武漢理工大学は3Dプリント材料で大きな進歩を遂げた

出典：武漢理工大学

最近、インターフェース材料研究分野のトップジャーナルであるACS Applied Materials & Interfacesは、武漢理工大学の郭佳教授の研究グループのフランス人専門教師であるヨアン・ド・ランクール・ド・ミメラン博士による、光触媒分野における3Dプリント複合材料の応用に関する重要な研究の進捗状況をオンラインで公開しました。論文のタイトルは「3D プリントとプラズマグラフト技術によって生成されたフラクタルデザインの光活性ハイブリッド材料」です。第一著者はヨアンドゥランクールドゥミメランド博士、第二著者は化学工学および薬学部の 2017 年修士課程学生である Li Kun です。化学工学および薬学部が唯一の対応ユニットです。

ヨアン・ド・ランクール・ド・ミメラン、男性、1987年12月生まれ、フランス国籍。武漢理工大学化学工学・薬学部の教員で、主に材料科学の研究に従事。 2007年、フランスのクレルモンフェラン工科大学で化学の学士号を取得。2010年、フランスのブルゴーニュ大学で材料工学と分子化学の修士号を取得。2013年、フランスのモンペリエ大学で材料化学と物理化学の博士号を取得。 2014年1月から12月まで、欧州膜研究所（フランス）にて廃水処理に関する博士研究員として研究を行った。担当研究プロジェクト：プラズマ改質3Dプリントポリマーグラフトナノ酸化亜鉛コアシェル粒子の光触媒水素生成に関する研究。
ACS Applied Materials & Interfaces は、インターフェース材料研究分野のトップジャーナルの 1 つであり、中国科学院の JCR ゾーン 1 ジャーナルで、2019 年のインパクトファクター (IF) は 8.15 です。

この論文は、材料科学の分野におけるフラクタル幾何学の具体的な応用可能性を探ることを目的としています。 3D 印刷技術によって製造されたポリマーフラクタル構造は、プラズマグラフト技術によってナノ触媒粒子を固定するための重要な表面積を提供する高度に秩序化された基板を印刷するために使用されます。フラクタルピラミッドとフラクタルコーンの 2 つのフラクタル単位が調査され、多数のフラクタルピラミッドが特徴付けられ、単位を分解することによってさまざまな複雑な上部構造がさらに研究されました。上記の理論モデルに基づいて、コンピュータ支援設計（CAD）を使用して3次元構造が設計されました。 CAD モデルに基づいて、熱溶解積層技術を使用して、消耗材料としてポリ乳酸を使用し、フラクタル構造を持つ多孔質ポリマーマトリックスを「印刷」します。コアシェル合成とプラズマグラフト化を組み合わせることで、ナノ ZnO をポリ乳酸基板上にコーティングすることに成功しました。触媒の触媒表面と反応媒体との接触面積が増大し、光触媒水素生成の出力が増大します。

この研究の革新性と科学的意義は、酸化亜鉛の光触媒活性を利用して水素を生成し、フラクタル構造のポリマーマトリックスを設計して3D「印刷」し、光触媒反応面積を拡大し、コアシェル技術、プラズマグラフト技術、3D印刷技術を初めて組み合わせて機能的な複合材料を得たことにあります。光触媒は、水素生成の効率を高めるために、形状、サイズ、微細構造の面で改良されました。

記事リンク: https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.9b06982.

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