気相浮遊ナノサイズ物質による微細構造表面の創製と汚染

keywords.jpg気相プロセッシング,機能性材料,ナノ粒子,薄膜,表面汚染 

島田 学 

MANABU SHIMADA

division.jpg工学研究院 物質化学工学部門 化学工学講座

position.jpg教授

研究概要

研究の背景

固体壁上に、形状・組成が微細制御された、有用な機能をもつ表面をつくる工業プロセスが求められている。一方、壁面が気中浮遊物質にさらされ、汚染・損傷することが製造プロセスを阻害している。

研究内容

高温ガスやプラズマなどの、反応および相変換が起こる気相の場で、ナノサイズの物質を合成・輸送して、表面に堆積させた物質で薄膜を形成させた。また、ナノサイズの望ましくない異物が、表面に付着することで生じる影響も検討した。

成果

平滑で稠密な薄膜や、ナノ粒子で構成された均一構造の空隙膜を作製できる条件を明らかにした。膜中粒子のサイズや結晶性の制御の可能性も見出した。異種物質の共存する複合膜の新規製造方法も開発している。さらに、粒子状・分子状物質の付着による汚染に関わるメカニズムの解明、汚染防止策の開発も進めている。

実用化に向けて(想定業界・用途、課題、企業への期待など)

機械的、光学的、電子的機能を有する薄膜や、触媒活性の高い表面を製造するプロセスとしての利用が見込まれる。汚染現象の理解と制御により、製造プロセスの効率化、省資源・省エネルギー化が期待される。

本研究の特徴・優位性

気相プロセスであるために、薄膜製造では組成や製造条件の選択においてメリットがある。気相ナノ物質による汚染現象は、多くの産業に関わっており、得られた知見と技術の適用範囲は広い。

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