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  5. 透明性、塗布性、活性に優れたチタン系ナノ材料

概要

図1.チタン系ナノ材料の分類と特徴

図1.チタン系ナノ材料の分類と特徴

 透明性、塗布性に優れ、かつ光触媒性(抗菌・抗ウイルス性、超親水性、有機物の分解)、エネルギー変換性、紫外線吸収性、高屈折率、充放電特性など、様々な特性を有するチタン系ナノ材料を創出しています。

物性1:光触媒活性(超親水性、有機物の分解)


図2.チタニアゾルのTEM写真


図3.チタニアゾルによる色素の分解試験


図4.チタニアゾルの超親水性

・チタニアゾルは1gで250〜300m2/gの比表面積を有し、有機物や臭気を素早く分解します。
・紫外線により超親水性を示します。また、光を照射しなくても親水性を示します。
・樹脂にも塗布でき、密着します。また、高い透明性を示します。


物性2:抗菌・抗ウイルス性


図5.チタニアゾルのUV照射時の抗ウイルス特性


図6.抗菌・抗ウイルス用チタニアゾル(開発品)可視光・暗所下での抗ウイルス特性


図7.抗菌・抗ウイルス用チタニアゾル(開発品)可視光下での抗菌特性

・チタニアゾルは紫外線照射下で強力な抗菌・抗ウイルス性を示します。
・可視光・暗所下でも活性を示す、抗菌・抗ウイルス用チタニアゾルを開発しています
  (開発品)。
・樹脂にも塗布でき、かつ透明性があるので、意匠性を損ないません。
・ガラス・金属・セラミックなどにも塗布でき、繊維にも容易に担持できます。


物性3:紫外線遮蔽性

物性3:紫外線遮蔽性

図8.アクリル基板塗布時の紫外線照射劣化試験

・チタニアゾルは透明でありながら紫外線をカットし、外観や強度の劣化を防ぎます。
・樹脂にも塗布できます(樹脂の種類によって塗布性・密着性は異なります)。
   PET、PMMA、PCなどには塗布できます。


物性4:高屈折率


図9.超高屈折率材料の透明性


図10.超高屈折率材料の屈折率


図11.エポキシ、アクリレートとの相溶性と屈折率

・超高屈折率材料は結晶性を持たないチタニアの有機溶媒溶液です。よって、極めて高い透明性を
 有し、光触媒性を有しません。
・低温で有機材料では出せない高い屈折率を発現しますので、樹脂材料にもコーティング
 可能です。
・エポキシ(熱硬化性樹脂)、アクリレート(光硬化性樹脂)などに任意の割合で相溶します。


物性5:エネルギー変換

物性5:エネルギー変換

図12.色素増感太陽電池のエネルギー変換効率

・チタニアナノ粒子はチタニアゾルより大きい15-20nmのアナターゼ型結晶です。
・高い透明性と高い表面活性のため、色素増感太陽電池の負極に使用した場合、
 通常の光触媒より約2割高いエネルギー変換効率を示します。
・ペロブスカイト太陽電池の負極にも使用できます。


物性6:充放電特性

物性6:充放電特性

図13.リチウムイオン電池負極としての充放電特性

・チタン酸ナノシート/ナノファイバーは、チタン系材料の安全性を有しながら、
 従来のチタン系負極材料よりエネルギー密度、レート特性に優れます。
・ナトリウムイオンの充放電特性があり、ナトリウムイオン二次電池にも使用できる
 可能性があります。


今後の展開

 開発した材料を、エネルギー分野、環境・健康分野、材料の長寿命化など、皆様の生活に役立つ分野において、活用しやすい形態での材料の提供を行っていきます。
 特に抗菌・抗ウイルス分野において、従来は適用できなかった材料に透明で長持ちする抗菌・抗ウイルスコーティングを提供するための技術に注力します。

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