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J-GLOBAL ID：201802259343342785   整理番号：18A0661794

「荷電膜や電気化学は面白い」高エネルギーイオンビームによるナノ構造制御機能膜の研究-フッ素系高分子多孔膜とイオン交換膜を中心に-

Research on Nanostructure-Controlled Functional Membranes Using High-Energy Ion Beams: Fluoropolymer-Based Porous and Ion-Exchange Membranes

著者 (4件)： 八巻徹也 (量子科学技術研究開発機構 高崎量子応用研) ,  喜多村茜 (日本原子力研究開発機構 原子力基礎工学研究セ) ,  澤田真一 (量子科学技術研究開発機構 高崎量子応用研) ,  越川博 (量子科学技術研究開発機構 高崎量子応用研)
資料名： 日本海水学会誌  (Bulletin of the Society of Sea Water Science, Japan)
巻： 72  号： 2  ページ： 62-74  発行年： 2018年04月01日 
JST資料番号： F0235A  ISSN： 0369-4550  CODEN： NKAGBU  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： 日本 (JPN)  言語： 日本語 (JA)

抄録/ポイント： ・本レビュー論文では,二つの話題,すなわち,いずれも高エネルギーイオンビームを用いたナノ構造制御された機能性膜の生成を含むフッ素系高分子多孔質およびイオン交換膜に向けた。高分子箔におけるMeV-GeV重イオンの潜在トラックが,化学的にエッチングされてミクロおよびナノサイズの貫通孔を有する膜,いわゆるイオントラック膜を形成することがある。焦点はナノテクノロジー応用のための多孔質マトリックスとして考えられてきたポリ(フッ化ビニリデン)(PVDF)のイオントラック膜である。PVDF系イオントラック膜は既に報告されているが,それらの調製法は最適化されていない。エッチング挙動は主にイオンビームのエネルギー付与に依存するため,理論的シミュレーションにより推定したその深さ分布はエッチド細孔の形状制御にうまく適用された。空気中加熱とオゾン曝露によるトラックの酸化はプレエッチング処理として有効であった。カチオンとアニオン交換膜(それぞれCEMとAEM)を二つの方法,各トラックの化学エッチングおよび/または改質に基づく,言い換えれば,PVDF中のトラックエッチド細孔への放射線グラフト化およびポリ(エチレン-co-テトラフルオロエチレン)(エッチング処理なし)へのイオントラック直接グラフト化で調製した。得られた「ナノ構造制御」CEMとAEMは,厚さ方向に平行な一次元イオン伝導経路を持っていることが分かったが,対照的に,既存の膜のほとんどは,三次元ランダム媒質におけるイオン輸送を示した。これはおそら数十から数百くナノメータの幅のほぼ柱状イオン相が膜を通って伸びているからであろう。例えば高寸法安定性のような燃料電池と海水電気透析への応用に適した他の膜特性も,そのような制御された構造によるものである。最後に,照射技術の世界とTIARAの最近の進歩を示し,著者らの新しい機能性膜の工業的応用の可能性を追求した。(翻訳著者抄録)

シソーラス用語： *イオンビーム ,  イオンビーム加工 ,  イオン交換膜 ,  高分子膜 ,  ナノ構造 ,  エネルギー移動 ,  グラフト共重合 ,  放射線重合 ,  加熱 ,  空気酸化 ,  オゾン ,  *ポリフッ化ビニリデン ,  グラフト化【化学修飾】 ,  イオンエッチング ,  イオン伝導 ,  研究施設 ,  粒子飛跡 ,  寸法安定性 ,  穴あけ ,  イオン照射 ,  電気透析 ,  濃縮 ,  ウェットエッチング ,  高分子加工
準シソーラス用語： 多孔質膜 ,  エネルギー付与 ,  放射線グラフティング ,  オゾン曝露 ,  イオントラック ,  TIARA ,  カチオン交換膜 ,  アニオン交換膜 ,  イオン穿孔

分類 (2件)： 膜分離  (XD02120Z) ,  機械加工,仕上げ一般  (YH04111G)

引用文献 (45件)：

• 1)T. L. Cottrell, The strength of chemical bonds, 2nd Ed., Butterworths, Washington, D.C., US(1958)
• 2)W. A. Sheppard and C. M. Sharts, Organic fluorine chemistry, W. A. Benjamin, Inc., New York, US(1969)
• 3)D. J. Wilson, R. L. Williams and R. C. Pond, Plasma modification of PTFE surfaces. Part I: Surfaces immediately following plasma treatment, Surf. Interface Anal., 31, 385-396(2001)
• 4)S. R. Kim, Surface modification of poly(tetrafluoroethylene)film by chemical etching, plasma, and ion beam treatments, J. Appl. Polym. Sci., 77, 1913-1920(2000)
• 5)R. Spohr, in: K. Bethge(Ed.), Ion tracks and microtechnology, Vieweg Verlag, Braunschweig, DE(1990)

タイトルに関連する用語 (10件)： 荷電膜 ,  電気化学 ,  高エネルギー ,  イオンビーム ,  ナノ構造制御 ,  機能膜 ,  研究 ,  フッ素系高分子 ,  多孔膜 ,  イオン交換膜