電子部材の高性能化·新機能創製を目指した複合材料のナノ構造設計

摘要

近年、ナノテクノロジーの発展により、さまざまなナノ物質が開発されてきた。ナノスケールの材料は、これまでバルク体では見られなかった特異な特性が発見されており、複合材料における添加物として用いることで、既存の材料の特性を凌駕する優れた材料開発が可能となることが期待される。ナノ物質の複合化により、力学的特性のみならず、電気的、光学的、電磁気的、熱的特性の大幅な改善を目指した新規な材料開発が進められている。従来の複合材料の作製には、原料となる複数種の粉末をミリング装置で擾拝島混合する機械的手法が用いられる。しかし、このような機械的な混合では、ナノ粒子の多くは、十分に分散することなく凝集してしまうことが知られている。また、理論的にも、ナノサイズの粉末を機械的に分散することは不可能とされており、ナノ添加粒子を所望の配置でマトリックス中に分散することは困難である。たとえば、ナノ物質を添加したナノ複合材料を作製するにあたり、複合材料中にはナノ添加物が、凝集していないことが望ましく、添加量が同じであっても、分散状態の違いにより得られる材料の特性が著しく異なってくることが容易に想像できる。また、機械的な手法では、混合状態を制御することはできても、目的とする微細構造を制御することは不可能である。そこで、添加物をマトリックス中に自由にデザインできる新たな複合材料製造プロセスが必要とされている。本発表では、静電相互作用によりナノ物質をマトリックス出発原料に静電吸着させたナノ集積複合粒子を原料に用いて、機能性ナノ複合材料を開発した例に関して報告する。