JP5240813B2 - 金属表面微細構造の作成方法 - Google Patents
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産業界への実用のためには、安価な材料で、簡易かつ安価な方法で、短時間で作製するには、金属表面そのものを容易に微細構造制御することが最も必要な技術であると考えられる。
本発明者は、微細構造を作成したガラス表面を用いて、当該ガラス表面に、シラン化合物をコーティングすることにより、超撥水性のガラス表面を作り出すことに成功し、すでに、特許出願をしている(特許文献1参照)。
また、ガラス組成が、100%二酸化珪素(SiO2)ではないガラス基板を、pH7以上のアルカリ水溶液に浸漬し、60〜250℃の温度で、0.5〜48時間保持し、その後ガラス基板を取り出して洗浄乾燥させることを特徴とするガラス表面微細構造の作成方法についても既に特許出願をしている(特許文献2参照)。
また本発明は、金属基板として、金属若しくは基板の表面を金属コートした基板とすることができる。
さらに本発明は、金属基板として、Ti,Zn,Al,Mn,Mg,Niであるか若しくはTi,Zn,Al,Mn,Mg,Niをコートした基板を用いることが好ましい。
また本発明は、純水であるイオン交換水の他アルカリ水溶液に用いられるアルカリ剤が、アルカリとしてLiOH,NaOH,KOH、MnOOH、NH4OH、尿素からなる群れより選ばれる1種を用いることができる。
さらに本発明は、アルカリ水溶液がpH9〜11のNaOHであり、アルカリ水溶液の温度が95〜200℃であり、浸漬時間が1〜24時間とすることが好ましい。
得られたナノ構造体を基材として、また、さらにこの上に機能性材料を作製することにより、新たなデバイス(電子、電池、センサー、光学、構造材料)或いは超親水、超撥水表面、反射防止膜としての機能の発現、特性の向上も可能となる。
産業界への実用のためには、その安価かつ簡易な作製プロセスが必要とされる。また、ナノ材料をパウダーとして作製するプロセスが多いが、電子、電池、センサー、などの高機能化を考慮すると、凝集の抑制や結晶配向性の付与、基板から直立したナノロッドやナノシートなどの形態、基板との密着性などから、各種基材(基板など)に直接ナノ構造材料が作製されることが望ましいので、本発明の金属表面微細構造の作成方法は、応用範囲が広い。
さらに、本発明の製造方法においては、純水もしくはアルカリ水溶液がpH9〜11のNaOHであり、アルカリ水溶液の温度が95〜200℃であり、浸漬時間が1〜24時間とすることが望ましい。
本発明について実施例を用いてさらに詳しく説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
Ti板を5MのNaOH水溶液に入れ、90°Cにて24時間静置したサンプルのSEM像を図3(b)示す。ナノワイヤーが直立した膜がこちらも水が沸騰する温度以下においても作製されていることが分かる。これらから、安価かつ簡易なプロセスでナノ構造の作製が可能であることが分かる。
Claims (4)
- Mg,Ti,Mn,Ni,Znから選ばれる金属基板を、中性である純水もしくはpH7以上のアルカリ水溶液に浸漬し、50〜250℃の温度で、0.05〜96時間保持し、その後金属基板を取り出して洗浄乾燥させることを特徴とする金属表面微細構造の作成方法であって、
純水を用いる場合は、金属基板はMg,Ti,Mnから選ばれる金属基板であり、Mgの場合は温度が90℃、浸漬時間が0.5時間であり、Tiの場合は温度が200℃、浸漬時間が96時間であり、Mnの場合は、温度が100℃、浸漬時間が10時間であり、
アルカリ水溶液を用いる場合は、アルカリ水溶液は5MのNaOH水溶液であり、温度が60〜200℃、浸漬時間が1〜24時間である、金属表面微細構造の作成方法。 - 金属基板が、Mg,Ti,Mn,Ni,Znから選ばれる金属からなる基板、若しくは基板の表面にMg,Ti,Mn,Ni,Znから選ばれる金属をコートした基板である請求項1に記載した金属表面微細構造の作成方法。
- 請求項1または請求項2に記載した金属表面微細構造の作成方法によって作成された材料を空気中で400〜1000℃で熱処理することにより、請求項1または請求項2に記載した方法によって作成された金属水和物または金属水酸化物による金属表面微細構造の形態が維持された金属酸化物の微細構造を作製する、金属酸化物の微細構造を有する金属表面微細構造の作製方法。
- 請求項1〜請求項3のいずれかに記載した方法で作成された金属表面微細構造により超親水特性が付与された金属基板。
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