Poly(vinylidene fluoride)-based ion track membranes with different pore diameters and shapes; SEM observations and conductometric analysis

異なる孔径,形状を有するポリフッ化ビニリデンイオン穿孔膜; 走査型電子顕微鏡観察と電気伝導度解析

Nuryanthi, N.*; 八巻 徹也; 越川 博; 浅野 雅春; 榎本 一之; 澤田 真一; 前川 康成; Voss, K.-O.*; Trautmann, C.*; Neumann, R.*

Nuryanthi, N.*; Yamaki, Tetsuya; Koshikawa, Hiroshi; Asano, Masaharu; Enomoto, Kazuyuki; Sawada, Shinichi; Maekawa, Yasunari; Voss, K.-O.*; Trautmann, C.*; Neumann, R.*

従来から検討がなされてきたポリエチレンテレフタレートやポリカーボネートなどの炭化水素系高分子ではなく、フッ素系高分子からなるイオン穿孔膜に着目し、そのエッチング挙動や応用性に関する研究を進めている。今回は、穿孔形成の重要なパラメータであるエネルギー付与の大きさを計算によりあらかじめ予測し、その変化を利用してポリフッ化ビニリデン(PVDF)イオン穿孔膜における孔のサイズ,形状(円柱,円錐状)の制御を試みたので報告する。走査型電子顕微鏡(SEM)観察と電気伝導度解析によるエッチング挙動の基礎的検討の中で、電気伝導度セルに高電圧を印加すると穿孔内のエッチングが加速されるという興味深い現象を見いだした。これは、穿孔内におけるエッチング溶出物の電気泳動効果に起因していると考えられる。

Poly(vinylidene fluoride) (PVDF) membranes with conical and cylindrical nanopores were prepared in a controlled manner by the ion-track technique, which involved heavy ion beam irradiation and the subsequent alkaline etching. Etching behavior mainly depended on energy deposition of ion beams, and thus its depth distribution, estimated by theoretical simulation, was successfully applied to control the shapes and diameters of the etched pores. Scanning electron microscopy (SEM) and electrolytic conductometry then gave an insight into critical experimental parameters. Interestingly, applying a higher voltage to the conductometry cell promoted track etching up to breakthrough probably because electrophoretic migration of dissolved products occurred out of each pore.