製造
環境に優しいナノポーラス合金の新しい作製手法を開発
東北大学 材料科学高等研究所（AIMR）陳 明偉教授らは、産業技術総合研究所 産総研・東北大数理先端材料モデリングオープンイノベーションラボラトリ（MathAM-OIL）のLu Zhen産総研特別研究員らと共同で、気相脱合金法を用いたナノポーラス合金の新しい作製手法を開発した。
ポーラスとは細孔が非常に沢山ある材料のことを指す。ナノスケールの細孔のネットワークを内部に持つスポンジ状の構造を「ナノポーラス構造」と呼ぶ。また、ナノポーラス構造を持つ合金を「ナノポーラス合金」と呼び、通常合金元素のうちの片方を一部、除去することにより作製される。
近年、東北大学金属材料研究所の加藤秀実教授は、チタン、ニオブ、タンタル、シリ
コンなどのナノポーラス合金を作製するための「液体金属脱合金法」を開発した。しかし、この方法ではナノポーラス構造内の残留元素を除去するために化学エッチングを必要とする。また、この液体金属脱合金法は高温で行うため、ナノポーラス構造の粗大化を引き起こし、ナノスケールの細孔を持つナノポーラス合金の作製が困難になっていた。
今回、研究グループでは、化学薬品を使って試料表面を腐食する「化学エッチング」を使わない新しいナノポーラス合金の作製法を開発した。具体的には、合金の各元素の蒸気圧の差を利用して、片方の元素を蒸発させることでナノポーラス構造を作製する「気相脱合金法」を採用。合金中の様々な元素間の蒸気圧の差を利用して、合金から蒸気圧がより高い方の元素を選択的に蒸発させることにより脱合金化を行っている。
研究では、気相脱合金化というナノポーラス合金を作製するための環境に優しい普遍的な方法を新たに開発。気相脱合金法は化学試薬を全く使用しないため、ナノポーラス合金の作製の普遍的な方法と成り得ると考えられるという。また、蒸発した元素が容易にリサイクルできるため、効率的かつ環境に優しいナノポーラス合金の作製および設計のための新しい手法として用いられることが期待される。