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八巻 徹也*; 喜多村 茜; 澤田 真一*; 越川 博*
日本海水学会誌, 72(2), p.62 - 74, 2018/04
本総説では、高速の単一重イオンによる潜在飛跡を利用したナノ構造制御機能膜として、フッ素系高分子からなる多孔膜とイオン交換膜の研究を報告する。多孔膜とは、潜在飛跡における高分子鎖の切断領域を化学エッチングすることで得られるイオン穿孔膜のことである。一方のイオン交換膜は、このイオン穿孔、あるいは潜在飛跡中の反応活性点を利用し、化学修飾により荷電基を導入したカチオン・アニオン交換膜のことである。われわれの材料はどちらも構造や機能の観点で極めて特異であり、高エネルギーイオンビーム技術でしか得られないことを強調する。このようなナノ構造制御機能膜を作製するための量産的、あるいは最新の照射技術として、それぞれ国内外のイオン照射研究施設も紹介する。
八巻 徹也; Nuryanthi, N.*; 喜多村 茜; 越川 博; 吉村 公男; 澤田 真一; 浅野 雅春; 前川 康成; 鈴木 晶大*; 寺井 隆幸*
no journal, ,
本研究では、高分子薄膜の高エネルギー重イオンビーム照射で局所的に形成される反応活性種(ラジカルあるいは過酸化物)を利用してアニオン交換膜の作製を行った。直径が数十
数百nmという潜在飛跡の各々に水酸化アルキルトリメチルアンモニウム基を集積させた、このいわゆるナノ構造制御電解質膜では、基材高分子膜の大部分が未改質であるため、含水膨潤が抑制された一方、膜厚方向において高い水酸化物イオン伝導性を示した。これにより、イオンビームによる我々独自のナノ構造制御技術が有する可能性を探索できた。
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。