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機能性高分子薄膜の製造プロセスに関る研究


高分子薄膜のdewetting現象

コンポジット薄膜の断面TEM像
上:加熱前,ナノ粒子が表面に偏析
下:加熱後,ナノ粒子が内部へ移動

コンポジット薄膜作製時に発生
したクラック(ひび割れ)  

ナノ粒子/高分子コンポジット薄膜材料は,高分子中にナノ粒子を内包した次世代の機能性薄膜材料であり,高分子とナノ粒子の組み合わせによって,電気・電子材料,光機能材料,太陽電池,ガスセンサー,耐熱性・高弾性率材料など,幅広い分野での応用が期待されています。 この材料の産業応用に当っては,高分子薄膜内でのナノ粒子の空間分布を制御する方法や,欠陥のない薄膜形成(塗布・乾燥)に関する技術を確立することが重要となってきます。

当研究室では,超臨界水熱合成法*)により合成した表面修飾ナノ粒子を含む高分子コンポジット薄膜を対象として, 光学顕微鏡画像記録システムを用いた動的挙動のin situ観察や,走査型プローブ顕微鏡(SPM)およびイオンミリング法を用いた薄膜試料の構造観察を駆使して,以下の研究を行っています。
 

  1. コンポジット薄膜のdewetting現象の解明
  2. コンポジット薄膜内のナノ粒子空間分布構造の解明
  3. 薄膜形成プロセスに伴う溶媒蒸発現象およびこれに伴うクラック形成メカニズムの解明


【共同研究先】
・東北大学 WPI-AIMR 原子分子材料科学高等研究機構
・東北大学 多元物質科学研究所


*) Zhang, J., Ohara, S., Umetsu, M., Naka, T., Hatakeyama, Y., Adschiri, T., Advanced Materials 19, 203-206 (2007).


研究テーマ

材料の製造プロセス

  1. 半導体,酸化物バルク単結晶
  2. 高分子薄膜
  3. 微粒子
  4. 重質油

対象材料に関る新しい測定法や観察法の開発

  1. 高温融体材料の熱物性計測および過冷却凝固時による相分離構造
  2. 高温高圧反応器内の流動・拡散場の可視化