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機械学習による有機無機複合ナノシート膜の表面濡れ性制御と高効率液体輸送技術の開発

利用机器学习控制有机-无机复合纳米片薄膜的表面润湿性和开发高效液体传输技术

基本信息

批准号：
21K14420
负责人：
都倉勇貴
金额：
$ 2.83万
依托单位：
Shinshu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2026-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

水や溶剤を滑落させる撥液コーティングは様々な分野で注目されているが、その設計には予測や制御が困難な表面エネルギーと表面粗さ、すなわちナノ-マイクロ構造の制御が必要であるため、研究者の経験や膨大な実験を必要とされている。本事業では有機無機層状酸化物由来の有機無機ナノシート薄膜を設計し、機械学習を活用することで、高性能な撥水・撥液ナノシート薄膜の設計・制御を目的としている。また、最終的には撥液コーティングのパターニングを形成し、液滴輸送表面の設計を目的としている。本年度は、長鎖アルキルアミンを導入した有機複合チタン酸層状化合物から、有機修飾チタン酸ナノシートコロイドを合成し、さらに薄膜を形成した。有機修飾チタン酸ナノシートコロイドの合成条件・薄膜のコーティング条件を検討した結果、接触角が60度と親水性にも関わらず、50度の転落角で水滴が滑落するチタン酸ナノシート薄膜の作製に成功した。これは、ナノシート薄膜の平坦な表面と修飾したゲスト分子の流動性によるものである。また、濡れ広がりやすい性質を持つ表面張力が低い有機溶媒に対しても、接触角が小さいにも関わらず、低い転落角で滑落する薄膜の作製に成功した。一般的に、水や油を弾くために、接触角が150度以上の超撥水膜や超撥油膜が用いられるが、本研究では有機無機ナノシートを活用することによって、親水性にもかかわらず、液滴を滑落させることができる有機-無機複合薄膜を見出した。

The water soluble agent is used to prepare the solution, and the solution is used to prepare the solution. The solution is used to prepare the solution. The purpose of this project is to design and utilize organic-inorganic thin films derived from organic-inorganic layered acids, and to design and manufacture high-performance hydrophobic thin films. The ultimate goal is to design the droplet transport surface. This year, we introduced organic compound compounds, organic modified compound compounds and thin films. The synthesis conditions of organic modified organic acid film were investigated. The contact angle was 60 degrees. The contact angle was 50 degrees. The surface of the film is flat, and the surface of the film is smooth. The film was successfully fabricated with low surface tension, low contact angle, low drop angle, and low solvent properties. In this study, organic-inorganic composite thin films were found with organic and inorganic materials, such as water and oil, contact angles of more than 150 degrees.