東北大学 東北大学 大学院工学研究科・工学部 化学・バイオ系

化学工学専攻 化学工学専攻 - 材料プロセス工学分野 DEPARTMENT OF CHEMICAL ENGINEERING - MATERIAL PROCESSING

ナノ材料を適材適所で複合化

ナノ材料を適材適所で複合化

大きさやカタチが均一な微粒子を構成要素(ビルディングブロック)とし、それを組み上げる手法を研究しています。この手法を利用することで各種材料を設計通りに2次元あるいは3次元で配置できるようになります。また、種類の異なる材料を単に混ぜ合わせただけでは得られない新しい機能を引き出すことが可能となります。

ナノ材料を適材適所で複合化

主な研究テーマ

機能発現のための単分散微粒子合成プロセスの開発

微粒子の特性は、その大きさやカタチによって大きく変化します。微粒子を集積体の構成要素(ビルディングブロック)として利用するには、大きさやカタチの揃った微粒子を用意する必要があります。孤立状態(分散状態)で機能を発現するだけでなく、集積・配列状態で機能が発現する微粒子の合成プロセスを検討しています。

機能発現のための単分散微粒子合成プロセスの開発
単分散微粒子の集積/配列プロセスの検討

調製したビルディングブロックを集める(集積)、あるいは規則的に並べる(配列させて)プロセスを検討しています。原子(分子)の並び方(配置)によって結晶性材料の性質が変化するように、ビルディングブロックの3次元的な空間配置がコロイド結晶の特性を決める重要な因子となります。

単分散微粒子の集積/配列プロセスの検討
ナノ粒子を利用した機能性コンポジット薄膜作製プロセスの検討

機能性に優れるナノ粒子を、加工性に富むポリマーと複合化することで、透明性が高く、かつフレキシブルな機能性ナノコンポジット薄膜を作製しています。ポリマーに充填するナノ粒子の種類と量に応じて、コンポジット薄膜から様々な機能を引き出すことができます。

ナノ粒子を利用した機能性コンポジット薄膜作製プロセスの検討