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

基本信息

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

项目摘要

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。

在2007年，将均匀尺寸的聚合物颗粒排列为顺序的结构，主要是通过自旋涂层产生的，并通过脉冲激光消融方法产生了层次的微/纳米结构阵列，并测量了功能性能。该方法首先是通过自旋涂层开发的，以开发单分散聚苯乙烯球形分散剂到硅底物上，以自组装PS单层胶体晶体，然后在氧化巨氧化物圆柱柱结构中进行激光沉积。该柱状结构由纳米颗粒聚集体组成，并且在制备过程中，聚集体的密度随大气压的增加而降低。 2008年，对通过在650°C的空气中热处理此类结构产生的结构进行了研究。热处理将晶体状态从无定形酶变为催化酶，在这种热处理期间，PS在TIO_2支柱下方完全去除。此外，发现在这种热处理中，氧化钛经经历热收缩且大小减少，并且形成了颗粒之间的常规间隙的结构。也就是说，已经发现，通过控制聚合物颗粒的大小和大气压，可以控制氧化钛颗粒组件的重复周期和间隙距离。尽管这种结构甚至在润湿性方面也表现出有趣的特性，但发现田间发射特性也显示出反映结构的变化。也就是说，发现重复周期越小，间隙距离越大，场发射特性越高。

项目成果

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专著数量（0）

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会议论文数量（0）

专利数量（0）

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

DOI：
发表时间：
2008
期刊：
影响因子：
0
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

DOI：
发表时间：
2009
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

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

DOI：
发表时间：
2008
期刊：
影响因子：
0
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 : 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

DOI：
发表时间：
2008
期刊：
影响因子：
0
作者：
LI Yue;佐々木毅;清水禎樹;越崎直人
通讯作者：
越崎直人

六方規則配列をもつ酸化チタンマイクロ・ナノ階層構造の作製

六方规则排列氧化钛微纳米分级结构的制备

DOI：
发表时间：
2008
期刊：
影响因子：
0
作者：
LI Yue;佐々木毅;清水禎樹;越崎直人
通讯作者：
越崎直人

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通讯作者：
浜孝之，畠山真一，鈴木智貴，内田壮平，藤本仁，宅田裕彦

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通讯作者：
越崎直人