機能材料 発売日・バックナンバー

全214件中 16 〜 30 件を表示
4,400円
著者一覧
竹内敬治  ㈱NTTデータ経営研究所 
田中久暁  名古屋大学 
竹延大志  名古屋大学
速水浩平  ㈱音力発電 
新津葵一  名古屋大学 
矢嶋赳彬  九州大学 
星野勝義  千葉大学  
立木美奈子  千葉大学
塚田学  千葉大学
千葉大地  大阪大学 
柳谷順子  NISSHAエフアイエス㈱  


目次
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【特集】IoTデバイスの電力問題解消に向けて

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IoTセンサとエネルギーハーベスター
Energy Harvesting Technology for IoT Sensors

 IoTセンサには必ず電源が必要である。電力の供給方法としては,一次電池,無線給電,エネルギーハーベスティングなどが考えられる。本稿では,プリンテッドエレクトロニクスを活用した電源技術について,エネルギーハーベスティング技術を中心にその開発動向について紹介する。

【目次】
1 IoTセンサ向けエネルギーハーベスティング技術
 1.1 はじめに 
 1.2 エネルギーハーベスティングとは
 1.3 有機太陽電池
 1.4 振動発電デバイス
 1.5 有機材料熱電発電デバイス
 1.6 エネルギーハーベスティング以外の電源技術
 1.7 プリンテッドエレクトロニクスの必要性

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ウェアラブル熱電素子の実現に向けた導電性高分子の熱電物性解明
Physics of Conducting Polymers for Wearable Thermoelectric Generators

 導電性高分子はフレキシブルな熱電変換材料として多様なIoT機器への電源供給の観点から期待される。一方で,その複雑な薄膜構造により,高性能化に向けた熱電物性や材料開発指針は十分に理解されていない。本稿では,高分子の熱電物性研究の現状を解説するとともに,最近明らかになってきた特性制御に向けた分子設計の勘所を紹介する。

【目次】
1 はじめに
2 代表的な導電性高分子材料
3 代表的な電荷輸送モデルとS-σ関係
 3.1 乱れを含まない系
 3.2 乱れを含んだ系
 3.3 導電性高分子で観測されるS-σ関係
4 電解質ゲート法によるキャリア濃度制御
5 ドープされた高分子膜の熱電物性
 5.1 PBTTT
 5.2 DPPT-TT
6 おわりに

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自己発電IoTセンサへ向けた発電技術
Power Generation Technology for Self Power Generation IoT Sensors
 
 IoT最大の課題である電源問題を根本的に解決するためには,「エネルギーハーベスティング技術」を使用した「自己発電IoT センサ」の開発は,必要不可欠である。そこで,実際に製品化されている弊社の「自己発電IoT センサ」の‘Smart Mat SwitchTM’と‘Smart Button SwitchTM’の説明を行う。更に,これらの「自己発電IoTセンサ」に使用されている「発電床®」と「振力電池®」の発電技術の解説と製品紹介の説明を行う。稿においては自動車への加飾方法として,上記のような観点を考慮した弊社が真空成形から進化させ開発したフィルムを貼り付ける工法と自動車外装への本格的な実用について述べる。

【目次】
1 「IoT最大の課題,電源問題」とは
2 「自己発電IoT センサ」の必要性
3 「自己発電IoT センサ」へ向けた発電技術
4 「自己発電IoT センサ」の製品紹介
5 まとめ

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自立駆動型コンタクトレンズ型センサ
Automonous Smart Contact Lenses with Sensing Capability

 本稿では,テレワーク社会を支えるリモートセンシングの一例として,自律駆動型コンタクトレンズ型センサについて概説する。近年急速に研究開発が活発化しているスマートコンタクトレンズの研究開発動向と共に筆者らが開発中のバイオ発電素子を組み合わせた自律駆動型コンタクトレンズ型持続血糖センサについて紹介する。

【目次】
1 はじめに
2 研究背景
3 グルコース発電素子と融合した単独自立動作可能な持続血糖モニタリング機能付きスマートコンタクトレンズ
4 さいごに
 
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スパイキングニューロン回路を用いた低消費電力IoT回路技術
Low-power IoT Technology Based on Spiking Neuron Circuits

 IoTデバイスの電子回路には厳しい低消費電力化が求められる。我々はIoTデバイスならではの「遅さ」に着目し,スパイキングニューロン回路を用いた「待てるデジタル回路」を利用することで,ゆっくりとした制御をなるべく低消費電力に行う技術を構築した。実際に,様々な機能を約100 nWの低消費電力で実現する環境発電用の電源回路を試作し,さらに相転移材料を利用してほぼゼロエネルギーで回路の温度補償を行う技術を開発したので紹介する。タンなどが使用されている。これら車内部材に含まれる化学物質が,車内空気やダストを介して乗車者に曝露し,その健康リスクが懸念されている。本稿では,これら車内部材由来物質の測定事例に加え,そのリスクの評価法について紹介する。

【目次】
1 IoT向けの低消費電力回路
2 スパイキングニューロン回路
3 ニューロンチェーン
4 スパイク信号の意義 
5 振動発電用の電源回路
6 温度補償技術
7 まとめ
 
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[Material Report-R&D]

チオフェン重合体を用いた金色調・ブロンズ調の水性塗料の開発
Development of Water-Based Paints with Gold and Bronze Tones Using Thiophene Oligomers

 金属フレーク(メタルエフェクト顔料)を用いた金属光沢塗料は広く利用されている。近年,金属を含有しない化合物のみで金属調光沢を発現する顔料がいくつか開発されており,メタルエフェクト顔料塗料が内蔵する問題点の克服が期待されている。筆者らのグループは,これまでチオフェン重合体を用いた油溶性塗料が金色調光沢を発現することを報告してきたが,近年,その水性版が開発できたので,その材料物性について概説する。

【目次】
1 はじめに
2 オリゴマーの合成とキャラクタリゼーション
3 塗布膜の作製,外観および表面形態
4 塗布膜の光学および表面特性
5 塗布膜中での分子配向
6 水に対する膜の溶解耐性
7 おわりに

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永久磁石を利用したコンクリート埋設鉄筋可視化手法の開発
Development of New Method to Visualize Concrete Buried Rebars Using Permanent Magnets

 鉄筋などの磁性体は磁束を集める性質がある。つまり,鉄筋が永久磁石に近づくと,もともとその永久磁石の周囲にできていた磁界分布は変化する。この変化を磁気センサで観測することで,コンクリートのどこにどれくらいの太さの鉄筋が埋まっているか,非破壊で検出可能となる。本稿ではこのようなコンセプトを用いた試作機を用いた実例を示しながら,コンクリートに埋設された鉄筋を可視化する新たな計測手法を紹介する。

【目次】
1 はじめに
2 新しい鉄筋探査機の設計
3 計測結果
 3.1 鉄筋試験片を用いた計測
 3.2 鉄筋以外の金属は検知しない結果
 3.3 コンクリート壁を用いた試験測定と破断診断
4 おわりに

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半導体ガスセンサとその応用
Sensor Technology and Applications of Semiconductor Gas Sensor

 現在、様々な検知方式のガスセンサが実用化され、多くの用途で利用されている。その中の一つで、長年市場での使用実績がある「半導体式ガスセンサ」の検知原理や特徴を説明し、その長所を生かして商品化された製品事例を紹介する。半導体式ガスセンサは、今後さらに多くの製品に応用され、様々な分野への展開を期待する。の周囲にできていた磁界分布は変化する。この変化を磁気センサで観測することで,コンクリートのどこにどれくらいの太さの鉄筋が埋まっているか,非破壊で検出可能となる。本稿ではこのようなコンセプトを用いた試作機を用いた実例を示しながら,コンクリートに埋設された鉄筋を可視化する新たな計測手法を紹介する。

【目次】
1 はじめに
2 半導体ガスセンサの検知原理
3 半導体ガスセンサの構成
4 半導体ガスセンサの特性
 4.1 感度・選択性
 4.2 ガス応答性
 4.3 温湿度依存性
 4.4 経時特性
 4.5 耐久性
5 センサ特性の制御方法
 5.1 金属酸化物種と材料調製方法
 5.2 触媒添加
 5.3 動作温度の最適化
6 半導体式ガスセンサ応用製品
 6.1 冷媒漏れ検知
 6.2 オゾン検知
 6.3 口臭チェッカー
 6.4 アルコール検知器
 6.5 ガスクロマトグラフ
 6.6 口臭測定器
7 今後の展開

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[Market Data]

プリンター用ケミカルスの市場動向

【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

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[Material Profile]

2,5–キシレノール(2,5–Xylenol)
4,400円
著者一覧
西一朗  TPEテクノロジー(株)
榎本雅穗  京都女子大学 
矢葺勉  布施真空(株)
服部守悦  静岡文化芸術大学 
徳村雅弘  静岡県立大学
菅家瑠莉香  横浜国立大学 
益永茂樹  横浜国立大学
松本健俊  大阪大学  
松川公洋  京都工芸繊維大学  


目次
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【特集】自動車の内外装加飾技術―高意匠化と高快適化

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最近の自動車加飾技術の進歩
Progress of the Car Decoration Technology

 自動車は内燃機関から電気に変わりつつ,操作方法や表示はタッチパネルディスプレイに変わり,自動運転に向けた過渡期に入っているため,内・外装材にも未来感を要求されている。本稿では加飾の現状と未来を「革,人工絞,立体模様,ステッチ,パーフォレーション,本木,プリント柄印刷,水圧転写,IMT,IML,IMF,OMD,射出型内絞・絵柄転写フィルム,塗装+ レーザーアブレージョン,発光,曲面タッチパネルディスプレイ,モーフィングコントロールズ,塗装代替え→フィルムラッピング,擦れ傷,歩行者との接触時に歩行者保護」の20項目に分けて解説する。

【目次】
1 はじめに
2 加飾の種類
3 内装
4 外装

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自動車内装用人工皮革・合成皮革・PVCレザーの触感表現とその評価
Expression of the Tactile Sensation of Artificial Leather, Synthetic Leather,and PVC Leather for Automobile Interiors and Their Evaluation

 皮革という言葉は,動物の皮膚を生のまま,もしくはなめしてあるものに使用する。便宜上,合成素材によるものも含めて分類すると,人工皮革,合成皮革,塩ビ(PVC)レザーなどに分けられ,それぞれ触感表現を目的とした表面加工が施される。本稿ではこれらの加工方法と数値化について,新規開発した接触子で試みた検討などを紹介する。

【目次】
1 はじめに
 1.1 天然皮革代替材料としての人工皮革,合成皮革,PVCレザーの違い
 1.2 人工皮革
 1.3 合成皮革
 1.4 PVCレザー
2 触感表現に使用される表面処理剤
 2.1 表面処理剤の加工方法
 2.2 表面処理剤
3 PVCレザーを使用した触感表現数値化の検討
 3.1 年齢別触感評価
 3.2 表面摩擦特性の測定
 3.3 接触角の測定および表面自由エネルギーの算出
4 表面加工されたものに対する耐久性評価方法
 4.1 耐ブロッキング性
 4.2 耐屈曲性
 4.3 耐揉性
 4.4 耐摩耗性
5 おわりに

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Neo-TOM 工法を用いた自動車外装への加飾
Decorating the Exterior of Automobiles Using the Neo-TOM Method
 
 自動車設計は,環境への配慮や快適性などの観点からも大きく変わろうとしている。本稿においては自動車への加飾方法として,上記のような観点を考慮した弊社が真空成形から進化させ開発したフィルムを貼り付ける工法と自動車外装への本格的な実用について述べる。

【目次】
1 はじめに
2 TOM(Three dimension Overlay Method=3 次元表面被覆工法)
3 TOM 工法を進化させたNeo-TOM工法
 3.1 Neo-TOM 工法の原理
 3.2 Neo-TOM 工法のプロセス
4 自動車へのTOM 及びNeo-TOM工法の応用
 4.1 内装への応用
 4.2 外装への応用
 4.3 自動車外装のフィルム加飾によるCO2削減
5 TOM工法で使用されるフィルム(表皮材)
6 変圧器用モールドコイル
7 おわりに

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自動車のインテリアデザインの潮流と加飾技術の役割
Trends in Automobile Interior Design and the Role of Surface Decoration Technology

 100年に一度の変革期と言われている現在,改めて自動車のインテリアデザインを住宅や店舗と比較しその特徴を明確にした上で,加飾使用エリアとその展開方法,CMFの重要性等について解説する。また最近のコンセプトカーを例にデザイントレンドを分析し,それを踏まえて来るべき自動運転時代に加飾の果たす役割について考察する。

【目次】
1 はじめに
2 加飾の歴史
3 インテリアデザインとは
 3.1 人を中心とした空間のデザインである
 3.2 機能を押さえた上で感覚的価値が求められる
 3.3 対象部品が多種多様である
4 加飾使用エリアについて
5 加飾の展開
6 CMFの役割
7 インテリアデザインのトレンド
8 コンセプトカーに見る質感表現
9 今後の加飾
10 終わりに
 
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車内部材由来物質の車内環境への影響とその評価方法
Impacts of Substances Derived from Car Interior Materials on Car Indoor Environment

 車内にはカーシートやフロアマットなどの部材として,プラスチックやゴム,ポリウレタンなどが使用されている。これら車内部材に含まれる化学物質が,車内空気やダストを介して乗車者に曝露し,その健康リスクが懸念されている。本稿では,これら車内部材由来物質の測定事例に加え,そのリスクの評価法について紹介する。

【目次】
1 はじめに
2 車内部材由来物質とその曝露経路
3 車内部材由来物質の測定方法
 3.1 測定対象車
 3.2 分析方法(VOCおよびアルデヒド類)
 3.3 分析方法(リン系難燃剤)
4 車内空気中のVOCとアルデヒド類の測定結果
 4.1 VOCとアルデヒド類の車内濃度
 4.2 VOC およびアルデヒド類のリスク評価 
5 車内のリン系難燃剤
 5.1 車内空気中のリン系難燃剤濃度
 5.2 車内ダスト中のリン系難燃剤
 5.3 車内中のリン系難燃剤のリスク評価
6 まとめ
 
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 [Material Report-R&D]

シリコン/黒鉛シート複合体の開発とリチウムイオン電池負極への利用による電池特性の向上
Development of Si/Graphite Sheet Composite and Improvement in Anode Performance of Li Ion Battery

 シリコンウェハを製造する際に発生するシリコン切粉を,膨張化黒鉛由来の極薄黒鉛シートで包み,複合体を作製した。リチウムイオン電池の負極に用い,高容量であるが剥離しやすいシリコン負極の特性向上の可能性を見出した。廃棄物や副産物の利用により,コスト,環境負荷や物質循環の面での恩恵も見込まれる。

【目次】
1 はじめに
2 シリコン切粉
 2.1 シリコン切粉の発生
 2.2 シリコン切粉の形状
3 黒鉛シート
 3.1 これまでの導電材料
 3.2 黒鉛シートの作製
4 シリコン/黒鉛シート複合体
5 シリコン/黒鉛シート複合体電極
 5.1 シリコン/黒鉛シート複合体電極の作製
 5.2 シリコン/黒鉛シート複合体電極のサイクル特性
 5.3 シリコン/黒鉛シート複合体電極の構造
6 おわりに

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[Material Report-R&D]

ジルコニアナノ粒子分散体の調製と有機無機ハイブリッド透明材料への応用
Preparation of Zirconia Nanoparticle Dispersions and Application to Transparent Organic-inorganic Hybrid Materials

 ジルコニアナノ粒子分散体は,高屈折率の透明ハイブリッドを作成できる材料として有益である。分散体の調製には,分散剤による表面修飾が必要であり,分散剤としてシランカップリング剤が使用されることが多い。シランカップリング剤を用いた2 段階処理法や新規なデュアルサイト型シランカップリング剤を用いたジルコニナノ粒子分散体の調製について解説する。

【目次】
1 はじめに
2 シランカップリング剤によるジルコニアナノ粒子分散体の作製と問題点
3 段階法によるジルコニアナノ粒子分散体の調
 3.1 これまでの導電材料
 3.2 黒鉛シートの作製
4 デュアルサイト型シランカップリング剤によるジルコニアナノ粒子分散体の調製
 4.1 ビスフェニルフルオレン系デュアルサイト型シランカップリング剤とその適用
 4.2 DAP 系デュアルサイト型シランカップリング剤とその適用
5 おわりに

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[Market Data]

タッチパネル工業の市場動向

【目次】
1 概要
2 市場動向
3 材料・開発動向
4 企業動向

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[Material Profile]

カルボキシベンゾトリアゾール
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
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目次: 【特集:量子コンピューター最大の壁「エラー訂正」】
量子コンピューターの究極の目標
最大の難関「エラー訂正」を実行する新手法

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【特集:渡り鳥の量子コンパス】
高精度ナビの仕組み 鳥には地磁気が見えている
動物たちの磁気感覚

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天の川銀河中心ブラックホール撮影成功

高速電波バースト 浮かび上がる新たな謎

天才のようにまどろめ エジソンに学ぶ半覚醒状態のひらめき

貝の毒化を監視せよ アラスカの海辺に温暖化の脅威

アメリカ黒人社会の強靭さ 

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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
 ジャパンチームで新型コロナの変異を解明:佐藤 佳(東京大学)

◇SCOPE
 宇宙で最初の「一番星」に迫る/「ゲリラ豪雨」の雲をつかめ!
 注射1本で昆虫を遺伝子改変/核酸医薬で免疫の暴走を抑える/
 腕からの信号で自在に動く義手/第10回日経「星新一賞」募集始まる
◇ADVANCES
 ETに長距離電話/ゲノム編集に新手法/人肌の色を求めて/触れる絵文字
 花粉に乗るウイルス/遠隔捜査/細菌の培養は台所スポンジで/
 草の葉/ニュース・クリップ/伝書鳩の記憶

◇From Natureダイジェスト
 気候が形作った人類進化/がん細胞の変異から起源を探る

◇ヘルス・トピックス:合理的臨床試験
◇グラフィック・サイエンス:牙からわかるマンモスの旅
◇パズルの国のアリス:壊れた金庫の安全性
◇nippon天文遺産:彗星王国日本を支えた堂平シュミット望遠鏡
◇Science in Images:天下御免の粘菌生活
◇BOOK REVIEW
 『適応と自然選択』平沢達矢
 『皮膚、人間のすべてを語る』丸山 敬,
 <連載>森山和道の読書日記 ほか

◇サイエンス考古学
◇今月の科学英語

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科学の「先端」「発見の快感」を伝える一般向けの総合科学誌

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5 天文ガイド

誠文堂新光社

天文ガイド

2022年06月03日発売

目次: 【特集】
〇いて座A*の観測からとらえた
天の川銀河中心のブラックホール/塚田 健
2022年5月12日、EHT(イベント・ホライズン・テレスコープ)による天の川銀河中心のいて座A*の観測データ画像が発表されました。画像は天の川銀河中心の巨大ブラックホールの存在を示し、観測された光のリングの大きさはアインシュタインの一般相対性理論の予言とよく一致していました。2019年に同じくEHTから発表されたM87銀河中心のブラックホールの画像と比べながら、今回の発表の詳細、その成果と意義について紹介します。



〇手軽なシステムで迫力の天体像を観る
自宅ではじめる電視観望 VOL.2/Sam
6月号に続いて「自宅で始める電視観望」の第2回。最近注目されている新たな観望スタイルである「電視観望」は、市街地の明るい空からでも星雲などの天体を色味のある姿で観察でき、手軽な機材で始められるため、人気が高まっています。第2回は電視観望で使用するソフトウェアを紹介。機材のセットアップから天体映像の表示と調整方法までを紹介します。



〇~星明かり月明かり日記~
6惑星に出会う一夜/牛山俊男
今春は明け方の空で複数の惑星が集合する様子が見られます。5月初旬、本誌「星明かり月明かり」を連載する写真家・牛山俊男氏が、夕空に輝く水星と5惑星(金星・火星・木星・土星・海王星)との出会いを求め、長野県霧ヶ峰に撮影に訪れた一夜の様子を紹介します。



〇星空VRをはじめよう
キヤノンVR専用レンズによる180°VR動画/須永 閑
キヤノンから発売されたVR撮影用レンズ「キヤノンRF5.2mm F2.8 L DUAL FISHEYE」は横に並んだ2つの魚眼レンズを備えた180°VR撮影専用レンズです.複数台のカメラを用いて撮ることの多いVR映像ですが、このレンズであれば1台で撮影可能。さっそく注目のレンズで星空VR映像の撮影を行いました。撮影から映像出力までを紹介します(完成映像は天文ガイドYouTubeチャンネルで視聴可能です)

毎月の天文現象と、新製品のニュースをお伝えします。

  • 2022/05/02
    発売号

  • 2022/04/05
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  • 2022/03/03
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  • 2022/02/04
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  • 2021/12/03
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6 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

2022年06月25日発売

目次: 2022年6月25日号の主な内容

■ニュース
・コメ兵、25年度売上1000億へ 国内・アジアで出店加速
・薬局の余剰在庫、解消 キリンが新事業
・家電量販店で中古トレカ エディオン
・農機具ネット競売、出来高1800万円 マーケットエンターGのUMM
・販売サイトで「レンタル」も ONZO
・「スマホ買取機」試験設置 ティーガイア
・都内で古着の物々交換 Rationaloop
・「買取福ちゃん」CMに鈴木福さん REGATE
・子供古着店のFC「エコライフココ」 ロイヤリティ月8万に固定
・保育園専門のフリマ エクスプラウド
・「PCNETオークション」 1回に6000点出品
・エプソンがプロジェクターの買取、デジタルリユースと連携
・「フリー素材」提供サービス チャイルドバンク
・LCCのピーチ CAの使用済みスカーフを再利用
・ブックオフ選書のマンガ コンパクトホテルで読み放題
・毎日60件、一括査定 アワバリュー
・アップガレージ 中古ipad取扱い
・古着の回収・販売 アーバンリサーチ
・越境専門CtoCアプリ Ichi
・至近に「ブックオフ旗艦店」 リサイクルフカツ
  
■トップインタビュー
メモリーズ(くらしの友グループ)横尾将臣社長
「遺品・生前片付け月120件」

遺品・生前整理にいち早く乗り出し、累計現場実績は1.6万件にも及ぶメモリーズ(大阪府堺市)。冠婚葬祭事業を行う「くらしの友」の子会社でもあり、グループでは葬儀から整理まで手掛ける。横尾将臣社長に戦略や業界の概況を聞いた。

■トピック
「増える買取FCの古物市場 オークション運営当たり前の時代に」

コロナを契機とし、買取専門店FCを展開する本部企業による古物市場への参入が相次いでいる。主要なFC本部は独自の古物市場を持つことが当たり前になりつつある。ただ、古物市場が既に多数存在しており、運営を成り立たせるのは容易ではない。FC本部運営による古物市場の動向を考察した。

■コーナー
◎市場考察
セカンドストリート・今泉有道社長
「新品減・円安でリユースが受け皿に」

◎Let’s TRY
「AIカメラで来店者の属性・行動を分析」
「買わない顧客」からもデータ収集

◎小トピック1
「エアコン需要集中は梅雨明け?」
材料高で新品・中古も2割値上がり

◎小トピック2
「ブランド洋食器が高騰」
中国でブーム到来か!?

◎ATTENTION
サブスク「解約」
「〝最終確認画面〟に情報わかりやすく」

◎中古市場データ
川崎交換会(神奈川県)
「道具・骨董で出来高500万円」

◎EVENTレポ店
「6.1 THE SHOW」(ON the CORNER、ドンドンダウン)
コムデギャルソンとヨウジヤマモトだけの古着ショー

◎注目の取り組み
「I Still Love You So(東京都)」
航空業社員と兼業で古物商

◎VOICE
テーマは「ビジネスで大切にしていること」
・古材や古道具の活用で顧客の気持ちに寄り添う…キブネ建設
・傾聴に徹し、貴金属やブランド品以外の買取りをアピール…某買取店

■連載
◎海外中古市場データ
浜屋 電気製品・その他
「アジアは雨季で冷蔵庫需要高まる」

◎中古レコードの世界
「レコード仕分けのポイント①」
日本と海外、最大の違いは「保存状態」

◎ブランド市場バイヤー齋藤清の俺に学べ! 
「インバウンド需要に、一層期待がかかるワケ」
下落トレンドへのカンフル剤となるか

◎繁盛店の店づくり
ロデオドライブ新宿歌舞伎町店(東京都)
「歌舞伎町に移転リニューアル」

◎倒産1000本ノック?
人生最大のしくじり?! 
「ここが肝心!最悪どこまで落ちても大丈夫なのか?パート2」

◎生前・遺品整理ダイヤリー 思い出に寄り添って
ティーアシスト(埼玉県)
「ゴミ袋を開けて家の実印を見つけ出す」

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。

  • 2022/06/10
    発売号

  • 2022/05/25
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  • 2022/05/10
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  • 2022/04/25
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  • 2022/03/25
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7 電気計算

電気書院

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電気設備の保守管理。電験・管理士受験指導

  • 2022/05/12
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  • 2022/04/12
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  • 2022/03/11
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  • 2022/02/12
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  • 2022/01/12
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  • 2021/12/10
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8 設備と管理

オーム社

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設備と管理

2022年06月10日発売

目次: 特集
・受変電設備の基礎と操作[後編]
 皆川 邦雄(第一種電気主任技術者)
 受変電設備の構成を知り,具体的な操作方法や注意点,過去のトラブル事例を学ぶ.
 それによって,維持管理者の知識・技能の向上を図り,作業効率の向上や
 安全性を確保することを目的とする.6月号の前編とぜひ合わせて読んでいただきたい.

・ビル管理における風量測定ロボット活用法
 小林 雅明(三機工業株式会社)
 建築設備工事の施工品質の向上と性能検証の業務効率化を目的に
 風量測定ロボットの試験運用を導入した.実際にどれくらいの工程を削減でき,
 どこまでをロボットに託せるのか.現場での運用方法とこれからの課題を探る.

・石綿障害予防規則の改正とその対応
 脇田 真至(近鉄ファシリティーズ株式会社)
 令和4年4月から石綿事前調査結果報告システムが運用開始され,
 元方事業者の事前調査結果の届出が義務化されたのを機に,元請事業者の立場から
 関係者が成すべき事柄を整理した.新たに加わる作業を効率的に行っていくために全体概要をまとめた.

■ライセンス
・ビル管理試験直前対策 3号連続90問ミニテスト/レベル1
・2022年上期公表 二級ボイラー技士 試験問題と解答・解説

■ニュースラインナップ
・建築物省エネ法改正案を閣議決定
・電気設備技術基準・解釈の改正に向けてパブリックコメント
・空調システムのサイバーセキュリティガイドライン(案)
・無電柱化に向けて電柱新設の抑制策を取りまとめ

■フォトギャラリー
・四国水族館

■道草の拾い読み
・栃木・栃木市 岩下の新生姜ミュージアム

■連載
・事例に学ぶ設備お悩み相談室/93. 食堂からの臭気拡散対策
・のぞき窓を閉めないで/犬よ,猫よ,ペットらよ,人間を許し給え!
・完全図解 電子回路とディジタル回路の基礎知識/第1編 電子回路/第5章 増幅回路
 11. トランジスタの増幅作用と静特性
・マンションを100年持たせる再生シナリオ(実践編)/59. 大型店舗を保有するマンションの耐震化(中編)
・現場ではたらくビル管INTERVIEW/130. 堀内 秀人さん(興和不動産ファシリティーズ株式会社)
・けろさんの設備探訪記/10. 給水設備の源へ 歴史的建造物
・ビル管 キャリアUPガイド/11. ビル管の3UP―キャリアUP,スキルUP,給料UP

参考価格: 1,650円

ビル・工場の設備を管理するエンジニアとマネージャのための専門誌

  • 2022/05/11
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  • 2022/04/11
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  • 2022/03/11
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  • 2022/02/10
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  • 2022/01/11
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  • 2021/12/10
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9 月刊星ナビ

アストロアーツ

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月刊星ナビ

2022年06月03日発売

目次: 13年ぶりに始まった「宇宙飛行士選抜」。異例の条件で注目を集めている選抜試験の現在とは?「いて座Aスターのブラックホールシャドウ」は記者会見の模様と合わせて解説します。

★表紙画像
今月の表紙は渡邊守さんの「宙への道標」です。灯台の後ろには美しい天の川が昇っています。

★12年ぶりの宇宙飛行士選抜スタート 宇宙にエントリー
ついに始まった日本人宇宙飛行士選抜試験。6回目となる今回の選抜は13年ぶりの募集。さらに、「世界初! 学歴不問」「文系宇宙飛行士誕生か?」というタイトルで取り上げられ、多くの方の関心を集めています。選抜試験の状況と合格者の未来はいかに?

★NewsWatch いて座Aスターのブラックホールシャドウ
今年5月、イベント・ホライズン・テレスコープチームがいて座Aスターのブラックホールシャドウ撮像を発表しました。熱のこもった記者会見の模様や登壇者への追加取材も敢行し掲載。今一番ホットな天文ニュースをお見逃しなく。

★Deepな天体写真 市街地で星雲撮影8 明るさムラをフラット補正で平定する
天体画像の画質を向上させるにはコンポジット処理が必要です。今回は画像の周辺が暗くなる「周辺減光」をフラットフレームを用いた「フラット補正」で改善していきます。

★星座制定100年 まんがで読む「南天の星座」物語
プトレマイオスが48星座を『アルマゲスト』に記してから約1400年後に生まれた南天の星座たち。後世に残っている南天の星座たちはどのように生まれたのでしょうか? 楽しく読めるまんがと詳しい解説で紹介します。

★今月の注目 拡大版 月と全惑星集結・火星食
6月から7月も惑星たちと月の共演が要チェック! 撮り方のポイントも合わせて紹介。惑星接近を見て・撮って楽しみましょう! 惑星以外にも、パンスターズ彗星や、さそり座δ星の食、変光星ミラの極大も楽しみです。しっかり予習して当日に備えましょう。

★小惑星アフティによる恒星食 ぎょしゃ座のマハシムが1.5秒消えた
曇り空の中観測失敗に終わった、2002年4月のポルックス食。「いつかリベンジを」そう願っていた石井さんのチャンスは2022年にやってきます。20年前の現象よりさらに厳しい条件の観測に、入念な特訓と綿密な遠征計画で挑みます。しかし、当日の降水確率は80%という絶望的な状況で……。ドキドキの観測レポートは必見。

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

  • 2022/05/02
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  • 2022/04/05
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