機能材料 発売日・バックナンバー

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4,400円
著者一覧
吉岡敏明  東北大学 
熊谷将吾  東北大学 
橋本保  福井大学 
柴田勝司  溶解技術(株)
入澤寿平  名古屋大学 
池永和敏  崇城大学
中払周  (国研)物質・材料研究機構  
バブル マッカージー  (国研)物質・材料研究機構
若山裕  (国研)物質・材料研究機構


目次
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【新春特集】資源循環に適合する複合素材のリサイクル

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巻頭言
Preface

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複合材料・製品の化学的手法によるリサイクルの可能性
Possibility of Recycling for Composite Materials and Products by Chemical Processing

 金属とプラスチックや分解特性の異なる樹脂同士など異種原料が複合化されている材料の分離やリサイクルは極めて困難となっている。ここでは,各樹脂の熱的分解特性や化学的特性を利用することにより,金属とプラスチックを各原料に転換する手法や素材としてリサイクルすることが可能であることを示している。

【目次】
1 はじめに
2 PET基盤金属複合化材料のリサイクル
3 ポリエチレンテレフタレート/ポリ塩化ビニルターポリンの化学的再資源化技術
 3.1 有機溶媒を用いた分離回収
 3.2 加水分解反応を用いた分離回収
 3.3 グリコリシス反応を用いた分離回収
4 塩ビ被覆銅線からの銅および塩ビを回収する剥離技術
 4.1 可塑剤抽出法による塩ビ被覆脆化およびボールミルによる塩ビ剥離技術
 4.2 水/疎水性混合溶媒による塩ビ被覆膨潤および遠心力による塩ビ剥離技術
5 まとめ

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分解性を付与したマトリックス樹脂を用いたリサイクル可能なCFRP
Recyclable Carbon Fiber-Reinforced Plastics (CFRPs) with Degradable Epoxy Resins Containing Acetal Linkages

 分解してリサイクルが可能な炭素繊維強化プラスチック(CFRP)を開発するため,分解可能なアセタール結合を導入した新規のエポキシ樹脂を合成し,それをマトリックス樹脂に用いたCFRPを作製した。得られたCFRPに室温から70℃で塩酸を作用させると,マトリックス樹脂中のアセタール結合が加水分解し,炭素繊維を容易に,かつ損傷ない状態で分離,回収することができた。

【目次】
1 はじめに
2 アセタール結合含有エポキシ樹脂
3 CN-CHDMVGとCN-VBGEをマトリックス樹脂としたCFRP―界面接着性と分解性―
 3.1 CFRPの作製
 3.2 界面接着性の評価
 3.3 分解性の評価(1)
4 BA-CHDMVGの汎用ビスフェノールA型エポキシ樹脂への添加によるCFRP―靭性,分解性ー
 4.1 靭性の評価
 4.2 分解性の評価(2)
5 おわりに

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常圧溶解法による熱硬化性樹脂複合材料のリサイクル
Thermosets Composites Recycling Technology Using Depolymerizationunder Ordinary Pressure
 
 常圧溶解法はアルカリ金属化合物と高沸点アルコールを用いて,熱硬化性樹脂複合材料の樹脂を常圧下,約200℃で解重合して可溶化し,強化繊維などの無機物と樹脂解重合物を分離回収する技術である。リサイクル対象としては,繊維強化プラスチック(FRP),プリント配線板,モールドコイルなどがある。

【目次】
1 はじめに
2 常圧溶解法の概要
3 ガラス繊維強化プラスチック(GFRP)
4 炭素繊維強化プラスチック(CFRP)
5 プリント配線板(PWB)
6 変圧器用モールドコイル
7 おわりに

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リサイクル炭素繊維の比較評価と完全循環可能なCFRP の提案
Comparative Evaluation of Recycled Carbon Fibers and Proposal for Sustainable CFRP

 炭素繊維強化プラスチック(CFRP)の需要が拡大し続ける中で,そのリサイクル技術を確立することが必須の課題である。CFRPのリサイクル技術として,リサイクル炭素繊維(rCF)を分離回収し再利用することが最有力な手法として検討されており,分離回収方法も多岐にわたって提案されている。一方で,rCFを再利用するにあたり,その特性を明確に把握することが重要である。本稿では熱分解法と化学分解法によって回収したリサイクル炭素繊維の比較評価について紹介するとともに,最後にリサイクル手法の観点から完全循環可能なCFRPについて提案したい。

【目次】
1 はじめに
2 CFRPのリサイクル手法
3 リサイクル炭素繊維の物性評価と比較
4 完全循環可能なCFRPの提案
5 おわりに
 
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ガラス繊維強化プラスチックの新規分解技術とその再利用
A New Decomposition Method of Glass Fiber Reinforced Plastics and its Reusing

 加圧下のマイクロ波加熱を用いたガラス繊維強化プラスチックの完全リサイクル技術についてまとめた。樹脂分解物の再利用を容易するためにエチレングリコールモノアリルエーテルを用いて架橋反応性を持つ2重結合を導入して,機能性を持つ樹脂分解物とした。架橋反応性は不十分な結果であったが,その向上について,改良研究を鋭意に進めている。

【目次】
1 はじめに
2 GFRPの化学分解法の問題点とMD法の開発経緯
3 MD法の改良
4 樹脂分解物の再利用実験:硬化物作成とその評価
5 まとめと展望
 
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 [Material Report-R&D]

二次元層状物質を使った光多値メモリの開発
Photo-Assisted Multilevel Non-Volatile Memory Device on 2D Materials

 遷移金属ダイカルコゲナイドに代表される二次元層状物質は,原子レベルで平坦で安定した表面を有し,原子数個分の極めて薄い薄膜であるため,従来のシリコンに代わる新しい半導体材料として期待を集める。本稿では,二次元層状物質の一つである二硫化レニウムを用いた,光と電気信号により制御する多値メモリーについて解説する。

【目次】
1 はじめに
2 二次元層状物質とその応用
3 二次元層状物質を用いた光多値メモリー
4 おわりに

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[Market Data]

発泡プラスチックの市場動向

【目次】
1 概要
 1.1 原料合成樹脂
 1.2 成形法
  1.2.1 注型発泡成形法
  1.2.2 溶融発泡成形法
  1.2.3 固相発泡成形法
2 需要動向
3 用途動向
4 メーカー動向

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[Material Profile]

塩化亜鉛
塩化チオニール
著者一覧
濱島裕章  (株)XTIA 
矢代航   東北大学 
笹田昌弘  同志社大学 
寺門信明  東北大学
高橋儀宏  東北大学
藤原巧   東北大学
折原秀治  (有)折原製作所
折原芳男  (有)折原製作所
木村僚   京都大学 
齊藤尚平  京都大学
米山明男  九州シンクロトロン光研究センター
馬場理香  (株)日立製作所
河本正秀  九州シンクロトロン光研究センター 


目次
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【特集】材料の特徴を知る―計測技術の開発と展開

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光コムによる三次元形状測定技術
Three-Dimensional Shape Measurement Method via Optical Frequency Comb Technique

 光コムは周波数が等間隔に並んだスペクトルを持つ光信号であり,21世紀に入ってから急速に発展している技術である。この技術は精密分光測定として2005年にノーベル物理学賞を受賞したものであるが,最近では天文分野や高速通信分野などの様々な分野で活用できるとして,研究が進められている。本稿では,光コムについて基礎的な内容を説明し,弊社で製作している光コム干渉を利用した三次元形状測定装置を紹介する。

【目次】
1 はじめに
2 光コムによる精密周波数測定とデュアルコム分光測定
3 光コムによる精密距離測定
4 距離測定から形状測定への応用
 4.1 テレセントリックレンズとステージを用いた形状測定装置
 4.2 円筒内面検査
5 まとめと今後の展望

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動的3D 観察を可能にする放射光マルチビーム化技術の開発
Development of Multi-Beam X-ray Optics for 4D Synchrotron X-ray Tomography

 人間の目で認識できる限界をはるかに超える時間スケールであるミリ秒時間分解能の放射光X線CTについて紹介する。最近では,放射光マルチビーム化技術の開発により,試料を回転することなく1msでのX線CTに成功しており,これまで人類が目にすることのなかった様々な非平衡系の観察が可能になると期待される。

【目次】
1 はじめに
2 X線CT
3 試料回転あり放射光ミリ秒X線CT
4 放射光マルチビーム化による試料回転なしX線CT
5 まとめと今後の展望

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切断にともなう材料流動の可視化―金型を利用したせん断加工について―
Visualization of Material Flow in Shearing Using Metal Mold

 様々な対策を行う際に,現象を可視化することは有効である。ここでは,金型を利用してアルミニウム材料を切断する際の材料変形を実験により可視化した結果を紹介する。

【目次】
1 はじめに
2 材料流動の観察方法
3 せん断加工中のだれの形成に関係する材料の流動
4 まとめ

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ラマンスペクトルに基づく化学強化ガラスの局所応力評価式の構築
Establishment of a Formula for Local Stress Evaluation in Chemically Strengthened Glass Based on Raman Spectra

 スマートフォンのタッチパネルにも使われる化学強化ガラスは,ガラスの弱点であった割れやすさを克服した機能材料である。本稿では,強さの源である圧縮応力を非破壊かつ非接触に局所評価する新手法について紹介する。

【目次】
1 はじめに
2 “Stuffing effect”と化学強化
3 ラマン分光によるV,s,及びrの算出方法
4 圧縮応力の算出
5 化学強化の微視的描像
6 まとめと展望

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粘度測定のための「 羽ばたく蛍光分子」の開発
Development of Flapping Fluorescent Molecules for Viscosity Measurements

 流体や高分子材料の粘度のムラを可視化して定量評価する方法として,対象となる物質に蛍光粘度プローブを分散させる方法がある。今回,従来の分子内の結合回転を利用して粘度を感じ取る蛍光プローブとは異なり,分子の羽ばたき運動を利用することで極めて低い粘度の違いに応じて蛍光量子収率と蛍光寿命を変化させる新しい蛍光粘度プローブを開発した。

【目次】
1 蛍光粘度プローブで局所粘度を定量化する
2 従来の課題を克服した「羽ばたく蛍光粘度プローブ」Perylene FLAPを新たに開発
3 羽ばたく蛍光プローブは低粘度領域で回転型蛍光プローブを上回る粘度応答機能を示す
4 今後の展望:光技術への応用
 
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X線後方散乱を用いた新しい元素イメージング法の開発
Novel Zeff Imaging Using X-ray Backscattering

サンプルに照射したX線のうち,照射側に散乱されたX線のエネルギー分析からサンプル内部の元素情報(実効原子番号及びその空間分布)を取得する新しいイメージング法(後方散乱元素イメージング)について,原理,装置,及び単色放射光を用いた原理実験の結果を紹介する。本法では高いエネルギーのX線を利用することで,表面に加えてこれまで不可能であったサンプル深部の元素情報も取得可能で,異物の混入検査や不良解析への展開が期待される。

【目次】
1 はじめに
2 後方散乱元素マッピングの原理
3 計測装置
4 放射光を用いた原理実験
 4.1 蛍光スペクトルと散乱角度
 4.2 原子番号とRC比の関係
5 ファントムを用いた試用イメージング
 5.1 ファントムの計測結果
 5.2 クラスター解析を用いたセグメンテーション
6 RC比とZeffの関係
7 まとめと今後の展開
 
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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
Market Trends of Chemicals for Flat Panel Displays

 フラットパネルの世界市場は,約12兆3,000億円である。そのうち約80%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がテレビなどの大型パネルのみならずスマートフォンの中小型市場においても激しさを増し,かつては90%以上を占めていたシェアも約10%下がった。また,液晶は韓国から中国メーカーへと主導権が移りつつあり,同じ現象の兆候が次第に有機ELディスプレイにも見られるようになってきた。

【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
著者一覧
久保百司  東北大学 
岩崎富生  (株)日立製作所 
藤井進  (一財)ファインセラミックスセンター 
美多剛  北海道大学 
畠山歓  早稲田大学 
小柳津研一  早稲田大学
島津博基  (国研)科学技術振興機構 
髙橋一浩  豊橋技術科学大学
熊谷隼人  豊橋技術科学大学
藤枝俊宣  東京工業大学


目次
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【特集】データ駆動型科学による材料開発―マテリアルズインフォマティクスの展開~開発・実例編~

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マテリアルズインフォマティクスによるナノ・バイオデバイス界面の設計
Design of Interfaces in Nano-Bio-Devices by Use of Materials Informatics

 マテリアルズインフォマティクス設計技術を駆使することで,環境配慮・人体影響配慮型材料(DNAとポリ乳酸)との密着強度を最大にする材料の設計指針として,幾何学的マッチングが重要であることを導いた。この結果の妥当性をスクラッチ試験で実証し,本技術の有効性を示すことができた。

【目次】
1 ナノ・バイオデバイス分野における界面密着強度の課題
2 DNAとの密着強度に優れたセラミックス材料を設計する解析モデル
3 高密着性材料の設計方法
 3.1 分子動力学による密着強度解析手法
 3.2 直交表による支配パラメータ選定方法
 3.3 応答曲面法による最適材料設計方法
4 最適設計の結果および考察
 4.1 密着強度の支配パラメータの選定結果
 4.2 最適設計の指針および結果の考察
5 結論

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機械学習による結晶粒界の熱伝導度の高精度予測
Accurately Predicting Grain Boundary Thermal Conductivities Using a Machine Learning Approach

 結晶粒界の構造と物性の相関を解明することは材料科学の重要なテーマである。本稿では,MgO 粒界の熱伝導度を対象に,原子構造から物性を直接予測した研究成果を紹介する。構造記述子や階層的クラスタリングを活用して適切な入力パラメータを見出せば,単純な線形回帰でも高精度に熱伝導度を予測できることが明らかになった。

【目次】
1 はじめに
2 粒界熱伝導度の網羅的計算
3 熱伝導度の予測モデルと物理的解釈
4 おわりに

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計算科学によるα-アミノ酸の合成経路予測と実験科学による具現化
Chemical Synthsis of α-Amino Acids Guided by Quantum Chemical Calculations

 従来の実験科学は,試行錯誤の繰り返しによる経験的な手法であり,一つの革新的な化学反応の開発にかかる時間や費用が研究者にとって大きな負担であった。それに対し,人工力誘起反応法(AFIR法)という量子化学計算を用いることで,目的の反応経路,および出発原料を予め予測することができる。この手法を活用して,α,α-ジフルオログリシン誘導体(グリシンの生物学的等価体)の化学合成をわずか2か月で達成した。

【目次】
1 量子化学計算による反応予測
2 ターゲット分子の選定
3 量子化学的逆合成解析,および出発物質の選定
4 速度論解析の活用
5 合成化学実験
6 今後への期待
7 おわりに

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AIを活用した新規イオン伝導性高分子の探索と開発
Exploration of Ion-Conducting Polymers by Machine Learning

 マテリアルズ・インフォマティクス(MI)の実践に必要な基本スキームについて,全固体リチウムイオン電池の部材としても注目を集める高分子イオン伝導体の構造探索を例に解説する。我々が直面した課題や将来展望等も交えつつ,MIで“より良い材料”を得る為の方法論,課題,将来展望について紹介する。

【目次】
1 はじめに
2 MIによる高分子固体電解質の探索
3 何をデータベースに記録するか?
4 データベース構築の実際
5 機械学習の結果
6 新規構造の探索
7 MIの更なる普及に向けた課題
 7.1 外挿予測
 7.2 データ不足
 7.3 スクリーニング法
8 まとめと今後の展望

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AI×マテリアルの研究動向・課題対応策と今後の展望
Trends in Materials Research with AI and Machine Learning

 実験科学,理論科学,計算科学に次ぐ第4の科学としてデータ科学の進展が著しく,今後の物質・材料研究はこれらの統合によって進むことが予期される。ここでは,AI・機械学習が物質・材料研究にどのように用いられているか直近2~3年の研究動向を中心にレビューを行い,今後のさらなる進展に向けたボトルネックについて考察した。

【目次】
1 はじめに
2 研究の動向
 2.1 バーチャル・ハイスループット・スクリーニング
 2.2 計測インフォマティクス
 2.3 分子インフォマティクス
3 課題
4 課題への対応
 4.1 オープンサイエンスの推進(戦略的なデータプラットフォームの構築)
 4.2 文献解析(自然言語処理)手法の高度化
 4.3 転移学習の活用
 4.4 能動学習(探索空間の拡大)の活用
 4.5 例外的な物質の探索手法の確立
 4.6 解釈可能・説明可能AI技術の開発
5 今後の展望
 5.1 実験データのハイスループット取得(自動化とロボティクス)
 
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[Material Report―R&D―]

伸縮性ナノシートを用いた可変プラズモニックカラーシート
Tunable Plasmonic Color Sheet Using Stretchable Nanosheet

 金属のナノ周期構造により発生する表面プラズモンを利用した光の異常透過現象は,高い光透過率と空間分解能,波長選択性を有し,波長選択フィルタやイメージセンサへ向けた研究が進められている。本稿では,表面プラズモンを励起する波長は金属周期の変更により変調動作が可能な点に着目し,エラストマー材料をナノ薄膜化したシート中にプラズモニック構造を埋設した伸縮性プラズモニックカラーフィルタを紹介する。

【目次】
1 はじめに
2 SBSナノシートの作製
3 プラズモニックフィルタの光学設計
4 プラズモニックシートの作製
5 プラズモニックシートの光学特性評
6 まとめ
著者一覧
久保百司  東北大学 
谷藤幹子  (国研)物質・材料研究機構 
廣澤史也  工学院大学
樋口隼人  工学院大学
高羽洋充  工学院大学
本郷研太  北陸先端科学技術大学院大学 
岩崎悠真  日本電気(株)
吉武道子  (国研)物質・材料研究機構 
岡田重人  九州大学
喜多條鮎子  山口大学


目次
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【特集】データ駆動型科学による材料開発―マテリアルズインフォマティクスの展開~手法編~

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材料データプラットフォームシステムの設計と構築
Architecture of the Data Platform System in Materials Science

 日本のデータプラットフォームの構築は,材料分野ではNIMSが2017年に着手したことに始まる。日本では,2006年に初めてマテリアルズインフォマティクスという言葉が論文に登場し,以来,実験と計算,材料科学とデータ科学を両輪とするデータ駆動型材料研究が進展している。本システムは,そうしたデータ駆動急伸の中にあり,本稿では材料分野ならではのこだわりと工夫について,大規模システム構築の視点から紹介する。時代はさらに進みデジタルトランスフォーメーションという概念が登場した。IoTデータを含むIT技術の進展に伴う環境の変化に対応し,持続可能なシステムを目指して改良と運用の最適化に取り組んでいる。

【目次】
1 はじめに
2 データプラットフォーム機能
 2.1 データプラットフォームの構成
 2.2 サブシステムとコアシステム,APIフレームワーク
 2.3 データモデルとメタデータの設計
 2.4 集まるデータを繋いで検索・出力可能とする設計
3 材料計測データの自動収集とワークフロー
 3.1 計測機器メーカーとの協同による計測データを機械学習に導くツールの開発と公開
 3.2 収集・判読・解析を実施する共用基盤とワークフロー
 3.3 材料計測データの効率的な解析
4 データ移送におけるデータパッケージングRo-Crateの試み
5 データプラットフォーム上で流通するデータが,相互判読・機械学習にかけられるための語彙の統制MatVoc
6 プラットフォーム活用のシナリオ
7 おわりに―データクラウド時代

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マテリアルズインフォマティクスのための計算化学シミュレーション技術
Computational Chemistry for Materials Informatics

 計算化学を利用したMI研究の具体的な取り組みを紹介する。触媒の探索例としてリチウム空気電池のORR触媒,電子物性予測への取り組みとしてハライドペロブスカイト量子ドットの発光波長予測,および新規LED用蛍光体材料の探索,そして理論的設計指針をMIで求める例として二酸化炭素分離膜材料について紹介する。

【目次】
1 はじめに
2 リチウム空気電池のORR触媒の網羅的探索
3 ハライドペロブスカイト量子ドットの発光波長の予測
4 Eu2+付活蛍光体の温度消光特性の予測と黄色・赤色発光する新規母体構造の探索
5 二酸化炭素を選択的に分離する分離膜材の設計指針
6 まとめ

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効率的な材料設計のための統計的機械学習法
Machine Learning for Efficient Materials Design

 本記事は,「コンピュータによる材料設計」としての「マテリアルズ・インフォマティクス(MI)研究」について解説する。計算科学との関連性を交えて,MI研究の中核となる機械学習と関連事項を概説した後,ベイズ的手法による材料設計手法について解説する。

【目次】
1 はじめに
2 MI研究の基本事項
 2.1 化合物空間と化合物探索
 2.2 記述子
 2.3 機械学習
3 データ駆動型材料設計の実例
 3.1 元素置換による材料設計
 3.2 有機材料設計
4 まとめと今後の展開

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説明可能AIを活用したマテリアルズ・インフォマティクス
Materials Informatics by Using Explainable AI

 マテリアルズ・インフォマティクスでは『AIと科学者の協創』が非常に重要となる。本パートでは,説明可能AIによって構築した機械学習モデル内部を科学者が物理・化学・材料学の知見をもとに解釈・考察しながら展開するマテリアルズ・インフォマティクスについて,その具体的事例を基に説明する。

【目次】
1 説明可能AIとマテリアルズ・インフォマティクス
2 スピン熱電材料
3 説明可能AIを用いたスピン熱電材料開発
4 おわりに

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マテリアルキュレーションⓇ:科学法則の分野横断的利用による材料探索
Materials Curation: Exploring Materials by Interdisciplinary Utilization of Scientific Principles

科学法則を分野横断的にたどっていくことで,従来材料とは異なった系に材料探索範囲を広げる手法(マテリアルキュレーションⓇ)について述べる。この手法の基となる,科学法則に基づいて材料特性間の関係性を見つける例,その関係性を利用して材料探索に生かす例,及び材料特性の間の関係性をデータベース化して探索するシステムの開発について報告する。

【目次】
1 はじめに
2 科学法則に基づき材料の特性を結びつけるとは:シンプルでも役立つ
 2.1 生成エンタルピーとバンドギャップ
 2.2 生成エンタルピーと酸化還元電位
 2.3 バンドギャップと電気伝導率
3 結びつきのネットワーク構造の解析
4 支援システムの開発
5 最後に

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[連載 革新型蓄電池の開発に向けた取り組み 第6回]

コンバージョン反応
Conversion-Type Reaction

 EVやグリッドストレージ用蓄電池としてポストLiイオン電池に求められるスペックは,高エネルギー密度から高コストパフォーマンスにシフトしつつある。多電子大容量と低コストを両立する新たな電池反応として鉄系電極活物質におけるコンバージョン反応,さらに犠牲塩と鉄微粒子の混合正極における逆コンバージョン反応について紹介する。

【目次】
1 インターカレーション反応
2 コンバージョン反応
3 逆コンバージョン反応
4,400円
著者一覧
後藤拓  東京大学
伊藤剛仁  東京大学
清水禎樹  (国研)産業技術総合研究所
寺嶋和夫  東京大学
伯田幸也  (国研)産業技術総合研究所
板垣肇  日立金属(株)
川本将大  (株)バイオアパタイト
小澤晃代  堺化学工業(株)
吉田朋子  大阪市立大学
牧田龍幸  東京大学
渡邉峻一郎  東京大学
竹谷純一  東京大学
岡田正弘  岡山大学
松本卓也  岡山大学
新津敬介  千葉大学
矢貝史樹  千葉大学
齋藤守弘  成蹊大学
森保友樹  NADS Scientific合同会社 


目次
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【特集】機能材料R&D特集

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プラズマ表面改質カーボンナノチューブ/ファイバーと環動高分子を用いた複合材料の創出~金属並みの熱伝導とゴムの柔らかさを両立~
Development of High Thermal Conductive Composite Material of Plasma-Surface Modified Carbon Nonotube/Nanofiber/Slide-Ring Material

 環動高分子とプラズマ表面改質カーボンナノファイバー/カーボンナノチューブを用いて複合材料を設計した。ファイバー配向,ならびにプラズマ表面改質により,ゴムの柔軟性を有しつつ,金属領域の高熱伝導(14 W/mK)を示す複合材料の創出に成功した。

【目次】
1 はじめに
2 エラストマー・無機粒子複合材料の高機能化における課題
3 環動高分子とプラズマ表面改質無機粒子を用いた複合材料「タフコンポジット」
4 タフコンポジットの高熱伝導化への取り組み
5 一方向電界配向されたプラズマ表面改質マルチスケール多層カーボンナノチューブと環動高分子を用いた異方性高熱伝導コンポジットの創
 5.1 電界印加によるフィラー配向
 5.2 実験方法
  5.2.1 CNF ならびにCNT 改質手法
  5.2.2 複合材料作製
  5.2.3 サンプルの特性評価
 5.3 結果と考察
  5.3.1 形態観察
  5.3.2 熱伝導性評価
  5.3.3 力学特性評価
  5.3.4 従来複合材料との比較
6 おわりに

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磁区制御による低損失Fe基アモルファス薄帯MaDC-A™
Low Loss Fe-based Amorphous Strip MaDC-ATM with Magnetic Domain Control Technique

 Fe基アモルファス薄帯へのレーザースクライブ処理により磁区構造を制御し,変圧器用巻鉄心として30%を超える鉄損低減効果を実現した。この磁区制御技術を適用した新製品MaDC-ATM は,一軸磁気異方性を維持しつつ,最適な磁区幅に細分化させた低損失な材料であり,変圧器用途に限らずモータ他,幅広い分野への展開を期待したい。

【目次】
1 はじめに
2 Fe基アモルファス薄帯の磁区構造と鉄損
3 Fe基アモルファス薄帯の磁区制御
 3.1 磁区細分化による鉄損低減効果
 3.2 磁区細分化手法
 3.3 レーザースクライブによる磁区細分化
 3.4 単板磁気特性評価
4 変圧器用巻鉄心の特性評価
5 おわりに

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コンクリートがれきと廃木材から作る新規土木・建設材料の開発
New Materials Made from Concrete and Plants

 「廃コンクリート」と「廃木材」という廃棄物から,循環利用と環境負荷の低減を目的に,東京大学生産研の酒井先生と株式会社バイオアパタイトの共同研究にて「ボタニカルコンクリート」を開発した。本稿では既存コンクリートを超える性能をもつ今までにない新材料「ボタニカルコンクリート」について紹介する。

【目次】
1 はじめに
2 廃コンクリートの現状について
3 廃木材の再利用とリグニン
4 ボタニカルコンクリートの製造と性能
5 ボタニカルコンクリートの活用
6 ボタニカルコンクリートの展望
7 最後に

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黒リンの安全で高収率な溶液合成法
Success in Wet Synthesizing Black Phosphorus with a Safe and High-Yielding Method

 黒リンは,二次元シート(フォスフォレン)が三次元に積層した構造を有し,高いホール移動度や,シート数によりバンドギャップが可変である特徴のため,電池や光触媒,トランジスタなど幅広い分野での応用が研究されている。しかし黒リンの合成には高温高圧や,真空が必要であり,大量合成には課題が多い。本研究では赤リンを出発原料としてソルボサーマル反応で黒リンを安全に高収率で合成することに成功した。溶液中での黒リンの成長過程および生成した黒リンの構造や物性について解説する。

【目次】
1 はじめに
2 光触媒としての黒リン
3 黒リンの各種合成方法
4 溶液法による黒リンの合成
5 温度による影響
6 出発原料および濃度影響
7 合成した黒リンのキャラクタリゼーション
8 合成した黒リンのミクロまたはバルクの結晶構造
9 黒リン形成メカニズム
10 可視光照射下での水素生成活性の評価
11 まとめ

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有機半導体単結晶ウエハーの製造と転写積層による高性能有機トランジスタの開発
Wafer-Scale Organic Single Crystals and High-Performance Organic Transistors Using Transfer Techniques

 印刷可能な有機単結晶を用いた電界効果トランジスタの開発は急速に進展している。大規模な有機集積回路の実用化に向けて,安価・真空プロセスフリーかつ大面積化可能な転写積層手法について解説し,高性能有機トランジスタ開発の現状を概観する。

【目次】
1 緒言
2 印刷を用いた有機半導体単結晶ウエハーの製造
3 有機半導体単結晶薄膜の転写積層手法
4 電極の転写積層手法
5 今後の展開

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金属チタンをベースとした生体軟組織用の固体接着材
Titanium-Based Solid-State Adhesives for Biological Soft Tissues

 筆者らは最近,金属チタンを適切に表面処理することで「瞬時に生体軟組織と接着する」ことを報告した。液体や粘着体ではなく,硬化反応を伴わずに被着体と直接接着する固体の材料は「solid-state adhesive」と呼ばれ,その特徴を強調するために筆者らは「固体接着材」と訳している。本稿では,生体組織用の接着剤ならびに固体接着材の現状を概説した後,筆者らが開発した軟組織用のチタン製固体接着材を紹介する。

【目次】
1 はじめに
2 生体組織接着剤とは?
3 軟組織用接着剤(材)開発の現状
4 チタン製の軟組織用固体接着材
5 おわりに

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特異な熱応答性と超らせん構造を持ち,自発的に成長する超分子ポリマーの開発
Spontaneous Formation of Helicoidal Supramolecular Copolymers Exhibiting Specific Thermal Response

 近年,分子が一次元的に集合して形成される「超分子ポリマー」が,環境応答性や自己修復性に優れた次世代の高分子材料として注目を集めている。本稿では,筆者らが最近開発に成功した,2 種類のモノマーを混合することで自発的に形成される,超らせん性・熱応答性超分子ポリマーについて紹介する。

【目次】
1 はじめに
2 リング状超分子ポリマーの発見
3 2種類のモノマーが協働する超分子重合
4 おわりに

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[連載 革新型蓄電池の開発に向けた取り組み 第5回]

イオン輸送解析に基づく非水系Li空気電池用デュアル溶媒電解液の開発
R&D of Dual Solvent Electrolytes for Non-aqueous Li-air Batteries Based on Ion Transport Analyses

 近年,次世代電池の一つとして現行のLi イオン電池の5 倍以上の高エネルギー密度を示す可能性を有する非水系Li 空気電池(LAB)が期待されている。本稿では,非水系LABの電解液研究について著者らの進めている電解液解析からの開発アプローチを概説するとともに,これらの解析結果に基づくLAB に適した電解液設計の考え方と,その具体的な検討の一例について紹介する。

【目次】
1 はじめに
2 非水系LABの作動原理と課題
3 レドックスメディエータとLiNO3電解液
4 高誘電・低粘性溶媒を用いたデュアル溶媒電解液の溶液物性
5 デュアル溶媒電解液のLABへの応用
6 おわりに

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NIRを用いた多成分マトリックス中の金属イオン/無機・有機アニオン/有機物間接指標の非破壊迅速定量法の確立― 製造品・中間体・品質保証・工程・排水・製造残渣物管理メソッドの確立 ―

【目次】
1 はじめに
2 NIR分析法とは
3 工業系アプリケーション構築のための概念
4 NIR分光分析法のメリット
5 アプリケーション作製に用いたNIRシステムとスペック
6 工業系アプリケーションのご紹介
7 考察
8 最後に
4,400円
著者一覧
小島由継  広島大学
立川貴士  神戸大学
南祐輔  大阪市立大学
天尾豊  大阪市立大学
小林大祐  東京電機大学
亀川厚則  室蘭工業大学 
田村元紀  電気通信大学
市川貴之  広島大学 
中村暢伴  大阪大学 
荒井創  東京工業大学  
池澤篤憲  東京工業大学


目次
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【創刊39周年特集】水素社会の実現へ向けて―水素の製造と貯蔵技術展開―

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二酸化炭素削減とエネルギー自給率向上を目指して
Aiming for CO2 Reduction and Improvement of Energy Self-Sufficiency Rate

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ヘマタイトメソ結晶光電極を用いた太陽光水素製造
Solar Hydrogen Generation Using Hematite Mesocrystal Photoanodes

次世代エネルギーのひとつである水素を太陽光と水からつくり出すことができる光触媒が注目されている。一方,エネルギー変換効率は未だ数%程度であり,実用化に向け大幅な効率向上が望まれる。本研究では,独自のメソ結晶技術を応用し,高効率なヘマタイトメソ結晶光電極を開発し,太陽光水素を製造することに成功した。
【目次】
1 はじめに
2 メソ結晶
3 ヘマタイトメソ結晶光電極の作製と光水分解性能
4 効率向上のメカニズム
5 おわりに

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高分子分散型金属微粒子によるギ酸分解に基づく水素生成
Hydrogen Production Based on Formate Decomposition with Polymer-Dispersed Platinum Nanoparticles

近年,クリーンで持続可能なエネルギーとして水素が注目されているが,水素を安全かつ効率的に輸送・保管するためにアンモニア等のエネルギーキャリアが注目されている。本稿では,二酸化炭素から合成できるギ酸を水素エネルギーキャリアとして着目し,室温・大気圧条件下でギ酸を水素と二酸化炭素に選択的に分解し,水素を取り出すことのできる白金微粒子触媒について紹介する。

【目次】
1 はじめに
2 白金微粒子を用いたギ酸分解反応
 2.1 白金微粒子
 2.2 ギ酸分解反応条件
 2.3 Pt-PVPが触媒するギ酸分解に基づく水素生成速度のpH依存性
 2.4 赤外分光法を用いたギ酸と白金微粒子の結合状態の特定
 2.5 エタノール及び酢酸に対するPt-PVPの触媒活性の評価
 2.6 反応機構
 2.7 律速段階の検討
 2.8 副反応の検討
3 まとめ

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メタノール水溶液改質水素発生装置の開発
Development of Hydrogen Generation Reactor Using Methanol Reforming Reaction

メタノールは有機ハイドライドなどと比べて200℃程度と比較的低温条件下にて改質反応により水素を発生させることができ,二酸化炭素から合成する手法が提案されておりCCUの観点からも着目されている。本稿では,二重円筒型水素発生装置を用い,過熱液膜状態を活用したメタノール水溶液改質反応について紹介する。

【目次】
1 はじめに
2 再生可能エネルギーキャリア
3 過熱液膜状態
4 流通式反応器を用いた脱水素反応
5 二重円筒型水素発生装置の開発
6 おわりに

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高性能V系水素吸蔵合金の開発
Development of V-based Hydrogen Absorbing Alloys with High Performance and Their Multi-Hydrogen Functions

V系水素吸蔵合金は,常温常圧で水素を吸放出する最も高容量な水素吸蔵合金として知られ,適応するシステムの作動条件に対して,合金設計によって広範囲に水素吸蔵特性を制御できることに特徴がある。本稿ではV-Ti-Cr合金に着目し,水素貯蔵材料としての合金元素と高容量化の指針について述べ,更にV系合金の水素との多様な機能や応用例についても概説する。

【目次】
1 はじめに~水素吸蔵合金~
2 バナジウム(V)の水素化特性
3 V系水素吸蔵合金
4 V-Ti-Cr合金の高性能化
5 その他のV系水素吸蔵合金の高機能
 5.1 水素透過能
 5.2 同位体効果
 5.3 水素昇圧への応用

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ステンレス基材への多層硬質膜生成による水素バリア機能向上
Hydrogen Barrier Properties of Multi-Layered Coatings on Stainless Steels

水素用材料として使われるSUS316L鋼を基材として,多層硬質膜を被覆した試料の水素バリア特性を評価した。水素透過率を1/100以下に少なくする効果が確認できた。皮膜の結晶粒界や,多層膜の各皮膜間の界面は,水素のトラップサイトになりえて,微細結晶構造が水素バリア性発現に有効であると考えられた。

【目次】
1 序言
2 実験方法
 2.1 皮膜の特性
 2.2 水素透過試験
3 実験結果と考察
 3.1 水素透過挙動
 3.2 皮膜の微細結晶構造と水素透過挙動
4 結言

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ナトリウムを用いた熱化学水素製造
Thermochemical Hydrogen Production by Using Sodium

2050年における温室効果ガスの排出量を80%以上削減するために,再生可能エネルギーの大量導入は避けて通ることはできない。そのために,水素をより低コストに製造可能と考えられる熱化学法の一つとして,我々が注力しているナトリウムを用いた熱化学水素製造技術の概略と課題,更にはコストに関する見通しについて紹介する。

【目次】
1 はじめに
2 熱化学水素製造
3 酸化ナトリウムからのナトリウム分離反応
4 様々な材料と酸化ナトリウムの反応性
5 腐食を回避する反応器
6 大量製造時のコスト見積もり
7 おわりに

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低濃度水素ガスを検出するためのパラジウムナノ粒子の開発
Development of Palladium Nanoparticles for Detection of Low-concentration Hydrogen Gas

低濃度の水素ガスに対して高い検出能力を有するパラジウムナノ粒子の作製方法に関する研究成果を紹介する。圧電体の共振を利用した独自の手法を用いて,基板上に適切に分散されたパラジウムナノ粒子を作製し,低濃度(0.25ppm)の水素ガスを検出することに成功した。

【目次】
1 はじめに
2 パラジウムナノ粒子の体積変化を利用した水素センサ
3 抵抗スペクトロスコピー法を用いた粒子間隔の調整
4 ナノ粒子を使った水素検出実験
5 まとめ

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[連載 革新型蓄電池の開発に向けた取り組み 第4回]

亜鉛空気電池の特徴・課題と対策
Zinc Air Battery-Features, Issues and Solutions

亜鉛空気電池はエネルギー密度・コスト・安全性の面でリチウムイオン電池を凌ぐ可能性を有する蓄電池であるが,実用化に向けて可逆性や耐久性の向上が必要である。本稿では亜鉛極および空気極の反応機構とその解析事例,および特性改善に向けた取り組みを紹介し,その可能性を探る。

【目次】
1 はじめに
2 亜鉛空気電池の特徴と課題
3 亜鉛極の特性改善の取り組み
4 空気極の特性改善の取り組み
5 メカニカル充電式亜鉛空気電池
6 おわりに
4,400円
著者一覧
宮元展義  福岡工業大学 
緒明佑哉  慶應義塾大学
長田実  名古屋大学
毛利恵美子  九州工業大学 
中戸晃之  九州工業大学
鈴木康孝  山口大学
川俣純  山口大学
粟屋恵介  熊本大学
伊田進太郎  熊本大学
嘉治寿彦  東京農工大学
万代俊彦  (国研)物質・材料研究機構


目次
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【特集】無機ナノシートの最新動向

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はじめに
Introduction

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ナノシート材料の合成:基礎から最先端手法まで
Syntheses of Nanosheet Materials : Fundamental and Advanced Methods

 ナノシート材料は,二次元異方的な形状に由来した特異な性質や機能に期待が集まっている。薄く・幅広い形状の材料を合成するには,等方的な形状をもつ材料とは異なるアプローチが必要となる。本稿では,無機・有機問わず様々なナノシート材料のボトムアップおよびトップダウン合成について,基礎から最先端の手法を俯瞰する。

【目次】
1 はじめに
2 ナノシート材料のボトムアップ合成
3 層状物質の層間相互作用とナノシート材料のトップダウン合成
4 層間相互作用の変換による柔軟な層状物質を利用したナノシート材料の合成
5 ハイスループット化とマテリアルズインフォマティクスによる制御性の向上
6 柔軟な層状物質を利用したはく離手法の有機高分子ナノシート作製への応用
7 おわりに

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無機ナノシートの精密集積と電子デバイスへの応用
Controlled Assembly of Inorganic Nanosheets and Its Application to Electronic Devices

 無機ナノシートは究極の2次元性と共に,グラフェンにはない組成,構造,機能の多様性を具備しており,グラフェンで実現できない機能発現を目指す「ポストグラフェン材料」の新しい舞台として注目されている。本稿では,酸化物ナノシートの精密集積技術と電子デバイスへの応用について紹介する。

【目次】
1 はじめに
2 ナノシートの精密集積
3 ナノシートの電子デバイス応用
4 おわりに

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無機ナノシート液晶とソフトマテリアル
Inorganic Nanosheet Liquid Crystals and Soft Materials Prepared from Nanosheets

 無機結晶という典型的なハードマテリアルから,ソフトマテリアルとしてふるまう無機ナノシート液晶が創出される。この一見矛盾するかのような事実は,近年,様々な研究事例により広く受け入れられている。無機ナノシート液晶を構成するナノシートは個々の粒子として結晶構造を維持しつつ,その集合体であるコロイドは液晶となってソフトマテリアル特有の柔らかさを示し,外力に対する敏感な応答性を有する。本稿では,無機ナノシート液晶について,その合成方法から有機物質由来のソフトマテリアルとの比較,外場による操作,無機―有機ハイブリッド材料としての無機ナノシート液晶の役割まで概説する。

【目次】
1 はじめに-ソフトマテリアルとは
2 無機ナノシート液晶の形成?無機結晶(ハードマテリアル)をソフトマテリアルに変換する
3 ソフトマテリアルとしての無機ナノシート液晶?有機ソフトマテリアルとは何が違うか
4 無機ナノシート液晶の操作?柔らかい構造を外場で制御する
 4.1 剪断による配向操作
 4.2 磁場による配向操作
 4.3 電場による配向操作
 4.4 光による配向操作
5 無機ナノシート液晶と有機高分子とのハイブリッド?刺激応答ゲルへの展開
6 おわりに

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粘土ナノシートが生み出すミクロな環境下にある有機化合物の光機能
Optical Functionalities of Organic Compounds Confined in Micro-Environments of Clay Nanosheets

 本稿では,粘土ナノシートの表面,あるいは層間のミクロ環境が,有機化合物から引き出す特徴的な光機能について概説する。特に,ミクロ環境がもたらす有機化合物の特異的な会合状態,立体構造の平面化,分子振動の抑制による一分子レベルの電子的性質の変化にフォーカスして紹介していく。

【目次】
1 はじめに
2 ナノシートの表面に吸着した有機化合物の会合状態の制御
3 立体構造の平面化
4 分子振動の抑制
5 粘土鉱物の膨潤性を利用した光学特性のスイッチング
6 おわりに

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ナノシート触媒
Nanosheet Catalyst

 層状化合物の剥離等によって合成できるナノシートは,高い比表面積を持ち,1 枚のナノシートは単結晶に近く粒界等が非常に少ない結晶であるため,光触媒材料や触媒材料として注目されている。本稿ではこのような「ナノシート触媒」の可能性について紹介する。

【目次】
1 はじめに
2 ナノシート光触媒
3 ナノシートpn接合光触媒
4 可視光応答性の酸窒化物ナノシート光触媒
5 揮発性有機物分解触媒
6 ナノシート水素化触媒
7 ナノシート電極触媒
8 まとめ

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 [Material Report-R&D]

10 μm 超の有機顔料半導体層でも動作する結晶化有機薄膜太陽電池
Crystallized Organic Photovoltaic Cells Operable with Organic Pigment Semiconductor Layers up to 10 μm

 有機顔料も適切に結晶化すると10 μm まで厚くしても有機薄膜太陽電池の光電変換層としての効率をほとんど落とさないことを発見した。有機顔料が従来より桁違いに大きい厚さでも正常に光電変換素子に利用できたことから,今後,結晶の利点を活かした顔料系の有機薄膜太陽電池や有機発光ダイオードなどの有機光電変換素子も期待される。

【目次】
1 はじめに
2 有機薄膜太陽電池とその光電変換層の膜厚の光学設計
3 有機薄膜太陽電池の活性層の膜厚と太陽電池特性の関係の結晶化による変化
 3.1 活性層が結晶化された顔料OPV素子の作製
 3.2 活性層の膜厚と太陽電池特性の関係
 3.3 10μmの結晶化有機薄膜太陽電池の膜形態と結晶性
 3.4 活性層の膜厚と吸収・太陽電池特性の関係
4 バッファ層と反射防止膜の効果
 4.1 安定した比較のためのバッファ層の選択
 4.2 反射防止膜の効果
5 まとめと展望

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[連載 革新型蓄電池の開発に向けた取り組み 第3回]

マグネシウム二次電池電解液の発展と実電池化への課題
Development of Magnesium Rechargeable Battery Electrolytes and Issues of Practical Battery Materialization

 マグネシウム二次電池は,安価かつ高容量化を望めることから,実用化が期待される革新電池の一つである。最も重要な要素材料である電解液が近年目覚ましい発展を遂げたものの,実電池化までは程遠い。本稿ではこれまでの研究動向を振り返りながら,マグネシウム電池電解液の課題,そして今後の展望を議論する。

【目次】
1 はじめに
2 マグネシウム二次電池電解液の分類と特徴
 2.1 ハロゲン化物含有電解液
 2.1.1 有機ハロゲン化物系電解液
 2.1.2 改質ハロゲン化物系電解液
 2.1.3 無機ハロゲン化物系電解液
 2.1.4 ハロゲン化物添加電解液
 2.2 非ハロゲン化物電解液
 2.2.1 有機ホウ素系/水素化ホウ素系
 2.2.2 イミド系
 2.2.3 弱配位性アニオン系
 2.2.4 その他
3 各電解液系の課題
 3.1 ハロゲン化物含有電解液
 3.2 非ハロゲン化物電解液
4 まとめと今後の展望
4,400円
著者一覧
穂積篤  (国研)産業技術総合研究所
山内祥弘  (国研)物質・材料研究機構 
内藤昌信  (国研)物質・材料研究機構 
平井悠司  公立千歳科学技術大学 
植村駿  公立千歳科学技術大学
菊地竜也  北海道大学
中島大希  北海道大学
近藤竜之介  北海道大学
鈴木亮輔  北海道大学
夏井俊悟  東北大学 
佐藤知哉  (国研)産業技術総合研究所 
井須紀文  (株)LIXIL 
金子宗平  日本ペイント・サーフケミカルズ(株)  
中谷達行  岡山理科大学  
山本健太郎  京都大学  
内本喜晴  京都大学


目次
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【特集】高撥水・高親水性材料の開発動向

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特集にあたって
Preface

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ハリセンボンに発想を得た高耐久超撥水材料の開発
Development of a Highly Durable Superhydrophobic Material Inspired by Porcupinefish

硬い棘と柔軟な皮膚から構成されるハリセンボンのような構造を持つ,柔軟で高耐久性のある超撥水性材料の作成に成功した。この材料は,テトラポッド型酸化亜鉛とシリコーンゴムのコンポジットとして有機溶媒下混合・乾燥することにより簡単に作成できる。柔軟かつ多孔性であるこの超撥水性材料は,摩耗,引っ掻き,切断,曲げ,捻れに対して優れた耐性を示した。

【目次】
1 超撥水性を実現するには?
2 超撥水性材料の弱点と解決法とは?
3 高耐久な超撥水性材料:我々の戦略
 3.1 序論
 3.2 本材料の着眼点と作成方法
 3.3 テトラポッド構造を超撥水材料に使う理論的裏付け
 3.4 超撥水性材料の最適化
 3.5 超撥水性の磨耗・切断耐性の評価
 3.6 超撥水性の曲げ・捻れ耐性の評価
 3.7 まとめ
4 超撥水性材料の今後の展望

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加硫ゴムの微細加工と濡れ制御
Fabrication of the Vulcanized Rubber Microstructures and its Wettability Control

材料表面の濡れ性は表面の微細構造によって増強されるため, 超撥水性材料を作るためには一般的に微細構造の導入が必要となる。しかし微細構造は脆く壊れやすいことが多いため,一般応用することは未だ困難である。そこで本稿では耐久性を有し柔軟な加硫ゴムを用いた微細構造超撥水性材料の作製と,延伸による濡れ制御について紹介する。

【目次】
1 はじめに
2 加硫ゴム表面への微細構造転写
3 加硫ゴム微細突起構造と表面濡れ性
4 微細突起構造の延伸による再配列と濡れ性の制御
5 加硫ゴム微細構造の形状記憶効果
6 まとめ

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陽極酸化によるアルミニウム表面のナノ構造制御と超親水性・超撥水性の発現
Nanostructure Control of Aluminum Surface via Anodizing and Emergence of Superhydrophilicity/Superhydrophobicity

ピロリン酸を用いたアルミニウムの陽極酸化によってアルミナナノファイバーを大量形成し,接触角10°以下の超親水アルミニウムや,接触角150°以上の超撥水アルミニウムを作製した。さらに,ナノファイバーの構造を精緻に制御することにより,水がよく滑落する超撥水から,水がよく吸着する超撥水まで,表面の滑落性を高度に制御した。

【目次】
1 はじめに
2 ピロリン酸を用いたアルミニウムの陽極酸化
3 ナノファイバー形成アルミニウム表面の超親水性
4 自己組織化単分子膜の修飾による超撥水性の発現
5 超撥水アルミニウム表面における水滴の滑落性
6 おわりに

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親水性ポリマーを用いた多機能バイオミメティック表面の開発
Development of Multifunctional Biomimetic Surfaces Using Hydrophilic Polymers

ハスの葉やウツボカズラの内壁といった生物体表の特異なぬれ性を模倣したバイオミメティック(生物模倣)材料/表面の開発が世界中で活況を呈している。生物は安価で環境負荷の低い汎用元素を利用し,常温・常圧という極めて温和な環境下,一つの表面構造を構築すると同時に,その表面のぬれ性を制御することで,複数の機能を効率よく発現させている。本稿では,著者らが魚類体表からヒントを得て開発した親水性ポリマー(ポリマーブラシとヒドロゲル皮膜)による多機能バイオミメティック表面について紹介する。

【目次】
1 はじめに
2 ポリマーブラシを用いたぬれ性制御技術
 2.1 ポリマーブラシ
 2.2 ポリマーブラシの合成法
 2.3 ポリマーブラシの大面積合成を可能にする新規重合開始層
 2.4 ポリマーブラシによるぬれ性制御
3 生物の多機能性に学んだ自己修復型バイオミメティック皮膜
 3.1 超親水性ヒドロゲル皮膜
 3.2 超親水性ヒドロゲル皮膜の多機能性
4 おわりに

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住宅用セラミックスの防汚・抗菌表面処理技術
Anti-Fouling and Antibacterial Surface Treatments Technology on Housing Ceramics

住宅の水まわりに使われる材料や設備に防汚・抗菌性能を付与することで,洗浄水や洗剤などの削減などによる環境負荷低減,および,手入れが簡単というユーザーメリットを同時に実現できる。住宅に用いられる代表的なセラミックスとして,タイルの防汚表面処理技術,トイレの防汚処理および銀を含む抗菌釉薬について述べる。

【目次】
1 はじめに
2 水使用量と防汚技術による環境負荷低減
3 タイルの防汚技術
4 トイレの防汚技術
5 トイレの抗菌技術
 5.1 抗菌の概念と抗菌性能試験法
 5.2 抗菌剤としての銀
 5.3 銀を用いた抗菌釉薬
 5.4 抗菌釉薬中の銀の存在状態
6 おわりに

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滑水性に優れる親水化処理剤の開発
Development of Hydrophilic Coating Agent Showing Excellent Water Sliding Properties

“親水性であるにも関わらず水がよく滑落する表面”,この一見矛盾した表面機能の実現を可能にする,日本ペイント・サーフケミカルズが開発したエアコン熱交換器向け表面処理剤,サーフアルコート9340,の優れた特性と機能発現メカニズムについて概説するとともに,著者らが最近開発した,滑水性に優れた親水性透明ゾル―ゲル皮膜について紹介する。

【目次】
1 はじめに
2 エアコン熱交換器向け親水化処理剤の開発動向
 2.1 熱交換器向け親水化処理
 2.2 暖房運転時の熱交換器への着霜問題
 2.3 親水滑水化処理
3 親水滑水化処理剤サーフアルコート9340の親水滑水性
4 親水性材料と疎水性材料の分散性を向上させたSAT9340皮膜の親水滑水性
5 表面官能基の動きに着目した親水滑水性皮膜
6 おわりに

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DLC 被覆人工血管チューブ内壁の親水化処理技術
Hydrophilic Functionalization on an Inner-Wall of Artificial Vascular Grafts Using Diamond-Like Carbon Coating Technology

 医療用材料は生体にとって異物と認識されるため,生体適合の点で問題がある。本稿では,新たに開発した交流高電圧バーストプラズマCVD法によるDLC成膜技術とバイオミメティックDLC創成技術の医療分野への応用について,人工血管を例にとり,医学・工学融合領域における最先端の実用化技術について概説する。

【目次】
1 はじめに
2 医用チューブ内腔面へのDLC成膜法
3 DLCコーティングの物性評価
4 DLC表面の平滑性および親水性評価
5 DLC人工血管の生体内評価(in vivo)
6 バイオミメティックスDLCの創成技術
7 表面電位を持つDLCの血液適合性
8 おわりに

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[連載 革新型蓄電池の開発に向けた取り組み 第2回]

フッ化物イオン全固体電池
All-Solid-State Fluoride Batteries

 1価のアニオンであるフッ化物イオンをキャリアとして用いるフッ化物全固体電池は,固体内拡散の観点で不利な多価のイオンの移動を用いることなく,多価金属/金属フッ化物を用いた多電子反応を利用することができるため,高入出力かつ高エネルギー密度の二次電池が期待される。ここでは,最近の開発動向について解説する。

【目次】
1 全固体フッ化物イオン二次電池の特徴と課題
2 金属/金属フッ化物正極材料の反応機構の解明と高出力化
3 固固界面反応の速度論解析
4 フッ化物イオン伝導性固体電解質の開発
5 おわりに
4,400円
著者一覧
荏原充宏  (国研)物質・材料研究機構
大矢裕一  関西大学
増田造  東京大学
坂本和歌子  東京工業大学
嶋田直彦  東京工業大学
丸山厚  東京工業大学
宇都甲一郎  (国研)物質・材料研究機構 
中川泰宏  東京工業大学;東京大学
垣内田洋  (国研)産業技術総合研究所 
﨑川伸基  シャープ(株)
伊藤祥太郎  (国研)産業技術総合研究所
秋山陽久  (国研)産業技術総合研究所
林晃敏  大阪府立大学 
作田敦  大阪府立大学
辰巳砂昌弘  大阪府立大学


目次
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【特集】スマートポリマーの最新展望

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巻頭言
Preface

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「関大メディカルポリマー」の開発と医療応用
Development of ”Kansai University Medical Polymers” and their Medical Application

関西大学では「『人に届く』関大メディカルポリマーによる未来医療の創出」プロジェクト(文部科学省私立大学研究ブランディング事業採択)を推進している。関大メディカルポリマー(KUMP)とは,関西大学で開発された医療用のポリマー材料の総称であり,スマートポリマーがその中心的役割を担っている。プロジェクトでは,材料化学者,機械工学者,臨床医の3者による医工連携により,臨床現場の「人」(患者,医師)に届く医療器材を開発・実用化することを最終目標としている。本稿では,プロジェクトの紹介とKUMPの例として生分解性スマートポリマーの開発事例を紹介する。

【目次】
1 はじめに
2 プロジェクトの目指すもの
3 生分解性スマートポリマー
4 生分解性形状記憶ポリマー
5 標的指向性を持つ超安定ナノ粒子
6 温度応答型生分解性インジェクタブルポリマー
7 おわりに

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高分子複合体形成に基づくペプチドの活性化と脂質二重膜の2次元/3次元構造の操作
Polymer Complex-based Activation of a Membrane-active Peptide and 2D/3D Conversion of Lipid Bilayers

本稿では,分子シャペロン機能を持つカチオン性くし型共重合体と生体膜活性化ペプチドE5の複合体による生体膜構造の操作について解説する。特に,細胞程度の大きさを持つ脂質小胞(リポソーム)に対する複合体の作用として,脂質二重膜の2次元的なシートと3次元的なベシクル構造の変換や生体材料としての展開について述べる。

【目次】
1 はじめに
2 カチオン性くし型共重合体によるE5ペプチドの活性化
 2.1 生体膜活性化ペプチドE5
 2.2 カチオン性くし型共重合体による活性化
3 温度応答型カチオン性くし型共重合体の設計
 3.1 エマルション
 3.2 マイクロ流体デバイスを用いた単分散エマルションの作製
4 E5/PAA-g-Dex 複合体の細胞膜に対する作用
5 脂質ナノシートの形成と2次元/3次元構造の変換
 5.1 E5/PAA-g-Dex 複合体による脂質ナノシートの形成
 5.2 シート・ベシクル転移の可逆性と物質のサンプリング
 5.3 外部刺激によるシート・ベシクル転移の操作
6 まとめ

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形状記憶特性を有する生分解性ポリマー材料の開発
Development of Biodegradable Polymeric Materials with Shape Memory Ability

地球環境保全や持続的発展社会の構築に向けて生分解性高分子が注目を浴びており,生分解性高分子の高性能・機能化はその応用範囲をさらに広げる可能性がある。本稿では,高分子が示す形状記憶特性や生分解高分子を簡単に紹介し,我々が進めている形状記憶ポリ(ε-カプロラクトン)(PCL)の開発と応用展開について解説する。

【目次】
1 はじめに
2 高分子の形状記憶
3 生分解性を有する形状記憶高分子
4 生分解性形状記憶高分子のバイオメディカル分野への応用
 4.1 生体温度で駆動する形状記憶高分子
 4.2 バイオメディカルデバイスへの応用
5 生分解性形状記憶高分子の新展開-組織工学からメカノバイオロジーへ-
6 おわりに

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糖応答型スマートポリマーを用いた人工レクチンの開発
The Development of Artificially Synthetic Lectin by Saccharides-responsive Smart Polymers

本稿では糖鎖-レクチン相互作用の概略から医療応用などについて概説し,合成高分子による糖・糖鎖認識システムについて紹介している。加えて,新規性の高い糖認識性官能基としてbenzoxaborole基の特性について詳細に紹介し,これと温度応答性高分子と組み合わせることで作製したレクチン模倣高分子(benzoxaborole基含有高分子)についても紹介している。

【目次】
1 はじめに
2 糖鎖-レクチン相互作用の利用例
3 レクチンの合成アナログの開発
 3.1 フェニルボロン酸(PBA)
 3.2 benzoxaborole基
 3.3 poly(NIPAAm-st-HEAAm-st-MAAmBO)
4 おわりに

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太陽光の侵入量を温度に応じて調整できる液晶と高分子の複合材料
Liquid Crystal/Polymer Composites for Thermoresponsive Control of Solar Transmittance

液晶と反応性メソゲンから,光重合誘起相分離により,反転型熱応答性の高分子ネットワーク液晶を開発した。これは,省エネ効果を有するスマートウィンドウへの応用が期待される。作製法は,透明基板で挟んだ原料を光重合させるだけであり,電源不要で単純な構造・構成となるため,生産と運用の両面で実用化への壁が低い。

【目次】
1 スマートウィンドウとは
2 高分子ネットワーク液晶とは
3 熱応答型PNLC のスマートウィンドウ
4 より高い省エネを目指して
5 スマートウィンドウの評価技術について
6 本技術の展望

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省エネ空調技術を実現するスマートポリマー
A Smart Polymer Realizes an Air Conditioning Technology of the Low Energy Consumption

高分子ゲルは紙おむつやコンタクトレンズ等身の回りに利用されているが,近年は外部環境に応答して体積変化する刺激応答性が注目されている。本稿では下限臨界溶液温度(LCST)を持ち,顕著な温度応答性を示す刺激応答性高分子ゲルに着目し,省エネ空調技術へ応用すべく乾燥条件または周囲に液体の水のない環境下での刺激応答性高分子ゲルの可能性を明らかにする。

【目次】
1 はじめに
2 従来の空調技術
3 空調技術と高分子
4 吸湿放水ゲルの調製
5 ゲルの膨潤収縮
6 吸湿特性
7 ゲルからの放水
8 吸湿脱水サイクル
9 おわりに

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光に応答して可逆的に着脱できるスマート接着剤の開発
Development of Light-Induced Reversible Adhesives

粘着剤のように繰り返し粘着/剥離が可能な性質と高強度の接着力を併せ持つ接着剤は,被着体リサイクルや製造プロセスの効率化などに貢献できる新しい接着剤として期待されている。本稿では,アゾベンゼン含有化合物の光による固液相転移現象を利用した可逆接着剤の開発について紹介する。

【目次】
1 はじめに
2 アゾベンゼン含有化合物の光固液相転移を利用した可逆接着剤の開発
 2.1 アゾベンゼン含有糖アルコール誘導体
 2.2 アゾベンゼン含有ホモポリマー
 2.3 アゾベンゼン含有ブロック共重合体
3 まとめ

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[連載 革新型蓄電池の開発に向けた取り組み 第1回]

酸化物型全固体リチウム電池
Oxide-Based All-Solid-State Lithium Battery

酸化物型全固体電池を実現するためには,導電率の高い酸化物電解質の開発と電極活物質との固体界面接合がキーポイントとなる。本稿では,酸化物電解質の開発経緯について,結晶とガラスに分けて概説し,特に界面接合に有利な成形性に優れるガラス電解質の特性や応用について,筆者らの研究成果を中心に紹介する。

【目次】
1 はじめに
2 結晶電解質
3 ガラス電解質
4 おわりに
4,400円
著者一覧
松原浩司  (国研)産業技術総合研究所 
中野恭兵  (国研)理化学研究所 
細川浩司  花王㈱ 
反保衆志  (国研)産業技術総合研究所 
佐野健志  山形大学 
鎌田賢司  (国研)産業技術総合研究所 
古瀬裕章  北見工業大学
堀内尚紘  東京医科歯科大学 
金炳男  (国研)物質・材料研究機構 
三代憲司  金沢大学 
古山渓行  金沢大学
国嶋崇隆  金沢大学


目次
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【特集】高効率次世代太陽電池の実現に向けた革新的材料技術

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特集にあたって
Introduction

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有機光電変換に必要な電子状態間のエネルギー差
The Energetic Difference between the Electronic States for Efficient Charge Generation in Organic Solar Cells

 有機薄膜太陽電池は次世代の発電素子として活発に研究が進められている。しかし素子内部の物理描像が完全に理解されているとは言いがたく,実用化にいたっていない。本稿では有機太陽電池内部の電子状態のエネルギー差と電荷生成効率の関連を議論する。系統的な太陽電池素子の評価により有機光電変換で効率よく電荷を生成するために必要な電子状態間のエネルギー差が見いだされた。有機太陽電池用の半導体材料を設計するにはこの点を考慮しなければならない。

【目次】
1 背景
2 有機半導体中の光電変換機構
3 検討した材料系と電子状態のエネルギーの評価法
4 電子状態のエネルギーと電荷生成効率の相関
5 展望

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液相法で作製する中間バンド型太陽電池への挑戦
Challenge to Solution-processed Intermediate-band Solar Cells 
 
単接合太陽電池の理論限界を超える高い変換効率が期待される中間バンド型太陽電池を,従来の「気相法」ではなく「液相法」で作製することに挑戦した。硫化鉛量子ドット/ペブスカイト複合太陽電池において,変換効率は未だ低いものの,中間バンドを介した2段階光吸収による光電流発生が観察され,中間バンド型太陽電池の「液相法」作製の可能性を示した。

【目次】
1 はじめに
2 中間バンド型太陽電池の現状の課題
3 「液相法」で作製する中間バンド型太陽電池
 3.1 設計
 3.2 作製
 3.3 構造解析
 3.4 エネルギー準位
 3.5 太陽電池特性
4 おわりに 

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テラワットPV時代の希少金属フリーCZTS太陽電池
Rare Metal Free CZTS Solar Cell for TW Scale Production

 10 年後には年産数テラワット(TW)と現在の数十倍の規模の太陽電池を生産する時代を迎える。TW時代マッチした,希少金属に頼らず豊富な資源が利用できる化合物太陽電池として我々は銅(Cu),亜鉛(Zn),スズ(Sn),そして硫黄/セレン(S/Se)からなるZTS太陽電池に着目し研究開発を進めてきた。本稿では研究開発の歴史的な背景および現状と課題について解説する。特に大きな開放電圧ロスに関して,発光の量子効率や蛍光寿命との関係を軸にその向上の取り組みと課題を明らかにする。
  
【目次】
1 はじめに?太陽電池のテラワット生産時代?
2 テラワット時代に適したCZTS化合物太陽電池
3 CZTS太陽電池の課題および発光効率によるそのポテンシャル評価
4 CZTS太陽電池の高効率化の取り組み
 4.1 アルカリ金属添加
 4.2 表面処理による開放電圧向上
 4.3 Geを含む混晶制御による高効率化
 4.4 バンドプロファイル評価
5 まとめ

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高効率な低温形成逆型ペロブスカイト太陽電池の開発
Highly-efficient Low-temperature-processed Inverted Perovskite Solar Cells 
  
 低温形成(150℃以下),逆型構造という方法で作製したペロブスカイト太陽電池として20%を超える変換効率を実現した。ホール輸送層及び電子輸送層において新材料を適用し,高い電圧を引き出したこと,結晶グレーンサイズを最大化したことが開発のポイントである。高効率な次世代塗布型太陽電池としての応用が期待される。

【目次】 
1 はじめに
2 素子の作製方法
3 太陽電池特性の評価及び考察
4 まとめ及び今後の展望
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溶媒キャスト法による固体TTA-UC材料
Solid TTA-UC Materials by Solution Casting

 長波長の光を短波長へと変換する光アップコンバージョン材料を2種類の化合物の混合
溶液を滴下・風乾することにより作製する手法を開発した。分子混合を保つ条件の工夫に
より,従来困難であった固体中での化合物間のエネルギー移動を促進した。緑から青への
変換系に加え,近赤外光から可視光へも固体系で可能となった。

【目次】
1 はじめに
2 三重項―三重項消滅光アップコンバージョン(TTA-UC)の原理
3 固体系でのTTA-UC
4 迅速乾燥キャスト法による高効率固体TTA-UC
5 近赤外励起のTTA-UC
6 近赤外励起の固体TTA-UCのメカニズム
7 顕微分光によるUC発光量子収率の測定
8 今後の展望
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 [Material Report-R&D]

非立方晶系フッ化アパタイトレーザーセラミックスの開発
Non-cubic Fluorapatite Laser Ceramics

 非立方晶系フッ化アパタイトの多結晶セラミックスにおいて,レーザー発振に至る程の
高い光学品質を得た。高度な粉末合成,焼結制御技術を駆使し,結晶粒を波長の約10 分
の1に制御することで,結晶方位がランダムであっても高い透光性が得られており,新し
いタイプの非立方晶系レーザーセラミックスと言える。

【目次】
1 はじめに
2 非立方晶系セラミックスの粒界散乱と透明化
3 希土類添加フッ化アパタイト
 3.1 透光性フッ化アパタイトセラミック蛍光体の作製法
 3.2 材料特性
 3.3 光学特性
4 Nd添加フッ化アパタイトセラミックスのレーザー実証
5 おわりに

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光触媒を利用する高反応性アルキン生成法の開発
Development of Photocatalytic Active Alkyne Generation Reactions 

 光によって高反応性アルキンを生成する化学反応は,望みのタイミングで局所的にアル
キンを利用する化学反応を行えることから,材料化学,生化学研究に有用である。本稿で
は近年著者らが開発した光触媒を利用するアルキン生成反応を中心に,高反応性アルキン
生成及びその利用について解説する。  

【目次】
1 はじめに
2 シクロプロペノンの光分解による高反応性アルキン生成
3 光触媒を用いる高反応性アルキン生成
4 おわりに

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[機能材料マーケットデータ]

熱可塑性エラストマーの市場動向
Market Trend of Thermoplastic Elastomers

【目次】
1 概要
2 需要動向
3 製品と用途動向
4 メーカー動向
 4.1 スチレン系エラストマーメーカー
 4.2 オレフィン系エラストマーメーカー
 4.3 塩ビ系エラストマーメーカー
 4.4 エステル系エラストマーメーカー
 4.5 ウレタン系エラストマーメーカー
 4.6 アミド系エラストマーメーカー
 4.7 その他のエラストマー 

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[連載 革新型蓄電池の開発に向けた取り組み―prologue―]

連載にあたって
In Serialization

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4,400円
著者一覧
髙橋雅英  大阪府立大学 
北尾岳史  東京大学
植村卓史  東京大学
内田幸明  大阪大学
佐光貞樹  (国研)物質・材料研究機構
永直文  芝浦工業大学
細野暢彦  東京大学
北川進  京都大学
有安真也  名古屋大学
荘司長三  名古屋大学
吉田昭太郎  東北大学
西澤松彦  東北大学
門前一  近畿大学 


目次
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【特集】ナノ・メソ多孔質材料の構造制御

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特集にあたって
Preface

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ナノ空間制御に基づく共役高分子の新機能開拓
Controlled Assemblies of Conjugated Polymers in Coordination Nanospaces

 多孔性金属錯体(MOF)のナノ細孔を高分子拘束の場として用いることで,高分子が単分子鎖から数本鎖からなる超低次元集積体を作り出すことが可能になる。本稿では,MOFのナノ空間を用いた共役高分子の集積構造制御,および,それによってもたらされる多彩な光電子機能について述べる。

【目次】
1 はじめに
2 MOFに拘束された共役高分子が示す特異な光電子物性
3 MOF/共役高分子ナノハイブリッド材料の創製
4 MOFを鋳型とした共役高分子の集積構造制御
5 おわりに

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穴あきインク鋳型法による規則性多孔体の作製
Perforated Ink Templating Method for Fabrication of Ordered Porous Materials

 ナノサイズの空孔を持つ多孔性の材料は,触媒や分離膜,電気二重層キャパシタ,反射防止膜など,多くの分野の重要な用途に利用できる可能性を持ち,盛んに研究されてきた。一方,ミクロンオーダー以上の大きさの規則的な空孔構造を持つ多孔性材料は,神経細胞システムや組織工学,セルパターニングなどの細胞培養基材として利用できる可能性があるとして,近年急速に注目を集めつつある。本稿では,規則性の空孔の「素」として単分散液滴を硬化性の液体に分散した「穴あきインク」を用いた,ミクロンオーダー以上の空孔構造を持つ規則性多孔体の作製法「穴あきインク鋳型(PIT)法」について紹介する。

【目次】
1 はじめに
2 ソフトテンプレート法
 2.1 柔軟な分子材料の自己組織化
 2.2 零次元材料のソフトテンプレート法
 2.3 一次元材料のソフトテンプレート法
 2.4 二次元材料のソフトテンプレート法
 2.5 三次元材料のソフトテンプレート法
3 エマルションの作製法と自己組織化
 3.1 エマルション
 3.2 マイクロ流体デバイスを用いた単分散エマルションの作製
4 穴あきインク鋳型法
 4.1 エマルション作製
 4.2 硬化
 4.3 内相の除去
5 おわりに

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工業用高分子を原料とした相分離法による高分子メソ多孔体の創製
Fabrication of Mesoporous Structure from Industrial Polymers Using Phase Separation Method

高分子メソ多孔体は軽量かつ柔軟で形状加工性に優れ,セパレーター・分離膜・緩衝材といった高付加価値部材で活躍している。簡便かつ適用範囲が広い相分離法は多孔化プロセスの主流であるが,細孔径の微細化には技術課題があった。本稿では,工業用高分子に利用可能なナノ多孔化技術について,筆者らの研究成果を中心に紹介したい。

【目次】
1 はじめに
2 相分離による多孔化技術
 2.1 高分子溶液の相分離現象
 2.2 相分離による多孔化法
3 急速凍結ナノ結晶化法?溶媒分子のナノ結晶化
 3.1 結晶テンプレート法
 3.2 急速凍結ナノ結晶化法の作製工程
 3.3 メソ多孔質構造と制御パラメータ
4 ゲル前駆体法?高分子のナノ結晶化
 4.1 結晶性高分子の物理ゲル形成と多孔化法
 4.2 ゲル前駆体法の作製工程とメソ多孔構造
 4.3 エンジニアリングプラスチックのメソ多孔体
5 おわりに

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ジョイント-リンカー型多孔質高分子材料の構造制御技術
Molecular Design of Joint-Linker Type Porous Polymers

 近年,重合反応の進行に伴う相分離を利用した多孔質高分子材料が開発され,カラム分離や触媒の担体などに応用されている。多様な分子構造の多孔質高分子材料の簡便な合成方法の開発は,同高分子材料のさらなる実用化の促進,応用範囲の拡大に繋がることが期待される。本稿では,最近筆者らが見出した多官能化合物(ジョイント分子)とその官能基間をつなぐ2官能化合物(リンカー分子)との付加反応により生成するジョイント-リンカー型多孔質高分子の合成例とその特性について概説する。

【目次】
1 はじめに
2 ジョイント-リンカー型ネットワーク高分子
3 ジョイント-リンカー型多孔質高分子の合成例
 3.1 多官能アミン-ポリエチレングリコールジアクリレート(PEGDA)多孔質高分子
 3.2 多官能チオール-PEGDA多孔質高分子
 3.3 多官能チオール-ジイソシアネート高分子多孔質体 
 3.4 多官能アクリレート-ジアミン,ジチオール高分子多孔質体
 3.5 多官能アクリルアミド-ジアミン,ジチオール高分子多孔質体
 3.6 多官能アジリジン-カルボン酸高分子多孔質体
 3.7 多官能フェノール-ジビニルエーテル高分子多孔質体
4 ジョイント-リンカー型多孔質高分子の特性および応用例
 4.1 高分子多孔質体の光学的特性
 4.2 無電解メッキによる高分子多孔質体の表面金属化
 4.3 分解性高分子多孔質体
5 おわりに

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分子ゲート機構を有する動的多孔性材料の開発
Development of Dynamic Porous Materials with Molecular Gate Functionalities

 多孔性材料への分子吸着を利用したガスの分離や貯蔵は,我々の生活を支える重要な技術である。その分子吸着に至るまでの過程には,材料の細孔内をガス分子が拡散するプロセスが存在する。我々は,多孔性材料のチャネルを動的に設計することで,その拡散プロセスを精密に制御可能であることを見出し,従来の多孔性材料では難しいとされていた高効率ガス分離・常温常圧貯蔵機能を実現させた。本稿では開発に至った経緯と物質の合成法,構造評価,そして得られる機能について解説する。

【目次】
1 はじめに
2 多孔性配位高分子(PCP/MOF)
3 ガスの拡散制御を可能にするPCP/MOFの設計
4 動的PCP/MOFの合成
5 動的PCP/MOFのガス吸着挙動と分離・貯蔵機能
 5.1 1aの吸着メカニズム
 5.2 1aによるガスの分離
 5.3 1aによるガスの常温・常圧貯蔵
6 おわりに

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[ Material Report -R&D- ]

気体資源の有効活用を目指した高圧反応装置の開発
Development of High-Pressure Reactor for Effective Utilization of Gaseous Sources

 メタン,エタン,プロパンなどのガス状アルカンは,化学的に非常に安定であるために,化成品への化学変換が困難である。今回,我々は,高速液体クロマトグラフィーの装置をベースに新規微小高圧反応装置を開発した。本稿では開発した装置の特徴を解説するとともに,酵素による常温でのガス状アルカンのアルコールへの変換について紹介する。

【目次】
1 気体資源の有効活用の課題
2 新規高圧反応装置の開発
3 シトクロムP450BM3による非天然基質の直接水酸化
4 臨床応用に向けた展望
5 おわりに

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[ Material Report -R&D- ]

ハイドロゲルを基材とする生体親和性に優れた頭蓋内有機電極の開発
Hydrogel-Based Organic Electrodes for Biocomfortable Electrocorticography

 本稿では,我々の開発した,炭素繊維と導電性高分子をハイドロゲルに組み合わせたオール有機物の頭蓋内電極について紹介する。てんかん治療の際に用いられている従来の頭蓋内電極に比べ,極めて高い脳への密着性により高精度に脳波を計測することができ,またMRI検査時のアーチファクトが少ないなど優れた特徴を有する。

【目次】
1 序論
2 柔軟性を高めるための頭蓋内ハイドロゲル電極の素材と構造の選択
3 ハイドロゲル電極の脳表への高い密着性
4 脳波計測性能の評価
5 MRIアーチファクトフリー性
6 動物実験による脳波計測性能の実証
7 まとめ

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[ Material Report -R&D- ]

リアルタイム可変型放射線遮蔽材の開発
Development of Real Time Variable Shape Radiation Protection Material

 60℃程度に温めると自由自在に成形でき,室温や体温では形状を維持できる,新規放射線遮蔽材“リアルタイム可変型タングステン含有ゴム(STR)”を開発した。本稿では,STRの物理的な特徴と医学への応用,そして今後の展望について紹介する。

【目次】
1 はじめに
2 リアルタイム可変型タングステン含有ゴム(STR)とは
3 放射線遮蔽効果
 3.1 電子線による放射線治療への応用
 3.2 小線源治療への応用
4 臨床応用に向けた展望
5 さいごに
4,400円
著者一覧
松山秀人  神戸大学 
古川忠宏  山形大学 
廣田雄一朗  大阪大学 
永谷剛  (公財)塩事業センター 
兼橋真二  東京農工大学 
伊藤賢志  (国研)産業技術総合研究所 
吉本茂  ㈱東レリサーチセンター 
森田萩乃  山口大学 
綱島亮  山口大学
山中謙太  東北大学 
張宸  東北大学 
卞華康  東北大学 
千葉晶彦  東北大学 


目次
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【特集】選択的な透過と遮蔽のための膜・フィルム技術

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本特集号に関して
About This Special Issue

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R2R方式による有機EL 用透明電極付きバリアフィルムの開発と展開
Development of Barrier Film with Transparent Electrode for OLED by R2R Process

 我々はR2R方式のCVDで10-6台(g/m2/day)の水蒸気透過率を有する有機EL 照明用のバリア膜をフィルム上に形成することに成功した。このバリア膜はカーボン成分の異なる積層膜であり,この層構成がバリア性能に対して重要あることが分かった。

【目次】
1 有機EL用フレキシブル基板
2 ハイガスバリアフィルムとは
3 透明電極付きハイガスバリアフィルムの開発
 3.1 バリア層の膜厚
 3.2 基板の洗浄
 3.3 透明導電膜成膜とフォルム上への平坦化膜形成
 3.4 透明性の向上
4 有機EL照明素子
5 今後の課題

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イオン液体の特性をもつオルガノシリカ膜の開発と有機蒸気分離への応用
Development of Organosilica Membranes with Ionic Liquid like Properties and their Application to Organic Vapor Separation
  
 イオン液体は難揮発性や高い熱安定性,特異な物質溶解能を示すなどの特徴から,分離膜への応用研究が進められている。著者らはシリル化イオン液体を膜素材とし,イオン液体の特性を示す新規オルガノシリカ膜の開発を進めている。ここでは,その透過分離性能および膜内部構造,透過分離機構について紹介する。

【目次】
1 はじめに
2 シリル化イオン液体由来オルガノシリカ膜の作製と透過分離性能
 2.1 膜作製
 2.2 透過分離性能
3 膜内部構造と透過分離機構
4 おわりに
 
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1価イオン選択透過性をもつ製塩用陰イオン交換膜の製造法
Production of Mono-Valent Anion Selective Anion-Exchange Membranes for Electrodialysis of Seawater 

 電気透析による海水濃縮において,石膏スケール(CaSO4)の発生に起因する運転トラブルを抑制するため,製塩用陰イオン交換膜には1価イオン選択透過性が要求される。筆者らは,TMHDAを処理剤として選定し,1価イオン選択透過処理性能を付与した陰イオン交換膜の製造法を確立したので報告する。
  
【目次】
1 はじめに
2 製塩用イオン交換膜に求められる性能
3 1価イオン選択透過処理性能を付与した陰イオン交換膜の製造
 3.1 1価イオン選択透過処理性能の付与
 3.2 電子線グラフト重合法による陰イオン交換膜の製造方法
4 CMS(dg)膜表面へのTMHDA架橋の導入
5 CMS-TMHDA(dg, x)-TMA膜の電気透析性能の評価
 5.1 1価イオン選択透過処理性能の評価法
 5.2 1価イオン選択透過処理性能の評価結果
 5.3 濃縮性能の評価結果
6 おわりに

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高分子系気体分離膜におよぼす実ガス成分の影響
Effects of Minor Components in Actual Industrial Gases on Gas Separation Performance of Polymeric Membranes 
  
 国連が掲げるSDGs達成に向け,現在の深刻化する地球温暖化の解決は,最重要課題のひとつである。省エネルギーな環境対応型の高分子膜を用いた分離技術は,温室効果ガス削減に貢献できる技術として大きく期待されている。本稿では,この膜分離技術における実際のガスに含まれる少量成分の影響について解説する。

【目次】 
1 緒言
2 実ガス中の不純物の影響
 2.1 水(水蒸気)
 2.2 酸性ガス
3 まとめと今後の展望

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機能性薄膜の分子のすき間を高感度に評価する技術
Highly-sensitive Evaluation Methods of Intermolecular Spaces for Functional Thin Materials

 膜中の分子のすき間はイオンや気体の輸送特性に影響する。究極の透過性能をもつ膜の開発では分子レベルの構造評価が重要になる。そのためバルク材料のための汎用技術に代わる“膜をそのまま測定できる技術”が求められる。ここでは,薄膜の高感度解析に有用な蒸気吸着偏光解析法と低エネルギー陽電子消滅寿命法を紹介する。

【目次】
1 はじめに
2 測定原理
 2.1 EP法
 2.2 PAL法
3 応用例
 3.1 メソ多孔質薄膜の解析
 3.2 ミクロ多孔質薄膜の解析
4 まとめ

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 [Material Report-R&D]

非対称な分子の回転運動を利用した金属フリーペロブスカイト型強誘電体
Metal-free Perovskite Type Ferroelectrics Designed by Asymmetrical Molecular Rotator

 低環境負荷・低毒性な強誘電体として近年発展が著しい分子強誘電体について,強誘電性の発現に有利な非対称でかつ,球形状な分子であるヘキサメチレンテトラミンに着目し,金属フリーなペロブスカイト型強誘電体の開発をしたので構造と強誘電特性について紹介する。

【目次】
1 はじめに
 1.1 固体の電気物性
 1.2 誘電分極
 1.3 強誘電体
 1.4 ペロブスカイト型無機強誘電体
 1.5 分子強誘電体
 1.6 ヘキサメチレンテトラミン
 1.7 研究の目的
2 試料調整
3 結晶構造
4 強誘電性の評価
5 おわりに

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デアロイングを活用した炭化物強化マルテンサイト鋼の耐食性改善
Improvement of Corrosion Resistance of Carbide-reinforced Martensitic Steels by Dealloying
 
 炭化物強化マルテンサイト鋼は高硬度で耐摩耗性に優れるが,炭化物形成に伴う耐食性の低下が課題であった。著者らは,微量のCu添加により当該鋼の耐食性が著しく向上することを見出し,耐食性と耐摩耗性を両立した鉄鋼材料の開発に成功した。また,腐食環境における合金元素の選択的溶出(デアロイング)とCuの表面濃化に基づく耐食性発現機構を明らかにした。  

【目次】
1 はじめに
2 合金設計
3 マルテンサイトとナノ炭化物の形成による高硬度化
4 Cu皮膜の形成による高耐食化
5 まとめと今後の展開

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[機能材料マーケットデータ]

水処理薬品工業の市場動向
Market Trend of Water Treatment Chemicals Industry

 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2018 年度需要は,硫酸アルミニウムが2%減,ポリ塩化アルミニウムが微増した。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前年比2%増となった。活性炭の生産量は前年比5%減となり,長期低落傾向が続く。高分子凝集剤の需要推移はここ数年横ばいが続いている。

【目次】
1 概要
2 硫酸アルミニウム(硫酸バンド)
 2.1 概要
 2.2 市場動向
   [需要推移]
   [用途動向]
   [需要予測]
 2.3 企業動向
 2.4 価格
3 ポリ塩化アルミニウム(PAC)
 3.1 概要
 3.2 市場動向
   [需要推移]
   [用途動向]
   [需要予測]
 3.3 企業動向
 3.4 価格
4 ポリ硫酸第二鉄(「ポリテツ」)
 4.1 概要
 4.2 市場動向
   [需要推移]
   [需要予測]
 4.3 価格
5 次亜塩素酸ソーダ
 5.1 概要
 5.2 市場動向
   [需要推移]
   [用途動向・需要予測]
 5.3 企業動向
 5.4 価格
6 活性炭
 6.1 概要
 6.2 市場動向
 6.3 用途動向
 6.4 企業動向
 6.5 価格 
7 高分子凝集剤
 7.1 概要
 7.2 市場動向
 7.3 企業動向
 7.4 価格 

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4,400円
著者一覧
岡部徹  東京大学
木下武彦  名古屋市工業研究所
大島達也  宮崎大学
八重真治  兵庫県立大学
松本歩  兵庫県立大学
吉村彰大  千葉大学 
古賀敬太郎  JX金属(株)
安田豊  JX金属(株)
大木達也  (国研)産業技術総合研究所 
松村達郎  (国研)日本原子力研究開発機構 


目次
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【新春特集】有用元素回収技術

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有用元素回収技術の特集にあたって
On Featuring Articles on Recycling Technologies of Valuable Metals

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連続向流泡沫分離法によるパラジウムの選択分離回収
Selective Recovery of Palladium via Continuous Counter-current Foam Separation

 パラジウムを含む多成分溶液からの連続向流泡沫分離法による選択分離回収を実施した。パラジウム抽出試薬Pd-EX とノニオン界面活性剤との混合溶液を用いて,溶液組成の分離に与える影響ならびに長時間運転での分離を行い,パラジウムの選択分離回収を確認した。

【目次】
1 緒言
2 実験方法
3 結果および考察
 3.1 ベース液のPd-EX 濃度の影響
 3.2 ベース液のPOOPE10 濃度の影響
 3.3 ベース液および金属溶液の塩酸濃度の影響
 3.4 分離塔高の影響
 3.5 長時間連続運転
4 結論

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塩酸系からの金の分離回収における工業的要件を満たす溶媒和型抽出剤の開発
Development of Industrially Available Extractants Based on ’’Ion Solvation’’ Mechanism for the Separation and Recovery of Gold from Acidic Chloride

 廃電子機器などからの金属回収において,塩化法で浸出された塩化金酸の抽出にはイオン溶媒和型の抽出剤が使われてきたが,新たな抽出剤の導入例に乏しく,抽出の支配因子も明確ではない。本稿では塩酸系からの金の分離回収に有用な溶媒和型抽出剤の開発に関する筆者らの研究について,特に抽出剤の工業的要件を踏まえて記述する。

【目次】
1 はじめに
2 溶媒和型抽出剤による塩酸系からのAu(Ⅲ)の抽出
3 シクロペンチルメチルエーテルによるAu(Ⅲ)および各種金属の抽出
4 芳香族エーテルによるAu(Ⅲ)の抽出
5 おわりに

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シリコン粉末への無電解置換析出によるクリーンな貴金属回収プロセス
Recovery of Noble Metals Using Electroless Displacement Deposition onto Silicon Powder

シリコン上への置換析出の高い反応速度と選択性を利用した貴金属回収を紹介する。条件により,高効率・高速回収や,被回収液に他の薬剤や酸化生成物を残さないクリーンプロセスなどが可能である。半導体産業の副産物であるシリコン切削屑を用いて,都市鉱山(電子機器廃棄物)から貴金属を回収する新たなリサイクルの輪が期待できる。

【目次】
1 はじめに
2 シリコンとフッ化水素酸を用いる貴金属回収
 2.1 モデル溶液からの貴金属回収
 2.2 都市鉱山からの貴金属回収
3 フッ化水素酸を用いない貴金属回収
 3.1 酸化膜を除去したシリコン粉末のみを使用するクリーンプロセス
 3.2 塩基性水溶液からの貴金属回収
4 おわりに

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固体王水を用いた使用済み触媒からの白金回収
A Novel Platinum Recycling Process Using ”Dry Aqua Regia”

 自動車用触媒として重要な素材である白金族金属は,資源的に希少なためリサイクルも積極的に推進されている。しかし,従来のリサイクル手法は廃液などによる環境負荷が大きく,新しい手法への要求も大きい。本稿では,溶融塩を「固体王水」として利用する,新しいタイプの白金のリサイクル手法について紹介する。

【目次】
1 はじめに
2 自動車用触媒からのPGMs のリサイクル
3 固体王水に関する熱力学的検討および実験手法
 3.1 熱力学的検討
 3.2 実験手法
4 固体王水を用いたPt の溶解および回収
 4.1 FeCl3-KCl 系固体王水によるPt の溶解結果,および溶解メカニズムの検討
 4.2 固液分離,およびNH4Cl 添加による純Ptの回収
5 おわりに

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リチウムイオン電池からの有価金属回収技術の開発と展開
Development of Lithium-ion Battery Recycling and Metals Recovering Technology

 リチウムイオン電池は,スマートフォンなど小型電子機器の電源用途の他,電気自動車の動力源としても需要増が見込まれる。リチウムイオン電池には,コバルト,ニッケル,リチウムなどのレアメタルが含有され,資源循環・確保の観点からリサイクルおよび金属回収技術への関心と社会的ニーズが高まっている。本稿では,リチウムイオン電池からの有価金属回収技術について紹介する。

【目次】
1 はじめに
2 リチウムイオン電池のリサイクル
 2.1 リチウムイオン電池の構造と使用用途
 2.2 民生用リチウムイオン電池リサイクルの現状
 2.3 車載用リチウムイオン電池のリサイクル
3 リチウムイオン電池のリサイクル技術
 3.1 リチウムイオン電池からの有価金属回収技術
 3.2 JX金属(株)のリチウムイオン電池リサイクル技術
 3.3 溶媒抽出技術
4 今後の展開

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廃製品リサイクルにおける物理選別技術開発の展望
Prospects for the Physical Sorting Technology in Waste Products Recycling

 物理選別は,リサイクルの高度化を担う「要」の技術であるが,未だ理想的な選別が行えているとは言い難い。本稿では,リサイクルという言葉が持つ様々な意味合いを整理しつつ,資源循環社会を構築する都市鉱山開発という視点から,廃製品リサイクルにおける物理選別技術の社会的,構造的,技術的課題を展望した。

【目次】
1 はじめに
2 何を対象とするか?
 2.1 プレコンシューマとポストコンシューマ
 2.2 廃棄物処理と戦略的都市鉱山
3 高度化の概念
 3.1 天然資源との違い
 3.2 資源循環に適応した社会システム
 3.3 高度化の定義
4 物理選別高度化の展望と課題
 4.1 物理選別が克服すべき構造的課題
 4.2 ブラックボックス1 ―複雑系に対する解―
 4.3 ブラックボックス2 ―選別機構―

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高レベル放射性廃液からの元素分離回収技術「SELECT プロセス」の開発とその展望
Development of SELECT Process for Minor Actinides Partitioning from High Level Waste

 原子力発電所の使用済燃料の長期放射性毒性は,原子力利用における本質的課題である。一つの解決法として,長半減期核種を分離し,短半減期あるいは安定核種に核変換する「分離変換技術」の開発を進めている。本稿では,重要な開発要素の一つである高レベル廃液からマイナーアクチノイド(MA)を分離する溶媒抽出プロセスの開発について概説する。

【目次】
1 開発の背景
2 分離変換技術
3 過去の開発事例
4 SELECTプロセスの開発
 4.1 開発目標
 4.2 構成
 4.3 抽出剤
 4.4 再処理
5 MA・RE 一括回収工程
6 MA/RE 相互分離工程
7 Am/Cm 分離工程
8 達成の状況
9 諸外国の動向
10 今後の展開
11 まとめ
著者一覧
弘前大学  澤田英夫         
名古屋大学  豊田浩孝
AGC ㈱  細田朋也  
中興化成工業㈱  大里敦志  
大陽日酸㈱  幸田祥人 
東京工業大学  松下祥子       
大阪大学  白石康浩
大阪大学  平井隆之


目次
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【特集】フッ素樹脂応用技術動向

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はじめに
Introduction

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高密度表面波励起プラズマによるフッ素樹脂の表面改質
Surface Modification of Fluorocarbon Polymer by High-density Surface-wave Excited Plasma

 RFプラズマよりも高プラズマ密度かつ大面積化も可能となる表面波励起マイクロ波プラズマを用いたフッ素樹脂の高速表面処理を紹介する。本プラズマはわずか数秒処理にて表面親水化処理を実現でき,Roll-to-rollプロセスなどへの展開が期待される。また,さらなる展開として大気圧環境処理への適応が可能な新たな大気圧マイクロ波プラズマにも触れる。

【目次】
1 はじめに
2 表面波励起プラズマとその特徴
3 表面波励起プラズマからの照射イオンエネルギーおよびフラックス
4 表面波励起プラズマを用いたPTFEの表面処理
5 まとめと今後の展望

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高速高周波用フッ素系プリント基板用材料の開発動向
Development Trends of Fluoro Materials Used in High-Frequency, High-Speed Printed Circuit Boards
  
 5Gではミリ波帯といった高周波無線を利用するため,従来の基板では伝送損失や挿入損失が非常に大きくなる。このような状況下,多くの基板メーカーが低損失材料の評価を行っており,AGCでは他材料との接着性や分散性が付与されたを開発した。本稿では,フッ素樹脂の一般的特性及びFluon+EA-2000 の回路基板への適用法とその性能について説明をする。

【目次】
1 はじめに
2 一般的なフッ素系材料におけるプリント基板用材料としての長所と短所
3 接着性・分散性に優れるフッ素樹脂(一般的フッ素樹脂との比較)
4 既存低損失材料とフッ素樹脂複合材料との比較
5 複合材料の回路基板適用例
6 おわりに
 
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フッ素樹脂複合フィルム及びシートの開発と展開
Development of Fluororesin Composite Films and Sheets
 
 当社は創業以来,フッ素樹脂の製造,販売を行ってきたメーカーで,近年の多様化・高度化する産業界のニーズに応じるべく,フッ素樹脂と異種材(繊維,金属,プラスチック及び粘着剤等)の複合フィルム及びシートも数多く揃える。今回は,フッ素樹脂の複合化手法と,当社が近年商品化している複合材料を紹介する。
  
【目次】
1 はじめに
2 フッ素樹脂複合フィルム・シートの製法
 2.1 接着・接合積層方法(加工温度と接着原理での分類)
 2.2 フッ素樹脂フィルムの接着性表面改質処理
3 フッ素樹脂複合フィルム・シートの最新動向
 3.1 銅張積層板
 3.2 フッ素樹脂複合PIフィルム
 3.3 多孔質PTFE フィルム複合不織布・繊維
 3.4 フッ素樹脂系基材の粘着テープ
 3.5 シリコーン樹脂複合ファブリック 
 3.6 ゴム複合フッ素樹脂シート
 4 おわりに

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長尺カーボンナノチューブを用いて導電性・熱伝導性を高めた高機能フッ素樹脂(PTFE/CNT)の開発
The Fusion of Long Carbon Nanotube and Fluorinatedresign ~Improvement of Electrical and Thermal Conductivity 
  
 フッ素樹脂(PTFE)に長尺カーボンナノチューブを複合化するプロセスを開発し,導電性及び熱伝導性を備えた高機能フッ素樹脂を実用化した。フッ素樹脂に対してCNTを0.05 wt%添加することで102 Ω・cmの体積抵抗率及び0.64 W/(m・K)の熱伝導率が得られた。さらに成形体からCNT脱落や金属溶出のリスクの低いクリーンな材料であることが確認できた。

【目次】 
1 はじめに
2 フィラーとしての長尺カーボンナノチューブの特徴
3 高機能フッ素樹脂の特徴
 3.1 PTFEと長尺CNTの複合化方法
 3.2 高機能フッ素樹脂の成形方法
 3.3 高機能フッ素樹脂の電気特性
 3.4 高機能フッ素樹脂の熱特性
 3.5 高機能フッ素樹脂の機械特性
4 成形体におけるクリーン度試験
 4.1 成形体におけるCNT の脱落試験
 4.2 成形体における金属溶出試験
5 新規開発品の紹介・今後の展開
6 まとめ
 
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 [Material Report-R&D]

増感型熱利用発電の開発と展望
Proposal of Sensitized Thermal Cell

 増感型熱利用発電は,熱により半導体内に励起された電荷を化学反応に利用し電流を得る,新しいタイプの熱エネルギー変換である。原理的には熱さえ与えておけば発電するため,スタイリッシュで重ね置き可能な形状が可能である。本稿では本発電方式の着想,原理確認,現状までをまとめた。

【目次】
1 はじめに
2 増感型熱利用発電とは
3 熱による励起電荷の生成
4 熱励起電荷による酸化還元反応の確認
5 光・熱,両励起可能な増感型電池の作製
6 長期動作
7 永久機関との誤解
8 結びに

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 [Material Report-R&D]

水と酸素から過酸化水素を生成する光触媒樹脂
A Resin Photocatalyst Producing Hydrogen Peroxide from Water and Molecular Oxygen
 
 レゾルシノール-ホルムアルデヒド樹脂を高温水熱合成することにより,可視光応答型半導体光触媒となることを見出した。この有機半導体樹脂は,太陽光(可視光)照射により水と酸素から過酸化水素を効率よく生成する興味深い光触媒機能を発現する。  

【目次】
1 はじめに
2 光触媒による水とO2からのH2O2合成
3 レゾルシノール-ホルムアルデヒド(RF)樹脂
4 RF樹脂の構造と半導体特性
5 疑似太陽光によるH2O2合成
6 おわりに

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[機能材料マーケットデータ]

住宅設備/建材(外装材,内装材)用撥水・撥油市場
Market of Water- and Oil-Repellent for Housing Equipment and Building Material

 住宅関連市場(住宅設備市場/建材市場)における撥水コーティング剤の動向を解説する。まず建材市場と住宅設備市場において扱われる部材や設備などを概説する。住宅関連市場の動向は新規住宅市場や中古住宅のリフォーム市場などの動向の影響を大きく受けるが,その中での撥水・撥油コーティングの動向とメーカー各社の製品動向について紹介する。

【目次】
1 市場の概要
 1.1 建材市場
  1.1.1 内装材
  1.1.2 断熱材 
  1.1.3 外部建具
  1.1.4 屋根材/外装材
  1.1.5 サイディング
 1.2 住宅設備市場
  1.2.1 キッチン
  1.2.2 トイレ用住設機器
  1.2.3 浴室用住設機器
2 市場動向
3 メーカー・製品動向
 3.1 LIXIL
 3.2 TOTO
 3.3 ニチハ

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2019『機能材料』総目次 

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著者一覧
長野方星  名古屋大学
中山忠親  長岡技術科学大学
守谷研耶  長岡技術科学大学
藤原健志  阿南工業高等専門学校
真田和昭  富山県立大学
羽鳥仁人  (株)ベテル 
楠瀬尚史  香川大学
小山潔  日本大学 
松田健人  北海道大学 
Arif Md. Rashedul Kabir  北海道大学
佐田和己  北海道大学
葛谷明紀  関西大学 
角五彰  北海道大学 


目次
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【特集】無機系熱伝導材料と伝熱制御

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特集にあたって
Introduction to Special Issue

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ナノ秒パルス電場を用いた無機フィラー配向技術の最新動向
Recent Development of Ceramics Filler Orientation Technology Using Nanosecond Pulse Electric Field

 有機無機ハイブリッド材料中のフィラーの配向を電場により制御する場合の長所と問題点について述べ,この問題点を解決するための一つのアイディアとしてのナノ秒パルス電場の利用を提案し,その実例を示した。ナノ秒パルス電場を用いることで,従来印加出来なかった高電場の印加が可能となり,誘電率によらず多様な材料系への展開を可能としている。

【目次】
1 背景と目的
2 電場によるフィラー配向手法とその展開
3 フィラー配向に適したナノ秒パルス電源の設計思想と回路構成
4 ナノ秒パルス回路の検証
5 ナノ秒パルス回路を用いたフィラー配向
6 マイクロ電極によるフィラー配列の三次元制御
7 まとめ

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粒子充てんポリマー系複合材料の高熱伝導化のための微視構造設計技術
Microstructural Design Technology for High Thermal Conductivity of Particle-Filled Polymer Composites

 近年,電子機器等におけるサーマルマネージメント材料として,高分子材料(ポリマー)に高い熱伝導率の充てん材(フィラー)を分散した高熱伝導性ポリマー系複合材料が活用されている。本稿は,フィラーを用いた熱伝導性ポリマー系複合材料開発のための数値シミュレーションを活用した微視構造設計技術について解説する。

【目次】
1 はじめに
2 熱伝導性フィラーの種類と形状
3 複合材料の粘度とフィラー粒度分布との関係
4 フィラーの最密充てん構造設計技術
5 フィラーのハイブリッド化による伝熱ネットワーク形成技術
6 おわりに

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熱伝導率配向分布計測評価技術
Technology to Evaluate Fiber Orientation Distribution by Measuring Thermal Diffusivity

 近年,熱可塑性樹脂を母材とし,比較的短い炭素繊維を強化材として使用したCFRPの自動車への使用が拡大している。それらのCFRP内の炭素繊維配向には偏りがある場合が多く,強度低下の一因となり問題となっていたが,繊維配向を評価する有効な方法が存在しなかった。本稿で紹介する熱伝導率配向分布計測評価技術は,樹脂中の炭素繊維の配向を,熱伝導率測定技術を応用し,非破壊・短時間で測定可能とした画期的な技術である。

【目次】
1 はじめに
2 繊維配向の評価方法と原理
 2.1 X線CT
 2.2 電磁誘導加熱
 2.3 レーザスポット周期加熱法
  2.3.1 レーザスポット周期加熱法とその原理
  2.3.2 レーザスポット周期加熱法の測定条件
  2.3.3 レーザスポット周期加熱法の繊維配向同定への応用
 2.4 楕円フィッティングによる繊維配向の定量化
 2.5 ロックインサーモグラフィー
3 測定事例
 3.1 等方性試料と異方性試料(熱硬化性樹脂と連続繊維)の測定結果比較
 3.2 異方性試料(熱可塑性樹脂と不連続繊維)の測定結果比較
 3.3 CFRTPのウェルドライン測定結果
 3.4 ダンベル試験片の機械強度との相関性評価
 3.5 射出成型樹脂板材のゲート幅違いによる繊維配向変化
4 まとめ

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高熱伝導窒化ホウ素フィラーの開発と複合化
Synthesis of High Thermally Conductive BN Fillers and Thermal Conductivity of Their Epoxy Hybrid Materials

 高熱伝導樹脂に添加されるBNフィラーはグラファイトと同様の板状結晶であり,板の面内は400W/mKの高熱伝導を示すが,厚さ方向はわずか2W/mK程度である。そのため,樹脂中でBNフィラーが配向し,樹脂の厚さ方向の熱伝導が著しく低くなるという問題があった。本研究では,BNの形状異方性をなくすために,等軸状に成長したBNやc軸方向に成長したBNを合成し,熱伝導異方性のない高熱伝導樹脂の開発を行った。

【目次】
1 セラミックスフィラーについて
2 熱伝導に影響を与える因子
3 h-BNフィラー
4 等軸状BNフィラー
5 c軸方向成長BNフィラー
6 まとめ

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[ Material Report -R&D- ]

電磁誘導を用いた炭素繊維複合材料の非破壊試験
Nondestructive Inspection of Carbon Fiber Reinforced Composites Using Electromagnetic Induction

 非破壊試験は,試験対象物を破壊することなくその表面及び表層部,または内部のきずや状態を計測し評価する技術である。電磁誘導を利用した渦電流探傷試験による炭素繊維複合材料であるCFRPにおける電磁界解析により求めた渦電流分布を示し,実損傷を模した衝撃きずの検出と評価の結果について述べる。

【目次】
1 はじめに
2 ΘプローブによるCFRPの渦電流探傷
3 CFRPの計算機シュミレーション
 3.1 有限要素法による解析方法
  3.1.1 基礎方程式と離散化
  3.1.2 解析条件
 3.2 有限要素法による解析結果
4 実験方法
 4.1 CFRP試験体
 4.2 Θプローブによる渦電流探傷
 4.3 放射線透過試験による損傷断面観測
5 実験結果
 5.1 渦電流探傷結果
  5.1.1 平底穴の検出結果
  5.1.2 衝撃きずの検出結果
 5.2 X線透過試験結果
6 おわりに

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[ Material Report -R&D- ]

DNAオリガミ構造体による分子人工筋肉の開発とその展望
Development and Prospect of Molecular Artificial Smooth Muscle by DNA Origami Nanostructures

 生体分子モータータンパク質は,化学エネルギーを力学的な仕事へと変換するナノメートルスケールの分子機械である。本研究では,バイオテクノロジーにより合成される生体分子モータータンパク質とDNAナノテクノロジーにより合成されるDNAナノ構造体(DNAオリガミ)を組み合わせ,自在にサイズを制御可能な分子人工筋肉を開発した。

【目次】
1 はじめに
2 DNAオリガミによる微小管の空間配置制御
3 キネシンを架橋点とする微小管ネットワークの形成
4 分子人工筋肉が示す収縮運動
5 応用に向けた取り組み
6 おわりに

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[ 機能材料マーケットデータ ]

印刷インキ工業の市場動向
Market Trend of Printing Ink Industry

2017年の印刷インキ生産量は前年比98.6%の約34.2万トン,出荷量は前年比93.7%の約38.4万トン,出荷額は前年比97.0%の2916億8400万円と微減した。グラビアインキと樹脂凸版インキは堅調に推移したが,平版インキと新聞インキは前年割れが続いている。2017年に入り,需要の持ちなおしの動きも見られるが,先行きの不透明感は強く,印刷インキメーカー各社は生産性向上や高付加価値製品の拡販を進めている。

【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
 4.1 DIC
 4.2 東洋インキSCホールディングス
 4.3 サカタインクス
 4.4 T&K TOKA
5 環境対応製品開発動向
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[ 機能材料マーケットデータ ]

コンクリート用化学混和剤工業の市場動向
Market Trend of Chemical Admixture Industry for Concrete

全国生コンクリート工業組合連合会によると,2017年度の生コンクリート出荷量は,前年度比0.3%減の8370万m3となり,4年連続の前年度割れとなった。また一般社団法人セメント協会によると,2017年度のセメント国内需要は4187万6000トン,前年度比0.2%増となり,こちらは4年ぶりのプラスとなった。これら生コン・セメント需要の動きに連動して,コンクリート用化学混和剤の需要も微増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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「消化器内科」「整形外科」「脳神経外科」など,病院や診療所にはたくさんの診療科が並んでいる。いったいどの診療科を受診したらよいのか,迷う人も少なくないだろう。31の診療科にスポットライトを当て,その特徴や最新の話題を紹介する。

PART1 内科に含まれる診療科

PART2 外科に含まれる診療科

PART3 分野特化型の診療科

PART4 各科と連携する診療科


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監修 片山和彦
執筆 三澤龍志(編集部)
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新型コロナウイルスの世界的な流行、人種差別に対する激しい抗議、大規模な森林火災……。人間の心の強さを試すかのような出来事が次から次へと起きた。
●隔てられた1年
世界中の人々はそれまで体験したことのないロックダウン(都市封鎖)に突入し、互いの距離を保つように強いられた。そして、ストレスにさいなまれ、疲れ切った。
●闘い続けた1年
根深い人種差別と長年にわたって続く社会の不平等を撤廃しようと、米国をはじめ、世界各地で人々が抗議活動を繰り広げ、正義を求めて声を上げた。
●希望をつないだ1年
悲惨なコロナ禍においても、私たちは新たな生活様式や考え方、互いを癒やす方法を見つけ出した。そして、コロナの先にある未来へ希望をつなごうとしている。

【コラム】
●忘れられない1年~英語版編集長から
●5人の写真家たちの2020年
●写真で振り返る恐怖と不安の1年

●読者の声
●テレビでナショジオ
●次号予告
●日本の百年「ブームに沸いた民謡酒場」
●今月の表紙:新型コロナウイルスに感染した患者の対応に追われ、疲れ切って座り込むベルギーの二人の看護師。写真家のセドリック・ヘルベヘイはコロナ禍の病院や高齢者施設、遺体安置所で働く人々を撮影。彼にとっての忘れられない写真は、マスク痕も痛々しい医師の顔、ウイルスに侵された肺の画像、そして、緊迫の現場を離れて休憩する看護師たちの姿だ。

参考価格: 1,210円 定期購読(3年プラン)なら1冊:794円

テレビや新聞では報道されない、世界の“いま”を知ることができます。

  • 2020/11/30
    発売号

  • 2020/10/30
    発売号

  • 2020/09/30
    発売号

  • 2020/08/28
    発売号

  • 2020/07/30
    発売号

  • 2020/06/30
    発売号

3 日経サイエンス

日経サイエンス

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日経サイエンス

2020年12月25日発売

目次: 特集:はやぶさ2 帰還
6年間50億キロの旅
小惑星リュウグウの素顔
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特集:AIに言葉の意味はわかるか
進化する自然言語処理
人の意をくむAI
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人はなぜキレるのか 衝動を生む神経回路

現場ルポ 姿現し始めた核融合実験炉ITER

臨死体験 死に瀕した脳が見せる世界

地球温暖化対策の誤算 植物バイオマスが足りない

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★このほかにも魅力的な記事がいっぱいあります。
◇フロントランナー挑む
災害情報集め「見える化」 迅速な支援や意思決定に:臼田裕一郎(防災科学技術研究所)
◇NEWS SCAN
ムーンショット」が始動/カブトムシの角,折り畳んで形成/長さ7倍のカーボンナノチューブ/
TOPICS/細菌の線毛を電線に/超低温のミステリー/チェルノブイリの遺産/
高速電波バーストの検出例増える/キツツキのけんか/回転する帆/地震音で海の温度を知る/
ニュース・クリップ/水質汚染を調べる新手法  ほか
◇From Natureダイジェスト:3元系材料から現れた室温超電導
◇ヘルス・トピックス:睡眠時無呼吸症に男女差
◇グラフィック・サイエンス:ロックダウンで静かに
◇ANTI GRAVITY:ホントのホント
◇nippon天文遺産:五島プラネタリウムカール・ツァイスⅣ型投影機(下)
◇パズルの国のアリス:少しそそっかしい“アマビエ”
◇BOOK REVIEW
『地形と日本人』 田家 康
『デモクリトスと量子計算』 藤井啓祐
<連載>森山和道の読書日記 ほか
◇科学のアルバム
◇サイエンス考古学
◇今月の科学英語

定期購読(3年プラン)なら1冊:1,152円

科学の「先端」「発見の快感」を伝える一般向けの総合科学誌

  • 2020/11/25
    発売号

  • 2020/10/24
    発売号

  • 2020/09/25
    発売号

  • 2020/08/25
    発売号

  • 2020/07/22
    発売号

  • 2020/06/25
    発売号

4 天文ガイド

誠文堂新光社

天文ガイド

2021年01月05日発売

目次: 特集は火球・流星自動観測システムの紹介。
習志野隕石火球をはじめ、大火球の撮影・観測で成果をあげている一人が平塚市博物館の藤井大地さん。
アマチュアが使える機材で構築した藤井さんの自動観測システムと、撮影・観測方法を詳しく紹介します。

第2特集はナローバンドフィルターを使った星雲・星団の撮影。光害地での撮影の流れを紹介します。
そのほか、注目モデルソニーα7Cのレビュー、12月6日に地球にカプセルが帰還した「はやぶさ2」の速報、エラスマス彗星などを紹介します。

毎月の天文現象と、新製品のニュースをお伝えします。

  • 2020/12/04
    発売号

  • 2020/11/05
    発売号

  • 2020/10/05
    発売号

  • 2020/09/04
    発売号

  • 2020/08/05
    発売号

  • 2020/07/04
    発売号

5 月刊星ナビ

アストロアーツ

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月刊星ナビ

2021年01月05日発売

目次: ★表紙画像
荒井俊也さんによる「M42とM43 オリオン大星雲核心部」です。冬の王者オリオン大星雲の中心部をクローズアップで狙っています。

★星雲の宝石箱 オリオンに迫る(解説/塚越 崇)
夜空に美しく輝く「星雲」は天体撮影ファンの間でも人気の天体です。そんな「星雲」がどのように生まれ、どのように輝いているのか知っていますか。M42、馬頭星雲、火炎星雲などを有するオリオン座の星雲の面白さを天文学者が紹介します。

★機材セレクション SONYα7SIIIの天体写真適性(解説・作例/北山輝泰)
2020年秋にソニーから発売された「α7SIII」は高感度撮影に特化したラインナップの最新機種です。星景写真撮影に求められる「高感度撮影時の耐性」「ダイナミックレンジの広さ」「暗所での操作性」の3つの観点から、作例を交えながらレポートします。

★「はやぶさ2」ミッションレポート#16 “玉手箱”カプセルが地球に帰還!(解説/中野太郎)
6年の旅を経て、2020年12月6日に帰ってきた「はやぶさ2」。多くの報道陣・ファンが見守った「カプセル分離」の1日を臨場感たっぷりにお届け。さらに、気になるカプセルの中身や「はやぶさ2」の次の仕事についても紹介します。

★エーゲ海の風 第18回 冴えない神話のオリオン座ミステリー(解説/早水 勉)
星座の代名詞ともいえるオリオン座。最古の星座解説書といわれる『ファイノメナ』にも記されるほど古い星座ですが、彼の神話は冴えないものばかり。オリオンの英雄らしからぬ地味な神話はどのように生まれたのでしょうか。

★ステラショットで撮らなきゃ損!vol.7 多段階露光でオリオン大星雲 (紹介/上山治貴)
冬の天体撮影の定番「オリオン大星雲」。トラペジウムと周りの星雲の明るさに差がありすぎるので、ワンショットで撮影するのは難しいですよね。そんなオリオン大星雲には「多段階露光」が有効です。「ステラショット2」で撮影し、「ステライメージ9」で画像処理をして作品を仕上げていきます。

★令和小説大賞受賞! 天体撮影趣味人が書いた天文青春小説 (紹介/遊歩新夢)
『星になりたかった君と』は星になりたい少女と私設天文台の守り番の少年が出会うことで始まる青春小説。作中には本格的な天体撮影・処理の描写が登場し、物語の中心に新天体発見が関わってきます。天文ファンでもある作者に作品や天文への思いを語っていただきました。

★マユコの星ナビch 突撃!ラボ訪問#6 コンピュータの中で作る銀河系 (紹介/マユコ)
YouTubeチャンネル「アスナロサイエンス」で情報発信を行うマユコさん。今回のゲストは「シミュレーション天文学」の研究者。コンピュータの中で銀河系を作るってどういうこと? 記事のこぼれ話はYouTubeチャンネルにて!



参考価格: 960円

星空の楽しみ方を提案する新しいスタイルの情報誌

  • 2020/12/04
    発売号

  • 2020/11/05
    発売号

  • 2020/10/05
    発売号

  • 2020/09/04
    発売号

  • 2020/08/05
    発売号

  • 2020/07/04
    発売号

6 環境ビジネス

日本ビジネス出版

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環境ビジネス

2020年12月15日発売

目次: 特集 グリーン・リカバリーで日本経済を立て直す/再エネ発電の市場拡大/「トップリーダーに訊く『環境配慮型経営』」-日立造船・代表取締役社長兼COO・三野禎男氏

参考価格: 1,324円 定期購読(1年プラン)なら1冊:1,300円

環境推進のための実務誌

  • 2020/09/15
    発売号

  • 2020/06/15
    発売号

  • 2020/03/16
    発売号

  • 2019/12/15
    発売号

  • 2019/09/17
    発売号

  • 2019/06/17
    発売号

7 化学

化学同人

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18%
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無料

化学

2020年12月18日発売

目次: 【特集】コロナ禍で研究・教育環境はどう変わったのか?

〔時評〕コロナ禍を契機に変わる新しい大学の姿──変革を迫られた今後の大学のあり方とは? ●鬼頭秀一

〔紹介〕コロナ禍における学会運営と研究へのサポート──日本化学会のイベントのオンライン実施について ●中村史夫

〔事例1〕コロナ禍・アフターコロナに向けた留学生へのケア──オンラインならではのきめ細かい支援の可能性 ●香門悠里

〔事例2〕化学実習オンライン化の取り組み──昭和型の教育から令和型を目指して ●古荘義雄

〔実践講座〕コロナ禍を乗り切るためのストレス・マネジメント──生活環境の変化で蓄積したストレスの解消法 ●原田 淳

【解説】量子計測とAI との融合により脳を計測する──単分子計測による神経伝達物質の検出 ●小本祐貴・鷲尾 隆・八木 健・谷口正輝

【解説】連続アズレン環をもつキラルナノグラフェン──新反応により実現した精密合成 ●小川直希・高須清誠

★新連載★

◆備忘録 本づくりの舞台裏──私の思い出の自然科学書から(1)『ノーベル賞科学者 福井謙一 化学と私』 ●平 祐幸

★好評連載★

◆カガクへの視点 ビジュアルが変える科学の印象 ●高宮ミンディ

◆化学つれづれ草 (45)経済学賞 ●田中一義

◆誰も教えてくれない! 物理化学(分光学編)(21)発光分光法って何?──吸収スペクトルと発光スペクトルの関係 ●宮川雅矢

◆分析機器の進化から見た 現代化学史(25)電子顕微鏡技術の発展──分子や原子を見ることも可能になった ●廣田 襄

◆研究会へようこそ!(13)高分子表面研究会──高分子表面・界面を「つくる」「みる」「つかう」 ●小寺 賢

◆化学の特許はおまかせ! 中務先生のやさしいカガク特許講座(23)第三者の特許への対抗手段 ●中務茂樹

◆化学ナンバープレイス

◆化学の本だな 書評・新刊紹介

◆化学掲示板(11月)

◆編集室から

【2021年の化学】

<注目の論文>

スピン流-電流変換の不揮発電気的制御/微小液滴中で加速する化学反応/ビニルポリマーの精密合成法/対称ジスルフィドから非対称ポリスルフィドへ

<最新のトピックス>

励起状態水素脱離による光物質変換/古くて身近なガラスが最先端の全固体電池へ

参考価格: 880円 定期購読(1年プラン)なら1冊:725円

最新の情報から話題のトピックスまで,研究者がいちばん知りたい,化学のおもしろい情報を満載した総合誌

  • 2020/11/18
    発売号

  • 2020/10/17
    発売号

  • 2020/09/18
    発売号

  • 2020/08/18
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  • 2020/07/18
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  • 2020/06/18
    発売号

8 リサイクル通信

リフォーム産業新聞社

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リサイクル通信

2021年01月10日発売

目次: 2021年1月10日号の主な内容

■特別企画!!
中古売上ランキング2021 ベスト250発表!
「シュッピン9位に躍進!」

・トップ10社の中古売上高合計4496億円、前年から+336億円
・250社合計で売上1兆円超
・注目すべき有力リユース企業もチェック!

■ニュース
・ワットマン 中古アウトドア専門店オープン
・四国のリユース企業「RIZクリエイト」初買取専門店
・楽天フリマ「ラクマ」手数料変更 3.5%→6%
・ブランド買取の「リクロ」ウルトラワイドに事業譲渡
・一斗缶リユースで年商1.5億円 金子商店
・キモノ和楽市 オンラインヨガで着姿キレイに
・中古アウトドア「スペースキー」屋号変更でリブランディング
・テープのデジタル変換が急増 グッドヒルシステムズ
・トレカ査定機を外販 テイツー
・コロナで商材構成に変化 スウェット売れる
・中古アウトドアの無料レンタル 山のトリコ
・遺品整理認定協会 日本相続知財センターと提携
・スマホ、タブレット競りの量2倍に ジェーオーエー
・循環型デニムの修理・中古店 ヒーローインターナショナル
・手持ち服のAI分析アプリ 不用品をトレファクに誘導
・シェアエコ経済規模 20年度2兆円に
・全品1円のフリマ 「半額倉庫」のISOYU 

■トップインタビュー
ジモティー 加藤貴博社長
「月間1000万人超が利用する地元の掲示版サイトを運営」

クラシファイドサイトと呼ばれる掲示板サイトの国内最大手で、地域での不用品の販売や譲渡のマッチングサイトとしても利用されているのがジモティーだ。2020年2月に東証マザーズに上場。個人も法人も無料で掲載できるとあり、月間ページビューは約8億、MAU(月間利用者数)は1000万人を超える。リサイクルショップでも利用が広がっている。

■トピックス
リユース市場予測2021
「コロナ教訓に原点回帰 買う力を磨くべき」

新型コロナの影響で市場環境が昨年、一変した。その影響をリユース市場も大きく受けており、一大転換期を迎えている。本紙では5つのキーワードをもとに、市場の動向を予測した。買取の強化など原点回帰が求められそうだ。

■コーナー
◎注目!
古着のスピンズ
「通信制サポート校を開設」

◎インフルエンサーの今
カラサキ・アユミさん
「古書愛溢れる漫画家」

◎VOICE
テーマ「新年の抱負」
1.登山を始め鳥取の大山に登りたい/NEGOHAN
2.演奏を心の支えにしている人の為に、通販に力を入れたい/某楽器買取店

■連載
◎交友録
並木質店・深川店→マルイチ質店・小川店
「家電製品にも詳しい勉強家」

◎この店で一番高いモノはこれだ!
FULL UP(東京都渋谷区)
「60年代製ヴィンテージリバース502シリーズ 7万8000円」

参考価格: 693円 定期購読(1年プラン)なら1冊:596円

中古マーケットに深く切り込み、リサイクルビジネスの世界へ読者をナビゲート。

  • 2020/12/25
    発売号

  • 2020/12/10
    発売号

  • 2020/11/25
    発売号

  • 2020/11/10
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  • 2020/10/25
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  • 2020/10/10
    発売号

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