ゾル-ゲル法のメカニズム、製膜の進め方、応用、膜物性評価

第1部 ゾル-ゲルコーティングの作成と応用

(2023年11月27日 10:30〜12:30)

　ゾル-ゲル法による薄膜形成技術について概説する。薄膜作成にかかわる基礎項目について説明する。ゾル-ゲル薄膜の光学薄膜、誘電体膜、光触媒、透明導電膜、UVカット膜などへ応用例について述べる。

1. ゾル-ゲル法による薄膜形成
   1. ゾル-ゲル法の基礎知識
      1. ゾルーゲル法の基本的な工程
      2. ゾルーゲル法の適用範囲
      3. 出発原料と加水分解・重合反応
   2. ゾルーゲル液を用いた成膜手法
      1. スピンコート
      2. ディップコート
      3. ロールコート
      4. バーコート
      5. スプレーコート
   3. 有機-無機ハイブリッド膜
      1. 有機-無機ハイブリッドとは
      2. ゾル-ゲルベース溶液反応の適用
      3. 熱硬化・光硬化反応の適用
2. ゾル-ゲル法を用いた機能性薄膜への応用
   1. 光学薄膜の形成
      1. 光学材料応用の基礎
      2. 屈折率制御薄膜
      3. フッ素均質導入膜による高硬度低屈折率膜
   2. 誘電体膜の形成
   3. 光触媒膜の形成
      1. 塗布法によるチタニア膜の形成
      2. 結晶性アナターゼ膜の低温形成
   4. 透明導電膜の形成
      1. 塗布法によるITO膜の形成
      2. ゾルーゲル法によるITO膜の低温形成の可能性
      3. 光アシストゾルーゲル法によるITO膜の室温形成
   5. 紫外線カット膜の形成
      1. UV遮蔽に適用可能な素材
      2. 酸化チタン系膜
      3. 酸化セリア系膜
• 質疑応答

第2部 ゾル-ゲル法による有機-無機ポリマーハイブリッドの合成指針と最近の応用例

(2023年11月27日 13:15〜14:45)

　ハイブリッド材料を得るには一般的にゾル-ゲル法が用いられるが、元々混ざりにくいものを均一に分散させるためには工夫が必要である。講演では、これらの一般的なハイブリッド作成と解析手法を説明する。また、最近の高機能ハイブリッド材料についても紹介する。

1. これまでの研究例
   • 歴史
   • 最近の応用例
2. 材料設計指針
   • 相分離を起こさない官能基選択
3. 合成法
   • ゾル-ゲル法
   • 電子レンジによる作成時間短縮
4. 同定法
   • 分光スペクトルの解析法
   • 電子顕微鏡
5. 応用例
   1. 汎用性高分子の耐熱性向上
   • 合成例
   • 物性
   • 機能材料としての応用例
   • 共役系高分子のハイブリッド化
   • 色素含有ハイブリッド材料
   • 刺激応答性ハイブリッド材料
   • フォトパターニング
   • マイクロ波感応熱源としての応用
• 質疑応答

第3部 ゾルゲル法によるセラミックス薄膜およびナノ材料の作製と評価

(2023年11月27日 15:00〜16:30)

　ゾルゲル法による薄膜作製に用いるコーティング溶液の調製法、その溶液から作製した薄膜の微構造の特徴、その薄膜の応用例について説明する。また、その溶液を用いた様々なナノ材料の作製やその応用についても説明する。

1. ゾルゲル法によるセラミックス薄膜作製の基礎
2. コーティング溶液の調製法
   1. 安定なコーティング溶液を調製するための有機添加剤
   2. コーティング溶液の安定化剤の添加効果と溶存金属種の分子構造
3. ゾルゲル法で作製したセラミックス薄膜の物性
4. コロイド水溶液をコーティング溶液として用いた薄膜作製
   1. 水系コーティング溶液の調製法
   2. コロイド水溶液を用いて均一な薄膜を作製するための工夫
5. ゾルゲル法による薄膜作製技術を応用した様々なナノ材料合成
   1. ゼオライト薄膜
   2. 金属酸ナノシート
   3. 金属酸化物ナノ粒子
• 質疑応答