2019 Fiscal Year Annual Research Report
Importance of Nano-fiber Network in Nano-composite Materials and Development of Their Excellent Functions
| Project/Area Number |
17H06238
|
|---|
| Research Institution | Kyoto University |
|---|
Principal Investigator |
辻井 敬亘 京都大学, 化学研究所, 教授 (00217308)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
榊原 圭太 京都大学, 化学研究所, 助教 (20618649)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2017-06-30 – 2020-03-31
|
| Keywords | 複合材料 / セルロースナノファイバー / 濃厚ポリマーブラシ / ネットワーク |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、段階的溶媒置換・重合法を高度化し、バクテリアセルロースナノファイバーネットワークで補強された樹脂、エラストマー、およびボトルブラシの物性・機能の解明を目的としている。本年度は、これまで得られた結果に基づき、ナノコンポジット材料におけるナノファイバーネットワークの重要性を明らかにするとともに、高度な機能を有するナノコンポジット材料の創製を目指して、以下の課題に取り組んだ。
（１）ナノファイバーネットワークの力学的役割の理解：粘弾性特性の異なるマトリックスの各種複合材料について、微小変形における力学特性（特に、弾性率の観点から）とナノファイバー分率の関係性を調べフィラーの変形モードを明らかにし、ナノファイバーネットワークの力学的役割を示した。
（２）変形・破壊挙動の解明：ナノファイバーネットワークを可視化することで、その変形・架橋点の滑りから破壊にいたるまでの挙動を観察し、力学特性との相関を調べた。蛍光色素を担持した新規高分子分散剤を開発し、ナノファイバーと溶融混練して得た樹脂複合材料を蛍光顕微鏡観察し、画像解析ソフトを用いることで、ナノファイバーネットワークの特徴的パラメータ（例えば、架橋点間長さなど）を抽出した。以上の結果を項目（１）の相関とリンクさせることで、ナノファイバーネットワークの力学的役割の理解に努めた。
（３）卓抜機能の開拓：ナノファイバーネットワークの構造を活かした新機能として、特に放熱フィルム材料への応用を目指して、各種複合材料の熱拡散率を評価したところ、わずか0.3体積%のセルロースナノファイバー含有量にも関わらず、20%以上の熱拡散率の向上が確認され、ナノファイバーネットワークの寄与を示唆する結果を得た。また、熱拡散に異方性がなく、ナノファイバーネットワークが均一であることを確認した。
|
| Research Progress Status |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
|
| Strategy for Future Research Activity |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
|
