高機能デバイス応用のためのナノ粒子の界面構造設計による液中分散?凝集挙動の制御

摘要

粒子径が数10 nm以下の無機系ナノ粒子 は，可視光を散乱せず，量子効果など光学， 電磁気学的，化学的な種々の機能を有するた め，各種デバイスや，医薬品等，さまざまな 産業分野で利用が検討されている.例えば， 無機系ナノ粒子を分散させた高分子複合材料 は，無機ナノ粒子の機能を高分子に付与でき るため，表1に示したような新素材としての 用途が期待されている.しかし，例えば，ポ リマ一の高屈折率化を目的とした場合，ナノ 粒子の充填濃度は，最大30vol%程度で，屈 折率はポリマー単体の1.5程度から1.8程度 の増加に留まっている錯体状の形で無機 成分をポリマーに複合する方法により無機成 分の濃度が80 wt%以上となった事例もあ るが，屈折率は1.8を超えず，屈折率の高い 結晶化したナノ粒子を高濃度に複合化しない と期待した高屈折率は得られていない. また, ナノ粒子を高濃度に液体溶媒に分散させたナ ノ流体は，塗布によりナノレベル薄膜や微細 回路の形成が期待される.一例として，100 nm程度のBaTiO_3系微粒子と電極のNiナノ 粒子の高濃度ペーストを積層する積層コンデ ンサは，電極間の誘電体膜厚程度のも のが得られている.電気容量は，電極間距離 に反比例するため，原料をナノ粒子化すれば， 誘電体層厚さはサブミクロン以下になり，電 気容量の増加と小型化を同時に達成できる.