非強誘電性ポリマーからなる強誘電エレクトレット超極細繊維膜の学理構築

本研究課題は、非強誘電性ポリマーからなる強誘電エレクトレット超極細繊維膜の詳細な学理(3次元帯電分布や形成メカニズム、高密度帯電の要因など)を明らかにすることを目的としている。本目的が達成されれば、電界紡糸エレクトレット超極細繊維膜の学術的理解に向けて、大きく前進する。得られる知見は関連学術領域の研究者・技術者に共有され、新しい材料、製造プロセス、素子化、応用展開といった、さらなる研究への波及が大いに期待される。2022年度は以下に示す研究成果を得た。・研究成果1：非強誘電性ポリマーであるアタクチックポリスチレン(aPS)からなる強誘電エレクトレット超極細繊維膜を作製し、当該繊維膜の3次元構造と3次元帯電分布、およびこれらの分布形成のメカニズムの基礎部分を明らかにした(Polymers, 14(9), 1840 (2022)など)。・研究成果2：異なる電界紡糸条件(印加電圧、紡糸時間)でaPS超極細繊維膜を作製し、特に紡糸時間の変化に対して帯電特性や疑似圧電特性が大きく変化することを明らかにした(Polymers, 14(9), 1840 (2022)など)。加えて、この原因を説明するモデルを新規に提案した。・研究成果3：複数種の非強誘電性ポリマーからなる強誘電エレクトレット超極細繊維膜を作製し、経時に対する帯電特性の変化を明らかにした(2022年繊維学会秋季研究発表会, 1B08, (2022)など)。特に、経時に伴う帯電電荷の漏洩が見られたため、これを低減する方法の提案と効果の検証も行った。以上の研究成果は、電界紡糸エレクトレット超極細繊維膜の学術的理解に大いに貢献する。

本研究課題は、非強誘電性ポリマーからなる強誘電エレクトレット超極細繊維膜の詳細な学理(3次元帯電分布や形成メカニズム、高密度帯電の要因など)を明らかにすることを目的としている。本目的が達成されれば、電界紡糸エレクトレット超極細繊維膜の学術的理解に向けて、大きく前進する。得られる知見は関連学術領域の研究者・技術者に共有され、新しい材料、製造プロセス、素子化、応用展開といった、さらなる研究への波及が大いに期待される。2022年度は以下に示す研究成果を得た。・研究成果1：非強誘電性ポリマーであるアタクチックポリスチレン(aPS)からなる強誘電エレクトレット超極細繊維膜を作製し、当該繊維膜の3次元構造と3次元帯電分布、およびこれらの分布形成のメカニズムの基礎部分を明らかにした(Polymers, 14(9), 1840 (2022)など)。・研究成果2：異なる電界紡糸条件(印加電圧、紡糸時間)でaPS超極細繊維膜を作製し、特に紡糸時間の変化に対して帯電特性や疑似圧電特性が大きく変化することを明らかにした(Polymers, 14(9), 1840 (2022)など)。加えて、この原因を説明するモデルを新規に提案した。・研究成果3：複数種の非強誘電性ポリマーからなる強誘電エレクトレット超極細繊維膜を作製し、経時に対する帯電特性の変化を明らかにした(2022年繊維学会秋季研究発表会, 1B08, (2022)など)。特に、経時に伴う帯電電荷の漏洩が見られたため、これを低減する方法の提案と効果の検証も行った。以上の研究成果は、電界紡糸エレクトレット超極細繊維膜の学術的理解に大いに貢献する。