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FUNCTIONAL METAL COMPOSITE SUBSTRATE AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME

Patent code P110004238
File No. K025P11
Posted date Jul 8, 2011
Application number P2008-276146
Publication number P2010-099817A
Patent number P5396063
Date of filing Oct 27, 2008
Date of publication of application May 6, 2010
Date of registration Oct 25, 2013
Inventor
  • (In Japanese)中西 尚志
Applicant
  • (In Japanese)国立研究開発法人物質・材料研究機構
  • (In Japanese)国立研究開発法人科学技術振興機構
Title FUNCTIONAL METAL COMPOSITE SUBSTRATE AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a functional metal composite substrate comprising a metal composite material that exhibits functionality on a surface thereof, and to provide a method for manufacturing the substrate.
SOLUTION: The functional metal composite substrate comprises a metal composite material and a functional thin film provided on the metal composite material, wherein the metal composite material has a shape of holes like traces of removing a supramolecular structure having a fractal surface configuration, the shape has a flake-like surface, and the functional thin film is either self-assembly monomolecular films (SAM films) or polymer thin films.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)

金属の表面の特性を制御するために、自己組織化単分子膜(SAM膜)を形成する技術が知られている(例えば、非特許文献1を参照)。非特許文献1によれば、平板状金基板上に溶液から長鎖アルカンチオール(HS(CH2nX)(nは自然数であり、Xは終端基である)を吸着させることによって、SAM膜を形成する。例えば、nが1以上であり、Xがカルボキシル基の場合は、金基板の表面を超親水性にすることができる。また、nが5以上であり、Xがメチル基の場合は、金基板の表面を撥水性にすることができる。

しかしながら、非特許文献1によれば、金基板の表面を超親水性から超撥水性まで制御するには至っていない。また、平板状の金属基板だけでなく、各種表面モルフォロジを有する金属複合材料の表面にも機能性を発現させることができれば望ましい。
【非特許文献1】
Bainら, J. Am. Chem. Soc. 1989, 111, 321~335

Field of industrial application (In Japanese)

本発明は、機能性金属複合基板およびその製造方法に関する。より詳細には、超/高親水性から超/高撥水性まで制御可能な機能性金属複合基板およびその製造方法に関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
機能性金属複合基板であって、
金属複合材料と、前記金属複合材料の表面に設けられた機能性薄膜とを含み、
前記金属複合材料は、フラクタル表面構造を持つ超分子組織体の除去痕跡様孔の形状を有し、前記形状の表面がフレーク状であり、
前記機能性薄膜は、自己組織化単分子膜(SAM膜)または高分子薄膜のいずれかであることを特徴とする、機能性金属複合基板。

【請求項2】
 
請求項1に記載の機能性金属複合基板において、
前記機能性薄膜は、前記金属複合材料の表面自由エネルギーよりも低い表面自由エネルギーを示し、前記機能性金属複合基板が撥水性を有することを特徴とする、機能性金属複合基板。

【請求項3】
 
請求項2に記載の機能性金属複合基板において、
前記SAM膜は、アルカンチオール(CH3(CH2n1-1SH(n1≧2))または含フッ素フルオロカーボンチオールであり、
前記高分子薄膜は、ポリプロピレンであることを特徴とする、機能性金属複合基板。

【請求項4】
 
請求項3に記載の機能性金属複合基板において、
前記n1は、n1≧8を満たすことを特徴とする、機能性金属複合基板。

【請求項5】
 
請求項4に記載の機能性金属複合基板において、前記金属複合材料の厚さは40nm以上であることを特徴とする、機能性金属複合基板。

【請求項6】
 
請求項1に記載の機能性金属複合基板において、
前記機能性薄膜は、前記金属複合材料の表面自由エネルギーよりも高い表面自由エネルギーを示し、前記機能性金属複合基板が親水性を有することを特徴とする、機能性金属複合基板。

【請求項7】
 
請求項6に記載の機能性金属複合基板において、
前記SAM膜は、アミノアルカンチオール(NH2(CH2n2SH:n2≧1)、カルボキシアルカンチオール(COOH(CH2n3SH:n3≧1)およびヒドロキシアルカンチオール(HO(CH2n4SH:n4≧1)からなる群から選択されることを特徴とする、機能性金属複合基板。

【請求項8】
 
請求項7に記載の機能性金属複合基板において、前記金属複合材料の厚さは50nm以上であることを特徴とする、機能性金属複合基板。

【請求項9】
 
請求項1に記載の機能性金属複合基板において、
前記超分子組織体は、二分子膜構造を基盤ナノ組織構造として有する、フラーレン誘導体が組織化されたフラーレン構造体が層状に組織化されており、
前記フラーレン誘導体は、式(1)で示され、式(2)で示されるフラーレン部位Aと、前記フラーレン部位に結合したベンゼン環と、前記ベンゼン環の3,4,5位それぞれに結合した第1~第3の置換基R1、R2およびR3とを含み、
【化1】
 
(省略)
【化2】
 
(省略)
ここで、前記式(1)において、前記第1および第2の置換基R1、R2のそれぞれは、少なくとも20個の炭素原子を含むアルキル鎖であり、
前記第3の置換基R3は、水素原子であるか、または、少なくとも20個の炭素原子を含むアルキル鎖のいずれかであり、
前記式(2)において、(Fu)はフラーレンを、Xは水素原子またはメチル基を示し、前記フラーレン部位Aの含窒素5員環に前記ベンゼン環が結合していることを特徴とする、機能性金属複合基板。

【請求項10】
 
フラクタル表面構造を持つ超分子組織体の除去痕跡様孔の形状を有し、前記形状の表面がフレーク状である金属複合材料上に、自己組織化単分子膜(SAM膜)または高分子薄膜のいずれかである機能性薄膜を形成する形成ステップからなることを特徴とする、請求項1~9のいずれかに記載の機能性金属複合基板を製造する方法。

【請求項11】
 
請求項10に記載の方法において、前記形成するステップに先立って、
フラクタル表面構造を有する超分子組織体上に金属材料を付与する付与ステップと、
前記付与ステップによって得られた複合材料を前記超分子組織体の良溶媒に浸漬させる浸漬ステップと
をさらに包含することを特徴とする、方法。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2008276146thum.jpg
State of application right Registered
Reference ( R and D project ) PRESTO Structure Control and Function AREA
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