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

基本信息

  • 批准号:
    21K04494
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 2.66万
  • 依托单位:
  • 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

项目摘要

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。
Low earth orbit に は atomistic acid (AO) exist が し, polymer は AO と の conflict に よ り, soaked food deterioration が up こ る こ と が know ら れ て い る. This study で は, new rules to け の makes に AO resistance materials, organic and inorganic ハ イ ブ リ ッ ド material で あ る シ ル セ ス キ オ キ サ ン contains material (POSS) の organic functionality の chemical structure に attention し た. Different な る organic functionality を も つ POSS material と AO と の amount against 応 を Ming ら か に す る こ と で, POSS material の AO resistance materials と し て の の molecular design optimization を refers し て い る. は, (1) : this study POSS の organic ユ ニ ッ ト の chemical structure の violations い が AO と の anti 応 に and え る impact assessment 価, (2) : new rules の AO resistance material design, synthesis, and evaluation of 価 の 2 つ か ら constitute さ れ る. 2022 は project (1) と し て, フ ル オ ロ ア ル キ ル base ま た は ア ル キ ル base を そ れ ぞ れ modified し た POSS を materials on synthesis, Si substrate に film-forming し, AO と の amount against 応 デ ー タ の obtain を lead き 続 き be applied し た. こ れ ら の sample に し seaborne て に, line を い AO exposure, exposure with や う quality variations change quantity surface state お よ び シ リ カ formation thickness さ を, そ れ ぞ れ electronic scales, XPS analysis や TEM analysis, optical 顕 micromirror 観 examine や SEM 観 examine に て review 価 し た. そ の results, at the same level の フ ル エ ン ス に お け る quality reduction や シ リ カ formation thickness さ は, フ ル オ ロ ア ル キ ル POSS の party が big き い tendency が confirm さ れ た. そ の た め organic functionality の AO feed rate の み で, POSS material の anti 応 を decided で き な い こ と が points か っ た. こ の by と し て, POSS の inorganic bone が influence を and the distance between え て い る と え test, film-forming し た film の XRD measurement line を っ た. Youdaoplaceholder0 そ results, the intercellular distance of <s:1> inorganic bone in the in-plane direction is が large, the <s:1> そ material <s:1> side is が, the シリカ formation thickness is さが large, and the が tendency is が see られた. こ れ に plus え て, item (2) と し て, ポ リ イ ミ ド に す seaborne る coating sex を consider し た の new rules materials synthesis の beg や, AO 検 と の anti 応 quantity evaluation 価 に も a start し た. From the following year onwards, 続 続 続 will be cited, 価を will be evaluated, する will be implemented, and である will be determined.

项目成果

期刊论文数量(2)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
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
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 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
  • DOI:
  • 发表时间:
    2023
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 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
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