機能材料 発売日・バックナンバー

著者一覧
有光晃二　　東京理科大学　
佐内康之　　(株)UACJ　
須賀健雄　　早稲田大学　　　
岡村晴之　　大阪公立大学　
田中佑耶　　リンテック(株)
瀧健太郎　　金沢大学　
石塚尚吾　　(国研)産業技術総合研究所　
撹上将規　　群馬大学
撹上健二　　(株)ADEKA　
久保田正人　　日本原子力研究開発機構


目次
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【特集】光硬化材料の研究動向

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はじめに
Preface

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光ラジカル硬化の概要と技術動向
Summary and Technological Trends in Radical Photo-Curing
　
　光ラジカル硬化は,インキ,コーティング,接着剤,光学用途材料,3Dプリンティングなど多種多様な用途に応用されている。熱ラジカル重合では,ビニル基に結合する原子団が異なる様々なモノマーが使い分けられているのに対し,光ラジカル硬化では,用途に関わらずアクリレート化合物が多用されている。本稿では,アクリレートが好適に使用される理由および新しいモノマーの開発事例を中心に紹介する。

【目次】
1　光ラジカル硬化に適したモノマー
2　アクリレートの開発動向
3　光源や光開始剤の開発動向
4　まとめ

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光精密ラジカル重合のUV硬化への適用
UV-curing Process Based on Photo-induced Controlled Radical Polymerization

　光硬化材料は,印刷インキ,塗料,コーティング,接着剤からフォトレジストなど広く産業利用されている。本稿では,迅速な光ラジカル重合に精密ラジカル重合機構を組み込むことで,硬化と同時に重合誘起型ミクロ相分離に基づくユニークな内部構造が形成できる独自技術を紹介する。高分子ドーマントと呼ばれる開始・制御剤の分子設計,UV硬化条件とナノ構造の相関,コーティングの機能化を例に,精密UV硬化技術について概説する。

【目次】
1　はじめに
2　汎用UV硬化反応の課題と光ラジカル重合の「精密」制御
3　光精密ラジカル重合のUV硬化への適用と重合誘起型相分離
4　重合誘起型ミクロ相分離に基づくコーティングへの機能付与
5　光解離性高分子ドーマントと同組成のポリマー添加による階層性構造の形成
6　おわりに

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光カチオン硬化
Cationic Photocuring

　光カチオン硬化は光カチオン重合により硬化物を得る技術であり,光硬化技術で主流である光ラジカル硬化と比較して量は多くないものの重要である。本稿では光カチオン硬化の位置づけを概説した後,近年取り組まれている光カチオン硬化技術に関する研究動向を概説した。

【目次】
1　はじめに
2　光カチオン硬化の研究動向
　2.1　光カチオン重合開始剤
　2.2　環境にやさしい光カチオン硬化
　2.3　三次元造形
3　おわりに

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光アニオン硬化
Photoanionic Curing

　アセトアセテートとアクリレートのマイケル付加を利用した光アニオン硬化について紹介する。光塩基発生剤によって発生した塩基を触媒として利用するイオン反応であることから,光照射後も反応が徐々に進行する遅延硬化性が発現する。この特異な性質を巧みに利用した光粘接着材料への応用展開を検証した。

【目次】
1　はじめに
2　アセトアセテートマイケル付加反応を利用した光アニオン硬化
　2.1　多官能アセトアセテートの設計と遅延硬化性の検証
　2.2　1液混合樹脂の貯蔵安定性
　2.3　光不透過基板同士の光接着評価
3　光アニオン架橋型ポリマーによる高感度化
　3.1　高分子一体型の設計と反応性評価
　3.2　粘着テープとしての応用検討
4　おわりに

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傾斜構造を有する有機-無機ハイブリッドハードコートの光作製
Photofabrication of Organic-Inorganic Hybrid Hard Coats with Gradient Structures

　光ラジカル開始剤,光塩基発生剤を含む有機樹脂,無機樹脂の混合液をポリカーボネート(PC)基板に塗布し,表面は無機リッチ,PC基板付近は有機リッチとなるような傾斜構造を有する有機-無機ハイブリッドハードコートを光照射により作製することに成功した。また,傾斜構造を形成する因子についても明らかにすることができた。

【目次】
1　はじめに
2　傾斜構造の作製
3　傾斜構造の形成因子
4　ハードコート膜の物性
5　おわりに

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光硬化樹脂の硬化過程のシミュレーション技術
Simulation Technology of Photo Curing Process

　光硬化技術は産業界で広く使われており,最近では微細構造成形,精密接着,精密コーティング,光造形などでほかの方法とは一線を画す優れた製品を作り出すことができる。光硬化技術は,光硬化樹脂の塗布,レベリング・乾燥,光硬化反応,冷却の各工程からなる。本稿では,特に光硬化反応の反応動力学シミュレーションに焦点をあてて説明する。

【目次】
1　はじめに
2　シミュレーション方法
3　3Dプリンタ
4　おわりに

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[Material Report-R&Dー]

CIS系薄膜太陽電池の高効率化技術
Enhancing Photovoltaic Efficiency in CIS-Based Thin-Film Solar Cells

　光エネルギーを電気エネルギーに変換する光電変換素子,つまり太陽電池は,太陽光発電の構成において最も重要な要素と言える。太陽電池の変換効率向上や低コスト化は恒久的な課題であるが,ここではCIS系太陽電池に着目し,軽量フレキシブル型やタンデム型太陽電池の光電変換効率を向上させる技術開発について紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　単接合型太陽電池
3　タンデム型太陽電池用ボトムセル
4　タンデム型太陽電池用トップセル
5　結言

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SPANファイバーを用いた世界最軽量リチウム-硫黄二次電池の開発
Development of the World’s Lightest Lithium-Sulfur Secondary Battery Using SPAN Fibers

　リチウム-硫黄(Li-S)二次電池は,次世代の軽量エネルギー貯蔵デバイスとして期待されている。硫黄変性ポリアクリロニトリル(SPAN)は硫黄系活物質の一つであり,Li-S二次電池における正極主材として注目されている。本稿では,SPANの粒子とファイバーから構成される正極を用いた世界最軽量(著者調べ)のLi-S二次電池(Li-SPAN二次電池,761Wh/kg)の実証について解説する。

【目次】
1　はじめに
2　超高容量正極の作製
3　多孔質SPANファイバーの導入
4　充放電作動電位の拡張
5　まとめ

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省電力次世代記憶素子材料の開発に向けて
― アルミニウム酸化物を用いた新しい不揮発メモリの局所構造 ―
Toward the Development of Energy-Efficient Materials for Next-Generation Memory Devices

　現在,AIやビックデータなどを活用した社会を実現する上で省エネ問題がある。これを克服するために,次世代不揮発メモリとして,遷移金属を用いた抵抗変化型不揮発メモリの研究が行われているが,メモリ性能の不十分さや有害・希少原料使用といった課題を抱えている。本研究では,全く新しいアルミ酸化物不揮発メモリの微細な構造を解明するために量子ビーム実験を行い,不揮発メモリ機能の発現にとって適した局所構造の特徴を解明した。

【目次】
1　はじめに
2　アルミ酸化物ReRAMについて
3　酸素空孔モデル

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[Market Data]

フラットパネルディスプレイ用ケミカルスの市場動向

　フラットパネルの世界市場は,2022年は前年より減少し約18.9兆円と推定される。そのうち約70%を液晶ディスプレイが占めるが,有機ELディスプレイとの競合は大型パネルのみならず中小型市場においても激しさを増し,液晶のシェアは下がり続けると考えられる。液晶は中国メーカーが完全に主導権を握り,有機ELディスプレイにおいても同様の傾向が顕著に見られるようになってきている。

【目次】
1　フラットパネルディスプレイ市場
2　液晶ディスプレイ市場
3　有機EL市場
4　電子ペーパー市場
5　液晶ディスプレイ構成材料
　5.1　概要
　5.2　光学フィルム
　5.3　バックライトユニット
6　有機EL構成材料

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[Material Profile]

ポリカプロラクトン
ポリヒドロキシ酪酸

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[連載企画]

大阪・関西万博　大阪ヘルスケアパビリオン「リボーンチャレンジ」
MOBIOの取り組み【第2回】

著者一覧
篠崎健二　　(国研)産業技術総合研究所
小野円佳　　東北大学　
加藤保真　　AGC(株)
伊藤節郎　　AGC(株)
梶原浩一　　東京都立大学　　　
藤野茂　　九州大学
田中愛夢　　九州大学
小野寺陽平　　(国研)物質・材料研究機構
滝本康幸　　AGC(株)
土屋博之　AGC(株)　
李清　　AGC(株)
田尻寛男　　(公財)高輝度光科学研究センター
伊奈稔哲　　(公財)高輝度光科学研究センター
小原真司　　(国研)物質・材料研究機構　
玉作賢治　　(国研)理化学研究所　
金子正治　　(株)SPD研究所　　
太田俊一　　(株)SPD研究所
Piyankarage,Viraj Vishwakantha Jayaweera　　(株)SPD研究所


目次
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【特集】ガラス材料の開発と活用

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ガラス強靭化のためのナノ構造設計
Nanostructure Design for Toughening Glasses

　ガラスは様々な優れた特性を持つ一方,最大の課題の一つとして使用時や加工時に割れや欠けが発生しやすいという脆さの問題がある。本稿では,ガラスの破壊靭性を向上させるためのナノ構造設計に焦点を当て,分相,結晶化,金属ナノ粒子の分散といった手法を概説する。特に,ガラス中に力学不均質性を導入することで,塑性変形の導入によりガラスの靭性を向上させる著者らの最新の研究成果について紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　金属ナノ粒子の分散によるガラスの破壊靭性向上
3　総括

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易物理強化ガラスの組成設計技術―配置エントロピーを利用した新しい組成設計―
Compositional Design for Glass Appropriated for Physical Tempering - New Composition Utilizing Configuration Entropy
　
　ガラスは,比較的簡単に表面を滑らかにでき,後処理で圧縮応力を加えて傷が広がるのを防げる材料である。建築材料などには,物理強化や熱強化と呼ばれる方法でこの後処理が行われる。我々は,ガラスの熱膨張の特性を活かした新しい組成を設計し,物理強化に必要なエネルギーを大幅に減らすことに成功した。

【目次】
1　はじめに
2　物理強化方法によるガラスの強化とその応用
3　ガラスの組成と膨張係数
4　物理強化デモンストレーション

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親水・熱硬化耐性深紫外透明低融点ガラスの合成と物性
Synthesis and Properties of Hydrophilic Thermoset-Resistant Deep-Ultraviolet-Transparent Glasses with Low Melting Temperatures

　紫外吸収の原因となる不飽和結合を含まない環状飽和炭化水素基を有機官能基として有するポリシルセスキオキサンを無共溶媒合成した。かさ高く,かつ室温で変形しにくいシクロヘキシル基を有機官能基として用いたとき,未反応の SiOH 基を多量に含むが熱硬化しにくく,フラジリティも高い親水性深紫外透明低融点ガラスが得られた。

【目次】
1　はじめに
2　Poly(Ph-co-R-SQ)ガラスの合成と評価
3　Poly(c-Hx-co-R-SQ)ガラスの合成と評価
4　おわりに

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光造形法による多様な形状を有する透明シリカガラス焼結体の作製
Fabrication of Transparent Sintered Silica Glass with Various Shapes by Photopolymerization Method

　シリカガラスは光・電子部品,医療機器分野を支える貴重な素材である。著者らの研究室では切削・成形加工を必要とせず,所望の形状を得るための,光造形法による透明シリカガラス焼結体の開発を行っている。本稿では,ガラス成形体・透明焼結体の物性を左右するシリカ粒子分散性の設計指針として粘度,溶解度パラメータ(SP 値),光硬化速度の観点から考察した。

【目次】
1　はじめに
2　実験方法
　2.1　アクリルモノマーとシリカ粒子の溶解度パラメータ(SP 値)
　2.2　シリカ粒子分散液の作製とシリカ粒子の分散性評価
　2.3　シリカガラス焼結体の作製
3　結果および考察
　3.1　シリカ粒子分散液の粘度とアクリルモノマーの溶解度パラメータ(SP 値)
　3.2　モル凝集エネルギーEcoh,とモル体積Vの関係
　3.3　シリカガラス焼結体の作製
4　おわりに

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X線マルチスケール構造解析によるアルミノケイ酸塩ガラスにおける
ZrO2結晶核形成初期過程の観察
Observation of a Zirconium Oxide Crystal Nucleus in the Initial Nucleation Stage in Aluminosilicate Glass Investigated by X-ray Multiscale Analysis

　ZrO2添加リチウムアルミノケイ酸塩ガラスセラミックスの結晶核形成初期過程の構造変化を明らかにするため,回折,小角散乱,吸収分光,そして異常散乱を駆使した X 線マルチスケール構造解析が行われた。X 線異常散乱データを用いた元素選択二体分布関数解析により,結晶核形成の初期過程において,立方晶もしくは正方晶 ZrO2に類似した周期的な原子配列の周囲に,一般的なガラスには見られない ZrOx多面体と(Si/Al)O4 四面体の稜共有が形成されていくことが明らかになった。この(Si/Al)O4 四面体ネットワークに囲まれた周期的な原子配列は広い空間スケールで測定された実験データをすべて矛盾なく説明でき,ガラスセラミックスの初期の結晶核に相当するものと考えられた。

【目次】
1　はじめに
2　ガラスセラミックス試料の合成
3　ナノスケール構造解析
4　元素選択放射光計測によるZr周囲の短・中距離構造解析
5　ZrO2添加アルミノケイ酸塩ガラスにおける初期の結晶核形成メカニズム
6　おわりに

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[Material Report-R&Dー]

X線の空間変調器の開発
Development of Spatial Modulator for X-rays

　X線のビームパターンを動的に制御可能な反射型の空間変調器を開発した。この装置ではフェムト秒赤外レーザーがシリコン結晶内に誘起する格子歪を利用して反射率を制御している。また,レーザー側にパターンを刻むことで,X 線のビームパターンが制御できる。波長1.25ÅのX線に対して空間周波数 25mm-1 以下で60%以上のコントラストが達成された。

【目次】
1　はじめに
2　X線空間変調器の原理と設計
　2.1　結晶による X線の反射とその制御法
　2.2　レーザー照射による衝撃波発生
　2.3　X線空間変調器のデザイン
3　性能評価
　3.1　動作点
　3.2　感度補正
　3.3　空間分解能とコントラスト
4　おわりに

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間欠式スプレー熱分解製膜法(i-SPD)とその大面積フッ素ドープ酸化スズ(FTO)
製造への応用
Intermittent Spray Pyrolysis Deposition Method (i-SPD) and it’s Application to the Production of Largearea Fluorine-Doped Tin Oxide (FTO)

　間欠式スプレー熱分解薄膜形成法(i-SPD)は,大気中で加熱された基板に向かって前駆体溶液を間欠的に噴霧することで,簡単に高品質薄膜を得る方法である。前駆体溶液の成分と組成が得られる薄膜によく反映されるので,新物質の探索や興味深い物性の発現に繋がる可能性が高い。大型 SPD 装置を用いて次世代太陽電池に必須の300mm 角フッ素ドープ酸化すず膜の製膜を紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　実験
　2.1　i-SPDの操作手順
　2.2　薄膜の特性評価
3　結果と考察
　3.1　i-SPDによる薄膜の析出
　3.2　特性評価
　3.3　FTOの大面積化
　　3.3.1　透明性
　　3.3.2　可視光領域における透過率とシート抵抗
4　まとめ

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[Market Data]

レアアース工業の市場動向

　レアアース(希土類)の需要は,ここ数年漸減傾向にある。2021年に新型コロナの影響から回復したレアアースの国内需要は,2022年には再び低下した。セリウム,ミッシュメタル等における需要の減少は,半導体不足に伴う自動車の生産量の低下などに起因している。電気自動車などに使用されているネオジム等の回復基調は見られるものの,全体的には 2022年と同様の状況が続いている。

【目次】
1　概要
2　需給動向
3　業界動向

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[Material Profile]

酢酸セルロース
フェノール

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[連載企画]

大阪・関西万博　大阪ヘルスケアパビリオン「リボーンチャレンジ」
MOBIO の取り組み【第1回】

著者一覧
原豊　　鳥取大学　
押切友也　　東北大学
中川勝　　東北大学
家裕隆　　大阪大学　　　
多田昌平　　北海道大学
森大和　　北海道大学
岡崎未奈　　茨城大学　
菊地隆司　　北海道大学　
長谷川一徳　　九州工業大学　
田川義之　　東京農工大学　
William Kai Alexander Worby　　東京農工大学
志賀敬次　　(国研)産業技術総合研究所　
藤原健　　(国研)産業技術総合研究所　


目次
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【特集】再生可能エネルギー関連技術の研究動向

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低コスト小形垂直軸風車の実現に向けた取り組み
Efforts to Realize Low-Cost Small Vertical-Axis Wind Turbines

　アルミ押出材の多用と可動アーム式空力ブレーキの発明で低コスト化を実現するユニークな垂直軸型のバタフライ風車を開発中である。社会実装に向けて必要な空力弾性解析および疲労解析に取り組んでいる。さらなる低コスト化に有効な風車の最適な密集配置の探索研究も開始した。バタフライ風車の社会実装を目指して実施している研究を紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　可動アーム式過回転抑制機構を備えたバタフライ風車の開発
3　垂直軸風車の空力弾性解析システム
4　バタフライ風車の簡易疲労解析
5　垂直軸風車の最適配置探索の研究
6　おわりに

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ナノサイズのパラボラアンテナによる光強度の増強
Light Confinement Using Parabolic Nanoantenna
　
　本稿では,光をナノ空間に捕集して光化学反応を促進する新規人工光反応場「メタサイト」として,高効率ナノ光アンテナ構造を設計・提案する。上記光アンテナはパラボラ型(お椀型)光共振器と金属ナノ粒子プラズモンから成り,入射光を4桁増強可能なことがわかった。この光捕集効果により,多電子過程を伴う人工光合成反応への利用が期待される。

【目次】
1　はじめに
2　メタサイト
3　光共振器とモード結合
4　パラボラ型光共振器
5　プラズモン-パラボラ型光共振器モード結合系
6　おわりに
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発電と農作物栽培の両立を実現する波長選択性を付与した有機太陽電池の開発
Development of Wavelength-selective Organic Solar Cells for Realization of Both Power Generation and Crop Cultivation

　本稿では農業用ハウスにエネルギー創出機能を付与することを目的として,『青色と赤色光を農業,光合成への寄与が少ない緑色光を発電』に用いる緑色光波長選択型の有機太陽電池について,有機半導体の分子設計・開発指針と農作業生育評価の結果を概説する。

【目次】
1　はじめに
　1.1　農林水産分野における食料安全保障と日本農業の社会課題
　1.2　農業用ハウスにおけるエネルギー創出と温室効果ガス(GHG)排出削減の社会課題
2　緑色光波長選択型OPV
3　従来技術と本研究の比較
4　緑色光波長選択型OPVに向けた有機半導体材料の開発指針
5　緑色光波長選択型OPVに向けた新規アクセプターの開発
6　今後の展望

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CO2水素化反応によるメタノール合成に特化した触媒開発の動向
Recent Advances in Catalyst Development for Methanol Synthesis via CO2 Hydrogenation

　CO2の有価物変換反応のひとつに,CO2水素化反応を活用したメタノール合成がある。太陽光や風力といった再生可能エネルギーを利用し,水電解をすることで水素を得る。この水素と先述のCO2を反応させ,メタノールを合成する反応である。本稿では,CO2水素化反応によるメタノール合成に特化した固体触媒に関して概説する。

【目次】
1　はじめに
2　これまでの触媒探索と反応機構
　2.1　Cu触媒
　2.2　Pd触媒
3　非晶質ZrO2を活用したメタノール合成触媒
4　おわりに

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再生可能エネルギーの普及拡大に必要不可欠なパワエレ回路寿命診断技術
Lifetime Estimation Technologies for Power Electronic Converters Indispensable
for Renewable Energy Resources

　再生可能エネルギーの普及拡大に伴いパワーエレクトロニクス回路の導入数が大幅に増加すると予想されており,それに伴い回路の信頼性向上が求められている。なかでも,パワー半導体とキャパシタが回路の故障要因の半数を占めている。本稿では,パワー半導体とキャパシタの最新の寿命診断技術について概説する。

【目次】
1　はじめに
2　パワー半導体の信頼性
　2.1　パワー半導体の故障要因
　2.2　ジャンクション温度Tj測定
3　IGBTモジュールの劣化モニタリング
　3.1　オン電圧Vce(sat)検出回路
　3.2　ジャンクション温度Tjモニタリング実験結果
4　キャパシタの信頼性
　4.1　キャパシタの故障要因
　4.2　キャパシタ劣化指標
5　直流リンクキャパシタの劣化モニタリング
　5.1　電流センサレスESR/キャパシタンスモニタリング
　5.2　スイッチングリプル電圧を用いたESR測定精度向上
6　おわりに

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[Material Report-R&Dー]

三次元流体応力場計測の新展開:CNC 懸濁液と光弾性法の応用
New Developments in Three-Dimensional Fluid Stress Field Measurement:
Application of Cellulose Nanocrystal Suspensions and Photoelasticity

　セルロースナノクリスタル(CNC)は高アスペクト比を持つ植物由来のナノ結晶材料である。我々は,CNC粒子の懸濁液が有する応力–光学特性に着目し,非接触型の三次元流体応力場計測システムの開発に取り組んでいる。本稿では,これまでの研究成果について紹介し,CNC粒子を用いた新しい計測手法の可能性について議論する。

【目次】
1　はじめに
2　光弾性法と応力光学則
3　CNC懸濁液を用いた二次応力光学則の検証
4　せん断速度制御による流動複屈折の特性解析
5　さいごに

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流動する溶融合金の凝固過程を可視化する装置の開発
Development of Equipment for Visualizing the Solidification Process of Flowing Molten Alloy

　電磁撹拌下における金属溶湯の凝固過程を,従来技術に比べて100倍以上広い視野範囲で可視化するためのX線イメージング装置を開発した。本稿では,研究開発の背景および装置の仕組みについて説明する。装置改良により,ノイズの低減と空間分解能の向上を実現し,流動しながら凝固する金属の組織形成過程を詳細に解析できるツールとしての有用性について述べる。

【目次】
1　装置開発に至る研究の背景
2　開発したX線イメージング装置の詳細
　2.1　X線源
　2.2　二次元X線検出器
　2.3　電磁撹拌装置
　2.4　制御部
　2.5　るつぼ
3　X線イメージング観察例
4　まとめ

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[Market Data]

プリンター用ケミカルスの市場動向

　プリンター市場は日本のメーカーが強く,大きな市場シェアを占めている。国内市場は成熟化しているが,各社は海外市場で成長を図っている。一方,国内市場は多機能化が進んでいる。

【目次】
1　概要
2　国内プリンター市場
3　プリンター用ケミカルスの市場動向
　3.1　インクジェット用色素
　3.2　電子写真プリンター用材料
　3.3　感熱記録用材料
　3.4　感圧記録用材料

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[Material Profile]

高純度シリコン
ポリウレタン

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[連載のお知らせ]
大阪・関西万博　大阪ヘルスケアパビリオン「リボーンチャレンジ」MOBIO (ものづくりビジネスセンター大阪)の取り組み

著者一覧
Rova Lovisa　　東北大学
Gallet--Pandellé Alia　　東北大学
王真金　　東北大学
栗田大樹　　東北大学
成田史生　　東北大学
安藤義人　　九州工業大学
川野哲聖　　九州工業大学
高山哲生　　山形大学　
内藤公喜　　(国研)物質・材料研究機構　
宗像文男　　東京都市大学
佐藤圭浩　　東京都市大学
石割文崇　　大阪大学　
畠山歓　　東京科学大学　
藤田正博　　上智大学　


目次
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【特集】複合材料の開発と活用に向けた取り組み

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手すき和紙を原料とした高強度で高生分解性の複合材料の開発
Japanese Washi-Paper-Based Green Composites

　手すき和紙と生分解性プラスチックからなる複合材料を開発し,力学・物理特性および生分解性を解明した。また,力学・物理特性変化と生分解度の関係解明に成功した。本研究は,生分解性評価指針の提案に資するほか,低環境負荷の包装・農業用マルチフィルムなどとしての実用化,伝統和紙の用途開拓に寄与すると予想される。

【目次】
1　はじめに
2　作製および評価
3　結果および考察
4　おわりに

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オリーブ搾油滓と大理石加工屑を用いた廃棄物由来ポリマーコンポジットの開発
Waste Valorization: Polymer Composite Design Using Olive Pomace and Marble Powder Waste
　
　トルコで大量に廃棄される大理石粉末とオリーブ搾りかすを再利用し,ポリプロピレン複合材料の補強材としての可能性を検討した。応答曲面法(RSM)を用いて,補強材の最適配合比率を導出し,機械的特性の向上を実現した。結果として,廃棄物の高付加価値化と持続可能な材料設計への貢献が示された。

【目次】
1　はじめに
2　結果と考察
　2.1　材料特性の評価
　2.2　イオン液体を用いたEOPpの処理
　2.3　応答曲面法(RSM)による最適化
3　まとめ

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有機繊維強化ポリプロピレンの力学特性に及ぼすカーボンナノファイバーの分散効果
Effect of Carbon Nanofiber Dispersion on Mechanical Properties of Organic Fiber Reinforced Polypropylene

　環境保全の観点より,廃棄されたプラスチック製品を資源として利活用することが注目されている。廃棄物を再成形するメカニカルリサイクルは環境負荷が小さい手法といえる。繊維強化熱可塑性プラスチック(FRTP)についても廃棄物の利活用が求められている。ガラス繊維や炭素繊維は本質的に脆性であるため,溶融成形加工時に受けるせん断や圧縮によって破損することがしばしば報告されている。持続可能な社会を形成するためには,サーマルリサイクルでは残渣がほとんど残らず,メカニカルリサイクルではFRTPで使用する繊維は強化剤としての性能を残すために,繊維が短くならないことが要求されると予想される。溶融成形加工で短くならない繊維としてアラミド繊維(AF)が挙げられる。この材料は優れた衝撃強さを発現することが知られている。その反面,ガラス繊維や炭素繊維で補強されたプラスチックと比べると,強度や弾性率が劣ることも報告されている。本研究ではアラミド繊維強化ポリプロピレン(PP/AF)に第3成分としてウイスカであるカーボンナノファイバー(CNF)を分散することを検討した。本研究の結果と考察により,PP/AFにCNFを分散させることは,その射出成形品の耐衝撃性を損なうことなく力学特性を底上げすることができることが明らかとなった。また,得られた力学特性はガラス繊維を分散させた複合材料よりも優れたものとなることもわかった。このことは有機繊維強化熱可塑性プラスチック複合材料を利用して,ガラス繊維強化熱可塑性プラスチック複合材料の代替えが可能であることを示している。

【目次】
1　はじめに
2　アラミド繊維強化ポリプロピレンの力学特性に及ぼすカーボンナノファイバー分散効果
　2.1　曲げ特性
　2.2　界面力学特性
　2.3　ノッチ付きCharpy衝撃強さ
3　終わりに

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炭素繊維の構造と力学特性の異方性評価
Structure and Anisotropic Mechanical Property Evaluations of Carbon Fibers

　本研究では,ナノインデンテーション法と理論的な解析を組み合わせて,異方性の程度の異なる4種類の炭素繊維の5つの弾性定数を調べた。また,炭素繊維の微細構造は走査型・透過型電子顕微鏡,ラマン分光分析およびX線回折解析を用いて調べた。これらの結果より炭素繊維の構造と弾性定数の関係を系統的に明らかにした。

【目次】
1　緒言
2　材料および実験方法
3　結果および考察
4　結言

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機能性複合材料組織の新しい画像解析技術の開発とその自己組織化/自己集積化組織への応用
Development of New Image Analysis Techniques for Functional Composite Material Textures and Their Application to Self-Organized/Self-Assembled Structures

　本論文では,機能性複合材料の組織制御に自己組織化/自己集積化プロセスを適用することでフラクタル材料組織を実現し,多機能性複合材料組織構築の可能性を述べたものである。特に,材料組織の設計指針の立案にマルチフラクタル解析を用いた新しい画像解析技術の適用の試みたものである。

【目次】
1　はじめに
2　機能性材料組織と画像解析
　2.1　フラクタル/マルチフラクタルとは
　2.2　フラクタル/マルチフラクタル解析理論
　2.3　機能性材料組織の画像解析
3　材料組織学への応用
　3.1　マルチフラクタル一般化次元と複合材料組織
　3.2　マルチフラクタルと複雑ネットワーク
　3.3　材料組織学と情報熱力学
4　今後の展開

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[Material Report-R&Dー]

CISS(不斉誘起スピン選択性)を示すホモキラル二面性π共役ポリマー
Homochiral Bifacial π-Conjugated Polymer with CISS Property

　近年,キラル物質におけるCISS(Chirality-Induced Spin Selectivity,不斉誘起スピン選択性)効果が,物理,化学,生物と言う広範な分野で大きな興味を持たれている。本稿では,CISS効果の概要と,我々が開発した顕著なCISS効果を示すホモキラル二面性π共役ポリマーについて,物性測定にも焦点を当てて紹介する。

【目次】
1　不斉誘起スピン選択性(Chirality Induced Spin Selectivity: CISS)とは
2　CISS効果を示す物質群
3　CISS効果の応用先
4　mc-AFMによるCISS効果測定法
5　ホモキラル二面性π共役ポリマーの合成とCISS特性

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マテリアルズ・インフォマティクスによる固体電解質の効率的な探索
Efficient Exploration of Solid Electrolytes Using Materials Informatics

　可塑性とイオン伝導性を有する柔粘性イオン結晶(OIPC)は,固体電解質として電池用途への応用が期待されるものの,イオン伝導度のさらなる向上が必要である。本稿では,マテリアルズ・インフォマティクス(MI)を用いた高イオン伝導性OIPCの効率的な探索手法について紹介する。実験的アプローチとMIを組み合わせることで,構造と物性の相関について理解が深まることが期待される。

【目次】
1　はじめに
2　イオン伝導度の予測
3　高イオン伝導性OIPCの探索
4　イオン半径比とイオン伝導度の関係について
5　おわりに

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[Market Data]

接着剤工業の市場動向

　2023年の接着剤の生産量は前年比1.0%増の75万8,249トンとなり,出荷金額は同11.8%減の2,687億円となった。2015年以降は合板など建築用途で需要が増加し,全体的な生産量は増加の傾向にあったが,2023年は,新型コロナウイルス感染症による影響も薄れ,生産量は微増したが,出荷金額は減少した。

【目次】
1　需給概要
2　品目別概要
3　需要動向
4　輸出入の概要
5　業界動向
6　環境問題への対応

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[Material Profile]

シリカゾル
パラフィン

著者一覧
田中一平　　兵庫県立大学　
須賀健雄　　早稲田大学　
市川　司　　日本大学　　
根本修克　　日本大学
林　智広　　東京科学大学　
沖村邦雄　　東海大学　
関根良博　　熊本大学　
北山雄己哉　　大阪公立大学
原田敦史　　大阪公立大学


目次
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【特集】コーティング材料・技術の研究と活用

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複雑立体形状に対応したダイヤモンドコーティング技術の開発
Development of Diamond Coating Technology for Complex Three-Dimensional Shapes

　三次元複雑形状に追従して高密度プラズマが形成可能なMicrowave sheath-voltage combination plasma(MVP)法を用いたダイヤモンド合成について,MVPの原理と装置概要について解説する。さらに装置を改良したアース型MVPによる棒状形状へのダイヤモンド膜の現状について紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　MVPの生成原理
3　MVPによるダイヤモンド合成
4　高圧力化での3次元形状へのプラズマ生成
　4.1　高圧領域でのプラズマ生成
　4.2　棒状基材へのダイヤモンドコーティング
5　おわりに

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水中CO2捕捉に基づく親水性スマートコーティングへの展開
Wettability Switching of Smart Coating Based on CO2 Capture in Water
　
　独自設計したジアミン部位を有するポリマーが,水中に浸漬するだけで微量の溶存CO2を捕捉し,両性イオンを形成することでコーティング表面を超親水化することを明らかにした。使用環境下で機能が自発的に発現する「環境適応」型のコーティングとして,防汚性,生体適合性,低摩擦性など多様な展開が期待される。

【目次】
1　はじめに
2　微量CO2の捕捉による両性イオンのその場形成
3　ジアミン誘導体の水中でのCO2付加反応
4　中性子反射測定(NR)によるジアミンポリマーのCO2応答親水化挙動
5　まとめと将来展望

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ケイ素系高分子によるコーティング膜の創製
Preparation of Coating Films Using Silicon-Containing Polymers

　無機高分子であるポリシロキサンのうち,広い分野で利用されているポリジメチルシロキサンは,他材料との密着性が悪いため,表面改質材としての応用が困難である。ポリシロキサンの主鎖あるいは側鎖に置換基や官能基を導入することで,異種材料との密着性が向上し,材料表面に新たな機能を付与させることが可能となる。

【目次】
1　はじめに
2　ポリシロキサン誘導体の特性
3　側鎖に親水性置換基を有するポリ(シルアリーレンシロキサン)誘導体による表面改質
　3.1　側鎖型ポリマーを用いた薄膜の作製
　3.2　側鎖型ポリマーを用いて作製した薄膜の表面観察
　3.3　側鎖型ポリマーを用いて作製した薄膜の接触角測定
4　ゾル-ゲル法を用いた有機-無機ハイブリッド薄膜による表面改質
　4.1　ゾル-ゲル法を用いた有機-無機ハイブリッド薄膜の作製
　4.2　ゾル-ゲル法により作製した有機-無機ハイブリッド薄膜の表面観察
　4.3　ゾル-ゲル法により作製した有機-無機ハイブリッド薄膜の接触角測定
5　主鎖にエーテル部位を有するポリシロキサン誘導体による表面改質
　5.1　主鎖にエーテル部位を有するポリシロキサン誘導体を用いた薄膜の作製
　5.2　主鎖型ポリマーを用いて作製した薄膜の接触角測定
　5.3　主鎖型ポリマーを用いて作製した薄膜の表面観察
6　おわりに

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機械学習を用いた抗タンパク吸着・抗細胞接着特性を持つ単分子膜・高分子ブラシ薄膜のデザイン
Design of Monolayer and Polymer Brush Thin Films with Anti-Protein Adsorption and Anti-Cell Adhesion Properties Using Machine Learning

　望む機能を持つ材料を探索するにあたり,インフォマティクス(情報科学)を用いた手法の材料設計やスクリーニングへの応用が注目されている。しかし,バッテリー技術,触媒,磁性材料などの分野と比べると,バイオマテリアル(生体材料)分野における材料インフォマティクスの応用は少ない。序論ではインフォマティクスを用いたバイオマテリアル設計の代表的な研究を紹介し,この分野に特有の技術的課題について議論する。続いて,我々が行ったインフォマティクスを用いて単分子膜やポリマー薄膜へのタンパク質吸着を予測した事例を示す。データセットの構築,記述子やアルゴリズムの選択,回帰モデルの解釈について述べる。

【目次】
1　はじめに
2　バイオマテリアル設計へのインフォマティクスの応用
　2.1　自己組織化単分子膜へのタンパク質吸着の予測と材料スクリーニングへの応用
　2.2　高分子ブラシ薄膜へのタンパク質吸着の予測
3　結論

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相転移酸化物薄膜コーティングによる省エネルギー用スマートウィンドウ開発
Phase Transition Oxide Film Coatings for Energy-Saving Smart Windows

　周囲温度上昇時に赤外光透過率を自動低減するスマートウィンドウ開発が活発化している。本稿ではガラス基板上に堆積した相転移VO2薄膜の省エネルギー用スマートウィンドウへの応用について述べる。ガラス上に良質な結晶性を有するVO2薄膜を堆積するために基板バイアススパッタ法及び酸化亜鉛(ZnO)バッファー層を導入した。更に可視光透過率向上に有効なトップ層コーティングについて触れる。

【目次】
1　はじめに
2　反応性スパッタ法によるVO2薄膜堆積方法とスマートウィンドウの性能評価法
　2.1　基板バイアス印加反応性スパッタ法
　2.2　酸化亜鉛バッファー層の堆積
3　作製した積層膜の基礎物性とスマートウィンドウ性能評価の結果
　3.1　VO2/ZnO/glass積層膜の結晶性,IMT特性及び光学スイッチング特性
　3.2　VO2/ZnO/glass積層膜のスマートウィンドウ性能評価
　3.3　ZnOナノロッドバッファー導入による特性改善
4　光学設計に基づくSiO2反射防止膜堆積によるスマートウィンドウ性能の改善
　4.1　光学シミュレーションによる性能予測
　4.2　SiO2膜コーティング時の光学特性シミュレーション
　4.3　SiO2/VO2/ZnO/glass 4層構造の光学特性とスマートウィンドウ性能評価結果
5　まとめ

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[Material Report-R&Dー]

水素結合集積化による磁気スイッチング機能の活性化:無用の分子から有用な分子への変換
Activation of Magnetic Switching by Hydrogen Bond Aggregation: Conversion from Useless Molecules to Useful Molecules

　金属イオンと有機配位子からなる金属錯体は,金属イオンの種類や数,配位子のデザインによって,様々な構造,電子状態およびスピン状態をとる。電子状態を外部刺激で変化できれば,分子の色,磁性などの様々な機能を自由に制御可能となる。本稿では,水素結合集積化による外部刺激応答性分子の機能開拓について紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　合成と磁気特性
3　まとめ

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微粒子界面光反応を利用した構造的・化学的機能をもつ高分子微粒子材料の開発
Development of Morphologically and Chemically Functionalized Polymer Particles via Interfacial Photoreaction

　粒子内部に空隙をもつ中空高分子微粒子は,高い光散乱性を示すことから化粧品や塗料に用いられる。さらに,種々の機能性分子を内包した高分子カプセルはインク,香料および肥料など用途が多岐にわたる機能性微粒子である。本稿では,筆者らが独自に開発を進めてきた「微粒子界面光架橋反応」を利用した中空粒子や高分子カプセルの調製技術および機能化事例について解説する。

【目次】
1　はじめに
2　微粒子界面光反応を利用した中空高分子微粒子合成法
3　中空粒子のカプセル化と機能化
4　界面光架橋反応における反応波長の長波長化
5　核酸塩基を光反応性部位として利用した刺激応答性高分子カプセルの調製
6　おわりに

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[Market Data]

半導体用ケミカルスの市場動向

　世界半導体市場統計(WSTS)は,2024年春季予測を2024年6月4日に発表した。それによると,2024年の半導体世界市場は前年比で16%増の6,112億3,100万米ドルで,不況を脱して増加に転じる見込みである。回復した半導体市場は2025年に向けてより一層の増加が見込め,2025年には6,874億8,100万米ドル(対2023年比30.5%増)に達するものとみられる。

【目次】
1　半導体市場動向
　1.1　世界の半導体市場
　1.2　半導体デバイスの分類
　1.3　世界の半導体メーカー動向
　1.4　世界のファブレス半導体メーカー動向
　1.5　世界のファウンドリー企業動向
　1.6　日本の半導体メーカーの動向
　1.7　半導体製造装置の市場
　1.8　半導体材料の市場
2　半導体製造用ガス
　2.1　高純度キャリアガス
　2.2　半導体デバイス製造用ガス
　2.3　成膜用ガス
　2.4　ドーピング用ガス
　2.5　ドライエッチング用材料
3　フォトレジスト
4　半導体封止材料

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[Material Profile]

ポリエチレンイミン

著者一覧
熊谷翔平　　東京科学大学
高石慎也　　東北大学
山下正廣　　東北大学
植村一広　　岐阜大学　
Shabana Noor　　Jamia Millia Islamia　
菊地瞭太　　東京理科大学　
中根大輔　　東京理科大学　
秋津貴城　　東京理科大学　
恩田健　　九州大学　
李万里　　江南大学
李玲穎　　(国研)物質・材料研究機構
三成剛生　　(国研)物質・材料研究機構
東雅之　　大阪公立大学
尾島由紘　　大阪公立大学
福本吉洋　　関西化工(株)　


目次
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【新春特集】金属錯体の研究開発動向

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一次元鎖白金三価錯体の合成
Synthesis of One-Dimensional Halogen-Bridged Pt (III) complexes

　中心金属が三価の酸化数を有する強相関電子系一次元鎖ハロゲン架橋金属錯体は,巨大な三次非線形光学効果など興味深い物性を示す。これまではNi(III)やPd(III)錯体しか知られていなかったが,最近著者らは初のPt(III)錯体の合成に成功した。本稿ではまず当該物質群の研究背景を紹介した後,Pt(III)錯体の合成と同定について述べる。

【目次】
1　はじめに
2　MX錯体の歴史的背景と性質
3　モット絶縁体Ni(III)錯体の発見
4　モット絶縁体Pd(III)錯体の開発背景
5　モット絶縁体Pt(III)錯体へのアプローチと実現
6　おわりに

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3つもしくは 5つの金属が並んだ一次元金属オリゴマーの合成
Synthesis of One-Dimensional Metal Oligomers Consisting of Three or Five Metals
　
　白金(Pt)とロジウム(Rh)に金属結合を有する金属錯体と,別の金属(M)を混合して,Rh-Pt-MもしくはRh-Pt-M-Pt-Rhと並んだ一次元金属オリゴマーを合成した。dz2軌道でのHOMO-LUMO相互作用を利用した合理的な合成法で,パラジウムや銅を組み込んで3種類の金属を並べられ,様々な金属種と核数を変えた量子細線への応用が期待される。

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サレン型金属錯体の結晶構造を用いた特性の数理的予測
Mathematical Prediction of Properties of Salen-type Metal Complexes Based on Crystal Structures

　サレン型金属錯体の結晶構造と数理的方法を用いて,単分子磁石特性や過塩素酸塩結晶の爆発性要因部位を予測した研究を紹介する。前者では,深層学習モデルを構築し,約70%の正答率に達した。後者では,ハーシュフェルト表面解析のフィンガープリント・プロット画像を深層学習させ,爆発性は過塩素酸部位に起因することが示唆された。

【目次】
1　はじめに
2　配位原子の球状分布モデルによる,二核サレン型錯体の単分子特性予測
3　結晶構造データのDLによるSMM特性予測
4　サレン型錯体の過塩素酸塩結晶の爆発性部位の予測

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時間分解計測による光機能性金属錯体の動的過程の解明
-ホスト・ゲスト膜中の希土類錯体の発光過程を例に
Elucidation of Dynamical Processes in Photofunctional Metal Complexes Using Time-Resolved Measurements
―Photoluminescence Processes of Lanthanide Complex in a Host-Guest Film as an Example Semiconductors

　光機能性金属錯体における機能発現過程をその時間スケールとともに解説し,それらを計測する手段について紹介した。さらに実際に光機能性材料の動的過程を明らかにした研究をいくつか紹介し,最後にホスト・ゲスト薄膜中の希土類錯体における全発光過程を明らかにした研究について,その計測手法,解析手法などを詳しく解説した。

【目次】
1　はじめに
2　金属錯体の励起状態過程と時間分解計測手段
3　ホスト・ゲスト膜中の希土類錯体の発光過程
4　おわりに

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耐酸化性を向上したプリンテッドエレクトロニクス向け銅インク
Air-Stable Conductive Copper Inks for Printed Electronics

　印刷によって配線パターンを形成し,低温で純金属へと還元可能な,プリンテッドエレクトロニクス向けの銅・ニッケル錯体インクを開発した。ニッケルを添加したことで,酸化に弱い従来の銅インクの弱点を克服し,高い耐酸化性と導電性を実現した。フレキシブル基板への良好な密着性と柔軟性を持ち,ウェアラブルデバイスの製造に最適である。

【目次】
1　はじめに
2　金属錯体インク
3　銅・ニッケル錯体インク
4　厚膜導電性インク
5　まとめ

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[Material Report-R&Dー]

バイオフィルムの形成や窒素除去に対する発泡ポリプロピレン製担体の性能評価
Biofilm Formation and Nitrogen Removal Performance of Foamed Polypropylene Carriers

　排水処理に使用される移動床バイオフィルムリアクターの処理効率は,使用するプラスチック担体に左右される。担体の材質はポリウレタンなど様々だが,ポリプロピレンに関しては研究報告例がほとんどない。発泡やバイオマスの添加がポリプロピレン担体に与える影響を,窒素化合物の除去を例に検討した研究を紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　モデル脱窒菌を用いた発泡PP担体の評価
　2.1　バイオフィルム形成
　2.2　硝酸および亜硝酸の除去(脱窒)機能
3　活性汚泥由来のバイオフィルムを用いた発泡PP担体の評価
　3.1　バイオフィルム形成
　3.2　硝化槽活性汚泥由来のバイオフィルムの機能
　3.3　2種類の活性汚泥由来バイオフィルムを用いた硝化及び脱窒反応の検討
4　2種類の活性汚泥由来バイオフィルムを用いた硝化及び脱窒反応の検討
　4.1　バイオフィルム形成
　4.2　硝酸除去(脱窒)機能
5　おわりに

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[Market Data]

水処理薬品工業の市場動向

　上下水道処理をはじめ,製紙工程や工業用水などで利用される水処理薬品。いずれも原水の性質に応じて各種薬品が選択されているが,基本的な機能は,凝集・沈澱・ろ過の3つであり,さらに下水・排水処理では殺菌も行われる。国内の凝集剤市場の9割を占める硫酸アルミニウムとポリ塩化アルミニウムの2023年の需要は,硫酸アルミニウムが前年6%の減少,ポリ塩化アルミニウムは1%の減少だった。同じく無機系凝集剤であるポリ硫酸第二鉄は,その使いやすさから応用範囲を広げている。次亜塩素酸ソーダ生産量は同2%減となった。活性炭の生産量は同15%減となり,長期低落傾向が続く。高分子凝集剤の2023年の需要は前年と同水準だった。

【目次】
1　概要
2　硫酸アルミニウム(硫酸バンド)
3　ポリ塩化アルミニウム(PAC)
4　ポリ硫酸第二鉄(「ポリテツ」)
5　次亜塩素酸ソーダ
6　活性炭
7　高分子凝集剤

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自動車向けエンジニアリングプラスチックの材料特性と技術・市場動向

【目次】
1　PA6(ポリアミド6,6ナイロン,ナイロン6)
2　PA66(ポリアミド66,66ナイロン,ナイロン66)
3　PC(ポリカーボネート樹脂)
4　POM(ポリオキシメチレン樹脂,ポリアセタール樹脂)
5　m-PPE(変性ポリフェニレンエーテル)
6　PBT(ポリブチレンテレフタレート樹脂)
7　GF-PET(ガラス繊維強化ポリエチレンテレフタレート樹脂)

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[Material Profile]

コバルト
ポリビニルピロリドン

著者一覧
梶貴博　　(国研)情報通信研究機構　　
桑野玄気　　(国研)産業技術総合研究所
穂苅遼平　　(国研)産業技術総合研究所
栗原一真　　(国研)産業技術総合研究所
東島侑矢　　(国研)産業技術総合研究所
木下基 　　(国研)産業技術総合研究所
中島拓　　名古屋大学　　　
中嶋誠　　大阪大学　　
趙梓茜　　大阪大学
Verdad C. Agulto　　大阪大学　
加藤康作　　大阪大学
岩本敏志　　日邦プレシジョン(株)　　
安井武史　　徳島大学　　
時実悠　　徳島大学
久世直也　　徳島大学
棚橋満　　富山県立大学　


目次
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【特集】次世代通信システム関連材料と技術

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電気光学ポリマー導波路とパッチアンテナアレイを用いたテラヘルツ光変調器の研究開発
Research and Development of Terahertz Optical Modulators Using Electro-Optic Polymer Waveguides and Patch Antenna Arrays

　6G以降の無線通信システムの超高速大容量化に向けて,テラヘルツ波を用いた光ファイバー無線(Radio-over-Fiber(RoF))が注目されている。テラヘルツ波を用いたRoFにおけるテラヘルツ無線信号から光信号への直接変換を実現するためには,超高速なテラヘルツ光変調器の開発が必要である。本稿では,著者らの研究グループで提案している電気光学(EO)ポリマーの転写法と,転写法によって作製されたEOポリマー導波路と上下配置パッチアンテナアレイ用いたテラヘルツ光変調器について解説する。

【目次】
1　はじめに
2　電気光学(EO)ポリマー膜の転写法を用いたデバイス作製プロセス
3　上下配置パッチアンテナアレイを用いたアンテナ結合型EO ポリマー光変調器の開発
4　まとめと展望

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空間型テラヘルツパワーメーター用吸収体の開発
Development in Terahertz Absorbers for Absolute Power Meters in Free Space
　
　電磁波の出力の絶対値を求めるパワーメーターの原理として,電磁波のエネルギーを吸収体で熱に変換し,吸収体の温度上昇を利用する手法が知られている。しかしながら,6Gの周波数帯では材料特性に起因して吸収率と熱応答性の両立が困難となり,高感度・高精度・数秒の応答時間を有するパワーメーターを実現できていない。そこで本研究では吸収率と熱応答性を両立した吸収体の開発に取り組んだ。本紙ではその詳細について記述する。

【目次】
1　研究背景
　1.1　Beyond 5G/6Gと従来のテラヘルツパワーメーター
　1.2　パワーメーターの応答時間の重要性
　1.3　吸収率と熱応答性の両立を妨げる要因
2　吸収率と高速熱応答性を両立したテラヘルツ波吸収体の開発
　2.1　吸収機構
　2.2　熱伝達機構
　　2.2.1　金属薄膜による熱応答性の向上
　　2.2.2　準中空構造による熱応答性の向上
　2.3　吸収体の作製方法
　　2.3.1　光造形3Dプリント技術を用いた樹脂中空構造体の製作
　　2.3.2　無電解めっき法を用いた金属薄膜の形成
　2.4　作製サンプル及び評価方法
　2.5　吸収特性および熱応答特性
　　2.5.1　Ni-Pめっき膜の導電損失による吸収率の向上
　　2.5.2　Ni-Pめっき膜厚が光学特性に与える影響
　　2.5.3　無電解めっき膜による熱応答特性の向上
　2.6　構造最適化による熱応答性の向上
3　今後

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高周波電波の究極的低損失立体伝送路の実現
Development of Superconducting Waveguide for Ultra-Low-Loss Propagation in the Millimeter-Band

　現在,多くのミリ波・サブミリ波帯受信機の伝送路には,高機能だが比較的複雑な導波管回路が使用されている。導波管材料に超伝導体を用いると,伝送損失を大幅に低減できる可能性があると考え,本研究では純ニオブ材を用いた100GHz 帯超伝導導波管を実際に製作して伝送特性を測定し,その有効性を確かめることに成功した。

【目次】
1　はじめに
2　超伝導導波管の研究状況
3　超伝導導波管の製作と評価方法
4　ミリ波(100 GHz 帯)の伝送特性
　4.1　VNAを用いた常温での測定
　4.2　超伝導ミクサを用いた極低温での測定
5　考察
6　まとめと今後～テラヘルツ波への応用にむけて～

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高精度テラヘルツ時間分解エリプソメトリによるワイドバンドギャップ半導体の伝導特性評価
High-Precision Terahertz Time Domain Ellipsometry for Evaluation of Conduction Properties in Wide Bandgap Semiconductors

　高精度のテラヘルツ時間領域エリプソメトリの開発により,これまで産業的に扱うのが困難であったテラヘルツ分光による半導体のキャリア密度や移動度の電気的特性評価を可能にし,半自動的に計測できるシステム開発に成功した。Si等の従来の半導体のみならず,GaNやSiCをはじめとするワイドギャップ半導体の評価に有効である。

【目次】
1　はじめに
2　計測システムについて
3　解析方法
4　ワイドギャップ半導体GaNでの測定結果
5　まとめ

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マイクロ光コム駆動型テラヘルツ通信(Photonic 6G)
Microcomb-Driven Terahertz Communication (Photonic 6G)

　本稿では,6G通信に向けたマイクロ光コムを利用したテラヘルツ(THz)波の生成と無線通信への応用について解説する。従来の電気的手法が持つ周波数や位相ノイズの問題を克服し,光学的手法による低位相ノイズのTHz 波生成と,テラヘルツ通信への応用が可能であることを示す。本技術は,次世代移動通信の基盤技術として期待される。

【目次】
1　はじめに
2　マイクロ光コムのフォトミキシングを用いたTHz波発生
3　マイクロ光コム駆動型THz通信(Photonic 6G)
4　まとめ

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[Material Report-R&Dー]

表面非改質親水性シリカナノフィラーの分散・凝集制御とポリマーとの複合化技術
Dispersion and Agglomeration Behavior Control of Hydrophilic Silica Nanofillers without Surface Modification for Fabricating Silica/Polymer Composites

　一般的なポリマー系コンポジットの調製において採用される無機ナノフィラーの表面改質を施さずに,ぬれの悪い状態のままで親水性シリカナノ粒子の均一ナノ分散を可能とするポリマー系ナノコンポジットの調製技術を紹介した。さらに,この技術により調製したコンポジットの特性に及ぼす,表面非改質シリカナノフィラーの分散すなわち親水性表面を有するフィラーとポリマー母相間の界面の影響についても言及した。

【目次】
1　はじめに
2　(親水性シリカ)/ポリマー系ナノコンポジットの調製
　2.1　ポリマー中への親水性シリカナノフィラーの分散戦略
　2.2　ナノコンポジット調製法の概略
3　ナノシリカフィラー粉の一次粒子凝集状態に関する各種特性
4　ポリマーとのブレンドによるナノシリカフィラー粉の解凝集性
5　(親水性シリカ)/ポリマー系ナノコンポジットの特性
　5.1　(親水性シリカ)/PP系ナノコンポジットの引張特性
　5.2　(親水性シリカ)/エポキシ樹脂系ナノコンポジットの熱的特性
6　まとめ

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[Market Data]

界面活性剤工業の市場動向

　2022年の界面活性剤工業は,2021年に比べ,国内生産も販売も減少した。近年では,2018年に120万トン台に乗せ,それ以外の年はずっと110万トン台であったが,2021年,2022年と連続して120万トン台を維持した。

【目次】
1　概要
2　各用途分野の動向
3　品目別需要動向
4　輸出入動向

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[Material Profile]

炭酸カルシウム

著者一覧
竹澤晃弘　　早稲田大学　　
鳴嶋弘明　　(株)ニコン　
小池綾　　慶應義塾大学　　
三木崇之　　DIC(株)　　　
小川純　　山形大学　　
武田亘平　　愛知工業大学　　
石田哲也　　東京大学　　
Ding Hanlin　　筑波大学
辻村清也　　筑波大学


目次
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【特集】3Dプリンタ向け材料・技術の活用動向

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ラティス構造とレーザーパスの最適化による金属AMの残留変形低減
Reduction of Residual Deformation of Metal Additive Manufacturing by Lattice Structure and Laser Path Optimization

　粉末床溶融方式の金属積層造形において,造形過程で発生する残留変形の低減は課題である。一つの解決法は,溶融池から発生する残留応力の非対称性を考慮してレーザーパスを工夫することである。また,別のアプローチとして対象物の内部にラティス構造を形成し,剛性に分布を持たせる方法がある。本記事ではこれらの同時最適化を行った研究を紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　固有ひずみ法
3　最適化問題の設定
4　結果と考察
5　おわりに

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ニコン　AMの取り組みとDED方式による補修ソリューションの提案
Nikon: AM Initiatives and DED Repair Solutions Proposal
　
　ニコンでは,材料加工を推進していくにあたりデジタルマニュファクチャリング事業を立ち上げた。レーザーを用いた高精度除去加工機,金属3Dプリンターなどデジタルデータを活用した新たなモノづくりにマッチした加工機を販売している。今回は新たなモノづくりの取り組みの中で,金属3Dプリンターを用いた補修ソリューションについて紹介する。

【目次】
1　ニコンAMの取り組みと将来展望
2　Lasermeisterシリーズ 金属3Dプリンターの活用
　2.1　ニコンが金属プリンターを手掛ける背景
　2.2　エントリーモデル機から産業用向け機器への展開
3　新機種Lasermeister300A/SB100について
　3.1　新機種の開発背景について
　3.2　タービンブレードの上部摩耗を想定した補修プロセスの一例
　3.3　金型補修を想定した事例
　3.4　造形品の品質について
　3.5　新たなものづくりへの提案
4　まとめ

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高重力場3Dプリンタの開発に向けた取り組みと展望
Challenges and Future Works for Development of High-gravitational 3D Printer

　加工精度や加工効率を向上させるために,加工プロセスの安定化は生産工学における恒久的なテーマといえる。近年の宇宙工学では,無重力場で加工プロセスが不安定化することが課題となっているが,本研究は逆転の発想をもって,高重力場において3Dプリンタの飛躍的な安定化をもたらし,圧倒的な加工精度と加工効率を実現する高重力場3D造形を提案する。

【目次】
1　緒論
2　高重力場AMの原理
3　高重力場PBFの実験
4　高重力場AMの展望
5　結論

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樹脂設計による光造形用3Dプリンタ材料の機械物性向上検討
Mechanical Property Improvement of Stereolithography Material via Resin Design

　光造形法による3Dプリンティング技術の適用範囲を広げるためには,現行材料における問題点である,「耐熱性と耐衝撃性のトレードオフ」を解消する必要がある。本報では,DICが有する樹脂合成技術,特にウレタンアクリレートの合成技術を応用し,このトレードオフを解消するために実施した検討内容について報告する。

【目次】
1　はじめに
2　光造形法
3　ウレタンアクリレートの合成
4　サンプル作製
5　耐熱性向上検討(耐熱性材料開発)
6　耐熱性と耐衝撃性の両立(タフ材料開発)
7　工業用材料　ラインナップ
8　まとめと今後の展望

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やわらかモノづくりにおける3Dプリンティング技術
3D Printing for Soft Fabrication

　昨今 3Dプリンター技術の進展により,モノづくりの現場において3Dプリンターの活用事例が増えている。従来では 3D加工が難しいソフトマター材料においても,3Dプリンターで容易に立体化できるようになり,材料の物性と構造化による新たな機能性の追求がなされている。本稿は筆者のこれまでのソフトマターの 3Dプリンティングを中心とした研究開発事例を紹介する。

【目次】
1　緒言
2　やわらかアニマロイドによる新しいコミュニケーション媒体の形
3　3Dプリンター技術を駆使した新たなマッシュルーム生産技術
4　口腔構造のやわらかモノづくりから作り出す高精度な食感識別AI
5　緒言

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FDM3Dプリンタを利用した形状記憶ポリマー素子の開発
Development of Shape Memory Polymer Elements by FDM 3D Printing

　大きな変形も加熱により回復することが可能な形状記憶ポリマー(SMP)と任意形状を簡単に造形可能な熱溶融積層造形(FDM)3Dプリンタを組み合せることで,SMPの分子配向を用いたアクチュエータが作製可能であり,本研究では,FDM3Dプリンタを用いて加熱により動作するSMPアクチュエータを作製し,その変形特性について明らかにする。

【目次】
1　緒言
2　供試材とFDM3Dプリンタ
3　造形方向と変形特性
4　造形速度と曲がり変形挙動
5　往復挙動を示す曲がりアクチュエータ

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建設分野における3Dプリンティング技術の開発動向
Development Trends of 3D Printing Technology in the Construction Field

　本稿では,建設分野における3Dコンクリートプリンティング(3DCP)技術の最新動向を紹介する。国内外の研究や学会の活動並びに実用化の事例を紹介し,3DCPの利点と課題を述べる。型枠不要による省力化や構造物の性能向上などの可能性を探るとともに,今後の土木構造物への適用に向けた方向性について述べる。

【目次】
1　建設3Dプリンティング技術を取り巻く学会の動き
2　建設用途で使用される3Dプリンティング技術
3　3DCPの特徴を活かした新しい技術開発の例
4　まとめ

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[Material Report-R&Dー]

次世代ウェアラブル発汗モニタリングデバイスの開発
-超親水性スポンジで安静時の発汗も逃さない
Nature-Inspired Superhydrophilic Biosponge as Structural Beneficial Platform for Sweating Analysis Patch

　活動時の汗だけでなく,従来の技術では計測が困難だった安静時の発汗(不感蒸泄)を連続的にモニタリングするウェアラブルデバイスを開発した。独自に開発した超親水性スポンジを用い不感蒸泄を速やかかつ確実に捕捉することが可能になった。ヒトに装着し,長時間にわたる発汗量と発汗速度,汗の各種イオンや代謝物を計測した。

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[Market Data]

半導体関連装置の用途別動向

【目次】
1　露光装置
2　エッチング装置
3　CMP装置
4　モールディング装置
5　フリップチップボンダー
6　半導体試験装置

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[Material Profile]

N,N-ジエチルアニリン
フマル酸

著者一覧
松山清　　福岡工業大学
庄司綾乃　　福岡工業大学
永露将　　福岡工業大学
松岡拓海　　福岡工業大学
三浦大輝　　福岡工業大学
宇敷育男　　広島大学　
織田耕彦　　東京科学大学　　　
廣垣和正　　福井大学　　
松見紀佳　　北陸先端科学技術大学院大学　
長坂将成　　分子科学研究所 　


目次
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【特集】材料分野における超臨界流体の活用

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超臨界流体を用いた金属有機構造体MOFの高機能化
Imparting Functionality to Metal-Organic Framework (MOF) by Supercritical Fluid Processing

　有機分子を構造単位に用いた金属有機構造体(MOF)や多孔性配位高分子(PCP)等の多孔性結晶は,規則正しいナノサイズの細孔構造を有し,既存の多孔質材料を凌駕する新規な工業材料として注目されている。本稿では,二酸化炭素等の超臨界流体を用いたMOF等の多孔質材料の高機能化について概説する。

【目次】
1　超臨界流体と機能性ナノ材料
2　MOFの活性化(高比表面積化)と高分子膜との複合化
3　MOFの金属ナノ粒子担持触媒の担体としての利用
4　おわりに

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超臨界CO2雰囲気下における多孔質材料への溶質吸着平衡
Adsorption Equilibria of Solutes on Porous Materials in the Presence of Supercritical CO2
　
　本稿では,超臨界CO2雰囲気下における多孔質材料への溶質吸着平衡に関して,高比表面積かつ均一細孔径を有する金属有機構造体MOFをモデル吸着剤,揮発性有機化合物VOCをモデル溶質として吸着平衡を測定し,熱力学的吸着等温式による相関解析を行った。その結果,超臨界CO2中におけるMOFへのVOCの吸着現象を定量的に解釈可能であり,超臨界CO2含浸プロセスの効率的設計に向けた有用な知見を得ることができた。

【目次】
1　はじめに
2　実験方法
3　モデル
4　実験結果
5　おわりに

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表面修飾ナノ粒子のCO2洗浄乾燥プロセス
CO2 washing and Drying Process of Surface Modified Nanoparticles

　無機コア表面に有機分子が結合した表面修飾ナノ粒子は,溶媒・樹脂との完全混和を可能とするため,各分野での応用利用が進められている。一方で,ナノ粒子の精製段階では,古典的な洗浄乾燥操作が用いられており,長時間プロセス・粒子凝集といった課題を招いている。本稿では,これらの課題解決を念頭に,著者らが開発した超臨界CO2洗浄乾燥プロセスを解説する。

【目次】
1　はじめに
2　CO2ナノ洗浄プロセスの開発
3　CO2ナノ乾燥プロセスの開発
4　まとめと今後の展望

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超臨界流体染色の特徴と展望
Future and Development of Supercritical Fluid Dyeing

　染色は水を媒体に繊維へ染料を吸尽させる。地球人口の増大に伴う,将来的な水不足の問題がとりざたされるなか,染色産業が消費する多量の水資源および,大量に排出する廃液の削減が大きな課題となっている。その解決策として,染色媒体である水を超臨界二酸化炭素に置き換えた超臨界流体染色の開発が進んでいる。その特徴と今後の展望を解説する。

【目次】
1　はじめに
2　超臨界流体染色の歴史
3　超臨界流体染色の特徴
　3.1　ポリエステル繊維の超臨界流体染色の特徴と課題
　3.2　その他の繊維の超臨界流体染色
4　今後の展望

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金属イオン二次電池の高性能化のためのポリフマル酸バインダー
Polyfumaric Acid Binders for High Performing Metal-Ion Secondary Batteries

　ポリフマル酸は高密度にカルボン酸基を有するバイオベースポリマーである。本ポリマーをリチウムイオン二次電池におけるグラファイト負極バインダー,及びナトリウムイオン二次電池におけるハードカーボン負極バインダーとして適用したところ,優れた集電体への接着性,負極内界面抵抗の低減,金属イオンの拡散促進につながった。

【目次】
1　研究背景
2　ポリフマル酸のナトリウムイオン二次電池負極バインダーとしての応用
3　ポリフマル酸のリチウムイオン二次電池負極バインダーとしての応用
4　終わりに

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[Material Report-R&Dー]

軟X線吸収分光法による高分子溶液の共貧性溶媒効果の解明
Cononsolvency Mechanism of Polymer Solution Revealed by Soft X-ray Absorption Spectroscopy

　水やメタノールなどの純溶媒に可溶な高分子が,その混合溶媒では不溶となる,共貧性溶媒効果という現象がある。本研究では,軟X線吸収分光計測と計算機シミュレーションにより,水とメタノールの水素結合を含む高分子のカルボニル基周りの分子間相互作用を調べることで,共貧性溶媒効果のメカニズムを議論した。

【目次】
1　はじめに
2　軟X線吸収分光計測システム
3　高分子溶液の軟X線吸収分光計測
4　計算機シミュレーション
5　共貧性溶媒効果の原理の考察
6　おわりに

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[Market Data]

合成染料工業の市場動向

　合成染料の2022年の国内生産量は1万3,998トンで,前年比93.4%と減少し,輸出量も6,856トンで前年比82.4%と減少した。国内出荷量を除き,国内向け販売量,国内投入量も軒並み減少となった。メーカーの海外生産へのシフトや長引く需要低迷を背景に,合成染料の国内生産は減少傾向にあり,2022年は低い水準で推移している。高級衣料分野を中心に付加価値の高い染料が求められていることを背景に,先端分野の機能性色素で新たな市場の開拓が期待される。

【目次】
1　生産概要
2　輸出入の概要
3　メーカー動向
4　開発動向

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ハロゲン系/リン系難燃剤メーカーの動向

【目次】
1　ハロゲン系難燃剤メーカー
2　リン系難燃剤メーカー

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[Material Profile]

イソドデカン
水酸化バリウム八水和物

著者一覧
伊藤大道　　愛媛大学　　
森秀晴　　山形大学　
原口直樹　　豊橋技術科学大学　　
緒方真希　　立命館大学　　
松本浩輔　　立命館大学
堤治　　立命館大学
村上義彦　　東京農工大学　
桑田直明　　(国研)物質・材料研究機構
長谷川源　　(国研)物質・材料研究機構
小野篤史　　静岡大学
水野文菜　　静岡大学


目次
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【特集】高分子微粒子の開発と活用

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光応答性架橋アゾベンゼン高分子微粒子の開発
Development of Photoresponsive Crosslinked Azobenzene Polymer Particles

　光応答性のアゾベンゼンをもつモノマーを分散重合に適用することで,光の照射で形状を変化させる高分子微粒子を得た。この形状変化は微粒子内部でのアゾベンゼン部位の光異性化に伴う階層的な高分子構造の転移が引き起こしていた。さらに,架橋構造の導入で微粒子の光応答が可逆になり,再利用が可能な光応答性微粒子乳化剤となった。

【目次】
1　はじめに
2　異方的な形状をもつアゾベンゼン高分子微粒子の合成と光駆動変形
3　架橋アゾベンゼン高分子微粒子の合成と光機能
4　まとめ

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トレオニンを含有した多重刺激応答性ナノ粒子の開発
Development of Threonine-Containing Multi-Stimuli-Responsive Nanoparticles
　
　アミノ酸の一つであるトレオニンを側鎖に有するポリアクリルアミドはカルボキシ基の解離状態変化や水酸基,アミド基の水素結合に由来する多重刺激(pH,塩,尿素)応答性を示す。また,カルボン酸部位のメチルエステル化により温度応答性を付与できる。本稿では,トレオニン残基をシェル部に持つコア架橋型発光性ナノ粒子とトレオニン/ビニルアミン含有共重合体から成るクラスター化トリガー発光を示すナノ粒子に関する筆者らの研究成果を紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　トレオニンをシェル部に持つコア架橋型ナノ粒子の開発
3　トレオニン/ビニルアミン含有共重合体から成るクラスター化トリガー発光を示すナノ粒子の開発
4　おわりに

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官能基化コア-コロナ型高分子微粒子の創製と触媒機能
Synthesis and Catalytic Function of Functionalized Core-Corona Polymer Microspheres

　スルホン酸エステルを有するモノマーに用いた沈殿重合,表面開始原子移動ラジカル重合およびスルホン酸の再生反応により,スルホン酸を有するコア-コロナ型高分子微粒子の精密合成に成功した。イオン結合型コア-コロナ型高分子微粒子固定化キラル触媒は不斉反応における不均一系キラル触媒として,高い触媒性能を示した。

【目次】
1　はじめに
2　スルホン酸を有するコア-コロナ高分子微粒子(CC)の合成
3　イオン結合型コア-コロナ高分子微粒子固定化キラル有機分子触媒(ICCC)の合成
4　ICCCを用いた不斉Diels-Alder反応
5　まとめ

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キラルネマチック液晶高分子微粒子の光学機能
Optical Properties of Chiral-Nematic Liquid Crystal Polymer Particle

　液晶分子がらせん状に配向したキラルネマチック液晶は,らせんピッチに対応した波長の光を選択的に反射する特性をもつ。ここでは,われわれが開発した単分散キラルネマチック液晶高分子微粒子について概説する。微粒子内部のらせん軸配向に起因する特異的な光学機能を検証した。

【目次】
1　はじめに
2　N*LC
　2.1　N*LCの構造
　2.2　選択反射特性
　2.3　らせん軸が三次元配向したN*LC液滴・微粒子
3　N*LC高分子微粒子の調製と光学機能特性
　3.1　微粒子調製と分子配向評価
　3.2　反射スペクトル測定
　3.3　入射角依存性
　3.4　微粒子間反射
　3.5　混色によるマルチバンド化
4　おわりに

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多糖のゾル-ゲル転移を利用した温度応答性粒子の開発
Development of Temperature-Responsive Particles Using Sol-Gel Transition of Polysaccharides

　固有の温度においてゾルからゲルに状態が変化する性質(ゾル-ゲル転移)を有する多糖を利用することによって,温度に応答して内包物を放出する粒子を作製することができる。本稿では,薬物(あるいは,薬物の入れ物である薬物キャリア)を吸入して肺へ送達する手法(経肺投与)への応用を目指した温度応答性粒子の開発について概説する。

【目次】
1　経肺投与
2　刺激応答性粒子
3　カラギーナン
4　ゾル-ゲル転移を利用したκ-カラギーナン粒子の作製
5　カラギーナン粒子の温度応答挙動
6　カラギーナン粒子の肺送達能
7　おわりに

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[Material Report-R&D-]

全固体電池材料における粒界拡散を定量化する新しい手法
New Technique for Quantifying Grain Boundary Diffusion in All Solid-State Battery Materials

　次世代蓄電システムとして期待されている全固体電池ではリチウムイオンの粒界拡散が課題となっている。粒界拡散の向上のためには原理解明に資する正確な定量評価が必要である。本稿では二次イオン質量分析法(SIMS)に基づく拡散測定法を紹介する。試料を冷却しながら観測するクライオSIMSを用いることで高分解能なイメージングを実現し,粒構造に基づく粒界拡散係数の評価が可能となった。

【目次】
1　はじめに
2　SIMSを用いた同位体拡散測定
3　LLTO固体電解質における同位体分布のイメージング
4　長距離拡散の計測と粒界・バルク拡散との比較
5　まとめ

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金ナノ粒子でできた高色彩性カラーフィルム
Highly Chromatic Film Made of Gold Nanoparticles

　金属コロイドは局在型表面プラズモン共鳴により固有の色を呈し,半永久的に褪色しない着色剤としてステンドグラス等に古くから利用されている。金コロイドはマゼンタ色を呈することがよく知られているが,金ナノ粒子の粒径や形状を変えるとシアン色,青色,緑色を示すようになる。本研究ではこれら金ナノ粒子のフィルム化に成功した。

【目次】
1　はじめに
2　局在型表面プラズモン共鳴
3　金ナノ粒子単層集積膜の表面プラズモン共鳴特性
4　プラズモニックカラーフィルムの開発
5　結論

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[Market Data]

有機顔料工業の市場動向

　2022年の有機顔料の生産量は前年比93.1%の1万1,297トンとなった。有機顔料の主要需要分野である印刷インキや塗料への需要はここ数年低迷しており,2021年には回復傾向がみえたが,フタロシアニン系顔料,アゾ顔料ともに再び生産量は減少した。また,原材料となる基礎有機化学品の価格が上昇していることに加え,有機顔料の生産大国である中国とインドにおいて,排水処理等の環境対策の強化が進み,製造コストの上昇が続いている。原料価格の上昇は今後も続く可能性があり,各メーカーともに原料の安定供給が求められる。今後は新興国への販売拡張に向けた生産拠点の整備と顧客のニーズへの対応が求められるだろう。

【目次】
1　生産概要
2　需要先概要
3　輸出入の概要
4　メーカー動向
5　製品開発動向
6　環境問題への対応

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印刷インキ工業の市場動向

　2022年の印刷インキ生産量は前年比98.4%の約27万5,777トン,出荷量は前年比99.0%の31万8,099トン,出荷額は前年比101.0%の2,663億9,300万円と微増した。新型コロナウイルスの影響による経済活動の停滞を受け,各種インキの需要は低迷したが,包装業界の成長が市場を牽引している。

【目次】
1　需要動向
2　製品別動向
3　輸出入動向
4　メーカー動向
5　環境対応製品開発動向

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[Material Profile]

ジクミルパーオキサイド
ジフェニルアミン

著者一覧
北嶋裕一　　三菱ケミカル(株)　　
木下佑真　　三菱ケミカル(株)　
村井威俊　　住友ベークライト(株)
鈴木裕司　　住友ベークライト(株)
小林潤矢　　新潟大学　　　
浦野凜大　　新潟大学
三俣哲　　新潟大学
三田博亮　　東京工業大学　　
藤枝俊宣　　東京工業大学
千葉正毅　　千葉科学研究所　
和氣美紀夫　　(有)Wits　
大背戸豊　　奈良女子大学　


目次
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【創刊43周年記念特集】エラストマーの研究開発動向

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バイオマス原料・リサイクル原料含有熱可塑性エラストマーの開発について
Development of Thermoplastic Elastomers Containing Biomass and Recycled Materials

　近年,世界的なSDGsの取り組みや各国の環境規制強化を受けて,三菱ケミカル㈱ではサステナブルな製品開発を積極的に取り進めている。本稿では,当社の保有する高機能コンパウンド材料の中から,熱可塑性エラストマー材料テファブロックTM・トレックスプレーンTMのリサイクルおよびバイオマスグレードについて紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　プラスチックリサイクルの動向
3　リサイクル原料を用いた熱可塑性エラストマーの開発
4　良触感・良耐摩耗性テファブロックTM QEシリーズへのリサイクル原料の適用
5　バイオマス原料を用いた熱可塑性エラストマーの開発
6　天然物由来原料を用いた熱可塑性エラストマーの開発
7　終わりに

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非可食バイオマスを用いた熱安定バイオゴムの開発
Development of Heat stable Rubber Derived from Non-Edible Biomass
　
　非可食バイオマスをベースとして,ほぼ100%バイオマス由来の液状バイオゴムを開発した。開発した液状バイオゴムは2種類あり,常温では無溶剤で液状であり,加熱して硬化すると柔らかいゴムと硬いゴムになる。いずれも耐熱性(耐熱重量減少性)が高く,特に含浸体では低温から高温まで熱安定な粘弾性を示した。

【目次】
1　はじめに
2　非可食バイオマス由来の熱安定バイオゴムについて
3　熱安定ゴムの硬化特性と硬化物特性
4　熱安定バイオゴムの溶剤希釈性
5　熱安定バイオゴム希釈液の複合体への適用
6　おわりに

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空隙を有する磁場応答性エラストマーの可変弾性挙動
Variable Elasticity for Magnetic-Responsive Elastomers Containing Voids

　磁性粒子を高充填した磁性エラストマーは,空隙がない状態では磁場を印加しても弾性率は変化しない。しかし,空隙を造ると空隙率に比例して弾性率変化量が大きくなる。空隙によって磁性粒子の移動が可能になることに起因する。空隙を有する磁性エラストマーでは,磁場なしの高い弾性率を維持したまま,大きな弾性率変化を実現できる。

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エラストマー薄膜と骨格筋細胞からなるバイオアクチュエータの開発
Development of Bioactuator with Elastomer Thin Film and Skeletal Muscle Cells

　筋細胞を駆動力とするバイオアクチュエータは,生体動作を模倣したソフトロボットや,薬剤試験のための臓器チップへの応用が期待されている。本稿では,UVレーザーにて成形した微細溝を有するエラストマー製薄膜の作製と,微細溝薄膜を培養基材として利用した筋細胞からなる薄膜状バイオアクチュエータの開発について紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　自立可能な高分子薄膜の作製技術と特徴
3　高分子薄膜上の微細パターンの成形手法とそれを用いた骨格筋細胞の配列手法
4　薄膜状バイオアクチュエータの収縮動作制御
5　おわりに

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誘電エラストマセンサと触覚デバイス
Dielectric Elastomer Sensors and Haptic Devices

　変形や圧力等の特性を測定するために使用される従来のセンサでは,多くの場合,金属,セラミック,ピエゾ,ポリマー等の材料が使用される。しかし,これらの材料は硬いものが多く,対象物にかかる圧力や伸びが変化すると,単一のセンサで計測することが困難になる場合がある。誘電エラストマ薄膜圧力センサ(膜厚0.2 mm)は,1 gfから20 kgf,または4 kgfから120 kgfまでの圧力を正確に測定可能である。また誘電エラストマストレッチセンサは,400%伸長時でもセンサとして動作することが可能になった。

【目次】
1　はじめに
2　誘電エラストマの概要
3　高性能な小型薄膜圧力DESの製作
4　高性能ストレッチDESの製作
5　人の指の動きをロボットの指の動きにシンクロさせるデバイス
6　纏め

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[Material Report-R&D-]

アルキル-D-グルカミドを基盤とする低分子ゲル化剤の創製
Creation of Low-Molecular-Weight Gelator Based on Alkyl-D-Glucamide

　低分子化合物でありながら溶媒とともにゲル状物質を形成できる低分子ゲル化剤は,機能性ソフトマテリアルとしての基礎と応用に興味が持たれている。本解説では,単純な分子構造の低分子ゲル化剤として知られるアルキル-D-グルカミドを化学修飾した化合物群から得られたゲルの物性,特に力学物性について検討した結果を紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　N-アルキルアミド-D-グルカミン系低分子ゲル化剤
3　オレオイルアミド-D-グルカミン系低分子ゲル化剤
4　メチルキャップしたステアロイルアミド-グリシン-D-グルカミン系低分子ゲル化剤
5　まとめ

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[Market Data]

石けん・洗剤工業の市場動向

　石けん・洗剤市場は成熟市場といわれて久しいが,2022年は前年比で生産量102%,販売量101%,販売金額100%と前年水準にある。2022年はコロナ禍後も手洗い習慣が根付いたとみられ,手洗い用洗剤の需要が好調である。台所用洗剤においては汚れ落ちの早い新商品が発売され好調に推移している。停滞する石けん・洗剤市場においては,より消費者ニーズを喚起する商品展開が模索されており,除菌剤や柔軟剤いるなどの機能性洗剤や,すすぎ時間の短縮を狙う洗剤などが上市されている。今後も上記分野は活発化していくものと推測される。

【目次】
1　業界概要
2　需給動向
3　輸出入動向
4　環境問題への対応

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石油製品添加剤工業の市場動向

石油製品添加剤の需要は,その用途先となる燃料油や潤滑油などの需要に大きく左右される。2008年秋からの世界同時不況の影響で自動車,機械,電気機器などが大幅減産となり,その影響で石油製品,石油製品添加剤需要も落ち込みが続いた。2010年に回復の兆しが見られたものの,東日本大震災や景気低迷,エネルギー政策の迷走等により,先行きは不透明なものとなり,その後も需要は長く横ばいもしくは微増状態が続いている。

【目次】
1　概要
2　需給動向
　2.1　燃料油添加剤
　2.2　潤滑油添加剤
3　添加剤メーカーの動向

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[Material Profile]

過硫酸アンモニウム
水素化ビスフェノールA
ビスフェノールA

著者一覧
杉目恒志　　近畿大学　　
前田優　　東京学芸大学　　
高尻雅之　　東海大学　
髙口豊　　富山大学　　
行本万里子　　富山大学　
西野雄大　　大阪ガスケミカル(株)　
岩見健太郎　　東京農工大学　
山口眞和　　東京農工大学


目次
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【特集】カーボンナノチューブの研究開発動向

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長尺カーボンナノチューブフォレストの成長
Growth of Ultra Long Carbon Nanotube Forest

　カーボンナノチューブ(Carbon nanotube, CNT)はその優れた特性から様々な分野での応用が期待されている。一方で,性能を引き出す構造制御や大量生産などに課題があり実用化されている例は少ない。本研究で着目している,センチメートルスケールの垂直配向CNTフォレストの成長は,長さや数密度制御などの観点から重要な技術である。成長の自発的停止の制御による新たな成長方法の開発と長尺CNTフォレスト成長技術について解説する。

【目次】
1　はじめに
2　CNTフォレストの自発的な成長停止とガドリニウム添加触媒の開発
3　センチメートルスケールの長尺CNTフォレスト成長
4　結言
　
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化学修飾によるカーボンナノチューブ近赤外蛍光材料の創製
Creation of Near infrared Photoluminescent Materials Based on Carbon Nanotubes by Chemical Functionalization
　
　ナノ炭素物質であるカーボンナノチューブ(SWCNT)は,一次元に拡張したπ電子共役系に起因する近赤外発光を示す。近年,側面π電子共役系に化学修飾を行うと局所的にバンド構造が減少し,効率が化学修飾率に依存する近赤外発光が長波長域に発現することが明らかにされた。本稿では,筆者らが開発したSWCNTの近赤外発光の波長と効率を化学修飾によって制御する方法について紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　化学修飾したSWCNTの主要な分析方法
3　化学修飾によるSWCNTの発光スペクトル制御
4　おわりに

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新しい発電機構を持つPN接合型カーボンナノチューブ熱電発電デバイス
PN Junction Carbon Nanotube Thermoelectric Generation Device with Novel Power Generation Mechanism

　熱電発電技術は熱を電気に直接変換できる環境発電技術の1つである。従来の熱電発電デバイスでは熱電変換材料に重金属を使用することが多く,環境への負荷が大きい。そこで最近注目されているのがカーボンナノチューブ(carbon nanotube : CNT)を使った熱電発電デバイスである。本稿では,新しい発電機構を持つCNT熱電発電デバイスについて解説する。

【目次】
1　はじめに
2　熱電発電技術の現状と課題
3　熱電変換材料の現状と課題
4　N型単層CNT膜の長期安定化
5　PN接合型単層CNT熱電発電デバイス
　5.1　デバイスの作製プロセス
　5.2　デバイスの性能評価
　5.3　デバイスの出力電圧の発生メカニズム
6　おわりに

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カーボンナノチューブ光触媒を用いた人工光合成
Catalyzing Artificial Photosynthesis with Carbon Nanotubes

　半導体性カーボンナノチューブ(CNT)光触媒は,一般的な光触媒が活性を示さない近赤外光照射下で高い水分解水素生成活性を示し,植物の光合成を超える人工光合成系の構築に利用できる。高活性化の鍵は,ヘテロ接合界面の構造を制御し,電子抽出効率を上げるとともに活性波長の広帯域化を可能とすることである。

【目次】
1　はじめに
2　カーボンナノチューブ(CNT)光触媒
3　CNT光触媒を用いる水の完全分解
4　CNT光触媒の活性向上にむけた取り組み
　4.1　CNTのカイラリティーの組み合わせの最適化
　4.2　有機色素の利用
　4.3　ホットエレクトロンの活用
5　おわりに

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大阪ガスケミカルのカーボンナノチューブ造粒品およびコンパウンド
Osaka Gas Chemical’s Carbon Nanotube Granules and Compounds

　カーボンナノチューブの課題である飛散性と分散性を解決のため開発した,従来の粉末品と比べ微粉化しにくく取り扱いに優れたカーボンナノチューブ造粒品,および機械特性や各機能性を安定的に発現できるカーボンナノチューブコンパウンドについて,カーボンナノチューブの性質や分散等のメカニズムを交えて紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　カーボンナノチューブの課題
3　カーボンナノチューブ造粒品
4　カーボンナノチューブコンパウンド
5　さいごに

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[Material Report　R&D]

メタサーフェスホログラフィによるフルカラー動画投影
Full color Movie Projection Based on Metasurface Holography

　光波長以下の微細構造の配列からなるメタサーフェスを用いたホログラフィでは,広い視域角が実現できるが,製作時に光学特性が固定されるため,動画を投影できない問題があった。本研究では,超高速電子線描画装置を用いて3波長×30コマのメタサーフェスを作成し,順次照明することで,再生速度 55.9 Frames per secondの投影に成功した。

【目次】
1　はじめに
2　メタサーフェスホログラフィの原理と設計
　2.1　メタサーフェスとは
　2.2　CGHとメタサーフェスホログラフィ
　2.3　メタ原子の設計
3　製作と評価
　3.1　製作プロセスと結果
　3.2　ホログラフィ投影試験
　3.3　投影像の評価
4　おわりに

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[Market Data]

触媒工業の市場動向

　2022年度の国内の触媒工業市場は,新型コロナウイルス感染症の世界的流行の影響を受けた2020年度から回復基調が続いているが,工業用の生産量は前年比97.5%と減少したのに対して環境保全用は同109.5%と増加した。触媒全体の生産量は前年とほぼ変わらず9万7,620トン,出荷量は同4.5%増の9万7,632トンであった。出荷金額は同15.6%増の8,869億4,300万円に増加した。工業用触媒の最大用途である石油精製用触媒の生産量は前年比6.2%減の3万9,512トンに減少した。低燃費車や電気自動車の普及,自動運転技術の開発などにより,国内需要は今後,減少傾向が続くと予想されるが,中国やインドをはじめアジア圏の新興国における石化産業の発展と,自動車保有台数の増加は今後も続き,グローバル需要は堅調に推移すると予想される。それに伴い,環境保全用触媒の主力である自動車排気ガス浄化用触媒は,排ガス規制の世界的な厳格化の影響を受けて需要の増加が見込まれるが,国内では自動車生産台数が減少しているため触媒の生産量・出荷量ともに減少傾向にある。

【目次】
1　業界概要
2　市場動向
　2.1　石油精製用
　2.2　石油化学製品製造用
　2.3　高分子重合用
　2.4　油脂加工・医薬・食品製造用
　2.5　自動車排気ガス浄化用
　2.6　その他の環境保全用
3　輸出入動向
4　需要
5　企業・技術動向

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積層セラミックコンデンサの概要と部材の動向

【目次】
1　積層セラミックコンデンサ(MLCC)とは
2　MLCCの歴史
　2.1　セラミックスとファインセラミックス
　2.2　セラミックコンデンサの発明
　2.3　飛躍的に発展させたチタン酸バリウム
3　MLCCの大容量化と用途拡大
4　小型化や高密度実装化に貢献するチップ型
5　サイズ別市場推移
6　MLCC部材の動向
　6.1　酸化チタン(TiO2)の市場動向
　6.2　炭酸バリウム(BaCO3)の市場動向

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[Material Profile]

アセチレンブラック
エピクロロヒドリン
ポリプロピレン

著者一覧
大平慎一　　熊本大学　
守谷誠　　静岡大学　　
芹澤信幸　　慶應義塾大学
片山靖　　慶應義塾大学
渡邉貴一　　岡山大学　　
水谷友南　　岡山大学
小野努　　岡山大学
佐川拓矢　　東京理科大学
橋詰峰雄　　東京理科大学
懸橋理枝　　(地独)大阪産業技術研究所　


目次
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【特集】イオン液体の開発と活用動向

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高純度・多種多様なイオン液体のワンショット合成法
One-shot Synthesis Method of Highly Pure and Various Ionic Liquids

　陽イオンと陰イオンの組み合わせにより多様な物性が得られるイオン液体は,水,有機溶媒につぐ第3の溶媒として,また,高い電気伝導性や低い蒸気圧から触媒や分離の場としても活用されている。多様なイオン液体をユニバーサルに合成可能な溶存イオンハンドリング技術によるワンショット合成法を構築したので報告する。

【目次】
1　はじめに
2　イオン液体の合成
3　電気透析による溶存イオンのハンドリング
4　電気透析による高純度イオン液体の合成
5　まとめと今後の展望

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イオン液体を用いた Mgイオン伝導性分子結晶電解質の作製
Synthesis of Mg-ion Conductive Molecular Crystalline Electrolytes Using Ionic Liquids

　本研究では,高い安全性を持つイオン液体を用いた分子結晶電解質の開発を検討した。アンモニウムイオンとTFSAアニオンからなるイオン液体類縁体とMg(TFSA)2の反応により,80℃で10-4 S cm-1というイオン伝導性と,0.46というMgイオン輸率を示す新規電解質材料を得た。この結果は,従来のセラミック電解質に比べて,分子結晶電解質が温和な条件で高いMgイオン伝導性を示すことを意味するものであり,全固体Mg電池向け固体電解質の開発において分子結晶が有望な候補となることを示している。

【目次】
1　はじめに
2　結果と考察
3　まとめ

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イオン液体中におけるレドックス反応と電池への応用
he Redox Reactions of Soluble Species in Ionic Liquids and Their Application to the Redox Flow Batteries

　イオン液体は種々の電気化学反応の電解液として検討されてきた。水溶液に比べて一般に電気化学的安定性が高い非プロトン性イオン液体中では,水溶液中で不安定な化学種の電極反応が実現できる。本稿では酸化体,還元体ともにイオン液体中に溶存するレドックス対の電極反応について解説する。また,レドックスフロー電池への応用展開について述べる。

【目次】
1　イオン液体中におけるレドックス反応
2　レドックス反応の速度
3　レドックスフロー電池への展開
4　おわりに

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高強度イオンゲルの開発と展望
Development of Tough Poly(ionic liquid)-based Ion Gels and Their Perspective

　イオンゲルは,高イオン伝導性と二酸化炭素吸収能から固体電解質や二酸化炭素分離膜への応用が期待される材料である。しかし,その機械的強度の低さが実用化の妨げとなっている。本稿では,イオンゲルにナノ粒子を添加することで機械的強度を向上させる技術とイオンゲルの今後の展望について紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　イオンゲルの高強度化に関する取り組み
3　シリカ/PIL複合DNイオンゲルの特徴と高強度化の指針
4　添加するナノ粒子形状がPILイオンゲルの力学特性に与える影響
5　高強度イオンゲルの展望

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[Material Report-R&Dー]

多糖複合フィルム中における分子の振る舞いとその制御に向けての検討
Behaviors of Molecules in Polysaccharide Composite Films and Investigation of Their Control

　多糖は生体適合性をもつ構造材料の素材として期待される。我々は相反する電荷をもつ多糖同士からなるポリイオンコンプレックスをフィルムへと成形し,その機能評価を進めてきた。本稿では,取り込み・放出や透過など外部分子とフィルムとの相互作用について概説したのち,フィルム中に担持された分子のpH応答性について紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　多糖複合フィルムの分子の担持・放出能および分子透過性
3　多糖複合フィルムに担持した分子のpH応答性
　3.1　FL担持フィルムの作製と評価
　3.2　溶液中におけるFL担持フィルムのpH応答性
　3.3　乾燥状態におけるFLのpH応答性
4　おわりに

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界面活性剤が形成する超分子ヒドロゲルの物性制御
Rheological Properties of Supramolecular Hydrogels Formed by Amidoamine Oxide Surfactants

　汎用な界面活性剤である長鎖アルキルアミンオキシドに複数のアミド基を導入することで,超分子ヒドロゲル化剤として作用するアミドアミンオキシド型界面活性剤を開発した。疎水部やアミド基間のメチレン鎖長,アミド基の数や配置などの化学構造が,ゲル中の会合体構造およびゲルのレオロジー物性に与える影響について紹介する。

【目次】
1　序論
2　AAOの化学構造
3　ゲル化温度Tgel
4　アミド基導入の効果
5　メチレン鎖長の効果
6　まとめ

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[Market Data]

プラスチック添加剤の市場動向

　プラスチック材料やプラスチック製品には,その物性や性能を向上させるために多くの添加剤が用いられている。2022年のプラスチック材料の生産量は,前年比9.0%減の951万1,217トンとなった。


【目次】
1　概要
2　添加剤の需給動向
　2.1　可塑剤
　2.2　安定剤
　2.3　酸化防止剤
　2.4　紫外線吸収剤・光安定剤
　2.5　難燃剤
　2.6　その他の添加剤

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リチウムイオン電池用バインダーの市場動向

【目次】
1　概要
　1.1　バインダーの概要
　1.2　負極用バインダー
　1.3　正極用バインダー
2　ポリフッ化ビニリデン(polyvinylidene difluoride)
　2.1　製品概要
　2.2　市場動向・販売企業
3　スチレンブタジエンゴム(styrene butadiene rubber)
　3.1　製品概要
　3.2　市場動向・販売企業
4　カルボキシメチルセルロース(carboxymethyl cellulose)
　4.1　製品概要
　4.2　市場動向・販売企業
5　ポリテトラフルオロエチレン(polytetrafluoroethylene)
　5.1　製品概要
　5.2　市場動向・販売企業
6　アクリルエマルジョン
　6.1　製品概要
　6.2　市場動向・販売企業

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[Material Profile]

ケイ皮酸
ジアミノプロパン
トリグリコールジメルカプタン

著者一覧
樋口雄斗　　関西大学　
田中俊輔　　関西大学
吉川聡一　　東京都立大学　　
山添誠司　　東京都立大学
甲斐照彦　　(公財)地球環境産業技術研究機構　
山下祐樹　　東レ(株)　　
三原崇晃　　東レ(株)
野崎智洋　　東京工業大学
李玲慧　　筑波大学　
近藤剛弘　　筑波大学


目次
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【特集】CO2吸着・吸収・分離技術の開発と活用

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ゲート開閉型CO2吸着挙動の安定化に向けた異種骨格コンポジットゼオライトの開発
Development of Zeolite Composed of Heterogeneous Frameworks Toward Stabilization of Gate-Opening/Closing-Type CO2 Adsorption Behavior

　近年,カーボンニュートラルな社会の実現に向けて,CO2の分離・回収に有望な機能性材料の開発が求められている。本研究では,省エネルギーなCO2吸着分離プロセスへの応用に期待できる「ゲート開閉型」吸着挙動を示すゼオライトの紹介と異種ゼオライト骨格のコンポジットによるCO2吸着挙動の安定化について報告する。

【目次】
1　はじめに
2　ゼオライトを用いたCO2回収プロセスの課題
3　ゲート開閉型吸着挙動を示す材料
4　異種ゼオライト骨格の複合によるゲート開閉型CO2吸着挙動の安定化
5　CO2吸着時のPHIゼオライトの結晶構造観察
6　ゲート開閉型吸着挙動を示すゼオライトの課題と利点
7　おわりに
　
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液-固相分離を利用したDirect Air Capture技術の開発
Development of Direct Air Capture System Using Liquid-Solid Phase Separation
　
　2050 年度のカーボンニュートラル実現にむけ,大気中の二酸化炭素を直接回収するDirect Air Capture(DAC)技術の開発が望まれている。本稿では,DAC技術の最近の動向について簡単にご紹介したのち,我々が開発を進めている液-固相分離による低濃度二酸化炭素(400 ppm)の高効率吸収および低温での二酸化炭素脱離技術について紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　二酸化炭素回収技術
3　相分離を利用したCO2回収技術
　3.1　液-液相分離を利用した二酸化炭素回収技術
　3.2　液-固相分離を利用したCO2回収技術
4　イソホロンジアミンを用いた液-固相分離によるCO2回収技術
　4.1　イソホロンジアミンを用いた液-固相分離によるDirect Air Capture
　4.2　イソホロンジアミン溶液による二酸化炭素吸収・放出実験
　4.3　IPDAを用いた液-固相分離によるCO2吸収・脱離機構
5　IPDA水溶液を用いた液-固相分離によるDAC実験

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二酸化炭素分離膜モジュール実用化研究開発の成果について
Achievements of the Project “CO2 Separation Membrane Module Practical Research and Development”

　次世代型膜モジュール技術研究組合は,高性能のCO2選択透過膜(分子ゲート膜)を基盤技術とし,低コスト,省エネルギーのCO2分離膜モジュールの研究開発を進めている。本稿では,NEDO事業「二酸化炭素分離膜モジュール実用化研究開発」において行われた分子ゲート膜及び膜モジュールの研究開発について紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　分子ゲート膜
3　次世代型膜モジュール技術研究組合による分子ゲート膜モジュールの開発
4　おわりに

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オールカーボンCO2分離膜の創出と展望
Creation and Prospects of Dual All-Carbon Membrane for CO2 Gas Separation

　カーボンニュートラル社会の実現に向け,高効率なCO2分離手法である膜分離法が着目されている。当社は,新たに炭素骨格と空隙の共連続多孔構造を有する多孔質炭素繊維の支持体と,薄膜の炭素膜とを複合化したオールカーボンCO2分離膜を開発した。本稿では,従来CO2分離膜と比較しながら,当社のオールカーボンCO2分離膜の特徴と今後の展望について紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　ガス分離膜
　2.1　ガス分離膜の種類と分離メカニズム
　2.2　CO2分離膜の設計
　2.3　既存CO2分離膜の課題
3　オールカーボンCO2分離膜
　3.1　特徴
　　3.1.1　多孔質炭素支持体
　　3.1.2　オールカーボンCO2分離膜
　3.2　性能
　　3.2.1　ガス分離性能
　　3.2.2　不純物耐久性・耐圧性
4　今後の展望
　4.1　社会実装に向けた取り組み
　4.2　応用展開
5　まとめ

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[Material Report-R&D-]

非平衡プラズマによる新しいCO2転換技術
Advanced CO2 Conversion Technology by Nonthermal Plasma

　再生可能エネルギーの利用を前提に,プラズマによる化学プロセスの電化は次世代の低炭素技術として注目を集めている。本稿では,プラズマを使った CO2の高効率転換について,プラズマだけで CO2をCOに分解する研究の概要を紹介したあと,プラズマと触媒を併用してCO2をCH4に転換するメタネーション技術を解説する。

【目次】
1　はじめに
2　プラズマ vs プラズマ触媒
3　無触媒プラズマ技術
　3.1　CO2の直接分解反応
　3.2　エネルギー効率
4　プラズマと触媒の複合反応
　4.1　プラズマ触媒の反応装置
　4.2　CO2メタネーション反応
　4.3　プラズマ触媒によるメタネーション反応の基本特性
　4.4　オートメタネーション反応
5　おわりに

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典型元素を利用した高活性アルカリ水電解触媒の開発
Development of Highly Active Catalyst for Alkaline Water Electrolysis Using Typical Elements

　我々はホウ素と硫黄で構成される菱面体硫化ホウ素(r-BS)とグラフェンナノプレート(GNP)の混合体が,市販の酸化ルテニウムを上回る高い酸素生成反応に対する触媒活性を示すことを見出した。さらに,r-BSとGNPの混合体をニッケルフォームに担持すると100時間以上の高出力での連続運転でも劣化しないことが示された。これらの結果を紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　r-BSの合成と評価
3　r-BSとGNPの複合体(r-BS+G)のOER活性
4　NFに担持したr-BS+G触媒(r-BS+G-NF)
5　おわりに

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[Market Data]
紙・パルプ用化学薬品工業の市場動向

　製紙用薬剤は,紙・板紙の製造において様々な用途で用いられる。国内需要は紙・板紙の成熟市場に連動して縮小傾向にあるが,製紙用薬剤メーカー各社は,ニーズの高機能化に取り組むとともに,中国や東南アジア地域の発展をにらみ,同地域における市
場展開,生産体制の強化を行っている。

【目次】
1　概要
2　紙・板紙需要動向
　2.1　紙
　2.2　板紙
3　製紙パルプ需要動向
4　古紙需要動向
5　製紙用薬剤需要動向
　5.1　製紙パルプ用薬品
　5.2　古紙処理工程用薬剤
　5.3　抄紙工程用薬剤
　5.4　二次加工用薬品
　5.5　その他
6　製紙用薬剤メーカーの動向
　6.1　国内メーカーの中国,東南アジア地域への進出
　6.2　各社の国内動向

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コンクリート用化学混和剤工業の市場動向

　全国生コンクリート工業組合連合会によると,2022年度の生コンクリート出荷量は,前年度比2.2%減の7,445万m3となり,基準年度比(平成2年度比)37.6%の低い水準となった。また(一社)セメント協会によると,2022年度のセメント国内需要は3,748万8,000トン,前年度比1.4%減となり,前年に続きマイナスとなった。これら生コン・セメント需要の動きに連動して,2022年のコンクリート用化学混和剤の需要も微減しているとみられる。

【目次】
1　概要
2　種類と性能
3　需要動向
4　技術動向
　4.1　高性能減水剤の動向
　4.2　AE減水剤の動向
　4.3　高性能AE減水剤の動向
5　おわりに

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[Material Profile]

インジウム
セレン

著者一覧
立花和宏　　山形大学
鈴木崇弘　　大阪大学
津島将司　　大阪大学
四反田功　　東京理科大学
山縣義文　　(株)アントンパール・ジャパン
宮本圭介　　(株)アントンパール・ジャパン
滝本大裕　　琉球大学
宇都甲一郎　　(国研)物質・材料研究機構
荏原充宏　　(国研)物質・材料研究機構
秋根茂久　　金沢大学
尾松孝茂　　千葉大学
柚山健一　　大阪公立大学


目次
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【特集】電池電極スラリーの研究開発動向

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電池電極スラリーの調整,分散,塗工技術が電池性能に及ぼす影響
Effects of Battery Electrode Slurry Preparation, Dispersion, and Coating Technology on Battery Performance

　内部抵抗を減らし,発熱を抑え,寿命を延ばし,エネルギー密度を上げ,品質を管理し,コストを抑え,環境負荷も抑える。これらの電池性能要求に対する最適解をLIBの電極スラリーの調整,分散,塗工に見出すには,それらの工程と電池性能がどのように紐づいているのかを把握する必要がある。

【目次】
1　はじめに
2　電池性能
　2.1　電池のエネルギー変換効率と電池の内部抵抗
　2.2　電池の容量とエネルギー密度
　2.3　電池の寿命
　2.4　製造コストと環境負荷
3　電池電極の動作
　3.1　活物質の酸化還元反応
　3.2　電子伝導パス
　3.3　イオン電導パス
　3.4　三相界面とコンタクトライン
4　電極スラリーの調整,分散,塗工
　4.1　合材電極と合材スラリー
　4.2　パーコレーション理論と電極スラリーの組成
　4.3　活物質の比表面積と電極スラリーの組成
　4.4　活物質と導電助剤の分散
　4.5　電極厚みと塗工と乾燥
　4.6　電極スラリーの不純物
5　おわりに

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電極スラリー乾燥過程のその場計測と物質移動解析
In-situ Measurements and Mass Transport Analysis of Electrode Slurries during Drying
　
　多孔質電極は電極材料を液中に分散させた電極スラリーを塗布・乾燥することにより作製される。この乾燥過程においては,分散媒の蒸発に伴い,材料の移動現象によって多孔質構造が形成されるが,濃厚・多分散な電極スラリーの非定常過程における構造形成のメカニズムは明らかになっていない。本稿では,固体高分子形燃料電池用の電極スラリーにおける乾燥過程のその場計測と物質移動解析による現象解明と電極構造制御に向けた取り組みを紹介する。

【目次】
1　固体高分子形燃料電池用電極スラリーの特徴と乾燥過程の電極材料移動現象
2　乾燥速度の評価と表面イメージング
3　乾燥過程その場インピーダンス計測
4　物質移動解析
5　乾燥と構造形成
6　まとめ

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レオ・インピーダンス法によるカーボンスラリーの分散性評価
Dispersibility Evaluation of Carbon Slurry by Rheo-impedance Method

　リチウムイオンや燃料電池に用いられるカーボン分散液(スラリー)の分散性は,電極特性に大きく影響する。このため,電極スラリーの分散性の評価は重要である。我々は最近,レオメーターでせん断応力を与えながら,電気化学インピーダンスを測定することでスラリーの分散性を評価する新たな手法を開発した。本稿では,インピーダンスの基礎からレオ・インピーダンス法を用いたスラリー分散評価法について概説する。

【目次】
1　はじめに
2　電気化学インピーダンス法
3　レオ・インピーダンス法
4　カーボンスラリーの分散性評価
5　まとめ

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ナノ空間にレドックス活性分子を束縛させたスラリー電極の開発
Development of Slurry Electrodes with Redox-Active Molecules Confined in Nanospace

　本稿では,レドックスフローバッテリーの電極反応場として,1nm未満という極めて狭いナノ空間反応場について概説する。ナノ空間に束縛させたキノン誘導体分子の電極反応速度は,物質拡散律速から電荷移動律速に変化するため,見かけの電極反応速度が速くなることがわかった。本稿の最後には,バッテリー性能の更なる向上に向け,取組むべき技術開発について説明する。

【目次】
1　はじめに
2　キノン誘導体の電極反応特性
3　ナノ空間の特異的な現象
4　ナノ空間に起因する特異的な電極応答の検討
5　マイクロポア中におけるBQDSの吸着状態
6　高速充放電型レドックスフロー流動電極
7　優れたパワー・エネルギー密度を達成しうるスラリー電極の設計指針
8　まとめ

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[Material Report-R&Dー]

湿度に応答して形状記憶効果を発動するポリマーコンポジット材料の開発とヘアスタイリング剤への応用
Development and Application of Polymer Composite Materials with Humidity-Responsive Shape Memory Effects in Hair Styling Product

　天然由来のセルロース微結晶(CM)の強固な「分子内・分子間水素結合」ネットワーク形成能と,ポリビニルアルコール(PVA)が有する湿度に応答し発現する「形状記憶効果」をうまく融合することで,湿度応答性形状記憶コンポジットを作製し,形状記憶効果を有する新奇スタイリング用材料としての応用について検討した。

【目次】
1　はじめに
2　ポリビニルアルコール(PVA)とセルロース材料
3　ポリビニルアルコール(PVA)/セルロース微結晶(CM)コンポジット材料の開発
4　PVA/CMコンポジット材料の吸湿性と力学特性の評価
5　PVA/CMコンポジット材料の湿度応答性形状記憶効果
6　PVA/CMコンポジット材料の髪の毛への応用
7　おわりに

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三重らせん型メタロクリプタンドにおけるキラリティー反転速度の制御
Control of Chirality Inversion Kinetics of Triple-helical Metallocryptands

　動的なキラリティー反転の速度を自在に制御できる分子として,三重らせん構造とゲスト認識場を併せ持つメタロクリプタンドを設計・合成した。クリプタンド内部空孔でのゲスト包接によるキラリティー反転の加速・減速や骨格金属上での配位子交換によるキラリティー反転の時間プロファイルの制御について紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　ホスト-ゲスト錯形成によるP/Mキラリティー反転速度の制御
　2.1　空孔内でのゲスト包接によるラセミ化の抑制とキラルメモリー
　2.2　アルカリ金属イオンの包接によるキラリティー反転の加速と減速
3　配位子交換反応によるP/Mキラリティー反転速度の制御
　3.1　アミン配位子の交換に駆動されるキラリティーの制御
　3.2　アミン配位子の交換によるラセミ化の際の一時的なキラリティー反転
4　結論

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光渦レーザー誘起前方転写法
Optical Vortex Laser Induced Forward Transfer

　螺旋波面に由来する軌道角運動量を持つ光渦を印刷したいドナー材料に照射すると,自転しながら直線飛翔するドナー液滴が吐出し,高精細な印刷が可能になる。このような技術を光渦レーザー前方転写法と呼ぶ。光渦レーザー前方転写法は,ドナー材料の粘度を選ばない。また,ドナーと印刷したい基板(レシーバー)間の作動距離を大きくとれる。光渦レーザー前方転写法は,次世代のプリンタブルエレクトロニクス・フォトニクス,さらには,バイオプリンティングを支える基盤印刷技術となりうる可能性を秘めている。

【目次】
1　はじめに
2　光渦
3　光渦レーザー誘起前方転写法(OV-LIFT)
4　まとめ

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[Market Data]

プリンター用ケミカルスの市場動向

　2021年のプリンターの世界市場は,対前年比99%とほぼ横ばいであった。すべての方式でマイナスとなったが,市場の縮小自体は小さい。プリンター市場はここ数年横ばいが続いており停滞している。

【目次】
1　世界のプリンター市場
2　国内プリンター市場
3　プリンター用ケミカルスの市場動向
　3.1　インクジェット用色素
　3.2　電子写真プリンター用材料
　3.3　感熱記録用材料
　3.4　感圧記録用材料

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[Material Profile]

フルオレン