Heavy ion tracks in fluoropolymer film; Recent developments and future prospects

フッ素系高分子膜における重イオン飛跡; 最近の進展と将来展望

八巻 徹也; Nuryanthi, N.*; 越川 博; 浅野 雅春*; 澤田 真一; 喜多村 茜; 前川 康成; Kay-Obbe, V.*; Severin, D.*; Seidl, T.*; Trautmann, C.*

Yamaki, Tetsuya; Nuryanthi, N.*; Koshikawa, Hiroshi; Asano, Masaharu*; Sawada, Shinichi; Kitamura, Akane; Maekawa, Yasunari; Kay-Obbe, V.*; Severin, D.*; Seidl, T.*; Trautmann, C.*

本研究では、より速く効率的にポリフッ化ビニリデン(PVDF)イオン穿孔膜を作製することを目指し、"その場"かつ"オンライン"分析によって、潜在飛跡内に存在する化学種の構造や反応性を調べた。その結果、照射と同時に生成したラジカルを介して、PVDF鎖中および切断末端の不飽和結合が主に生成することがわかった。このような飛跡内の生成物にのみ作用しエッチングを加速するための改質過程として、潜在飛跡の酸化に着目したエッチング前処理法を提案できた。この手法は、飛跡内に不飽和結合が形成されるすべての高分子に適用できると考えられることから、PVDF以外のフッ素系高分子からなるイオン穿孔膜の実現可能性についても展望する。

Practically, polyvinylidene fluoride (PVDF) has been said to be the only fluoropolymer in which ion tracks can be developed by chemical etching. We thus investigated the possibility of varying the beam parameters and applying the effect of a pre-etching treatment for PVDF ion-track membranes with the goal of achieving enhanced track etching for effective control of the pore size and shape. Our activities also cover all types of fluoropolymers including PVDF. Compared to PVDF, poly(ethylene--tetrafluoroethylene) and a series of perfluoropolymers are known to be very stable in highly-concentrated acid or alkaline solutions or at higher temperatures. Although this property might make their ion-track etching very challenging, the ongoing research is expected to allow one to accumulate know-how on methods of chemical etching, which can be generalized for the chemical structures. These will give feedback to a guiding principle for effective ion-track etching in fluoropolymers.