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論文

Fluoropolymer-based nanostructured membranes created by swift-heavy-ion irradiation and their energy and environmental applications

八巻 徹也*; Nuryanthi, N.*; 喜多村 茜; 越川 博*; 澤田 真一*; Voss, K.-O.*; Severin, D.*; Tautmann, C.*

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 435, p.162 - 168, 2018/11

 パーセンタイル:100(Instruments & Instrumentation)

フッ素系高分子膜(PVDF及びETFE)に直径数十から数百nmのイオントラックを作製し、化学エッチング処理によってイオン穿孔を、またグラフト重合によってイオン交換膜を作製する技術をそれぞれ開発した。PVDF膜におけるイオン穿孔膜に関しては、穿孔径がLETに依存することがわかり、高い精度で形状制御が可能であることを示した。また、グラフト重合によるETFEのイオン交換膜は燃料電池の電解質膜に適することを示した。このように我々が開発した技術は、水質管理や石油精製などのろ過技術、及び燃料電池の分野に貢献する。

論文

Ion-track membranes of fluoropolymers; Toward controlling the pore size and shape

八巻 徹也; Nuryanthi, N.*; 越川 博; 浅野 雅春; 澤田 真一; 箱田 照幸; 前川 康成; Voss, K.-O.*; Severin, D.*; Seidl, T.*; et al.

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 314, p.77 - 81, 2013/11

 被引用回数:1 パーセンタイル:84.29(Instruments & Instrumentation)

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、ドイツ重イオン研究所(GSI)における"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鎖中及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、いわゆる前処理の方法を検討した。

口頭

ポリフッ化ビニリデン膜の重イオンビーム照射効果; 潜在飛跡の化学構造と反応性

八巻 徹也; 越川 博; 浅野 雅春; 前川 康成; Severin, D.*; Seidl, T.*; Trautmann, C.*

no journal, , 

ポリフッ化ビニリデン(PVDF)膜の重イオンビーム照射効果に関する研究の一環として、照射に伴う脱ガス特性と生成物の化学結合を調べたので報告する。実験では、ドイツ重イオン研究所(GSI)の線形加速器UNILACにおいて、厚さ25$$mu$$mのPVDF膜に1.1GeV $$^{238}$$Uイオンを室温下で照射した。多目的照射チェンバーに設置された赤外吸収(FT-IR)測定装置,四重極型質量分析計を利用することによって、照射効果をその場分析した。フルエンス1.0$$times$$10$$^{10}$$ions/cm$$^{2}$$において、未照射膜には見られない分子鎖内及び末端の不飽和結合によるFT-IRピークが確認され、照射に伴って増大した。脱ガスの質量スペクトルから、電子励起状態が関与する四中心反応によりPVDFからHF脱離することがその原因と考えられる。

口頭

フッ素系高分子からなるイオン穿孔膜の作製; 潜在飛跡の構造と前処理効果

八巻 徹也; Nuryanthi, N.*; 越川 博; 澤田 真一; 箱田 照幸; 浅野 雅春; 前川 康成; Voss, K.-O.*; Severin, D.*; Seidl, T.*; et al.

no journal, , 

本研究では、より穏和なエッチング条件の下で、潜在飛跡以外の未照射部へ化学的損傷が及ばない一方、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的として、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鎖中及び切断末端の不飽和結合がおもに生成することがわかった。また、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、いわゆる前処理の方法としてオゾン曝露の有効性を示した。

口頭

ポリフッ化ビニリデン膜の重イオンビーム照射効果; 飛跡構造の化学構造と反応性

八巻 徹也; 越川 博; 浅野 雅春; 前川 康成; Severin, D.*; Seidl, T.*; Trautmann, C.*

no journal, , 

ポリフッ化ビニリデン(PVDF)膜の重イオンビーム照射効果に関する研究の一環として、照射に伴う脱ガス特性と生成物の化学結合を調べたので報告する。実験では、ドイツ重イオン研究所(GSI)の線形加速器UNILACにおいて、厚さ25$$mu$$mのPVDF膜に1.1GeV $$^{238}$$Uイオンを室温下で照射した。多目的照射チェンバーに設置された赤外吸収(FT-IR)測定装置、四重極型質量分析計を利用することによって、照射効果をその場分析した。フルエンス1.0$$times$$10$$^{10}$$ ions/cm$$^{2}$$において、未照射膜には見られない分子鎖内及び末端の不飽和結合によるFT-IRピークが確認され、照射に伴って増大した。脱ガスの質量スペクトルから、電子励起状態が関与する四中心反応によりPVDFからHF脱離することがその原因と考えられる。

口頭

Ion-track membranes of fluoropolymers: Toward control of pore size and shape

八巻 徹也; Nuryanthi, N.*; 越川 博; 浅野 雅春; 澤田 真一; 箱田 照幸; 前川 康成; Voss, K.-O.*; Severin, D.*; Seidl, T.*; et al.

no journal, , 

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、GSIにおける「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。また、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、いわゆる前処理の方法としてオゾン曝露の有効性を示した。以上のように、フッ素系高分子のイオン穿孔膜において、従来から課題となっていた孔径と形状を制御できる見通しが得られたので、それに至る研究展開をレビューする。

口頭

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

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.*; et al.

no journal, , 

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。

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