阪大ら,コーティングで水濡れ故障を長時間抑制

著者: sugi

大阪大学は,木材由来のナノ繊維を電子回路にコーティングするだけで,水濡れ故障を長時間抑制可能であることを発見した(ニュースリリース)。

電子デバイスにとって水は天敵だが,水濡れ故障は必ずしも水が付着した瞬間に発生するわけではない。

電子回路の金属部分に水が付着すると,陽極(+)金属は金属イオンとして溶け出し,負極(-)で金属銅として樹状に析出する。イオンマイグレーションと呼ばれるこの現象が進行すると,回路は樹状析出により短絡し,故障や発熱・発火といった事故が発生する。つまり水濡れ故障を防ぐためには,回路に水を触れさせないことと同様に,樹状析出を成長させないことが重要になる。

今回,研究グループは木材由来のナノ繊維(セルロースナノファイバー)を電子回路上にコーティングし,イオンマイグレーションの発生過程を評価した。その結果,コーティングをしなかった回路は水没後数分で短絡してしまう一方で,ナノ繊維をコーティングした回路は水没後24時間経っても短絡しないことを発見した。

詳しいメカニズムは,乾燥状態で積層していたナノ繊維が吸水・再分散し,陽極(+)の周囲に電気泳動することで「集まり」,陽極から溶け出した金属イオンを吸着して「固まる(ゲル化する)」ことが判明した。陽極周囲に構築されたナノ繊維のゲルが樹状析出の成長を阻害するため,長時間経過しても短絡しないという。

たとえコーティングが損傷していたとしても,ナノ繊維が損傷部を修復するように電気泳動して集まるため,コーティングが破損するような過酷な状況でも水濡れ故障を抑制することが可能だという。

この手法は,電子回路上にナノ繊維が含まれたコーティング液を塗って乾かすという簡便な手順で,コーティングが損傷した状態でも機能する回路保護膜が実現できる。既存技術との組み合わせも容易であり,研究グループは防水コーティングとナノ繊維コーティングの積層により,さらなる安全性の向上が期待できるとしている。

キーワード:

関連記事

  • 横国大,青色に光るセルロースナノファイバーを開発

    横浜国立大学の研究グループは,青色に光る性質を持つアミノ酸(Acd)を,植物由来のナノ繊維セルロースナノファイバー(CNF)に化学的に結合させることで,水中でも安定して使える蛍光性ナノ素材(Acd-CNF)の開発に成功し […]

    2025.07.15
  • COTECとCADIS,車載パネル向けコートプリンタ開発

    三井化学のグループ会社である米SDC Technologies, Inc.(SDC)の子会社独COTEC GmbHと,独CADIS Engineering GmbHは,車載ディスプレーパネル向け撥水性コーティング用のデジ […]

    2024.03.18
  • 名大ら,押圧で色が変化する紙を開発

    名古屋大学と東京都立産業技術研究センターは,押圧により色が変化するメカノクロミック材料とセルロースナノファイバー(CNF)を用いて,機械的な圧力に応じて黄色から緑色へ色が変わる紙を開発した(ニュースリリース)。 メカノク […]

    2024.02.01
  • NIMSら,プリント向け厚膜導電性インクを開発

    NIMS(物質・材料研究機構)と住友金属鉱山,エヌ・イー ケムキャット,NIMS発ベンチャー企業のプリウェイズは,共同研究を通じて,フィルムなどの基材の上に印刷技術で電子回路やセンサーを形成する「プリンテッドエレクトロニ […]

    2024.01.16
  • 東北大,セルロースナノファイバーに半導体特性発見

    東北大学の研究グループは,セルロースナノファイバー(CNF)組織を制御したナノサイズのシート材に半導体特性が発現することを見出した(ニュースリリース)。 CNFは,セルロースを主成分とする植物繊維を,ナノメートルサイズま […]

    2023.01.11
  • 産総研,親水性と滑落性を兼ねた透明皮膜を開発

    産業技術総合研究所(産総研)は,水になじみやすい性質(親水性)と水滴が流れ落ちやすい性質(滑落性)という相反する機能を兼ね備えた,透明な皮膜を作製する手法を開発した(ニュースリリース)。 親水性表面は様々な有用な特性をも […]

    2022.10.27
  • 東工大,機械学習で高分子コーティング膜効率設計

    東京工業大学の研究グループは,バイオセンサー,インプラント,ステント,人工臓器,人工心肺など医療材料のコーティング技術の一つとして注目されている高分子ブラシコーティング膜の化学構造および物理構造(膜厚・密度)から,機械学 […]

    2022.08.22
  • 産総研,長時間防曇・高速自己修復透明皮膜を開発

    産業技術総合研究所(産総研)は,防曇性が長期間持続し,傷が素早く自己修復する透明皮膜を簡便に作製する手法を開発した(ニュースリリース)。 ガラスやプラスチックなどの透明基材は,表面に水滴が形成されると,光の散乱による“曇 […]

    2022.08.08
  • オプトキャリア