誘電体ナノ結晶粒子/機能性高分子ハイブリッドの合成と評価

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14655247
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 余語 利信 名古屋大学, 理工科学総合研究センター, 教授 (00135310)
• Keywords: 誘電体ナノ粒子 / 金属-有機化合物 / 加水分解 / 重合 / ハイブリッド / 電気粘性効果

Research Abstract

誘電体ナノ粒子/機能性高分子ハイブリッドの合成と評価を行った。本研究では、誘電体ナノ結晶粒子としてチタン酸バリウムとニオブ酸カリウムを選択した。
(1)バリウム-有機、チタン-有機、不飽和配位子を用いてチタン酸バリウム前駆体を調製することができた。同様に、カリウム-有機、ニオブ-有機化合物からニオブ酸カリウム前駆体を調製できた。
(2)ナノ結晶性チタン酸バリウムおよびニオブ酸カリウムの生成条件を確立した。前駆体を制御された反応条件下で加水分解、重合したも100℃以下でのナノサイズチタン酸バリウム粒子およびニオブ酸カリウム粒子の結晶化条件を調べた。粒径は重合および加水分解条件に依存していた。
(3)チタン酸バリウム/有機ハイブリッドおよびニオブ酸カリウムナノ結晶粒子/ポリマーハイブリッドは電気粘性効果を示し、その挙動は有機配位子の種類に存し、官能基の選択により降伏応力が制御可能であった。ハイブリッド含有流体は電場に対応した早い降伏応力の応答を示した。直流電場の印加時に、ハイブリッドが繊維状組織を生成することを光学顕微鏡で確認した。
(4)ナノ結晶粒子の誘電体/ポリマーハイブリッドの電気粘性流体は、ミクロンサイズの誘電体の電気粘性流体に比べて、非常に大きな界面積を有するため、その界面結合と界面分極に帰因する電気粘性効果がはるかに顕著であることを明らかにした。
以上のように、誘電体ナノ粒子/機能性高分子ハイブリッドの調製条件と新規な誘電的性質の関係を確立することができた。

Research Products

• [Publications] T.Yogo, K.Banno, W.Sakamoto, S.Hirano: "Synthesis of a KNbO_3 particle/polymer hybrid from metallorganics"J.Mater.Res.. 18・7. 1679-1685 (2003)
• [Publications] S.Hirano, T.Yogo, W.Sakamoto, K.Banno, R.Fukuzawa: "Novel electrorheological nanocrystalline dielectric particles modified with or embedded in organics"J.Euro.Ceram.Soc.. 24・6. 1911-1917 (2004)