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表面微細構造の構築と表面修飾による濡れ性の制御可能な薄膜材料の創製

通过构建表面微结构和表面改性来创建具有可控润湿性的薄膜材料

基本信息

批准号：
10J00753
负责人：
堀内悠
金额：
$ 0.45万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2010
资助国家：
日本
起止时间：
2010 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、濡れ性の制御可能な薄膜材料の開発を目的とし、シリカ球状粒子を利用した薄膜材料表面への微細構造の構築とその薄膜上でのポリマー合成による表面改質を行った。シリカ球状粒子はストーバー法を用いて調製し、平均粒子径80nmおよび150nmの均一な粒子の作製に成功した。同球状粒子にポリマーの重合触媒であるCr酸化物種を含浸担持した後、スピンコート法により薄膜化した。SEM観察の結果、自己組織化現象によりシリカ球状粒子が三次元的に配列することで、表面に緻密な凹凸構造が形成していることが確認された。その後、薄膜上でのエチレンの光重合反応によるポリエチレン被覆を行った。ポリエチレン被覆後の薄膜の濡れ性を評価したところ、薄膜表面が疎水的に改質されていることが明らかとなった。また、シリカ球状粒子の粒子径の違いにより疎水性の向上効果に違いが現れ、小さな粒子を用いるほど高い疎水性が得られることがわかった。平均粒子径80nmのシリカ球状粒子の粒子を用いて作製した薄膜は水滴接触角162゜の超撥水性を示した。以上、本研究では、シリカ球状粒子を利用した表面微細構造の形成、およびその薄膜上でのポリエチレン合成による超撥水性表面の創製に成功した。また、シリカ球状粒子のサイズが濡れ性に与える影響を明らかにした。このような超撥水性材料は防曇材料やセルフクリーニング材料に利用可能であり、我々の生活に密着した応用が期待される意義深い成果であると言える。また今後、ポリエチレンの代わりに刺激応答性ポリマーを合成することにより、最終的な目標としている表面濡れ性の制御可能な薄膜材料の創製が達成されるものと期待される。

This study では, れ speech &drama の suppression may な thin film materials の open 発を purpose とし, シリカを spherical particles using した thin film material surface への fine-structure の build とその membrane でのポリマー synthetic による surface modification を line った. シリカ spherical particle はストーバをー method with いてし modulation, the average particle diameter of 80 nm および 150 nm のな uniform particle の cropping に successful した. With spherical particles にポリマーの overlap catalyst である Cr species with を acidic leaching bear hold した, スピンコート method により film change した. SEM 観の results, their organizational phenomenon によりシリカ spherical particles が three-d に match column することで, dense にがな concave and convex structure formation on the surface of していることが confirm された. After そそ, the film is redirected by the overlap of で <e:1> エチレ <e:1> <e:1> to the 応によるポリエチレ <e:1> coating of を lines った. ポリエチレンの after coating film のれ sex を evaluation speech &drama 価したところ, film surface が疎 water に modification されていることが Ming らかとなった. また, シリカ spherical particle の particle diameter の violations いにより疎 water-based の unseen fruit upward に violations いがれ now, little さをな particles with いるほど high い疎 water-based が must られることがわかった. Average particle diameter of 80 nm のシリカ spherical particle の particle を with いて cropping した film は water contact Angle of 162 ゜の super dial water-based を shown した. Above, this study では, シリカを spherical particles using したの surface micro structure formation, およびその membrane でのポリエチレン synthetic による super dial the water surface の created に successful した. また, シリカ spherical particle のサイズがれに and speech &drama える influence を Ming らかにした. このような super dial the water-based material は prevent haze やセルフクリーニンにグ material may use であり, I 々の life に indiscrete した応 with が expect される meaning deep い results であると said える. また future, ポリエチレンの generation わりに stimulus 応 a sexual ポリマーを synthetic することにより, eventually な goals としている surface moist のれ sex suppression may な thin film materials の created が reached されるものと expect される.