8/27 ゾル-ゲル法の基礎と 高機能性材料設計への応用・新展開

豊橋技術科学大学　電気・電子情報工学系　教授　博士(工学)　松田 厚範　氏
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　「ゾル‐ゲル法」は、ガラス、セラミックス、無機有機ハイブリッド、あるいはナノコンポジットを液相から合成する優れた方法です。本方法によれば、バルク体、メンブレイン、ファイバ、コーティング薄膜、あるいは微粒子など、種々の形状の機能性材料を作製することができます。特に、薄膜は基板の表面高機能化技術として実用性も高く注目されています。また、多孔体の創製やイオン伝導体の合成や電気化学素子の構築にも有用です。

　本セミナーでは、「ゾル-ゲル法の基礎と高機能性材料設計への応用および新展開」と題して、ゾル‐ゲル法の基礎と材料選択、合成法、物性制御、応用展開、研究動向について、我々の研究成果を中心に詳しく解説いたします。

１．ゾル-ゲル法の基礎
　1.1 ゾル-ゲルプロセスと特徴
　1.2 ゾル-ゲル法によるガラスの合成
　1.3 ゾル-ゲル法によるコーティング膜の作製
　1.4 ゾル-ゲル法によるセラミックスの合成
　1.5 ゾル-ゲル法による無機‐有機複合体の合成
　1.6 ゾル-ゲル法による多孔体の合成
　1.7 インデンテーション法によるゲル膜の力学物性評価
 
２．ゾル-ゲル法による撥水、親水コーティング
　2.1 親水・撥水の基礎知識
　2.2 チタニアナノ微結晶分散薄膜の低温合成と光触媒・防曇などへの応用
　2.3 外場を用いたナノ微結晶薄膜の組織制御
　2.4 アナターゼ分散メソポーラス薄膜の低温合成
　2.5 フリップ-フロップ機構による撥水性・水中撥油性表面の設計
　2.6 撥水性と光触媒活性を兼ね備えた高機能表面の設計
　2.7 液相成膜を用いたエレクトロウェッティング
 
３．ゾル-ゲル法によるマイクロ・ナノパターニング
　3.1 ゾル-ゲル微細加工プロセスの基礎知識
　3.2 マイクロ・ナノインプリント技術によるパターニング
　3.3 フォトリソマイクロ・ナノパターニング
　3.4 固体表面の濡れ性を用いた新規なパターニングプロセス
　3.5 無機-有機ハイブリッド膜の光誘起構造変化を利用したパターニング
　3.6 銀含有無機-有機ハイブリッドゲル膜のホログラム記録材料への応用
　3.7 液相からの相分離型マルチフェロイック材料の作製
 
４．ゾル-ゲル法によるイオン伝導性材料の作製と電気化学素子への応用
　4.1 固体中におけるイオン伝導の基礎
　4.2 中温低加湿条件で高い導電率を示すホスホシリケートゲル
　4.3 プロトン伝導性無機－有機複合体シートを用いた中温作動型燃料電池
　4.4 ゾル-ゲル法と交互積層法によるプロトン伝導性コア-シェル粒子の作製
　4.5 水酸化物イオン伝導性固体電解質
　4.6 水酸化物イオン伝導性固体電解質を用いた全固体金属/空気二次電池
　4.7 液相加振法による硫化物系リチウムイオン伝導体の作製と全固体リチウムイオン電池への応用
　4.8 液相加振法による硫化物系ナトリウムイオン伝導体の作製
 
５．複合酸化物ゲルのメカニカルミリング処理による新規複合体の合成（時間の許す範囲で紹介）
　5.1 メカニカルミリング処理による新規複合体の合成例
　5.2 シリカ-チタニア系ゲルのメカニカルミリングによる結晶化
　5.3 メカニカルミリングによる複合酸化物ゲルからの新規結晶相析出
 
６．まとめと今後の展望

　□質疑応答□

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