[英語ページ] 赤外線スマートウィンドウ開発プロジェクト-ナノスケール多孔質モスアイ構造を有する二酸化バナジウム薄膜-

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RESEARCHER研究者リスト

研究代表者

工学部 ナノ材料マイクロデバイス研究センター

和田 英男 特任教授

研究分担者

工学部 電気電子システム工学科

前元 利彦 教授

研究分担者

工学部 電子情報システム工学科

小池 一歩 教授

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研究分担者

工学部 電気電子システム工学科

佐々 誠彦 教授

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研究分担者

工学部 電気電子システム工学科

小山 政俊 准教授

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研究分担者

工学部 電気電子システム工学科

廣芝 伸哉 特任准教授

研究分担者

工学部 一般教育科

藤元 章 准教授

OVERVIEW研究課題の概要

二酸化バナジウム (VO2) は、結晶相転移が70℃付近で起こり、相転移による光学的 および電気的特性変化が大きいことが知られています。本プロジェクトでは、不純物添加やバッファ層を挿入することにより結晶相転移温度を制御するとともに、各種ガラス基板材料への成膜技術を確立し、赤外線波長領域に選択的な熱放射抑制効果を持つ赤外線 スマートウィンドウへの応用を検討しています。

本研究では、金属有機化合物分解法を用いてナノスケール多孔質モスアイ構造を有するVO2薄膜を作製し、①表面からの熱放射抑制 ②転移温度の低温化を確立することにより熱放射抑制効果と環境温度への適合化を実証し製品化することを目標としています。

REASON課題実施の根拠

地球温暖化に伴う気候変動を解決するためには、熱エネルギーを効率的に使用して、物質から放出される排熱を抑制することが重要です。二酸化バナジウム(VO2)は、温度上昇に伴い赤外線透過率が顕著に減少する反面、反射率は向上する性質(サーモクロミズム)を利用した赤外線放射抑制機能材料です。また、温度上昇に伴い赤外線透過率が大きく変化するため、「電気的駆動力なしに直接的に光スイッチング機能」をもつ赤外線スマートウィンドウの実現が期待されています。

EFFECT期待効果

期待される研究成果

学会発表

  • 第29回 日本赤外線学会研究発表会  2020年10月29日
  • 第18回 赤外放射応用関連学会  2021年1月29日
  • 第30回 日本赤外線学会研究発表会 (発表予定)
  • 第19回 赤外放射応用関連学会 (発表予定)

展示会出展

  • イノベーションジャパン2020  アクセス件数 1220件
  • イノベーションジャパン2021  2021年8月 (出展予定)

ジャーナル投稿

  • 日本赤外線学会誌 30 (1) 75 – 81  2020年8月
  • 電気学会誌 論文誌 A 141 (5) 345-350  2021年5月
  • 日本赤外線学会誌 31 (1) 2021年8月 (掲載予定)
  • 日本材料学会誌「材料」 (投稿予定)

期待される知財の成果

  1. 可視光調光なしに赤外線領域の熱線だけを調光して赤外線透過率を自律的に制御できるスマートウィンドウ
  2. 赤外線反射を低減し、熱放射抑制を有する赤外線メタマテリアル
企業と共同研究を締結した後、上記に示す製造ノウハウ以外の特許化を進め、ライセンスを行う。

PROJECTプロジェクト

  • 令和2年度 谷川熱技術振興基金助成金
    「赤外線スマートウィンドウの開発」
    令和2年10月~令和3年10月
  • 令和2年度科学技術振興機構 研究成果最適展開支援プログラム
    「ナノスケール多孔質モスアイ構造を有する赤外線スマートウィンドウの開発」
    令和3年5月~令和4年3月
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