フルオロアルキル基修飾POSS合成を基軸とした耐原子状酸素性材料の分子設計最適化

基于氟烷基修饰POSS合成的原子氧抗材料分子设计优化

• 批准号: 21K04494
• 负责人: 行松 和輝
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Japan Aerospace EXploration Agency
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K04494/
• 关键词: 原子状酸素; シルセスキオキサン材料; 耐原子状酸素性材料; シルセスキオキサン

地球低軌道には原子状酸素（AO）が存在し、高分子材料はAOとの衝突により、浸食・劣化が起こることが知られている。本研究では、新規耐AO性材料の創出に向け、有機無機ハイブリッド材料であるシルセスキオキサン含有材料（POSS材料）の有機官能基の化学構造に注目した。異なる有機官能基をもつPOSS材料とAOとの反応量を明らかにすることで、POSS材料の耐AO性材料としての分子設計の最適化を目指している。本研究は、①：POSS材料の有機ユニットの化学構造の違いがAOとの反応に与える影響評価、②：新規耐AO性材料の設計・合成・評価の２つから構成される。2022年度は項目①として、フルオロアルキル基またはアルキル基をそれぞれ修飾したPOSS材料を合成、Si基板に成膜し、AOとの反応量データの取得を引き続き実施した。これらの試料に対して、AO照射を行い、照射に伴う質量変化量や表面状態およびシリカ形成厚さを、それぞれ電子天秤、XPS分析やTEM分析、光学顕微鏡観察やSEM観察にて評価した。その結果、同一程度のフルエンスにおける質量減少量やシリカ形成厚さは、フルオロアルキルPOSSの方が大きい傾向が確認された。そのため有機官能基のAO浸食率のみで、POSS材料の反応量を決定できないことが分かった。この要因として、POSS材料の無機骨格間距離が影響を与えていると考え、成膜した薄膜のXRD測定を行った。その結果、面内方向の無機骨格間距離が大きい材料の方が、シリカ形成厚さが大きい傾向が見られた。これに加えて、項目②として、ポリイミドに対する塗布性を考慮した新規材料の合成の検討や、AOとの反応量評価にも一部着手した。次年度以降も引き続き、評価を実施する予定である。

The earth is low in the presence of atomic acids (AO), polymer materials such as AO, immersion and deterioration. In this study, the new specification of AO-resistant materials is different from that of non-machine-based materials. Materials containing materials (POSS materials) are chemically based on organic functional materials. On the basis of the mechanical function, the POSS material AO system is used to measure the molecular design of the AO-resistant material. The molecular design of the AO-resistant material is the most effective. In this study, 1:POSS materials are designed to be synthesized by chemical engineering, AO reaction and mechanical properties. 2: new specification design synthesis of AO resistant materials. In the year 2022, the project 1

项目成果

Reaction amount evaluation of fluoroalkyl and alkyl POSS with atomic oxygen

氟烷基和烷基POSS与原子氧的反应量评价

• 发表时间: 2022
• 作者: Kazuki Yukumatsu;Aki Goto;Soichi Yokoyama;Yutaka Ie;Yugo Kimoto
• 通讯作者: Yugo Kimoto

シルセスキオキサン薄膜の耐原子状酸素特性評価

倍半硅氧烷薄膜的抗原子氧性能评价

• 发表时间: 2023
• 作者: 行松 和輝;後藤 亜希;横山 創一;家 裕隆;木本 雄吾
• 通讯作者: 木本 雄吾