外部場温水処理によるゾル-ゲルSiO_2-TiO_2系コーティング膜の表面ナノ構造制御(<ゲストエディターによる特集>周期空間と相互作用する新しいセラミックスのマテリアルデザインとプロセッシング)
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概要
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This review paper is focused on the area of titania nanocoatings prepared from sol-gel derived films by hot-water treatment under external reaction fields to design their functionality through the control of their surface morphology and crystallinity at low processing temperatures. First, the formation of titania nanocrystalline coatings at low temperatures by wet chemical procedures is briefly reviewed. Second, a concept of material design based on an external-field hot-water treatment for sol-gel derived films and the effects of the external fields on the formation of titania nanocrystals from the sol-gel derived films are discussed. Finally, promising characteristics of the resultant titania nanocrystal-dispersed coatings with unique morphology are described. External fileds of vibrations and electric voltages affect the nanostructure of titania crystallites formed on SiO_2-TiO_2 gel coatings during hot-water treatment. Without the external fields granular anatase nanocrystals of 30-50 nm in size are formed on the coatings during the hot-water treatment, whereas the shape of the precipitates becomes sheetlike by applying a vibration to the substrate during hot-water treatment. Similar changes in shape of the precipitates on the coatings are also observed, and ramiform (branchlike) crystallites are formed at the negative electrode by applying an electric field between the substrates. The sheetlike and ramiform crystallites are mainly composed of a hydrated titania, m(TiO_2)・nH_2O, with the lepidocrocite-like layered structure with a d-spacing of 0.6-0.8 nm. Titania nanosheets are characterized by a large surface-to-volume ratio, which gives rise to the excellent wettability for water and antifogging properties. Processing temperatures for the preparation of the coatings are lower than 100℃ under atmospheric pressure, so that the coatings have a great potential for applications to various substrates including organic polymers with poor heat resistance.
- 社団法人日本セラミックス協会の論文
- 2006-01-01
著者
-
小暮 敏博
東大・院理
-
小暮 敏博
東京大学大学院理学系研究科
-
松田 厚範
豊橋技科大
-
辰巳砂 昌弘
大阪府立大学工学部機能物質科学科
-
辰巳砂 昌弘
大阪府立大学工学部
-
忠永 清治
大阪府立大学大学院工学研究科応用化学分野
-
松田 厚範
豊橋技術科学大学
-
逆井 基次
豊橋技術科学大学物質工学系
-
逆井 基次
豊橋技術科学大学
-
忠永 清治
大阪府立大学大学院工学研究科
-
忠永 清治
大阪府立大学工学部
-
逆井 基次
Toyohashi University of Technology
-
松田 厚範
豊橋技科大・工
-
忠永 清治
大阪府立大学大学院
-
辰巳砂 昌弘
大阪府立大学大学院工学研究科
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