階層的マイクロ/ナノ構造アレーをもつ生体模倣表面の作製と物性

具有分层微/纳米结构阵列的仿生表面的制造和物理特性

• 批准号: 06F06609
• 负责人: 越崎 直人
• 金额: $ 1.54万
• 依托单位: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2008
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-06F06609/
• 关键词: 階層的マイクロ; ナノ構造; 表面ぬれ性; ポリマー粒子; ナノ粒子リソグラフィー; 超親水性; フォトニッククリスタル; 光触媒; 電界放射; 超撥水性

H19年度は主に、サイズの揃ったポリマー粒子が規則配列した構造をスピンコート法により作製し、この規則構造を利用して酸化チタンの階層的マイクロ/ナノ構造アレーをパルスレーザーアブレーション法により作製し、その機能特性を測定した。その作製法は、まず単分散ポリスチレン球体分散液をスピンコーティングによりシリコン基板上に展開してPS単層コロイド結晶を自己集合的に作製し、これを基板として用い数十mTorr程度の酸素圧力雰囲気下でレーザー蒸着を行うことで酸化チタン柱状組織を得た。この柱状組織はナノ粒子凝集体から構成され、調製時の雰囲気圧力の増加に伴って、凝集体の密度が低下した。H20年度では、このような構造を650℃空気中で熱処理することにより生成する構造について研究を進めた。熱処理により、結晶状態はアモルファスからアナターゼに変化し、この熱処理過程でTiO_2ピラーの下に付いているPS球は完全に除去された。さらにこの熱処理の過程で、酸化チタンは熱収縮を起こしてサイズが小さくなり、粒子間に規則的なギャップが配列した構造が形成することがわかった。すなわちポリマー粒子の大きさと雰囲気圧力を制御することで、酸化チタン粒子集合体の繰り返し周期とギャップ間距離を制御できることがわかった。このような構造はぬれ性でも興味ある特性を示すが、電界放射特性でも構造を反映した変化を示すことがわかった。すなわち、繰り返し周期が小さくギャップ間距離が離れているほど高い電界放射特性を示すことがわかった。

2019财年，我们主要利用旋涂法创建了尺寸均匀的聚合物颗粒规则排列的结构，并利用这种有序结构，利用脉冲激光烧蚀法创建了氧化钛的分层微纳米结构阵列。测量功能特性。其制造方法是先将单分散聚苯乙烯球分散体通过旋涂的方式涂布在硅基板上，自组装出PS单层胶体晶体，然后在数十mTorr A的氧压气氛下将其作为基板。通过激光沉积获得二氧化钛柱状结构。该柱状结构由纳米颗粒聚集体组成，并且聚集体的密度随着制备过程中气压的增加而降低。 2008年度，我们对通过在空气中进行650℃热处理而生成的结构体进行了研究。通过热处理，晶态从非晶态转变为锐钛矿态，并且在热处理过程中，附着在TiO_2柱下的PS球被完全去除。此外，发现在该热处理过程中，氧化钛经历热收缩并且尺寸变小，形成颗粒之间排列有规则间隙的结构。换句话说，发现通过控制聚合物颗粒的尺寸和大气压力，可以控制氧化钛颗粒聚集体的重复周期和间隙距离。这种结构在润湿性方面表现出有趣的特性，但还发现场致发射特性也显示出反映该结构的变化。即，可知重复周期越小、间隙距离越大，电场发射特性越高。

项目成果

Hierarchical TiO_2 nanoparticle arrays with hexagonal-non-close-packed arrangement and their stable superhydrophilicity without UV irradiation

六方非密堆积多级TiO_2纳米颗粒阵列及其在无紫外照射下稳定的超亲水性

• 发表时间: 2008
• 作者: LI Yue;佐々木 毅、清水 禎樹、越崎 直人
• 通讯作者: 佐々木 毅、清水 禎樹、越崎 直人

六方非最密充填粒子配列構造材料の作製方法及び六方非最密充填粒子配列構造材料並びに同材料からなる機能性材料

六方非密排颗粒阵列结构材料的制造方法、六方非密排颗粒阵列结构材料以及由该材料制成的功能材料

• 发表时间: 2009

Transferable hexagonal-close-packed, hierarchical amorphous TiO_2 nanorod arrays : Synthesis, enhanced photocatalytic activity and superamphiphilicity

可转移六方密堆积、分级非晶TiO_2纳米棒阵列：合成、增强光催化活性和超两亲性

• 发表时间: 2008
• 作者: LI Yue;佐々木毅;清水禎樹;越崎直人
• 通讯作者: 越崎直人

Hexagonal-non-close-packed, hierarchical TiO_2 ordered nanoparticle arrays and their stable superhydrophilicity without UV irradiation

六方非密堆积分级TiO_2有序纳米粒子阵列及其在无紫外照射下的稳定超亲水性

• 发表时间: 2008
• 作者: LI Yue;佐々木 毅、清水 禎樹、越崎 直人
• 通讯作者: 佐々木 毅、清水 禎樹、越崎 直人

Transferable hexagonal-close-packed, hierarchical amorphous TiO_2 nanorod arrays : enhanced photocatalytic property and superamphiphilicity

可转移六方密堆积、分级非晶TiO_2纳米棒阵列：增强的光催化性能和超两亲性

• 发表时间: 2008
• 作者: LI Yue;佐々木毅;清水禎樹;越崎直人
• 通讯作者: 越崎直人