ホーム / 専攻の紹介 / 研究室・教員 / 材料プロセス工学

材料プロセス工学

教員

大嶋 正裕 ( Masahiro OHSHIMA )

大嶋 正裕教授(工学研究科)

研究テーマ

高分子の機能材料の新規開発から、その製造・加工装置の設計・運転・制御の研究など、材料機能とそのプロセッシングを中心とした新しい材料システム工学を築くことを目指し研究を進めている。特に最近は泡の工学応用に興味をもって研究している。

連絡先

桂キャンパス A4棟 B1階019号室
TEL: 075-383-2666
FAX: 075-383-2646
E-mail: oshima@cheme.kyoto-u.ac.jp

長嶺 信輔 ( Shinsuke NAGAMINE )

長嶺 信輔准教授(工学研究科)

研究テーマ

多孔体、微粒子などナノ・マイクロスケールでの構造を有する固体材料の創製とその構造、形態制御を中心に研究しています。最近は液-液界面での固体析出反応を利用した、無機ナノ・マイクロカプセルの新規作製法の開発に取り組んでいます。

連絡先

桂キャンパス A4棟 B1階019号室
TEL: 075-383-2686
FAX: 075-383-2646
E-mail: nagamine@cheme.kyoto-u.ac.jp

吉元 健治 ( Kenji YOSHIMOTO )

吉元 健治E-JUST特定准教授(工学研究科)

研究テーマ

次世代の微細加工技術や医療技術への応用を視野に入れながら、ブロックコポリマーの材料開発やプロセスについて研究を行っています。効率的かつ実践的な研究開発を目指し、シミュレーションやモデリングに積極的に取り組んでいます。

連絡先

桂キャンパス A4棟 B1階027号室
TEL: 075-383-7101
FAX: 075-383-2646
E-mail: yoshimoto1@cheme.kyoto-u.ac.jp

引間 悠太 ( Yuta HIKIMA )

引間 悠太助教(工学研究科)

研究テーマ

高分子材料中の不均一構造の計測・評価・可視化手法について研究を行っています。赤外・近赤外分光法に、イメージング手法、偏光測定や統計的手法を組み合わせた解析手法を開発し、高分子成形品の物性評価や劣化予測に応用することを目指しています。

連絡先

桂キャンパス A4棟 B1階021号室
TEL: 075-383-2696
FAX: 075-383-2646
E-mail: hikima@cheme.kyoto-u.ac.jp

Long WANG

特定助教(工学研究科)

研究テーマ

連絡先

研究紹介

現代社会では様々な機能性材料が使われている。材料の機能は,構成物質の化学的性質と共に物質の織り成す「構造」に深く関係している。本研究室で は,流れ場・温度場・濃度場など場の制御(材料プロセッシング)による,機能性材料の創製を目指している。特に,自然の摂理を尊重し,その原理・メカニズ ムを活かした材料プロセッシングのあり方を探求する研究を行い,研究を通じて,ものづくりに貢献・寄与できる人材育成にも力を入れている。以下に現在の主要な研究テーマを示す。

1. 超臨界CO2利用高分子成形加工

CO2が熱可塑性高分子に溶解すると,粘度や表面張力などを低下させる可塑化現象が起こる。可塑化現象のメカニズムや物性測定はもとより,その現象を利用した,高分子表面の加飾やナノサイズの凹凸の高分子材料表面への転写,導電性の付与などの,CO2を利用した新しい材料プロセッシング技術を開発している。Fig. 1はナイロン6樹脂の表面に超臨界CO2を援用してNiPの無電解を施した試料の断面TEM像である。

Fig6_1
Fig. 1. Ni layer deposited on a polyamide 6 substrate by electroless plating technique. M: NiP, P:polyamide6.

2. 高分子発泡体の創製

高分子材料に CO2を拡散・溶解させたのち,圧力あるいは温度を変化させると,相分離により材料内に気泡が発生し,多孔構造をもつ物理発泡体ができる。Fig. 2は,PMMA-PS の共重合体が作る相分離構造を鋳型として,ナノサイズの気泡構造をもった発泡体の AFM像である。

Fig6_2
Fig. 2. Nanocellular foam of PS-b-PMMA.

3. 乾燥プロセスを利用した自己組織構造形成

ブロックコポリマーやポリマーブレンド溶液を乾燥させると,適切な条件で規則的なミクロな構造が発現する。その過程では,ダイナミックな界 面形成とその成長に伴う流動と界面での物質移動が起こっている。そのメカニズムを解明し制御して,新たな機能性材料の開発を行っている(Fig. 3)。

Fig6_3
Fig. 3 An SEM micrograph of PS/PEG 200 (70/30) (w/w) taken tilted at 60°.

Fig. 4はPLA/dioxane溶液を擬定常状態で凍結させることによりdioxane結晶を一方向に成長させた後、凍結乾燥により構造を保持したまま dioxaneを除去して得られた多孔質PLAのSEM像であり、一方向に配向したbimodal細孔構造が観察できる。

Fig6_4_1
Fig. 4. SEM micrographs of the cross sectional area of PLA: perpendicular to freezing direction.

4. 静電紡糸を利用した無機中空ファイバー製造

高分子水溶液を静電紡糸し,糸状噴出液を金属アルコキシド・有機溶媒の混合溶液に供給することで,高分子水溶液-アルコキシド溶液界面での迅速な加水分解反応により,金属酸化物の中空ナノファイバーが容易に作製できる(Fig. 5)。

Fig6_5
Fig. 5. TiO2hollow nano-fibers by electrospinning.