希土類イオンを含有するY2O3は赤外吸収・可視発光（アップコンバージョン発光）を示すため、新たなバイオイメージング用蛍光プローブとして期待される。本研究ではY2O3粒子の蛍光プローブへの応用を目指し粒径100nm以下を目標として粒子の粒径および粒径分布の制御を行った。粒子の作製は酵素による尿素分解を応用した均一沈殿法を用いた。得られたY2O3粒子をFE-SEMで観察したところ、平均粒径は目標としたサイズ以下の約35nmであった。均一沈殿法では約80℃でY2O3前駆体が得られるのに比べ、この方法は室温付近の低温でそれを得ることが可能である。そのため、原料拡散が抑えられY2O3前駆体の成長抑制が可能となり、非常に小さなY2O3粒子が得られたと考えられる。

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近年、積層セラミックコンデンサーが小型・大容量化するに伴い、その原料であるチタン酸バリウムナノ粒子も微細化が進み，サイズ効果が注目されている。そのため、100nm以下の粒子径における誘電特性を明らかにすることは重要である。我々は蓚酸塩の2段階熱分解法により作製したBaTiO3微粒子が58nmで比誘電率15,000を持つことを報告した。この原因を検討した結果、すべてのBaTiO3微粒子は表面立方晶層と内部バルク層の2層構造から構成されていること、そして室温での比誘電率が粒子の表面立方晶層の厚さに大きく依存することを見いだした。従って、表面層の厚さを薄くすれば更に高い比誘電率を室温で期待することが出来る。そこで、本研究では2段階熱分解法において、中間生成物Ba2Ti2O5CO3の真空熱処理によりBaTiO3微粒子が生成する際の真空度を変えることで、表面層の厚さを制御し、その結果高い比誘電率を持つBaTiO3微粒子の合成を目指し、検討を行った。

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層状酸化物の単層剥離により得られるナノシートは、数nmの厚さを持つ新しい2次元ナノ結晶であり、量子サイズ効果など従来のバルク体とは異なる物性が発現する機能材料として注目されている。本研究では、光触媒や誘電体として知られるチタン・ニオブ系層状酸化物に注目し、ナノシートの合成と積層ナノ薄膜の合成を行った。KTiNbO5, K3Ti5NbO14, CsTi2NbO7, KNb3O8の塩酸処理により、プロトン交換体を作製した。水酸化テトラブチルアンモニウムを用いて、プロトン交換体の膨潤化・層剥離を行った結果、種々のナノシートを合成した。さらに、溶液プロセスを用いたレイヤーバイレイヤー積層集積により、積層ナノ薄膜を合成した。

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フラックス法(K2MoO4)で合成した層状チタン酸化物板状結晶K0.8MxTi2-xO4(M = Fe, Co)を酸処理によって層間のアルカリ金属イオンを溶脱した。これらのサンプルに2-dimethylaminoethanolを作用させると沈殿物が生じた。この沈殿物を光学顕微鏡観察したところ、層間方向が数十倍以上に膨潤していることがわかった。また、酸水溶液やアルコールの添加により迅速に元の板状結晶に戻ることも確認された。

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電気泳動堆積法(EPD)は比較的高速で成膜でき、無加圧でも緻密な膜が作製可能である。また、複雑な装置が不要、複雑形態の構築が可能であるなどの利点がある。しかし、粒子表面のわずかな違いや分散媒中に存在するわずかな不純物が粒子分散や電気泳動堆積に大きな影響を及ぼす可能性がある。本研究ではEPD法を用いて層状剥離粘土から成る薄膜作製とその構造評価を行った。

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　媒体ボールを用いることなく、粒子に強力な圧縮力およびせん断力を加えることができる特殊な摩砕式ミルを用いて、複合酸化物のメカノケミカル合成を試みた。 　BaCO₃(50nm)とTiO₂(7nm)のナノ粒子の原料混合粉末では、約15min処理にて、単相のBaTiO₃が同定された。

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CNTを分散したSi3N4セラミックスを作製した．低温焼結可能な焼結助剤を用いることにより，CNTが消失することなく緻密な焼結体を作製できた．得られた焼結体の強度は無添加のものとほとんど同じであった．CNTの存在に起因して導電性が得られた．

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AlN/BN複合材料は熱伝導性、絶縁性、快削性、耐熱衝撃性に優れていることから放熱基板材料などの用途で使われている。しかしミクロンサイズのAlNとh-BN粉末から作製した焼結体は粉末の分散性が悪く凝集した箇所が破壊源となり強度が著しく低下してしまう。そこで本研究では、アルミナとホウ酸にカーボンを添加し窒素雰囲気中で還元窒化することでAlN/BNナノ複合粉末の合成をおこなった。そして得られたAlN/BNナノ複合粉末を常圧焼結することでAlNマトリックス中にh-BNがナノサイズで均一に分散したAlN/BNナノ複合材料を作製しその特性を評価した

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金属の耐蝕性，耐磨耗性及び高温での耐酸化性を改善するためセラミックスコーティングがしばしば用いられる。ゾル_-_ゲル法による金属のコーティングは高純度で均質なコーティング膜を得ることができ、且つ低温にてコーティング膜を形成できる。また、スパッタリングや化学気相成長法(CVD) などに比べて比較的簡単な装置で広い面積の基板上にコーティングができる。しかし、ゾルーゲル法による金属コーティングは、熱処理過程において基板とコーティング膜の間に応力が発生し、亀裂が生じるという問題が起こる。このような問題があるため、一般的にゾル-ゲルコーティングでは1µm以上のコーティング膜の形成は難しいと言われている。本研究ではコーティング組成物に有機組成物を導入すること及びｈ_-_BNナノ粒子を分散することにより内部応力を緩和させて上記の問題を解決した。

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配向性の高いゼオライト自己集合体および自己集合膜の作製を目指して，ゼオライトの結晶サイズおよび形態の制御を行った。広範囲に連続した配向性の高い自己集合体の作製のためには，結晶の粒子サイズと形態が均一であることが必要となる。我々は，立方晶系に属するLTA型ゼオライトに注目して，試料調整に用いる前駆体ゲルの組成を系統的に変化させることによって，ゼオライトナノ結晶のサイズおよび形態を制御することができた。均一な粒子サイズのLTA型ゼオライトナノ結晶を用いることによって，比較的容易に配向性の高いゼオライト自己集合体を得ることができた。

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粒径の異なるAlN粉末を実験に用いた．これにY2O3を5wt％の割合で添加し，φ15×20mmで作製した成形体をN2雰囲気中1800℃で焼成し，ディラトメーターで焼結に伴う収縮挙動をその場測定した。 　収縮率0から10%の範囲と収縮率10から15%の範囲では，それぞれ一つのMSCが得られたが，収縮率が15%以降では一つのMSCを得ることができなかった。この範囲は、焼結収縮率の昇温速度依存性が低温と逆転している領域である。収縮挙動の逆転の詳細な理由はわかっていないが、液相の生成速度、酸素の固溶程度の差異、固液界面二面角の変化に起因していると考えられる。

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マスターシンタリングカーブ理論はアルミナナノ粒子においても適応可能であるが、焼結初期の粒成長の影響を考慮しなければならないことがわかった。

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セラミックス焼結の最終段階での粒成長を抑制することによって、セラミックスの種々の特性が向上することが期待される。I.W.Chenらによって提案された2段階焼成により、通常焼成で作製した焼成体と同程度に緻密化した粒径の小さな焼成体を得ることができた。そこで焼成体内部の欠陥および、吸光度による特性の評価を行う。

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ストロンチウム_-_ビスマス層状化合物（SBTi）は無鉛圧電セラミック として期待される。高磁場中で作製したa,ｂ軸配向SBTiは圧電特性が 向上すると期待されるが、原料粒子の板状化が起こりやすく、焼結に よるち密化は期待できない。本研究では、形状異方性の小さいチタン 酸ビスマスとチタン酸ストロンチウムを混合させたスラリーを強磁 場中成形してチタン酸ビスマスを配向させた後、焼結中にチタン酸 ストロンチウムと反応焼結することで高密度高粒子配向SBTiの作製 を試みた。

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強磁場成形によりb軸配向したBi4Ti3O12セラミックスを作製可能であるこ をこれまでに報告した。本発表では，配向度と印加磁場強度の関係を，実 験と解析的に検討する。

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フリーズドライ成形によってジルコニア成形体を作製した。フリーズドライ成形の利点は、焼結時に均一な収縮を起こすことである。フリーズドライ成形において、高密度の成形体を作製するためにはスラリーの高濃度化は必須である。また、スラリー冷却固化時に生成する氷晶の成長を低減するためにも高濃度化スラリーが望まれる。 そこで、本研究では高濃度化スラリーを調整し、高密度のジルコニア成形体を作製することを目的とした。

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回転円盤型噴霧機によりフリーズドライ顆粒を作製した。 調べた条件はセラミックススラリーの固体含有量、粘度、噴霧機への供給量及び冷却方法である。 得られた顆粒の外形はSEM、内部構造は浸液透光法を用いて調べ、粒径分布も測定した。

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近年、より低消費電力かつ高精細なディスプレイなどの需要が多くなり、これには、高機能な次世代蛍光体の開発が必要不可欠である。本研究では、チタン酸カルシウム蛍光体についての調査を行った。 チタン酸カルシウム蛍光体は一般に、ゾル-ゲル法、固相法などによって合成されているが、強い蛍光強度を示す蛍光体の作製には一般に、1200℃以上の焼成が必要とされている。ゾル-ゲル法で合成する場合、600℃以上の焼成でのチタン酸カルシウム結晶は合成されているが、強い蛍光強度を示す粉体の合成についての報告はなされていない。そこで、高濃度ゾル-ゲル法によりCaTiO₃:Pr粉体を合成し、その粉体の熱処理による結晶性や粒子サイズの変化による蛍光特性の相関性について主としてHRTEMによる調査を行った。

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近年、ディスプレイ市場が拡大しており、新規蛍光体の開発が重要視されている。ペロブスカイト構造を有するCaTiO₃:Pr³⁺は強いフォトルミネッセンスを示すことが知られているが、粉体の合成法による蛍光特性の違い等についての系統的な研究例は少ない。そこで、本研究ではゾル-ゲル法により作製したCaTiO₃:Pr³⁺結晶の熱処理を含めた合成条件と蛍光特性の関係についての調査を行った。

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真珠、卵殻、ウニの棘などの炭酸カルシウムからなる典型的なバイオミネラルは、いずれも100 nm以下のナノ結晶と高分子によって構成されるナノ複合体であることがわかった。ナノ結晶は高分子の相互作用を受けながら、わずかにつながりながら成長することで配向した構造体を形成することで、多様なマクロな形態形成を可能にしていると考えられる。

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市販のパーハイドロポリシラザン（PHPS）をテトラキスジメチルアミノチタン（Ti(N(CH₃)₂)₄）で化学改質して、Ti/Siモル比を0.001から0.1に制御したポリマー前駆体を合成した。アルゴン中で熱分解して得られたアモルファスSi-Ti-Nセラミックスの結晶化挙動を調べた結果、Ti/Si元素比が0.001から0.01の組成を有するアモルファスSi-Ti-Nでは、α-Si₃N₄の結晶化が1273Kで開始していることがわかった。この結晶化温度は、チタン無添加のPHPSより合成したアモルファスSi-Nからのα-Si₃N₄の結晶化温度より200K低い。FT-IR、および²⁹Si MAS NMRスペクトル解析により、ポリマー/セラミックス変換過程において、Ti(N(CH₃)₂)₄を用いたPHPSの化学改質反応を利用した極微量のTi添加により、PHPSの脱水素反応が明らかに加速されることがわかった。その結果、α-Si₃N₄の結晶化に必要となるSiN₄ユニットがより低温から生成して、1273Kの低温からα-Si₃N₄の結晶化が開始できたと考察された。

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ゼオライトからサイアロンナノ粒子を還元窒化法（炭素還元窒化、ガス還元窒化）により合成した。その生成メカニズムをNMRなどを用いて明らかにした。

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窒化アルミニウム（AlN)は、高熱伝導、高い絶縁性、低い誘電率、Siと近い熱膨張係数を有するため、半導体基板に使用されている。従来、アルミナの炭素熱還元法によって単一相AlNを合成するには一般に１５００℃以上の高温が必要であった。 　我々は出発原料としてゾル化したベーマイトをオレイン酸に加え、高速攪拌することによってオレイン酸ベーマイトエマルジョンを作製した。このエマルジョンをArガス中６００℃で熱処理することで、アモルファスカーボン中にナノサイズのアルミナ（約１０nm)が均一に分散した混合物を作製した。このカーボンとナノアルミナ混合物をアンモニアガス（１００ml/min）流通下、１１５０℃、３時間で窒化した結果、単一相の約１０nmサイズのAｌNが生成したことが分かった。従来の炭素熱還元法と比較すると４００℃以上の低温でAlNなの粒子が得られることを明らかにした。

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有機物質からセラミックス材料を合成する研究が進展し、炭化ケイ素では、エチルシリケートをケイ素源とし、フェノール樹脂を炭素源としたゾル_-_ゲル法によるプロセスが実用化の段階に達している。そこで、炭化ケイ素以外の炭化物粉末を有機物質から合成することを目的とし、チタンなどのアルコキシドおよびフェノール樹脂を原料として有機質前駆体を合成し、焼成するプロセスを検討した。チタンイソプロポキシドとフェノール樹脂の反応により生成した有機質前駆体を乾燥し、アルゴン雰囲気で焼成することにより、炭化チタン粉末が生成した。

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本研究ではカーボンブラック（Arosperse15）を任意の混合比において混合することによってその構造をSiCに転写できるという結果が以前確認されている。樹脂シリケートマトリックス中にカーボンブラックがサブミクロンで分散した複合前駆体を、ゾルゲル法、また粉末混合によって調整可能なことから、また各方法におけるマトリックスの原料としてフェノール樹脂（ケイ素系アルコキシド混合）、シリコン樹脂を用い、焼成時の熱炭素還元反応を利用することによって形状の制御されたSiCナノ粒子を大量に作り出すことを目的とする。その変換効率、炭素残留量、粒子形態について解析を行い、またカーボンブラックの種類を変えることによる影響についての比較検討を行った。

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シリカと比較して優れた強度を持つシリコンオキシカーバイド（SiOC）と窒化ホウ素のコンポジットを、前駆体ポリマーを不活性雰囲気下で熱分解することにより合成した。前駆体ポリマーは、SiOC源としてSi-Hを有するヒドロオルガノシロキサン、BN源としてC=C結合とボラジン環構造を有するB-トリアリルボラジンを用い、ヒドロシリル化反応により合成した。この前駆体の1000℃までのセラミックス収率は、H末端ポリジメチルシロキサンを用いた場合20mass%であるのに対し、1.3.5.7-テトラメチルシクロテトラシロキサンを用いると75mass%であった。

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プレセラミックポリマ-を前駆体としてSi-C-O系セラミックスを熱分解により作製した。その際の焼成温度、添加物などプロセス条件により比表面積制御技術を検討した。

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MeVオーダーの重イオンビーム照射により、前駆体高分子からセラミックナノワイヤーを合成する新規合成法を開発した。SiCセラミックスの前駆体高分子であるポリカルボシラン薄膜にイオンビームを照射すると、その飛跡に沿ってナノオーダーの架橋体が形成される。未架橋部を溶媒で除去し焼成することで、架橋部をセラミックナノワイヤーに転換できる。ナノワイヤーの直径は、イオンビームの線エネルギー付与及び高分子の分子量、架橋効率で、長さはケイ素高分子薄膜の厚さにより制御可能である。

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当研究室では、以前からポリカルボシラン(PCS)に対して相溶性を有する異種のポリマー(PVS,PMS)について、紡糸性の変化や特性変化などについて検討を行ってきた。側鎖に反応活性である大量のSi-H基を含み、工業用製品として広く提供されているポリメチルハイドロジェンシリコーンオイル(H-oil)に着目してPCSとのブレンド及び溶融紡糸、不融化、焼成を行ったところ、ある混合比率において中空なファイバーが観察された。本研究では、中空構造を得るための最適な不融化条件、焼成条件についてIRスペクトル変化やセラミックス収率、TG測定などの観点から調査と観察を行い、また各条件における比較実験を通して中空ファイバーの生成過程を考察してみた。

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炭素および珪素の粉末原料から炭化珪素を合成するには、一般に1000℃以上の高温を要する。本研究では、炭素粉末と珪素粉末の混合物にNaを加えることにより、700℃で炭化珪素粉末および多孔体が合成された。電子顕微鏡で試料形態を観察するとともに、電子線回折とX線回折で結晶構造の解析を行った。炭化珪素粉末の粒径は数十nmで、立方晶β型の結晶構造であることが示された。

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炭化ケイ素のナノ粒子とポリカルボシランーキシレンの混合スラリーを調製し、その粘度特性について調べた。粘度は主として粒子含有量に依存し、20-30nmの粒子を使用した場合には、わずか５重量％程度で、粘度の多大な上昇が見られた。またこの場合の粘度は、ずり速度に対して、大きな依存性があり、強いチキソトロピー性が見られることが明らかとなった。ナノ粒子として、若干小さい、45-55nmの場合には、20-30nmの場合ほど明らかでは無いが、やはり異常な粘度上昇とチキソトロピー性が見られた。

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ジルコニウムアルコキシドとアゾベンゼン誘導体から合成したジルコニアの前駆体に異なる波長の光を照射すると、そのZr-O結合由来の光吸収スペクトルが可逆的に変化したことから、前駆体の構造が光照射によって大きく変化していることが推測された。このような光照射によって形成された、異なる光吸収スペクトルを示す２種類の前駆体を用いて作製した焼成後のジルコニア薄膜の表面微構造には明らかな違いが見られ、光照射によって前駆体の構造制御をすることにより、焼成後の薄膜の表面微細構造を変化させることができることが明らかとなった。

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酸化亜鉛(ZnO)は、ワイドギャップで直接遷移型半導体であり、高い励起子束縛エネルギー(60meV)を持つことから、青色から紫外波長領域における光素子として期待されている。本研究では、液相合成により自由励起子発光のみを示す高結晶性ZnOナノ粒子を合成することを目的とし、その光学特性について調査した。 　原料としてオレイン酸亜鉛、溶媒としてオクタデセンを用い、温度160から230度で合成した。ドデカノールやオレイルアミンを添加することで、バンドエッジからの紫外発光が顕著なZnOナノ粒子を合成することに成功した。

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アルミナ多孔体の液相合成法では出発原料としてアルコキシドが一般的に用いられてきたが、本研究ではアルミニウム塩を出発原料として用いることを試みた。溶媒中に分散させたアルミニウム塩を出発原料とすることで、反応性、粘性が高く、取り扱いが難しいアルミニウムアルコキシドを用いずにアルミナ共連続構造多孔体を合成した。相分離は水溶性高分子の添加によって誘起し、スピノーダル分解によって生じる過渡的な構造を弱い塩基の添加によって凍結した。アルミナが持つ高い熱耐久性、化学的耐久性と、構造制御により得られる鋭い細孔径分布を持つ多孔体は、シリカ多孔体が持たない優れた特性を持つためクロマトグラフィーのカラムや触媒担体としての利用も期待される。

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チタニウムアルコキシドを出発原料として用いたゾル‐ゲル系において、相分離を誘起することにより共連続構造を有するチタニア多孔体の作製を行った。また、小角Ｘ線散乱法を用いて多孔構造形成過程の測定を行った。

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我々はゾル_-_ゲル法によって作製したAl₂O₃-TiO₂ゲルにメカニカルミリング処理を行なうことによってAl:Ti=1:1（モル比）の新規な複合酸化物微結晶が析出すること、またZrO₂-TiO₂ゲルへのミリング処理では高温・高圧で処理することによって生成するとされるZrTiO₄が析出することを見出した。そこで、本研究では種々の組成の複合酸化物ゲルを作製し、系統的にミリング処理を行いXRDによる結晶相の確認を行なった。さらに、熱処理との結晶化挙動の比較を行った。

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ポリシラザンのキシレン溶液をコーティング液とするスピンコーティングによりSi単結晶上にポリシラザン薄膜を作製した。この膜を室温でアンモニア水上に垂下して曝露処理することによりシリカ薄膜を作製した。曝露処理過程での変化を赤外吸収スペクトルによって追跡するとともに、この膜を熱処理した場合に見られる性質・構造の変化を赤外分光法、接触角測定、応力のその場測定により評価した。

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前駆体法による酸化物系セラミックスの調製について講演する。各種金属のアセト酢酸エチル錯体とトリエタノールアミンとの反応により高分子化合物を合成し，その形状付与と焼成により酸化物系セラミックスを調製する。酸化物系超伝導や強誘電酸化物および，それらの前駆体化合物の合成について発表する。

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メチレン基を骨格中に含むかご型シロキサンユニットのモノ-、ジ-、トリ-アルコキシシリル誘導体を構造単位として用い、新規なシリカ系ハイブリッドを合成した。各構造単位の合成は、ビス(トリエトキシシリル)メタンより選択的に形成されるかご型オリゴマーをモノ-, ジ-, トリ-エトキシクロロシラン((EtO)_nMe_3-nSiCl, n = 1, 2, 3)を用いてシリル化することにより達成した。酸性条件下における各構造単位の加水分解・縮重合反応によって得られたゲルは、アルコキシ基の数によって構造、形態が大きく異なることが分かった。さらに、構造規定剤として非イオン性界面活性剤を混合することによりハイブリッドメソ構造体が生成した。

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　メソポーラスシリカはその規則性の高いナノ細孔空間から，光学スイッチング効果など細孔内の分子の特異な挙動が報告されている．当研究グループではメソポーラス材料のさらなる用途展開を念頭に，水熱ホットプレス法（HHP）を用いてメソポーラスシリカのバルク化を試みてきた．本研究では，これまでのバルク化の知見を基に，水熱ホットプレス法を用いて，金，白金など金属を担持すると同時にバルク化し，その後の還元処理により，金属担持メソポーラスシリカバルク体を合成したのでここに報告する．

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I summarize our recent achievements that the various inorganic polymers have been used for complex 3D nano/micrometer-sized ceramic structures as well as ordered porous or tubular ceramic structures via lithographic techniques and nanocasting routes. Moreover, we will show the fabricating route of the polysilazane glass derived microfluidics with optical transparency, biocompatibility, thermal stability and chemical inertness. And also high temperature ceramic reactor was fabricated by soft lithography and sacrificial templates, then used as a H2 reformer of fuel cell. In addition, a hydrophilic nanofluidic system was fabricated with newly synthesized organic-inorganic material with excellent patternability. And it is believed that these paved a variety of applications in the fields of tribological MEMS and chemical resistant microfluidics.

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金属有機プレカーサー法を利用して、新規なナノ粒子分散シリカ系水素分離膜の合成と評価を行った。まずはじめに、Niナノ粒子分散シリカ膜を合成して、773 Kでのガス透過特性を評価した結果、Ni添加量（Ni/(Si+Ni)比）が増加するに従って、H2透過率が選択的に増加して、Ni/(Si+Ni)比＝0.3では、H2透過率は1.3x10-7 [mol•m-2•s-1•Pa-1]で、H2/CO2 選択性は 89を示した。また、このH2透過率は、分子サイズの小さいHeと比較した場合も、約5倍高いことがわかった。現在までに、分散粒子の種類や量を種々変化させた結果、H2透過率は10-7[mol•m-2•s-1•Pa-1]オーダーで、H2/CO2選択性が1000以上の膜も見いだされており、これらの検討結果についても当日の発表で報告する。

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ガス分離膜としての使用を目的としたコバルトー非晶質シリカ複合体のキャラクタリゼーションを行った.X線回折・SEM観察・X線光電子分光の結果より，500℃における還元処理においても，コバルトー非晶質シリカ複合体中のコバルト種は完全に金属コバルトまで還元されず，一部，酸化コバルトとして存在することが明らかになった.このことからコバルトと非晶質シリカの間に強い相互作用が存在することが示唆された.

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Niナノ粒子分散アモルファスシリカ複合材料は、高温での水素ガス分離膜材料として、高い水素選択性が得られている。本研究では、化学的手法を用いてNiナノ粒子分散アモルファスシリカ粉末を合成し、Ni添加量と、粒子のナノ分散性を評価するとともに、可逆的な水素の吸着特性と微構造の関係を詳細に調べた。高温において、可逆的吸着する水素は、Niおよびアモルファスシリカ粉末単独では観測されなかった。一方、複合体においては、可逆的な吸着水素が観測された。したがって、水素吸着能がNiナノ粒子分散アモルファスシリカ膜の透過特性に寄与することが示唆された。

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近年、材料の開発において、より高度で多機能な材料が要求されることが多くなった。多くの場合、一種類の材料だけでその要求を満たすことは困難であるため、別の特性を有する材料との複合化が行われている。特に、有機成分と無機成分をナノレベルで複合化し、両者の特性を生かして機能を最大限に高めた無機・有機ナノハイブリッドの研究開発が様々な分野で精力的に行われている。磁性粒子/有機ハイブリッドは磁気モーメントやファンデルワールス力による凝集を防ぐことができ、サイズ制御も可能である。さらに、有機相の設計により形状可変性や生体親和性も付与することができる。本研究では、金属-有機化合物を用いてin situ複合化させることで、フェライト粒子/ポリマーハイブリッドを合成し、磁気特性などを評価した。

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現在、SiCの合成法の一種としてポリカルボシラン(PCS)を出発原料とした前駆体法が広く知られており、繊維やコーティング等、通常の焼結方法では得られない特殊な形状の材料を製造する方法として知られている。
しかし、原料のPCSは高価であり、ポリマー段階での強度も低い。一方でシロキサン系ポリマーは実用材料として広く市販され、低コストであり、大きなひずみに耐えるという特徴がある。
そこで、PCSとシロキサン系ポリマーとして反応活性なSi-H基を含むH-oil(メチルハイドロジェンシリコーンオイル、KF-99)およびSi-OH基を含むOH-resin(YR3370)とのブレンド前駆体の合成を試み、SiC系セラミックス前駆体およびコーティング用途への可能性を検討した。

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本発表では、界面活性剤と種々の添加剤の存在下で、レゾルシノールとホルムアルデヒドの共重合反応を行わせることにより得られる高分子ナノ構造体に無機塩を導入し、これをセラミックスへと変換した結果について報告する。ここでは、主に高分子ナノ構造体の鋳型としての効果について報告する。

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Al固溶ZnOはAlが均一に分散していないため、熱電材料としての性能が低下すると報告されている。Alを均一に固溶させるために、チューブリアクターを用いた均一沈殿法によりAl-ZnO粉体を合成、焼結しAlが均一に分散したZnOを作製する。 Zn(NO3)2とAl(NO3)3のエチレングリコール:水混合溶媒に沈殿剤としてヘキサメチレンテトラミンを加え原液とした。原液を直径数mmのチューブに流し130℃のオイルバスで加熱し、生成物を1400℃で5h焼結した。 反応率はAlの有無に関わらず60%程度となった。XRFの結果より、Al仕込み量に対して粉体中のAl量は低く、また、SEMよりAlを含んだ粉体は粒径が微細化した。XRDより合成粉体はZnOのピークのみ、焼結体にはZnAl2O4のピークも検出された。

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　湿式法を用いてLi-Ti-P-O系NASICON型リチウムイオン導電性固体電解質ファイバーの作製を行った。溶液に粘性と成型性を持たせるため、高分子系添加剤としてセルロース系、ポリビニルピロリドン系、ポリビニルアルコール系を添加したところ、特にセルロース系添加系が良好な成型性を示すことがわかった。これを押出成型後、各種温度で焼成し、XRD、SEM、交流インピーダンス法を用いて特性評価を行なった。得られたファイバーのイオン導電性は、30℃で10^-5Scm^-1のオーダーであった。

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光触媒は、クリーンな太陽エネルギーを大気浄化、脱臭、抗菌などに利用できる。光触媒の活性向上には、可視光吸収の高効率化、光励起によって生成された電子とホールの再結合抑制が効果的である。本研究では、光触媒の高活性化を実現するため、層状化合物四チタン酸と酸化チタンを用いて、酸化チタン/四チタン酸複合体を合成し、その環境浄化機能を評価した。合成した複合体において、ゲスト半導体からホスト層状化合物への電子移動による電子とホールの再結合抑制が確認され、光触媒活性が向上した。また、複合化する酸化チタンの量を調整することで、さらなる活性の向上を実現できた。

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