Elucidation of deposition mechanism of colloidal crystal thin film with Alder phase transition and continuous deposition process

阐明Alder相变胶体晶体薄膜的沉积机理和连续沉积过程

• 批准号: 20H02510
• 负责人: 不動寺 浩
• 金额: $ 11.23万
• 依托单位: National Institute for Materials Science
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20H02510/
• 关键词: コロイド結晶; 移流集積; アルダー相転移; Landau-Levichレジメ; ブラッグ回折; 相転移; 懸濁液; 構造色; 塗工; ロールツゥロール; ブラッグ回析; マイクログラビア塗工; R-to-R連続成膜; FDTD計算; R-to-R塗工; Dipコーティング; 塗布乾燥; 単分散粒子; 濡れ性; 自己集積; 濃縮結晶化; 連続成膜

本研究はコロイド懸濁液が濃縮結晶化するメカニズム解明、成膜速度の高速化の可能性、そして濃縮結晶化による連続成膜の検証の３つのサブテーマより構成される。①濃縮結晶化メカニズムの解明：移流集積法とオイル被覆法との比較を行った。両者の引上げ速度（ｖ）と膜厚（ｔ）の相関を比較すると、移流集積法ではｔはｖ-1乗であるのに対しオイル被覆法ではｖ-1.5乗と違いが見られた。なお、両者の成膜は基板の引上げ（Dip Coating）で実施した。両者を同一速度で引き上げた際、コロイド結晶の膜厚はオイル被覆法が厚くなることが分かった。なお、オイル層の被覆膜厚には影響しなかった。なお、本サブテーマは米国ワシントン大学の共同研究者で化学工学の理論モデルの専門家であるLucient Brush准教授とオイル被覆法と移流集積法の違いについて説明できるモデル構築を進めている。②成膜速度の高速化の可能性：エタノール系シリカ懸濁液を利用し、アプリケーターによる水平塗工による高速塗工について系統的な実験を進めた。アプリケーターの掃引速度ｖとコロイド結晶の膜厚ｔの関係からｖ2/3乗であり、塗工工学で古くより知られてきたLandau-Levichモデルに従うことを確認した。また、同じ懸濁液を用いDip Coatingによる移流集積法で成膜した場合と比較すると、成膜速度が10000倍のオーダーの成膜速度の高速化が明らかとなった。③連続成膜の検証：②のエタノール系シリカ懸濁液を利用しR-to-R成膜装置のマイクログラビア塗工による成膜プロセスを検討した。コロイド結晶の膜厚や結晶性に課題が残る（配向面がFCC(111)面に加えFCC(100)面が生じるケースがある）ものの、1ｍを超える連続成膜が可能であることが確認できた。

This study focuses on the study of concentration and crystallization of suspension, the possibility of increasing the film formation rate, and the composition of concentration and crystallization of suspension and film formation. The solution of concentrated crystallization: flow accumulation method and coating method are compared. The correlation between the velocity (v) and the film thickness (t) of the film is compared. The correlation between the velocity (v) and the film thickness (t) of the film is compared. The correlation between the velocity (v) and the film thickness (t) of the film is compared. Dip coating is applied to the substrate. The film thickness of the crystal is different from that of the coating method. The thickness of the coating film is affected by the thickness of the coating film. He is a co-researcher at the University of Washington, D.C. He is an associate professor in the field of chemical engineering. He is a co-researcher at the University of Washington, D.C. (2) Possibility of high film formation speed: high speed coating system for horizontal coating The relationship between the scanning velocity v and the film thickness t of the crystal is v2/3. The relationship between the scanning velocity v and the film thickness t of the crystal is confirmed. In addition, the film formation speed of the same suspension is increased by 10000 times compared with the film formation speed of the same suspension. (3) The film forming test: (2) The film forming test of the R-to-R film forming apparatus is discussed. The film thickness and crystallinity of the crystal film are still incomplete (alignment plane FCC (111) plane plus FCC (100) plane), and the film formation is possible.

项目成果

Fabrication of polystyrene colloidal crystal film by electrophoretic deposition

• DOI: 10.1016/j.apt.2020.05.029
• 发表时间: 2020-07
• 期刊: Advanced Powder Technology
• 影响因子: 5.2
• 作者: Giang Thanh Tran;M. Koike;T. Uchikoshi;H. Fudouzi

ヤン・エヴァンゲリスタ・プルキニェ大学(チェコ)

Jan Evangelista Purkinje 大学（捷克共和国）

NIMS 研究者総覧SAMURAI

NIMS 研究员名录 SAMURAI

コーク大学＆国立チンダル研究所(アイルランド)

科克大学和国立廷德尔学院（爱尔兰）

Feasibility Study of Visualizing Strain Distributions Using Opal Film

使用蛋白石薄膜可视化应变分布的可行性研究

• DOI: 10.2355/isijinternational.isijint-2021-383
• 发表时间: 2022
• 期刊: ISIJ International
• 影响因子: 1.8
• 作者: Tanaka Yoshikazu;Fudouzi Hiroshi;Hyakutake Tsuyoshi
• 通讯作者: Hyakutake Tsuyoshi