固液界面での高分子重合反応制御による3次元微細構造上の均一薄膜の作製

控制固液界面聚合反应制备具有三维微结构的均匀薄膜

• 批准号: 20K05282
• 负责人: 二谷 真司
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Osaka Research Institute of Industrial Science and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 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-20K05282/
• 关键词: 薄膜コーティング; 液相法; パターニング; 高分子重合

モノマーと重合剤の反応液中に布帛を浸しながら重合を行うことで、繊維表面に導電性高分子薄膜の作製を行った。繊維表面に導電性高分子をコーティングすることで、導電性を有する不織布および織布が得られた。また、反応溶液を希薄にして、液温を低下させた条件下で重合反応を行うことで、溶液中の核生成よりも高分子鎖の伸長反応が優位となり、三次元的に複雑な構造内部まで追従した均一な薄膜を形成することに成功している。繊維を構成する高分子表面の官能基変換を目的として、真空紫外光の照射を行った。照射後の高分子表面は濡れ性が著しく向上し、フォトマスクを介した真空紫外光の照射を行うことで、任意のパターンで濡れ性の高低差をつけることが可能となった。この方法を応用することで、不織布など凹凸の大きい基材に対しても導電性インクを精細に塗り分けることに成功し、微細な配線パターンの描画を達成した。得られた不織布上の配線は、厚さ数十マイクロメートル程度まで内部に浸透しており、同時に繊維の空隙は保っていることが明らかとなった。これらの特徴を反映して、この配線は非常に折り曲げ耐久性が高く、また基材を貫通する三次元的な配線の設計も可能となった。高い折り曲げ耐久性については、繊維の形状に追従した導電薄膜の形成と空隙の保持により、折り曲げなどの外力がかかった際に応力が分散されるためだと考えられる。以上の結果から、繊維構造に対して追従性の高い薄膜を形成することにより、優れた機能性の発現が期待できることを実証した

The preparation of conductive polymer films The conductive polymer has a high conductivity. In the case of thin solution and low liquid temperature, the core formation of polymer chain and the elongation of polymer chain are optimized, and the uniform thin film is successfully formed in the three-dimensional complex structure. The functional groups on the surface of polymer are changed by vacuum ultraviolet light. After irradiation, the surface of the polymer is exposed to vacuum ultraviolet light, and the difference in the surface of the polymer is optional. This method can be used to draw fine conductive materials such as non-woven fabrics, concave-convex substrates, and fine wiring. In order to obtain the non-woven fabric on the distribution line, the thickness of dozens of layers, the degree of internal penetration, at the same time, the maintenance of the gap between the two layers. These characteristics reflect the design possibilities of the three-dimensional wiring, which is highly flexible and durable. High bending durability, shape, formation and maintenance of conductive films, bending and external force dispersion The above results show that the structure of the film is highly functional.

项目成果

高分子の表面改質と温度による復元制御

聚合物的表面改性和温度恢复控制

• 发表时间: 2022
• 作者: 寺西 美和子・納谷 真一・エン ヨウソウ・副島 哲朗・杉目 恒志・多田 弘明;二谷 真司
• 通讯作者: 二谷 真司