研究部門
機能性薄膜研究部門
本研究部門では、次世代の光電子機能を有する薄膜デバイス創出および薄膜化プロセス技術の開発に向けた基礎学理の構築と応用に資する教育研究を行っています。
高分子機能性微粒子の合成と構造制御、液晶性物質やカーボンナノチューブの薄膜化とナノ構造制御の両立、新原理有機薄膜デバイス創出、光 ・電子機能の高効率発現、薄膜デバイスの安定動作・長寿命化、粒子分散状態の評価技術に基づいた塗布膜形成プロセスの解明など、高機能薄膜の製造技術の高度化を目標とし、工学研究科の3グループの教員で構成しています。
現在は、下記の研究テーマを進めています。
・液晶性混合伝導体薄膜のナノ構造制御とデバイス応用（舟橋正浩・秋山吾篤）
・カーボンナノチューブ薄膜の構造・機能制御とデバイス応用（堀家匠平・小柴康子）
・カプセル粒子のシェル膜透過性制御（南秀人・鈴木登代子）
・粒子膜形成のための二次元コロイド構造体制御（南秀人・鈴木登代子）
・粒子分散液の内部構造評価技術の構築（菰田悦之）
・粒子分散液の塗布・乾燥プロセス解析（菰田悦之）
メンバー
- 舟橋 正浩 教授（部門長）
- 南 秀人 教授
- 菰田 悦之 准教授
- 堀家 匠平 准教授
- 秋山 吾篤 助教
- 鈴木 登代子 助教
- 小柴 康子 助手
Research Topics
液晶性混合伝導体薄膜のナノ構造制御とデバイス応用
- 舟橋 正浩
- 秋山 吾篤
拡張π電子共役系にシクロテトラシロキサン環を導入したナノ相分離型液晶性半導体は薄膜の酸蒸気曝露による重合・不溶化が可能です。側鎖にクラウンエーテルなどの機能性部位を導入することで、イオン伝導部位と電気化学活性部位が分離した電気化学機能薄膜を作製できます。エレクトロクロミズムやセンシングデバイスへの応用を検討しています。
カーボンナノチューブ薄膜の構造・機能制御とデバイス応用
- 堀家 匠平
- 小柴 康子
カーボンナノチューブ（CNT）はsp2炭素の1次元ナノ構造体であり、優れた電気伝導特性などを示します。当部門では、CNTのデバイス機能を安定に変調するためのドーピング剤やドーピング手法の開発、1次元性ならではの機能発現に向けた配向制御に取り組んでいます。熱電発電素子、赤外線センサなどへの応用を目指した研究開発を行っています。
カプセル粒子のシェル膜透過性制御
- 南 秀人
- 鈴木 登代子
図 疎水性シェル(a,c)，および親水性シェル(b,d)をもつ中空粒子を親水性蛍光染料(a,b)と疎水性蛍光染料(c,d)溶液に分散させた際の共焦点レーザー顕微鏡写真
中空高分子微粒子は，有用物質を封じ込めたマイクロカプセルなどとして実用化されています。本研究では，独自の中空化法を駆使し，シェル膜の構造や性質を制御することにより，含有物質の範囲拡大や内包物の放出速度の制御を行っています。例えば，シェル膜にイオン液体ポリマーを用いた場合，アニオン交換により中空粒子のシェル膜の性質を疎水性から親水性へと変化することで透過性の制御が可能となります。
粒子膜形成のための二次元コロイド構造体
- 南 秀人
- 鈴木 登代子
図 分散安定剤間の水素結合を利用した二次元コロイド構造体の作製スキーム
微粒子を配列・組織化させた集合体は，コロイド構造体と呼ばれ，新規な機能性材料への応用が期待されています。当研究グループでは，テンプレートを用いない粒子膜構造制御の基礎的検討として側面にのみ水素結合性ドナー(ポリアクリル酸)またはアクセプター（ポリビニルピロリドン）の分散安定剤が存在する円盤状粒子を利用して二次元方向に配列したコロイド構造体の作製を試みています。
粒子分散液内部構造のレオロジー解析
- 菰田 悦之
粒子分散液から所望の構造の粒子含有薄膜を得るためには，溶液中で粒子が形成する内部構造を理解する必要がある．しかし，粒子分散液は通常不透明で透過光による計測・観察が行えない．このため，粒子分散液に印加した変形に対応する応力から内部構造が理解できるレオロジー解析が有用である．当研究室では，レオロジー解析にインピーダンス測定やパルスNMR測定を組み合わせ，スラリー内部構造やその動的変化の理解を目指している
粒子分散液の塗布・乾燥プロセス解析
- 菰田 悦之
塗布時のせん断流動場および乾燥時の溶媒蒸発場が粒子分散液の内部構造変化に与える影響について研究している．塗布装置に応じて異なるせん断履歴が内部構造や塗布膜形状に与える影響の解明に取り組んでいる．一方で，乾燥工程については，乾燥速度変化に加えて粒子充填・応力発生などの同時計測手法を構築し，所望の膜構造を得るための操作条件およびメカニズムを調べている．
