| 研究課題/領域番号 |
25420029
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 研究機関 | 八戸工業大学 |
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研究代表者 |
鈴木 寛 八戸工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (90179242)
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| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2017-03-31
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| キーワード | カーボンナノチューブ / 懸濁物 / 方向制御 / 電界 / 移動電界 |
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| 研究概要 |
平成25年度は，複数の組の電極を持つ多重電極を用いてCNF(carbon nanofiber)と未硬化樹脂との懸濁物に移動電界を印加し，懸濁物中のCNFを一方向に配列させることを試みた．多重電極は二つの櫛形電極を対称に配置した形状をしている．対称の位置に置いた櫛形電極の間の細長い空間に移動電界を印加し，CNFの方向を空間の長手方向に配列することを試みたのである．移動電界を発生させるために，対称の位置にある対をなす電極に同一の電圧を印加し，電極に印可する電圧を細長い空間の長手方向に切り替えていく．このようにして長手方向に電極の間隔の制限を持たない方法で懸濁物中のCNFを一方向に配列した．
実験に先立って，多重電極の形状と電圧印加スケジュールを設計した．2次元有限要素法を用いて電圧印加の各ステップにおける空間での静電界を求め，求めた静電界を提案しているモデルに代入し，移動電界下におけるCNFの配列方向とCNFに作用するモーメントの最大値を求めた．多重電極の形状や電圧印加スケジュールを様々に変化させ，形状やスケジュールを決定した．
設計を行った範囲で得られた最良の条件の下で設計・製作した多重電極を用い，最良およびそれから少し外れた電圧印加スケジュールで得られたCNFの配列の実験結果を示した．さらに，電圧印加スケジュールや電極の配列の最良から少し外れた条件下での計算結果を示し，これらがCNFの配列方向に与える影響について考察した．
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| 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
本研究で使用する装置の構成は①移動電界を発生させるための電源部および②移動電界をCNTと未硬化樹脂の懸濁物に印加するための多重電極部分からなる．平成25年度に①は完成し，試験的に自作した②を使用して，実際にCNTが樹脂中で多くの領域で一方向に配列することを確認した．ただし，多重電極が不完全のためか，全域でCNTを一方向に配列するには至らなかった．観察では，長さ10mmの範囲で長さ0.5mm程度の領域1カ所であった．多重電極は直線状の個々の電極が平行に置かれるが，試験的に自作した電極は，個々の電極が完全な直線状ではなく，またその間隔も所定の幅の倍となっている．必要とされる精密な多重電極はガラス板上にプリント基板を作製するする手法でもって作製でき，これを作製できる業者も探し出している．
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| 今後の研究の推進方策 |
平成26年度は，本格的に「移動電界を利用した一方向分散CNT/エポキシ樹脂薄板の試作」を行う．現在までの達成度に記入したように，当該研究で必要とされる精密な多重電極を作製できる業者も探し出している．平成26度の経費で多重電極を作製し本格的に実験を行う．
平成27年度は，移動電界を利用して作製する一方向分散CNT/樹脂薄板に関し，次の二つを目標に実験を行う．① 薄板をより薄くすることと，②より少量のCNTの添加で導電性を持たせることである．当該研究で提案する手法が確立すれば，電気伝導性と光透過性を持った薄板が容易に作製できると考えている．電気伝導性と光透過性の両方を有する薄板は，ソーラー発電に必要な技術であり，近年その研究がさかんになされている．他の方法に比べ，当該研究で提案する手法は原理的により少量のCNTで電気伝導性を薄板に持たせることができる．
平成28年度は，以上の研究のまとめを行う．
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| 次年度の研究費の使用計画 |
計画時の購入物品の見積額に比較して，競争入札により納入価格が下がったことにより差額が生じた．
当初の申請時の経費についての使用計画の変更はない．差額については，CNTが空中に飛散することを防ぐ，簡易的なドラフトを他の研究費などと合わせて導入する計画である．
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