日本政府的大型材料奈米技术研究活动现况.DOC

日本政府的大型材料奈米技術研究活動現況 日本政府的大型材料奈米技術研究活動現況 1 (A) 大型材料奈米技術研究專案計畫 1 (B) 精密高分子技術計畫 1 (1) 一次構造控制技術 1 (2) 三次元構造控制技術 1 (3) 表面與界面構造控制技術 1 (4) 材料形成技術 1 (5) 材料評價技術 2 (6) 共通平臺技術開發及技術體系化◆ 2 ◆表﹕日本共通平臺技術開發及技術體系化 2 大型材料奈米技術研究專案計畫 日本政府的大型材料奈米技術研究專案計畫是由(1)精密高分子技術、(2)奈米玻璃技術、(3)奈米金屬技術、(4)奈米粒子的合成與機能化技術、(5)奈米塗覆技術、(6)奈米機能合成技術、(7)奈米量測平台技術、(8)奈米技術知識的架構化等八個計畫組成。(1)~(3)是藉由高分子、陶瓷、金屬的奈米級精密微細構造控制﹐開發新材料為目標﹔(4)~(6)是以發現各種材料機能開發材料為目的。(7)是建立奈米材料的標準量測技術﹔(8)是把前面七項開發的知識架構化和技術系統化。對材料開發而言﹐計畫之龐大是空前﹐不僅是開發優異材料﹐更重要是建構材料開發平台。 精密高分子技術計畫 「精密高分子技術」計畫要進行以下6 項研究開發。 一次構造控制技術 藉開發加成聚合和縮合聚合的高性能觸媒、聚合方法、創新高分子等﹐研發立體規則性和分子量、單體配列、分岐構造的精密控制合成技術。同時也要把(2)~(5)項的奈米級高次元構造控制技術、材料形成技術、材料評價技術等的共同研究成果﹐反映到一次構造控制技術。 三次元構造控制技術 開發控制含嵌段高分子、接枝高分子的多成分系微相分離﹐使之具有介觀領域週期構造的塊材及薄膜創製技術。開發通過以一次構造、造核劑、製程等﹐經結晶化、液晶化、亞穩相分解(Spinodal Decomposition)等的10~100nm 規模之高次元構造控制技術。 表面與界面構造控制技術 開發定量解析高分子固體薄膜表面粘彈力學性質系統。藉著嵌段和接枝共聚合體、混煉的相分離過程控制﹐予以奈米級的表面凝集構造和物性控制﹐來大幅提昇塗覆特性、粘著特性、潤濕特性、摩擦和磨耗特性等表面性質。藉奈米級分析高分子／高分子或高分子／異質材料界面構造與物性﹐控制界面構造而提昇接著耐久性為目標。 材料形成技術 建構熔融混煉非相溶性的異質高分子對在界面反應的反應加工技術。開發各種高分子對或有機無機混成體材料﹐可能適用的「剪切場應用奈米材料」形成技術。開發高分子熔融體的構造控制技術及模擬技術﹐以高強度化泛用高性能纖維。 材料評價技術 開發從結晶、液晶的粒子、球晶、混煉和高分子合金之相分離構造等比較大的高次元構造﹐得到10nm 規模的相分離構造、界面構造、薄膜等三次元立體像﹐以共焦點雷射顯微鏡、電子顯微鏡、掃瞄探針顯微鏡、分光光度計等新解析系統。採用固體NMR 高次元構造解析系統﹐使迄今有困難的共振核旋轉擴散的解析成為可能﹐在確立計量相疇大小(Domain Size)和數量的解析系統﹐隨之也可能對混煉的相溶性、高分子間的相互作用進行定量評價。 共通平臺技術開發及技術體系化◆ 連結(1)~(5)的研究群﹐解明有關從高分子的一次構造迄高次元構造控制、材料形成技術、構造解析…等複雜的相互關係﹐藉著容易理解的記述法有系統整理﹐且建構有益廣泛應用的基本資料庫。 ◆表﹕日本共通平臺技術開發及技術體系化 「奈米玻璃技術」計畫 藉開發控制無機晶質材料的原子級和分子級構造﹐以附加新機能﹐把異質相並列於材料表面和內部的技術﹐來建構有關奈米玻璃新材料開發必要的技術平台。確立有關以雷射照射和CVD 等的原子和分子級構造控制、超微粒構造控制、高次元構造控制及三次元光回路材料技術的玻璃構造控制技術﹐並予以系統化。 「奈米金屬技術」計畫 研發以超精密和超微細控制金屬材料的組成、組織﹐提升機械特性、電氣特性等﹐並把這些知識體系化﹐藉構築奈米冶金學建構新的金屬材料創製技術的平台。 「奈米粒的合成與機能化技術」計畫 要建構在創製奈米構造和發現奈米機能裡﹐重要的奈米粒合成技術和賦予奈米粒附加機能製程技術的平臺。確立具有均一粒徑和安定的單一奈米尺寸的粒子合成平臺技術、具有秩序構造且安定機能的粒子之創製以及裝置的製作和評價技術﹐並予以體系化。 「奈米塗覆技術」計畫 要建構附加無機材料、金屬材料等基材新機能﹐塗覆的奈米構造控制技術平臺。確立構成塗覆材料的素材最適構造設計和控制技術、塗覆製程控制技術和塗覆解析和評價技術﹐並予以體系化。 「奈米機能合成技術」計畫 藉著明瞭奈米級構造和機能的相關﹐開發光機能、電子和自旋機能及分子機能的設計和合成技術。確立在藉控制超微細的構造﹐產生特異的光機能、電子和自旋機能及分子機能上﹐發現極限機能的合成技術﹐並予以體系化。 「奈米量測平台技術」計畫 建構各計畫