JP2013014814A - Metal film, electrochemical sensor, power storage device, and sliding member, as well as method for producing metal film - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、金属膜、それを用いた電気化学センサ、蓄電デバイス及び摺動部材並びに金属膜の製造方法に関する。 The present invention relates to a metal film, an electrochemical sensor using the metal film, an electricity storage device, a sliding member, and a method for manufacturing the metal film.
近年、酵素センサなどの電気化学センサに対する注目が高まってきている。電気化学センサは、一般に、検出物質の有無や量などを、電気化学反応を利用して電流や電位等の電気信号として検出する装置である。この電気化学センサの感度は、作用電極の表面積が大きいほど高くなる。このため、電気化学センサの作用電極として、比表面積の大きな金属膜が広く使用されている。 In recent years, attention has been focused on electrochemical sensors such as enzyme sensors. In general, an electrochemical sensor is a device that detects the presence or absence or amount of a detection substance as an electrical signal such as current or potential by using an electrochemical reaction. The sensitivity of this electrochemical sensor increases as the working electrode surface area increases. For this reason, a metal film having a large specific surface area is widely used as a working electrode of an electrochemical sensor.
また、蓄電デバイスや摺動部材など、種々の用途においても、比表面積の大きな金属膜が求められている。 Further, a metal film having a large specific surface area is also required for various uses such as an electricity storage device and a sliding member.
例えば下記の特許文献１〜３には、金属膜の製造方法の一例が記載されている。具体的には、特許文献１には、三次元網状構造を有するウレタン等の樹脂からなる部材に金属めっきを施した後、加熱等により樹脂部分を除去することによって金属膜を製造する方法が記載されている。 For example, the following Patent Documents 1 to 3 describe an example of a method for manufacturing a metal film. Specifically, Patent Document 1 describes a method of manufacturing a metal film by performing metal plating on a member made of a resin such as urethane having a three-dimensional network structure and then removing the resin portion by heating or the like. Has been.
特許文献２には、金属粉末をエチレングリコールなどの有機成分に分散させて塗布し、焼結する方法ことにより金属膜を製造する方法が記載されている。 Patent Document 2 describes a method of producing a metal film by dispersing metal powder in an organic component such as ethylene glycol, applying it, and sintering it.
特許文献３には、水素ガス、不活性ガス又はそれらの混合ガスの存在下、有機金属錯体を用いて、化学気相蒸着法により製膜することにより金属膜を製造する方法が記載されている。 Patent Document 3 describes a method of manufacturing a metal film by forming a film by chemical vapor deposition using an organometallic complex in the presence of hydrogen gas, an inert gas, or a mixed gas thereof. .
近年、比表面積がさらに大きな金属膜が求められるようになってきている。 In recent years, a metal film having a larger specific surface area has been demanded.
本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、比表面積の大きな金属膜を提供することにある。 This invention is made | formed in view of such a point, The objective is to provide a metal film with a large specific surface area.
本発明に係る金属膜は、基材の上に形成される金属膜である。本発明に係る金属膜は、基材から延びる複数の柱状部を有する。複数の柱状部の少なくともひとつは、束部を有する。束部は、基端側から先端側に向かって放射状に設けられた複数の線状部を含む。 The metal film according to the present invention is a metal film formed on a substrate. The metal film according to the present invention has a plurality of columnar portions extending from the base material. At least one of the plurality of columnar portions has a bundle portion. The bundle portion includes a plurality of linear portions provided radially from the proximal end side toward the distal end side.
なお、本発明において、「金属膜」には、合金からなる「合金膜」が含まれるものとする。 In the present invention, the “metal film” includes an “alloy film” made of an alloy.
本発明に係る金属膜のある特定の局面では、複数の柱状部の少なくともひとつは、束部を複数有する。複数の束部は、金属膜の厚み方向に沿って配列されている。 In a specific aspect of the metal film according to the present invention, at least one of the plurality of columnar portions includes a plurality of bundle portions. The plurality of bundle portions are arranged along the thickness direction of the metal film.
本発明に係る金属膜の他の特定の局面では、複数の束部は、基材とは反対側に位置している束部ほど線状部を多く有するように設けられている。 In another specific aspect of the metal film according to the present invention, the plurality of bundle portions are provided so that the bundle portion located on the side opposite to the substrate has more linear portions.
本発明に係る金属膜の別の特定の局面では、複数の束部は、基材とは反対側に位置している束部ほど細い線状部を有するように設けられている。 In another specific aspect of the metal film according to the present invention, the plurality of bundle portions are provided so that the bundle portion located on the side opposite to the substrate has a thinner linear portion.
本発明に係る金属膜のさらに他の特定の局面では、柱状部は、先端側に向かって拡径している。 In still another specific aspect of the metal film according to the present invention, the columnar portion is enlarged in diameter toward the distal end side.
本発明に係る金属膜のさらに別の特定の局面では、線状部の直径は、１ｎｍ〜５０ｎｍである。 In still another specific aspect of the metal film according to the present invention, the diameter of the linear portion is 1 nm to 50 nm.
本発明に係る金属膜のまた他の特定の局面では、金属膜は、ニッケルまたはニッケルを含む合金からなる。 In another specific aspect of the metal film according to the present invention, the metal film is made of nickel or an alloy containing nickel.
本発明に係る金属膜のまた別の特定の局面では、金属膜は、無電解めっき膜または電解めっき膜により構成されている。 In another specific aspect of the metal film according to the present invention, the metal film is constituted by an electroless plating film or an electrolytic plating film.
ここで、「電解めっき膜」とは、電解めっき法により形成されためっき膜をいう。 Here, “electrolytic plating film” refers to a plating film formed by an electrolytic plating method.
「無電解めっき膜」とは、無電解めっき法により形成されためっき膜をいう。 “Electroless plating film” refers to a plating film formed by an electroless plating method.
本発明に係る電気化学センサは、上記本発明に係る金属膜からなる作用電極を備えている。 The electrochemical sensor according to the present invention includes a working electrode made of the metal film according to the present invention.
本発明に係る蓄電デバイスは、セパレータ、集電体及び電極を有する。セパレータ、集電体及び電極の少なくともひとつが上記本発明に係る金属膜により構成されている。 The electricity storage device according to the present invention includes a separator, a current collector, and an electrode. At least one of the separator, the current collector, and the electrode is composed of the metal film according to the present invention.
本発明に係る摺動部材は、第１の部材と、第１の部材に対して摺動する第２の部材とを有する。第１の部材の第２の部材に対する摺動面と、第２の部材の第１の部材に対する摺動面とのうちの少なくとも一方の上に、上記本発明に係る金属膜が形成されている。 The sliding member according to the present invention includes a first member and a second member that slides with respect to the first member. The metal film according to the present invention is formed on at least one of the sliding surface of the first member with respect to the second member and the sliding surface of the second member with respect to the first member. .
本発明に係る金属膜の製造方法は、上記本発明に係る金属膜の製造方法に関する。本発明に係る金属膜の製造方法では、無電解めっき法または電解めっき法により金属膜を形成する。 The method for producing a metal film according to the present invention relates to the method for producing a metal film according to the present invention. In the method for producing a metal film according to the present invention, the metal film is formed by an electroless plating method or an electrolytic plating method.
本発明に係る金属膜の製造方法のある特定の局面では、ノニオン系界面活性剤を含むニッケルめっき浴を用いて無電解めっき法または電解めっき法により金属膜を形成する。 In a specific aspect of the method for producing a metal film according to the present invention, the metal film is formed by an electroless plating method or an electrolytic plating method using a nickel plating bath containing a nonionic surfactant.
本発明に係る金属膜の製造方法の他の特定の局面では、ノニオン系界面活性剤として、ポリオキシエチレンオクタデシルアミン、ポリオキシエチレンドデシルアミン及びポリオキシエチレンアルキルアミンのうちの少なくともひとつを用いる。 In another specific aspect of the method for producing a metal film according to the present invention, at least one of polyoxyethylene octadecylamine, polyoxyethylene dodecylamine, and polyoxyethylene alkylamine is used as the nonionic surfactant.
本発明に係る金属膜の製造方法の別の特定の局面では、カチオン系界面活性剤を含むニッケルめっき浴を用いて無電解めっき法または電解めっき法により金属膜を形成する。 In another specific aspect of the method for producing a metal film according to the present invention, the metal film is formed by an electroless plating method or an electrolytic plating method using a nickel plating bath containing a cationic surfactant.
本発明に係る金属膜の製造方法のさらに他の特定の局面では、カチオン系界面活性剤として、塩化トリメチルセチルアンモニウムを用いる。 In still another specific aspect of the method for producing a metal film according to the present invention, trimethylcetylammonium chloride is used as the cationic surfactant.
本発明によれば、比表面積の大きな金属膜を提供することができる。 According to the present invention, a metal film having a large specific surface area can be provided.
以下、本発明を実施した好ましい形態の一例について説明する。但し、下記の実施形態は、単なる例示である。本発明は、下記の実施形態に何ら限定されない。 Hereinafter, an example of the preferable form which implemented this invention is demonstrated. However, the following embodiment is merely an example. The present invention is not limited to the following embodiments.
また、実施形態等において参照する各図面において、実質的に同一の機能を有する部材は同一の符号で参照することとする。また、実施形態等において参照する図面は、模式的に記載されたものであり、図面に描画された物体の寸法の比率などは、現実の物体の寸法の比率などとは異なる場合がある。図面相互間においても、物体の寸法比率等が異なる場合がある。具体的な物体の寸法比率等は、以下の説明を参酌して判断されるべきである。 Moreover, in each drawing referred in embodiment etc., the member which has a substantially the same function shall be referred with the same code | symbol. The drawings referred to in the embodiments and the like are schematically described, and the ratio of the dimensions of the objects drawn in the drawings may be different from the ratio of the dimensions of the actual objects. The dimensional ratio of the object may be different between the drawings. The specific dimensional ratio of the object should be determined in consideration of the following description.
図１は、本実施形態に係る金属膜の模式的断面図である。 FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a metal film according to the present embodiment.
図１に示すように、本実施形態の金属膜１０は、基材２０の上に形成されている。金属膜１０は、基材２０から延びる複数の柱状部１１を有する。複数の柱状部１１のうちの少なくともひとつは、基端側（基材２０側）から先端側に向かって放射状に設けられた複数の線状部１２を含む束部を有している。このため、大きな比表面積が実現されている。 As shown in FIG. 1, the metal film 10 of this embodiment is formed on a base material 20. The metal film 10 has a plurality of columnar portions 11 extending from the base material 20. At least one of the plurality of columnar portions 11 has a bundle portion including a plurality of linear portions 12 provided radially from the base end side (base material 20 side) toward the distal end side. For this reason, a large specific surface area is realized.
具体的には、本実施形態では、複数の柱状部１１の少なくともひとつは、複数の束部１１ａ〜１１ｄを有する。このため、より大きな比表面積が実現されている。 Specifically, in the present embodiment, at least one of the plurality of columnar portions 11 includes a plurality of bundle portions 11a to 11d. For this reason, a larger specific surface area is realized.
なお、ここでは、柱状部が４つの束部を有する例について説明するが、ひとつの柱状部１１に含まれる束部の数量は特に限定されない。 In addition, although the example in which a columnar part has four bundle parts is demonstrated here, the quantity of the bundle part contained in the one columnar part 11 is not specifically limited.
また、本実施形態では、線状部１２の直径が５０ｎｍ以下と非常に細く、線状部を多くすることができる。従ってより大きな比表面積が実現されている。線状部１２の直径が小さすぎると線状部１２、ひいては柱状部１１の機械的強度が低くなりすぎる場合がある。従って、線状部１２の直径は、１ｎｍ以上であることが好ましい。 Moreover, in this embodiment, the diameter of the linear part 12 is very thin with 50 nm or less, and it can increase a linear part. Therefore, a larger specific surface area is realized. If the diameter of the linear portion 12 is too small, the mechanical strength of the linear portion 12 and consequently the columnar portion 11 may be too low. Therefore, the diameter of the linear portion 12 is preferably 1 nm or more.
複数の束部１１ａ〜１１ｄは、金属膜１０の厚み方向Ｔに沿って配列されている。複数の束部１１ａ〜１１ｄは、束部の基端部が基材２０または他の束部の先端部に接続されるように設けられている。具体的には、最も基材２０側に位置している束部１１ａの基端部は、基材２０に接続されている。束部１１ｂの基端部は、束部１１ａの先端部に接続されている。束部１１ｃの基端部は、束部１１ｂの先端部に接続されている。最も基材２０とは反対側に位置している束部１１ｄの基端部は、束部１１ｃの先端部に接続されている。 The plurality of bundle portions 11 a to 11 d are arranged along the thickness direction T of the metal film 10. The plurality of bundle portions 11a to 11d are provided such that the base end portion of the bundle portion is connected to the base member 20 or the distal end portion of another bundle portion. Specifically, the base end portion of the bundle portion 11 a located closest to the base material 20 is connected to the base material 20. The proximal end portion of the bundle portion 11b is connected to the distal end portion of the bundle portion 11a. The proximal end portion of the bundle portion 11c is connected to the distal end portion of the bundle portion 11b. The proximal end portion of the bundle portion 11d that is located on the most side opposite to the substrate 20 is connected to the distal end portion of the bundle portion 11c.
複数の束部１１ａ〜１１ｄは、基材２０とは反対側に位置している束部ほど大きな直径を有するように設けられている。具体的には、束部１１ａ〜１１ｄのうち、最も基材２０側に位置している束部１１ａが最も小さな直径を有する。束部１１ｂは、束部１１ａよりも大きな直径を有している。束部１１ｃは、束部１１ｂよりも大きな直径を有している。束部１１ｄは、束部１１ｃよりも大きな直径を有している。このため、柱状部１１は、先端側（基材２０とは反対側）に向かって拡径している。 The plurality of bundle portions 11 a to 11 d are provided so that the bundle portion located on the side opposite to the base material 20 has a larger diameter. Specifically, among the bundle portions 11a to 11d, the bundle portion 11a located closest to the base material 20 has the smallest diameter. The bundle part 11b has a larger diameter than the bundle part 11a. The bundle part 11c has a larger diameter than the bundle part 11b. The bundle part 11d has a larger diameter than the bundle part 11c. For this reason, the columnar part 11 is expanded in diameter toward the tip side (the side opposite to the base material 20).
複数の束部１１ａ〜１１ｄは、先端側（基材２０とは反対側）に位置している束部ほど線状部１２を多く有するように設けられている。また、複数の束部１１ａ〜１１ｄは、先端側（基材２０とは反対側）に位置している束部ほど細い線状部１２を有するように設けられている。このため、金属膜１０では、表面側（基材２０とは反対側）にいくに従って比表面積が大きくなっている。金属膜１０の基材２０とは反対側の表層は、特に大きな比表面積を有する。従って、例えば本実施形態の金属膜１０を電気化学センサの作用極として用いることにより、優れた感度の電気化学センサを実現することができる。 The plurality of bundle portions 11a to 11d are provided so as to have more linear portions 12 as the bundle portion is located on the tip side (the side opposite to the base material 20). Further, the plurality of bundle portions 11a to 11d are provided so that the bundle portion located on the distal end side (the side opposite to the base material 20) has a thinner linear portion 12. For this reason, in the metal film 10, the specific surface area becomes large as it goes to the surface side (the side opposite to the base material 20). The surface layer of the metal film 10 on the side opposite to the base material 20 has a particularly large specific surface area. Therefore, for example, by using the metal film 10 of this embodiment as a working electrode of an electrochemical sensor, an electrochemical sensor with excellent sensitivity can be realized.
金属膜１０の構成材料は、特に限定されない。好ましく用いられる金属膜１０の構成材料としては、ニッケルまたはニッケルを含む合金が挙げられる。ニッケルを含む合金の具体例としては、例えば、ニッケル−リン合金、ニッケル−タングステン−リン合金、ニッケル−モリブデン−リン合金等が挙げられる。 The constituent material of the metal film 10 is not particularly limited. The constituent material of the metal film 10 that is preferably used includes nickel or an alloy containing nickel. Specific examples of the alloy containing nickel include a nickel-phosphorus alloy, a nickel-tungsten-phosphorus alloy, and a nickel-molybdenum-phosphorus alloy.
なお、金属膜１０は、例えば電解めっき法または無電解めっき法などのめっき法により形成することができる。すなわち、金属膜１０は、電解めっき膜または無電解めっき膜により構成することができる。 The metal film 10 can be formed by a plating method such as an electrolytic plating method or an electroless plating method. That is, the metal film 10 can be composed of an electrolytic plating film or an electroless plating film.
例えば、ニッケルまたはニッケルを主成分とする合金からなる金属膜１０を形成する場合は、ノニオン系界面活性剤を含むニッケルめっき浴を用いることにより金属膜１０を形成することができる。具体的には、ノニオン系界面活性剤として、ポリオキシエチレンアルキルアミンが使用できる。例えば、ポリオキシエチレンオクタデシルアミン及びポリオキシエチレンドデシルアミンのうちの少なくともひとつを含むニッケルめっき浴を用いることが好ましい。 For example, when the metal film 10 made of nickel or an alloy containing nickel as a main component is formed, the metal film 10 can be formed by using a nickel plating bath containing a nonionic surfactant. Specifically, polyoxyethylene alkylamine can be used as a nonionic surfactant. For example, it is preferable to use a nickel plating bath containing at least one of polyoxyethylene octadecylamine and polyoxyethylene dodecylamine.
また、例えば、ニッケルまたはニッケルを主成分とする合金からなる金属膜１０を形成する場合は、カチオン系界面活性剤として第４級アルキルアンモニウム塩を含むニッケルめっき浴を用いることにより金属膜１０を形成することもできる。具体的には、例えば、第４級アルキルアンモニウム塩として、塩化トリメチルセチルアンモニウムを含むニッケルめっき浴を用いることが好ましい。 For example, when forming the metal film 10 made of nickel or an alloy containing nickel as a main component, the metal film 10 is formed by using a nickel plating bath containing a quaternary alkyl ammonium salt as a cationic surfactant. You can also Specifically, for example, it is preferable to use a nickel plating bath containing trimethylcetylammonium chloride as the quaternary alkylammonium salt.
（実施例１）
Ｐｄ触媒が表面に付与されたアルミナ基板を、アセチレン基含有ジオール化合物を１ｇ／Ｌと、ノニオン系界面活性剤（ポリオキシエチレンオクタデシルアミン）を１ｇ／Ｌとを添加したニッケルめっき浴（上村工業社製 ニムデンＫＰＲ−１１、ｐＨ：６．５、浴温：８０℃）に浸漬することによりニッケルからなる金属膜を形成した。図２に実施例１において作製された金属膜の一部分を側方から撮影したＳＥＭ写真を示す。
Example 1
Nickel plating bath (Uemura Kogyo Co., Ltd.) with 1 g / L of acetylene group-containing diol compound and 1 g / L of a nonionic surfactant (polyoxyethylene octadecylamine) added to an alumina substrate with a Pd catalyst applied to the surface Manufactured by Nimden KPR-11, pH: 6.5, bath temperature: 80 ° C.) to form a metal film made of nickel. FIG. 2 shows an SEM photograph obtained by photographing a part of the metal film produced in Example 1 from the side.
（実施例２）
Ｐｄ触媒が表面に付与されたアルミナ基板を、アセチレン基含有ジオール化合物を１ｇ／Ｌと、カチオン系界面活性剤（塩化トリメチルセチルアンモニウム）を１ｇ／Ｌとを添加したニッケルめっき浴（上村工業社製 ニムデンＫＰＲ−１１、ｐＨ：６．５、浴温：８０℃）に浸漬することによりニッケルからなる金属膜を形成した。図３に実施例２において作製された金属膜の一部分を上方から撮影したＳＥＭ写真を示す。
(Example 2)
Nickel plating bath (manufactured by Uemura Kogyo Co., Ltd.) with an acetylene group-containing diol compound added at 1 g / L and a cationic surfactant (trimethylcetylammonium chloride) at 1 g / L on an alumina substrate provided with a Pd catalyst. A metal film made of nickel was formed by dipping in Nimden KPR-11, pH: 6.5, bath temperature: 80 ° C. FIG. 3 shows an SEM photograph obtained by photographing a part of the metal film produced in Example 2 from above.
（実施例３）
Ｐｄ触媒が表面に付与されたアルミナ基板を、アセチレン基含有ジオール化合物を１ｇ／Ｌと、ノニオン系界面活性剤（ポリオキシエチレンドデシルアミン）を１ｇ／Ｌとを添加したニッケルめっき浴（上村工業社製 ニムデンＫＰＲ−１１、ｐＨ：６．５、浴温：８０℃）に浸漬することによりニッケルからなる金属膜を形成した。図４に実施例３において作製された金属膜の一部分を上方から撮影したＳＥＭ写真を示す。
(Example 3)
Nickel plating bath (Uemura Kogyo Co., Ltd.) with an acetylene group-containing diol compound 1 g / L and a nonionic surfactant (polyoxyethylene dodecylamine) 1 g / L added to an alumina substrate with a Pd catalyst applied to the surface Manufactured by Nimden KPR-11, pH: 6.5, bath temperature: 80 ° C.) to form a metal film made of nickel. FIG. 4 shows an SEM photograph obtained by photographing a part of the metal film produced in Example 3 from above.
（実施例４）
Ｐｄ触媒が表面に付与されたアルミナ基板を、アセチレン基含有ジオール化合物を１ｇ／Ｌと、ノニオン系界面活性剤（ポリオキシエチレンアルキルアミン）を１ｇ／Ｌとを添加したニッケルめっき浴（上村工業社製 ニムデンＫＰＲ−１１、ｐＨ：６．５、浴温：８０℃）に浸漬することによりニッケルからなる金属膜を形成した。図５に実施例４において作製された金属膜の一部分を上方から撮影したＳＥＭ写真を示す。
Example 4
Nickel plating bath (Uemura Kogyo Co., Ltd.) with 1 g / L of acetylene group-containing diol compound and 1 g / L of nonionic surfactant (polyoxyethylene alkylamine) added to an alumina substrate with a Pd catalyst applied to the surface Manufactured by Nimden KPR-11, pH: 6.5, bath temperature: 80 ° C.) to form a metal film made of nickel. FIG. 5 shows an SEM photograph of a part of the metal film produced in Example 4 taken from above.
図２〜図５に示す写真から、実施例１〜４のそれぞれにおいて得られた金属膜が、複数の柱状部を有していることが分かる。複数の柱状部の少なくともひとつが、基端側から先端側に向かって放射状に設けられた複数の線状部を含む束部を複数有することが分かる。複数の束部が金属膜の厚み方向に沿って配列されていることが分かる。複数の束部は、基材とは反対側に位置している束部ほど線状部を多く有するように設けられていることが分かる。複数の束部は、基材とは反対側に位置している束部ほど細い線状部を有するように設けられていることが分かる。柱状部は、先端側に向かって拡径している。 It can be seen from the photographs shown in FIGS. 2 to 5 that the metal film obtained in each of Examples 1 to 4 has a plurality of columnar portions. It can be seen that at least one of the plurality of columnar portions has a plurality of bundle portions including a plurality of linear portions provided radially from the proximal end side toward the distal end side. It turns out that the several bundle part is arranged along the thickness direction of a metal film. It can be seen that the plurality of bundle portions are provided so that the bundle portion located on the side opposite to the base has more linear portions. It can be seen that the plurality of bundle portions are provided so that the bundle portion located on the side opposite to the base has a thinner linear portion. The columnar portion is enlarged in diameter toward the tip side.
上記実施形態の金属膜１０は、例えば電気化学センサ、蓄電デバイス、摺動部材などの多種多様な用途に使用可能である。電気化学センサの具体例としては、バイオセンサ、ガスセンサ、臭覚センサ、味覚センサなどが挙げられる。蓄電デバイスの具体例としては、リチウムイオン二次電池や全固体二次電池などの二次電池、燃料電池、電気二重層キャパシタなどが挙げられる。 The metal film 10 of the above embodiment can be used for a wide variety of applications such as electrochemical sensors, power storage devices, and sliding members. Specific examples of the electrochemical sensor include a biosensor, a gas sensor, an odor sensor, and a taste sensor. Specific examples of the electricity storage device include secondary batteries such as lithium ion secondary batteries and all solid state secondary batteries, fuel cells, and electric double layer capacitors.
図６は、金属膜１０を用いた酵素センサの模式的分解斜視図である。図７は、金属膜１０を用いた酵素センサの模式的斜視図である。 FIG. 6 is a schematic exploded perspective view of an enzyme sensor using the metal film 10. FIG. 7 is a schematic perspective view of an enzyme sensor using the metal film 10.
図６及び図７に示すように、酵素センサ３０は、例えば、ポリエチレンテレフタレートからなる絶縁性の基材３１の上に形成された作用電極３３および参照電極３２を有する。作用電極３３は、上記実施形態の金属膜１０により構成することができる。酵素センサ３０では、作用電極３３と参照電極３２間にまたがるように、親水性高分子と酸化還元酵素とメディエータ（電子受容体）を含む酵素反応層３４が配置されている。 As shown in FIGS. 6 and 7, the enzyme sensor 30 includes a working electrode 33 and a reference electrode 32 formed on an insulating base 31 made of, for example, polyethylene terephthalate. The working electrode 33 can be configured by the metal film 10 of the above embodiment. In the enzyme sensor 30, an enzyme reaction layer 34 including a hydrophilic polymer, an oxidoreductase, and a mediator (electron acceptor) is disposed so as to span between the working electrode 33 and the reference electrode 32.
この酵素センサの酵素反応層３４上に、基質を含む試料液を滴下すると、酵素反応層３４が溶解し、基質と酵素が反応して基質が酸化され、これに伴い電子受容体が還元される。酵素反応終了後、この還元された電子受容体を電気化学的に酸化し、このとき得られる酸化電流値から試料液中の基質濃度を求めることができる。このような電気化学センサは、測定対象物である検知物質を基質とする酵素を選択することによって、様々な物質に対する測定が原理的には可能である。例えば、基質をグルコースとする酵素を用いると、グルコースセンサを構成することができる。 When a sample solution containing a substrate is dropped onto the enzyme reaction layer 34 of the enzyme sensor, the enzyme reaction layer 34 is dissolved, the substrate reacts with the enzyme, the substrate is oxidized, and the electron acceptor is reduced accordingly. . After completion of the enzyme reaction, the reduced electron acceptor is electrochemically oxidized, and the substrate concentration in the sample solution can be determined from the oxidation current value obtained at this time. In principle, such an electrochemical sensor can measure various substances by selecting an enzyme that uses a detection substance as a measurement target as a substrate. For example, a glucose sensor can be configured by using an enzyme whose substrate is glucose.
本実施形態では、作用電極３３が上記実施形態の比表面積の大きな金属膜１０により構成されている。このため、酵素センサ３０は、高い検出感度を有する。また、作用電極３３と基材３１との密着性に優れている。 In the present embodiment, the working electrode 33 is configured by the metal film 10 having a large specific surface area according to the above embodiment. For this reason, the enzyme sensor 30 has high detection sensitivity. Further, the adhesion between the working electrode 33 and the base material 31 is excellent.
図８は、金属膜１０を用いた蓄電デバイスとしてのコイン型非水電解質二次電池の略図的断面図である。図８に示すように、コイン型非水電解質二次電池４００は、正極４１、負極４３、セパレータ４５、電解質４６とを有する。正極４１および負極４３は正極集電体４２および負極集電体４４と接するように配置してある。正極４１や負極４３等の材料としては一般的なものを使用できる。本実施形態では、負極集電体４４が上記実施形態の金属膜１０により構成されている。 FIG. 8 is a schematic cross-sectional view of a coin-type non-aqueous electrolyte secondary battery as an electricity storage device using the metal film 10. As shown in FIG. 8, the coin-type nonaqueous electrolyte secondary battery 400 includes a positive electrode 41, a negative electrode 43, a separator 45, and an electrolyte 46. The positive electrode 41 and the negative electrode 43 are disposed in contact with the positive electrode current collector 42 and the negative electrode current collector 44. Common materials can be used for the positive electrode 41, the negative electrode 43, and the like. In the present embodiment, the negative electrode current collector 44 is constituted by the metal film 10 of the above embodiment.
本実施形態の非水電解質二次電池４００では、負極集電体４４が上記実施形態の金属膜１０により構成されている。このため、負極集電体４４と負極４３との密着性が優れている。また、負極集電体４４の内部まで電極活物質が充填できるため充放電特性に優れた二次電池を実現できる。 In the nonaqueous electrolyte secondary battery 400 of this embodiment, the negative electrode current collector 44 is configured by the metal film 10 of the above embodiment. For this reason, the adhesion between the negative electrode current collector 44 and the negative electrode 43 is excellent. Further, since the electrode active material can be filled up to the inside of the negative electrode current collector 44, a secondary battery having excellent charge / discharge characteristics can be realized.
なお、本実施形態では、負極集電体が上記実施形態の金属膜１０により構成されている例について説明したが、正極集電体を上記実施形態の金属膜１０により構成してもよい。その場合であっても同様の効果が得られる。 In the present embodiment, the example in which the negative electrode current collector is configured by the metal film 10 of the above embodiment has been described. However, the positive electrode current collector may be configured by the metal film 10 of the above embodiment. Even in this case, the same effect can be obtained.
図９は、金属膜１０を用いた摺動部材の模式的断面図である。図９に示すように、摺動部材５０は、ピストン５１と、シリンダブロック５２とを有する。ピストン５１は、シリンダブロック５２内に摺動可能に配されている。ピストン５１の外周面（摺動面）５１ａと、シリンダブロック５２の内壁面（摺動面）５２ａとのうちの少なくとも一方の上には、上記実施形態の金属膜１０からなり、潤滑オイルが含浸している潤滑層５３が形成されている。具体的には、本実施形態では、ピストン５１の外周面５１ａの上に潤滑層５３が形成されている。潤滑層５３は、上記実施形態の金属膜１０により構成されている。従って、潤滑層５３から潤滑オイルが流れ出しにくく、潤滑オイルの保持性に優れている。従って、ピストン５１及びシリンダブロック５２の摩耗を効果的に抑制することができる。 FIG. 9 is a schematic cross-sectional view of a sliding member using the metal film 10. As shown in FIG. 9, the sliding member 50 includes a piston 51 and a cylinder block 52. The piston 51 is slidably disposed in the cylinder block 52. The at least one of the outer peripheral surface (sliding surface) 51a of the piston 51 and the inner wall surface (sliding surface) 52a of the cylinder block 52 is made of the metal film 10 of the above embodiment and is impregnated with lubricating oil. A lubricating layer 53 is formed. Specifically, in this embodiment, the lubricating layer 53 is formed on the outer peripheral surface 51 a of the piston 51. The lubricating layer 53 is composed of the metal film 10 of the above embodiment. Therefore, it is difficult for the lubricating oil to flow out of the lubricating layer 53, and the lubricating oil retainability is excellent. Therefore, wear of the piston 51 and the cylinder block 52 can be effectively suppressed.
１０…金属膜
１１…柱状部
１１ａ〜１１ｄ…束部
１２…線状部
２０…基材
３０…酵素センサ
３１…基材
３２…参照電極
３３…作用電極
３４…酵素反応層
４１…正極
４２…正極集電体
４３…負極
４４…負極集電体
４５…セパレータ
４６…電解質
５０…摺動部材
５１…ピストン
５１ａ…外周面
５２…シリンダブロック
５３…潤滑層
４００…コイン型非水電解質二次電池
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Metal film 11 ... Columnar part 11a-11d ... Bundle part 12 ... Linear part 20 ... Base material 30 ... Enzyme sensor 31 ... Base material 32 ... Reference electrode 33 ... Working electrode 34 ... Enzyme reaction layer 41 ... Positive electrode 42 ... Positive electrode Current collector 43 ... Negative electrode 44 ... Negative electrode current collector 45 ... Separator 46 ... Electrolyte 50 ... Sliding member 51 ... Piston 51a ... Outer peripheral surface 52 ... Cylinder block 53 ... Lubricating layer 400 ... Coin type non-aqueous electrolyte secondary battery
Claims (16)
基材から延びる複数の柱状部を有し、
前記複数の柱状部の少なくともひとつは、基端側から先端側に向かって放射状に設けられた複数の線状部を含む束部を有する、金属膜。 A metal film formed on a substrate,
Having a plurality of columnar portions extending from the substrate;
At least one of the plurality of columnar portions is a metal film having a bundle portion including a plurality of linear portions provided radially from the proximal end side toward the distal end side.
前記複数の束部は、前記金属膜の厚み方向に沿って配列されている、請求項１に記載の金属膜。 At least one of the plurality of columnar portions has a plurality of the bundle portions,
The metal film according to claim 1, wherein the plurality of bundle portions are arranged along a thickness direction of the metal film.
前記セパレータ、前記集電体及び前記電極の少なくともひとつが請求項１〜８のいずれか一項に記載された金属膜により構成されている、蓄電デバイス。 Having a separator, a current collector and an electrode,
The electrical storage device by which at least one of the said separator, the said electrical power collector, and the said electrode is comprised with the metal film as described in any one of Claims 1-8.
前記第１の部材の前記第２の部材に対する摺動面と、前記第２の部材の前記第１の部材に対する摺動面とのうちの少なくとも一方の上に、請求項１〜８のいずれか一項に記載された金属膜が形成されている、摺動部材。 A first member and a second member that slides relative to the first member;
9. At least one of a sliding surface of the first member with respect to the second member and a sliding surface of the second member with respect to the first member. A sliding member in which the metal film according to one item is formed.
無電解めっき法または電解めっき法により前記金属膜を形成する、金属膜の製造方法。 A method for producing a metal film according to any one of claims 1 to 8,
A method for producing a metal film, wherein the metal film is formed by an electroless plating method or an electrolytic plating method.
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