンパス)
    • 年月日
      2015-09-17
  • [学会発表] 水分子をゆっくり放出できるソルボサーマル反応による無機ナノ粒子の機能性創出2015

    • 著者名/発表者名
      殷シュウ、佐藤次雄
    • 学会等名
      公益社団法人日本セラミックス協会第28回秋季シンポジウム
    • 発表場所
      富山(富山大学五福キャンパス)
    • 年月日
      2015-09-17
  • [学会発表] Optical and Electrical Characteris tics of ZnO Films Prepared by the Solution Reaction Method2015

    • 著者名/発表者名
      Saki Fukui, Xiaoyong Wu, Shu Yin, Tsugio Sato
    • 学会等名
      International Conference on Traditional and Advanced Ceramics 2015
    • 発表場所
      Bangkok, Thailand
    • 年月日
      2015-09-10
    • 国際学会
  • [学会発表] Solvothermal Synthesis of Nb Doped TiO2 and NIR Shielding Ability2015

    • 著者名/発表者名
      Makoto Hamanaka, Xiaoyong Wu, Shu Yin, Tsugio Sato
    • 学会等名
      International Conference on Traditional and Advanced Ceramics 2015
    • 発表場所
      Bangkok, Thailand
    • 年月日
      2015-09-09
    • 国際学会
  • [学会発表] One pot synthesis of tungsten bronze nanoparticles for heat-ray shielding2015

    • 著者名/発表者名
      Tsugio Sato, Chong-shen Guo, Shu Yin
    • 学会等名
      3rd Central and Eastern European Conference on Thermal Analysis and Calorimetry
    • 発表場所
      Ljubljana, Slovenia
    • 年月日
      2015-08-28
    • 国際学会
  • [学会発表] Solvothermal Synthesis of Graphene/Potassium Tungsten Bronze Nanocomposite and its Electrical Property2015

    • 著者名/発表者名
      Shu Yin, Bin Liu, Xiaoyong Wu, Tsugio Sato
    • 学会等名
      The 1st International Conference Tech-connection of Advanced Materials
    • 発表場所
      札幌(TKP札幌会議場)、日本
    • 年月日
      2015-08-07
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Environmentally Friendly Multifunctional Ceramic Materials via Solvothermal Reactions2015

    • 著者名/発表者名
      Tsugio Sato, Shu Yin
    • 学会等名
      The 1st International Conference Tech-connection of Advanced Materials
    • 発表場所
      札幌(TKP札幌会議場)、日本
    • 年月日
      2015-08-06
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Optoelectronic properties of ZnO films prepared by the solution reaction method2015

    • 著者名/発表者名
      Saki Fukui, Xiaoyong Wu, Shu Yin, Tsugio Sato
    • 学会等名
      The 1st International Conference Tech-connection of Advanced Materials
    • 発表場所
      札幌(TKP札幌会議場)、日本
    • 年月日
      2015-08-06
    • 国際学会
  • [学会発表] Facile solvothermal synthesis of tungsten bronze nanoparticles for near-infrared ray shielding2015

    • 著者名/発表者名
      Tsugio Sato, Chongshen Guo, Shu Yin
    • 学会等名
      12th International Conference on Materials Chemistry
    • 発表場所
      York, UK
    • 年月日
      2015-07-21
    • 国際学会
  • [学会発表] Solution Synthesis of Zinc Oxide Conductive Thin Film2015

    • 著者名/発表者名
      Shu Yin, Saki Fukui, Xiaoyong Wu, Tsugio Sato
    • 学会等名
      The Sixth International Symposium on Physics of Fluids, Min-Symposium on Functional Materials and Devices
    • 発表場所
      Xining, China
    • 年月日
      2015-07-06
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Water Molecular Controlled-Release Solvothermal Synthesis of Environmental Responsive Oxide Based Nanomaterials2015

    • 著者名/発表者名
      Shu Yin, Tsugio Sato
    • 学会等名
      The 8th International Conference on Materials Research Society of Singapore & IUMRS
    • 発表場所
      Singapore, Singapore
    • 年月日
      2015-07-02
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Synthesis of tungsten bronze nanoparticles for shielding near infrared ray and decreasing CO2 emission2015

    • 著者名/発表者名
      Tsugio Sato, Chong-shen Guo, Shu Yin
    • 学会等名
      Global Conference on Global Warming 2015
    • 発表場所
      Athens, Greece
    • 年月日
      2015-05-26
    • 国際学会

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公開日: 2017-01-06  

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