【公開日：2023.07.28】【最終更新日：2023.05.30】

課題データ / Project Data

課題番号 / Project Issue Number

22AT0285

利用課題名 / Title

原子状酸素照射高分子フィルムの FE-SEM 観察

利用した実施機関 / Support Institute

産業技術総合研究所 / AIST

機関外・機関内の利用 / External or Internal Use

外部利用/External Use

技術領域 / Technology Area

【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）加工・デバイスプロセス/Nanofabrication（副 / Sub）計測・分析/Advanced Characterization

【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）その他/Others（副 / Sub）-

キーワード / Keywords

原子状酸素 (Atomic Oxygen: AO),ポリプロピレン

利用者と利用形態 / User and Support Type

利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)

松谷 流加

所属名 / Affiliation

株式会社エイ・イー・エス

共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes

後藤 亜希

ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes

利用形態 / Support Type

（主 / Main）技術補助/Technical Assistance（副 / Sub）-

利用した主な設備 / Equipment Used in This Project

AT-004：電界放出形走査電子顕微鏡[S4800_FE-SEM]

報告書データ / Report

概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)

　高分子材料の表面に原子状酸素 (Atomic Oxygen: AO) を照射すると、ナノおよびマイクロスケールの突起構造が形成されることが分かっている。本研究は、AO ビームを用いた高分子材料の表面処理技術の開拓に向け、AO 照射による微視的突起構造形成メカニズムの理解を目的としている。本課題では、高分子の結晶性が突起構造の形状に与える影響を明らかとするため、AO を照射した高分子フィルムの電界放出形走査電子顕微鏡 (FE-SEM) 観察を実施した。

実験 / Experimental

【利用した装置】
【NPF004】電界放出形走査電子顕微鏡 (S4800)

【実験方法】
　共通のペレットを異なる条件で加熱延伸することで得たポリプロピレン (PP) フィルム 2 種類 (PP-A および B) をサンプルとして用いた。X 線回折 (NIMS で実施) で評価した結果、PP-A はメソフェーズ (結晶とアモルファスの中間構造)、PP-B は単斜晶 (結晶化度 48%) のアイソタクチック PP であった。AO を照射したサンプルについて (神戸大で実施)、表面に導電性コーティングを施し、FE-SEM で観察した (加速電圧: 5 kV)。

結果と考察 / Results and Discussion

　AO 照射 PP サンプル表面の FE-SEM 像を、Fig. 1 に示す。いずれのサンプルについても、AO 照射により数十 nm スケールの突起構造が形成され、大きな差異は見られなかった。高分子中の周期構造 (数 Å スケール) の有無は、突起構造の形状にそれほど影響しないと言える。

図・表・数式 / Figures, Tables and Equations

Fig. 1 FE-SEM images of (a) PP-A and (b) PP-B irradiated with AO (3×10¹⁹ atoms/cm²).

その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)

関連文献：
Aki Goto, Shinichi Yamashita and Masahito Tagawa, "Formation of Nanoscale Protrusions on Polymer Films after Atomic Oxygen Irradiation: Changes in Morphologies, Masses, and FT-IR Spectra", Langmuir 2022, 38, 11, 3339–3349.

成果発表・成果利用 / Publication and Patents

論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)

口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.

1. 後藤亜希, 丹司尊, 田川雅人, 滿汐孝治, 岡壽崇, 山下真一, "原子状酸素照射で高分子に生じる微細構造：高分子の高次構造の影響", 第 66 回放射線科学討論会（浜松）, 2022年9月10日
2. Kazuki Yukumatsu, Aki Goto, Yuta Tsuchiya, Eiji Miyazaki, Yugo Kimoto, "Surface reaction of atomic oxygen with polymeric materials exposed on SLATS/MDM", 15th International Symposium on Materials in the Space Environment (ISMSE) and 13th International Conference for Protection of Materials and Structures from the Space Environment（Leiden）,2022年9月22日

特許 / Patents

特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件