多角バレルプラズマ表面改質法による機能性微粒子材料の創成富山大学水素同位体科学研究センター教授阿部孝之（元）大学院理工学教育部博士3年松原圭佑博士研究員井上光浩（元）大学院理工学教育部修士2年團野雅斗修士1年西澤秀基背景既存の手法の問題点と解決法《微粒子表面修飾・改質》薄膜修飾 (微粒子材料) ナノ粒子修飾表面改質  一段階で表面修飾・改質  廃液の排出なし  使用できる材料種に制限なし  種々の因子の調節により、表面修飾・改質制御が可能  工程が多段階  有害物質を含む廃液を排出  使用できる材料種に制限  前駆体分解のための加熱、焼成工程により、表面修飾・改質制御が困難微粒子に新たな機能を付与 (機能性微粒子材料調製法として注目) 近年、機能性微粒子材料の用途拡大《プラズマ技術》《従来法 (ウェット法) の問題点》高性能化への要求の高まり課題：平面材料に使用が特化微粒子表面修飾・改質法へのプラズマ技術の適用多角バレルプラズマ表面改質法を開発表面修飾・改質の制御がキーポイント多角バレルプラズマ表面改質法による汎用性ポリマー微粒子の表面麺フッ化＜ポリメタクリル酸メチル (PMMA) 微粒子 (粒径 50 μm)＞《多角バレルプラズマ表面改質法》接触角: 115.6º C-C (C-H) Quaternary C O-CH3 O-C=O Intensity / a.u. C1s 10 μm 295 293 291 289 287 285 283 281 Binding energy / eV ＜フッ化処理＞ CF4 ガス C1s Intensity / a.u. プラズマ多角バレル CF3 CF2 CF 超撥水 150.6º C-CF 10 μm 295 293 291 289 287 285 283 281 Binding energy / eV フッ化層表面フッ化により撥水性向上 (テフロンと同等の撥水性) 応用－フッ化 PMMA 微粒子 (50 μm) のコーティング－ (ろ紙) (未コーティング) －リキッドマーブルによるアンモニアの検出－ (ペーパータオル) (コーティング済) CuCl2 溶液 CuCl2：100 μl フッ化 PS 微粒子 20 μl 10 mm NH3 (NH3：0 %) (NH3：0.4 %) 2 μl 40 μm 5 mm (ポリスチレン (PS) 微粒子：12 μm) まとめ・今後の展望【地域社会や産業界での応用分野・活用方法等】－プラズマ技術を用いた各種微粒子表面修飾・改質法－ •多角バレルスパッタリング法 (特許3620842、「多角バレルスパッタ装置、多角バレルスパッタ方法及びそれにより形成された被覆微粒子、マイクロカプセル及びその製造方法」) •多角バレルプラズマ化学蒸着法 (特許5218942、「プラズマ CVD 装置、プラズマ CVD 方法及び攪拌装置」) •多角バレルプラズマ表面改質法 (特許出願2013-108788、「表面フッ化微粒子、表面フッ化装置及び表面フッ化微粒子の製造法」) 表面修飾・改質をナノレベルでデザイン可能機能性微粒子材料半導体材料蛍光材料工業・環境触媒その他高機能性微粒子材料の創成により環境に優しく持続可能な社会の構築に挑戦連絡先富山大学リエゾンオフィス・ＴＬＯ電池材料 TEL：076-445-6392 FAX：076-445-6939 Email：[email protected]