- 出版社：シーエムシー出版
- 発行間隔：月刊
- 発売日：毎月7日
- サイズ：B5判
あらゆる材料の高機能化に対応する総合機能材料情報誌
本誌は日本で初めての総合機能材料情報誌として創刊1981年以来、あらゆる材料・形態の高機能化情報を提供して参りました。弊社の豊富な蓄積と情報網をもとに、機能材料関連の動向を深く広範囲に正確に捉え、「仕事に直結する」最新技術・市場情報を掲載しております。
機能材料 発売日・バックナンバー
全213件中
46 〜 60 件を表示
著者一覧
鈴木義茂 大阪大学
前原大樹 東京エレクトロン(株)
野﨑隆行 (国研)産業技術総合研究所
塩田陽一 京都大学
三輪真嗣 東京大学
山本竜也 (国研)産業技術総合研究所
湯浅新冶 (国研)産業技術総合研究所
久保田均 (国研)産業技術総合研究所
田丸慎吾 (国研)産業技術総合研究所
常木澄人 (国研)産業技術総合研究所
薬師寺啓 (国研)産業技術総合研究所
福島章雄 (国研)産業技術総合研究所
與田博明 (株)東芝
安藤康夫 東北大学
関剛斎 東北大学
窪田崇秀 東北大学
伊藤啓太 東北大学
黒須隆行 (国研)産業技術総合研究所
須見一郎 三光化学工業(株)
三橋正雄 三光化学工業(株)
立上義治 三光化学工業(株)
濱田芳博 当栄ケミカル(株)
目次
-------------------------------------------------------------------------
【創刊37周年特集】スピントロニクス研究の最新動向
-------------------------------------------------------------------------
特集にあたって
A Preface
-------------------------------------------------------------------------
極微細高性能磁気トンネル接合素子の開発
Development of Highly Scalable Magnetic Tunnel Junctions
本論文では,MRAMの大容量化・高性能化を実現するために必要となる,極微細MTJ素子向け成膜プロセス,材料開発への取り組みについて紹介する。特に高MR比を維持した低抵抗MTJ素子の実現と,Irを用いた高性能SAF構造の開発について詳細を報告する。また,これらの開発によって30nmスケールのMTJ素子が問題なく動作することを示す。
【目次】
1. はじめに
2. 量産向けMgO成膜プロセスと低抵抗MTJ素子の開発
3. Irを用いた参照層の磁気特性改善
4. 極微細素子におけるMTJ素子性能評価
-------------------------------------------------------------------------
電圧スピン制御技術の進展
Recent Progress in the Voltage-Controlled Magnetism
電圧によるスピン制御はスピントロニクスデバイスの駆動電力を低減する次世代技術として期待されている。本稿ではその代表的なアプローチの1つである,電圧による磁気異方性制御技術に関して,物理機構の解明,電圧誘起ダイナミック磁化反転の安定性向上,および電圧磁気異方性変化効率増大に向けた新材料探索に関する最近の進展について紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. 電圧磁気異方性変化の物理起源
3. 電圧ダイナミック磁化反転の安定性向上
4. VCMA効率増大に向けた新材料探索
5. さいごに
-------------------------------------------------------------------------
スピントロニクスの高周波応用
Spintronics for High-Frequency Applications
スピントルク発振素子は,ナノサイズの自励発振器で直流電流を入力するとマイクロ波帯の交流信号を発生する。スピン流が誘起するスピンダイナミクスの基礎物理,ならびに,小型マイクロ波素子,センサーなどのデバイス応用の両面から研究開発が活発に行われている。本稿では,我々の研究成果を中心にスピントルク発振素子の開発状況を紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. スピントルク発振の原理
3. 種々の素子と発振特性
4. デバイス応用にむけて
4.1 電圧制御発振器への応用
4.2 その他の応用
5. まとめ
-------------------------------------------------------------------------
スピントロニクスメモリによる省電力化最新動向―STT-MRAMから電圧制御スピントロニクスメモリ―
Progresses of Spintronics Memory Technologies for Saving Energy Consumption-STT-MRAM to VoCSM (Voltage Control Spintronics Memory)-
単体ビットレベルでは揮発性メモリの書き込みエネルギーに近づく高効率書き込みを可能とするVoCSM(Voltage Control Spintronics Memory)を開発した。Cacheメモリ用途と高集積用途のメモリアーキテクチャも提案し,実用化開発も可能な状況となっている。5～10年後にVoCSMがメモリーチップとして実用化されれば,「不揮発性は大きな書き込みエネルギーを必要とする」という歴史的なメモリのジレンマを解消できる可能性がある。
【目次】
1. はじめに
2. 垂直方式STT-MRAMによる書き込み時の省電力化の推移
3. 電圧制御スピントロニクスメモリ(VoCSM)による省電力化の推移
4. 電圧制御スピントロニクスメモリ(VoCSM)の応用例
4.1 不揮発性ロジックとしての応用
4.2 L2-Cacheメモリとしての応用
4.3 Last-Level Cacheメモリとしての応用
4.4 高集積メモリとしての応用
5. まとめ
-------------------------------------------------------------------------
スピントロニクス技術を応用した高感度生体磁気センサ技術
Super High Sensitivity Magnetic Field Detection Technology Using Spintronics Technology
室温で生体からの磁場を測定する高感度TMRセンサを開発した。信号の積算をすることなく心臓からの磁場信号(MCG)のR波を,また,信号を数10秒間積算すればS/N比の良いQRS信号を観測できた。さらに脳からの磁場信号(MEG)に関しても10Hz前後のα波の観測に成功した。これらの知見は,TMRセンサを用いたさまざまな室温アプリケーションにつながると期待される。
【目次】
1. はじめに
2. 磁気抵抗素子を用いた高感度磁気センサ表面窒素化合物の調製とその性状
2.1 磁気抵抗素子センサの動作原理
2.1 磁気抵抗素子センサの動作原理
3. TMR素子を用いた高感度生体磁気センサの開発
3.1 高磁場感度を示す集積化TMRセンサモジュールの開発
3.2 TMRセンサモジュールを用いた心磁(MCG)測定
3.3 TMRセンサモジュールを用いた脳磁(MEG)測定
3.4 TMRセンサの多様な応用
4. TMR高感度生体磁気センサの将来展望
-------------------------------------------------------------------------
スピントロニクス材料の進展― 規則合金を中心にして ―
Progress of Spintronic Materials Based on Ordered Alloys
スピントロニクス材料の要件として,高いスピン偏極率(PS),高い磁気異方性(Ku),低い磁気ダンピング定数(α)という観点から,規則合金の有用性について述べる。具体的には,高PS材料としてハーフメタルホイスラー合金を利用した膜面垂直通電型巨大磁気抵抗効果(CPP-GMR)の研究と,CPP-GMRの応用としての高周波発振素子の開発,および高Ku材料としてL10型FePtの磁化反転に関する研究と,新奇な高Ku規則合金作製の試みについて,我々の研究成果を中心にして現状を紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. 高スピン偏極材料
2.1 ハーフメタルホイスラー合金とCPP-GMR素子への応用
2.2 ホイスラー合金を用いた高周波発振素子の開発
3. 高磁気異方性材料
3.1 L10型規則合金材料
3.2 L11型規則合金材料
4. まとめ
-------------------------------------------------------------------------
[ Material Report -R&D- ]
シリコンフォトニクスによる新しい光ネットワーク
New Optical Network Based on Silicon Photonics
ネットワークの消費電力削減が喫緊の課題となっている。光スイッチで動的に回線交換を行うダイナミック光パスネットワークは,超大容量かつ超低消費電力,超低遅延である。産総研ではシリコンフォトニクスを利用して,その鍵となる光スイッチの開発を進めてきたが,実用的な性能が得られたのを機に東京都内にテストベッドを構築し運用を開始した。
【目次】
1. はじめに
2. ダイナミック光パスネットワーク
3. シリコンフォトニクス光スイッチ
3.1 基本特性
3.2 カスケード動作
4. DOPN都内テストベッド
4.1 都内テストベッドの概要
4.2 長期安定性の評価
4.3 4Kテレセッション
5. おわりに
-------------------------------------------------------------------------
[ Material Report -R&D- ]
高純度,無臭性 流動パラフィン―特性と適用―
High-purity and Odorless Liquid Paraffin ― Characteristics and Applications
流動パラフィン(LP)製造の精製工程に,高度精製処理工程を導入し,臭気成分及び低沸点成分を完全に除去した高純度,無臭性LPの製造技術を確立した。この高純度LPは,より高い安全性と高純度化が求められる香粧品,食品工業,医療材・医薬品,電子部材や包装材料等の素材として適用することができる。LPの精製技術と,高純度,無臭性LPの特性,主要な適用例について報告する。
【目次】
1. はじめに
2. 高純度化,無臭性LP製造法及び特性
2.1 高純度,無臭性LPの製造法
2.2 高純度,無臭性LPの特性,適合規制及び主要な用途
2.2.1 高純度,無臭性 流動パラフィンNo.70-SP
2.2.2 高純度,無臭性 流動パラフィンNo.380-SP
2.2.3 高純度,無臭性 流動パラフィンNo.530-SP
3. おわりに
鈴木義茂 大阪大学
前原大樹 東京エレクトロン(株)
野﨑隆行 (国研)産業技術総合研究所
塩田陽一 京都大学
三輪真嗣 東京大学
山本竜也 (国研)産業技術総合研究所
湯浅新冶 (国研)産業技術総合研究所
久保田均 (国研)産業技術総合研究所
田丸慎吾 (国研)産業技術総合研究所
常木澄人 (国研)産業技術総合研究所
薬師寺啓 (国研)産業技術総合研究所
福島章雄 (国研)産業技術総合研究所
與田博明 (株)東芝
安藤康夫 東北大学
関剛斎 東北大学
窪田崇秀 東北大学
伊藤啓太 東北大学
黒須隆行 (国研)産業技術総合研究所
須見一郎 三光化学工業(株)
三橋正雄 三光化学工業(株)
立上義治 三光化学工業(株)
濱田芳博 当栄ケミカル(株)
目次
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【創刊37周年特集】スピントロニクス研究の最新動向
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特集にあたって
A Preface
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極微細高性能磁気トンネル接合素子の開発
Development of Highly Scalable Magnetic Tunnel Junctions
本論文では,MRAMの大容量化・高性能化を実現するために必要となる,極微細MTJ素子向け成膜プロセス,材料開発への取り組みについて紹介する。特に高MR比を維持した低抵抗MTJ素子の実現と,Irを用いた高性能SAF構造の開発について詳細を報告する。また,これらの開発によって30nmスケールのMTJ素子が問題なく動作することを示す。
【目次】
1. はじめに
2. 量産向けMgO成膜プロセスと低抵抗MTJ素子の開発
3. Irを用いた参照層の磁気特性改善
4. 極微細素子におけるMTJ素子性能評価
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電圧スピン制御技術の進展
Recent Progress in the Voltage-Controlled Magnetism
電圧によるスピン制御はスピントロニクスデバイスの駆動電力を低減する次世代技術として期待されている。本稿ではその代表的なアプローチの1つである,電圧による磁気異方性制御技術に関して,物理機構の解明,電圧誘起ダイナミック磁化反転の安定性向上,および電圧磁気異方性変化効率増大に向けた新材料探索に関する最近の進展について紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. 電圧磁気異方性変化の物理起源
3. 電圧ダイナミック磁化反転の安定性向上
4. VCMA効率増大に向けた新材料探索
5. さいごに
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スピントロニクスの高周波応用
Spintronics for High-Frequency Applications
スピントルク発振素子は,ナノサイズの自励発振器で直流電流を入力するとマイクロ波帯の交流信号を発生する。スピン流が誘起するスピンダイナミクスの基礎物理,ならびに,小型マイクロ波素子,センサーなどのデバイス応用の両面から研究開発が活発に行われている。本稿では,我々の研究成果を中心にスピントルク発振素子の開発状況を紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. スピントルク発振の原理
3. 種々の素子と発振特性
4. デバイス応用にむけて
4.1 電圧制御発振器への応用
4.2 その他の応用
5. まとめ
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スピントロニクスメモリによる省電力化最新動向―STT-MRAMから電圧制御スピントロニクスメモリ―
Progresses of Spintronics Memory Technologies for Saving Energy Consumption-STT-MRAM to VoCSM (Voltage Control Spintronics Memory)-
単体ビットレベルでは揮発性メモリの書き込みエネルギーに近づく高効率書き込みを可能とするVoCSM(Voltage Control Spintronics Memory)を開発した。Cacheメモリ用途と高集積用途のメモリアーキテクチャも提案し,実用化開発も可能な状況となっている。5～10年後にVoCSMがメモリーチップとして実用化されれば,「不揮発性は大きな書き込みエネルギーを必要とする」という歴史的なメモリのジレンマを解消できる可能性がある。
【目次】
1. はじめに
2. 垂直方式STT-MRAMによる書き込み時の省電力化の推移
3. 電圧制御スピントロニクスメモリ(VoCSM)による省電力化の推移
4. 電圧制御スピントロニクスメモリ(VoCSM)の応用例
4.1 不揮発性ロジックとしての応用
4.2 L2-Cacheメモリとしての応用
4.3 Last-Level Cacheメモリとしての応用
4.4 高集積メモリとしての応用
5. まとめ
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スピントロニクス技術を応用した高感度生体磁気センサ技術
Super High Sensitivity Magnetic Field Detection Technology Using Spintronics Technology
室温で生体からの磁場を測定する高感度TMRセンサを開発した。信号の積算をすることなく心臓からの磁場信号(MCG)のR波を,また,信号を数10秒間積算すればS/N比の良いQRS信号を観測できた。さらに脳からの磁場信号(MEG)に関しても10Hz前後のα波の観測に成功した。これらの知見は,TMRセンサを用いたさまざまな室温アプリケーションにつながると期待される。
【目次】
1. はじめに
2. 磁気抵抗素子を用いた高感度磁気センサ表面窒素化合物の調製とその性状
2.1 磁気抵抗素子センサの動作原理
2.1 磁気抵抗素子センサの動作原理
3. TMR素子を用いた高感度生体磁気センサの開発
3.1 高磁場感度を示す集積化TMRセンサモジュールの開発
3.2 TMRセンサモジュールを用いた心磁(MCG)測定
3.3 TMRセンサモジュールを用いた脳磁(MEG)測定
3.4 TMRセンサの多様な応用
4. TMR高感度生体磁気センサの将来展望
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スピントロニクス材料の進展― 規則合金を中心にして ―
Progress of Spintronic Materials Based on Ordered Alloys
スピントロニクス材料の要件として,高いスピン偏極率(PS),高い磁気異方性(Ku),低い磁気ダンピング定数(α)という観点から,規則合金の有用性について述べる。具体的には,高PS材料としてハーフメタルホイスラー合金を利用した膜面垂直通電型巨大磁気抵抗効果(CPP-GMR)の研究と,CPP-GMRの応用としての高周波発振素子の開発,および高Ku材料としてL10型FePtの磁化反転に関する研究と,新奇な高Ku規則合金作製の試みについて,我々の研究成果を中心にして現状を紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. 高スピン偏極材料
2.1 ハーフメタルホイスラー合金とCPP-GMR素子への応用
2.2 ホイスラー合金を用いた高周波発振素子の開発
3. 高磁気異方性材料
3.1 L10型規則合金材料
3.2 L11型規則合金材料
4. まとめ
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[ Material Report -R&D- ]
シリコンフォトニクスによる新しい光ネットワーク
New Optical Network Based on Silicon Photonics
ネットワークの消費電力削減が喫緊の課題となっている。光スイッチで動的に回線交換を行うダイナミック光パスネットワークは,超大容量かつ超低消費電力,超低遅延である。産総研ではシリコンフォトニクスを利用して,その鍵となる光スイッチの開発を進めてきたが,実用的な性能が得られたのを機に東京都内にテストベッドを構築し運用を開始した。
【目次】
1. はじめに
2. ダイナミック光パスネットワーク
3. シリコンフォトニクス光スイッチ
3.1 基本特性
3.2 カスケード動作
4. DOPN都内テストベッド
4.1 都内テストベッドの概要
4.2 長期安定性の評価
4.3 4Kテレセッション
5. おわりに
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[ Material Report -R&D- ]
高純度,無臭性 流動パラフィン―特性と適用―
High-purity and Odorless Liquid Paraffin ― Characteristics and Applications
流動パラフィン(LP)製造の精製工程に,高度精製処理工程を導入し,臭気成分及び低沸点成分を完全に除去した高純度,無臭性LPの製造技術を確立した。この高純度LPは,より高い安全性と高純度化が求められる香粧品,食品工業,医療材・医薬品,電子部材や包装材料等の素材として適用することができる。LPの精製技術と,高純度,無臭性LPの特性,主要な適用例について報告する。
【目次】
1. はじめに
2. 高純度化,無臭性LP製造法及び特性
2.1 高純度,無臭性LPの製造法
2.2 高純度,無臭性LPの特性,適合規制及び主要な用途
2.2.1 高純度,無臭性 流動パラフィンNo.70-SP
2.2.2 高純度,無臭性 流動パラフィンNo.380-SP
2.2.3 高純度,無臭性 流動パラフィンNo.530-SP
3. おわりに
著者一覧
武藤浩行 豊橋技術科学大学
Tan Wai Kian 豊橋技術科学大学
竹内信行 京都工芸繊維大学
長田俊郎 (国研)物質・材料研究機構
森分博紀 (一財)ファインセラミックスセンター
小川和洋 東北大学
柳岡遼太郎 東北大学
中山義一 (株)中野製作所
目次
-------------------------------------------------------------------------
【特集】ファイン・ナノセラミックス最前線
-------------------------------------------------------------------------
AD法による機能性ナノ複合厚膜の作製
Fabrication Technique of Functional Thick Ceramic Nanocomposite Films by Use of Aerosol Deposition Method
AD(Aerosol Deposition)法は,原料粉末を基板に吹き付けるだけで室温下で緻密なセラミックス厚膜を作製することができる技術として注目を集めている。本稿では,独自に開発した複合粒子を原料に用いることでナノ物質がセラミックス厚膜に分散した各種の機能性厚膜を作製する手法を紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. AD法の原理と原料粉末設計
2.1 AD法による成膜
2.2 AD法に用いる材料種
2.3 複合化のための原料粉末設計
3. 複合粒子を原料とした材料開発
4. 静電相互作用を用いた複合化技術(静電吸着複合法)
5. AD複合膜の作製
6. まとめ
-------------------------------------------------------------------------
焼成雰囲気および使用雰囲気がセラミックスの性質に与える影響
Effect of Firing and Operating Atmosphere on the Properties of Ceramics
下水汚泥焼却灰とフライアッシュから作製したリサイクルセラミックスの見掛け密度,EuとDyを共添加したSrO-Al2O3系蛍光体の長残光特性,および,GdとMnを共添加したBaTiO3半導体のPTCR特性に及ぼす焼成雰囲気の影響,そして,窒化ケイ素セラミックスの酸化反応やムライトを主成分とする結晶質繊維の熱分解反応に与える使用雰囲気の影響を紹介した。
【目次】
1. はじめに
2. 下水汚泥焼却灰とフライアッシュの混合物の窒素雰囲気焼成による軽量セラミックスの作製
3. Eu-Dy共添加Sr4Al14O25蛍光体の長残光特性に及ぼす焼成雰囲気の影響
4. 還元雰囲気焼成-再酸化処理により作製したBaTiO3セラミックスのPTCR特性
5. 低酸素分圧下における窒化ケイ素焼結体の酸化挙動
6. 水素雰囲気中で加熱した多結晶質繊維の熱的安定性
7. まとめ
-------------------------------------------------------------------------
自己治癒セラミックスの新展開―治癒活性相3Dネットワークによる機能設計―
Advanced Self-healing Ceramics : Design by 3D Networks of Healing Activator
人の骨は炎症・修復・改変期という複数の素過程を通し,損傷を自然に治している。この機能により,日々の活動や予期せぬ事故で損傷が発生したとしても,骨は本来の性能を保つことができる。この生態模倣技術において最も困難とされる「自己治癒」機能を人工材料に模倣する挑戦が世界中で活発化している。本稿では,特に高温構造用セラミックスにおける自己治癒機構の説明や,治癒活性相3D ネットワークという新規概念を用いた材料設計手法を紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. 酸化誘起型自己治癒セラミックス
3. 自己治癒メカニズムの解明
4. 治癒活性相の選定と配置―3Dネットワークの設計―
5. 高速でき裂を治癒する自己治癒セラミックス
6. おわりに
-------------------------------------------------------------------------
ファインセラミック分野における第一原理計算を応用した材料研究
Secondary Battery Materials Study by Collaboration between Precise Experiments and Theoretical Calculations
近年,第一原理計算は大いに発展しており,多くの材料物性が実験値を用いることなく計算できるようになっている。著者らのグループではファインセラミック分野にこの第一原理計算を応用した材料研究を展開している。本稿ではこの第一原理計算を強誘電体材料研究,Liイオン電池材料研究に適用した著者らの研究例を解説する。
【目次】
1. はじめに
2. 強誘電体材料
2.1 CdTiO3の強誘電体相転移
(フォノン計算によりソフトモードによる強誘電体相転移により解析できた例)
2.2 AgNbO3の強誘電体相転移
(フォノン計算によりソフトモードによる強誘電体相転移により解析できなかった例)
2.3 負の圧力による構造相転移と巨大c/a比の実現
3. Liイオン電池材料
3.1 正極材料中の粒界構造とその電池特性への影響
3.2 (La,Li)TiO3完全結晶の高Liイオン伝導のメカニズム
3.3 固体電解質材料のLiイオン伝導を支配するドメイン構造
3.4 負極材料
4. おわりに
-------------------------------------------------------------------------
サスペンションプラズマ溶射法による耐環境セラミックコーティング成膜技術の開発
Development of Film Formation Technique for Environmental Barrier Ceramic Coatings by Suspension Plasma Spraying
本稿では,従来の溶射法ではレオロジー的観点から使用が困難であったシングルミクロンからナノオーダーという極めて細かな粒子の供給ができ,緻密な皮膜を形成可能なサスペンションプラズマ溶射(SPS)法を用いた耐環境コーティングの開発の可能性に関し,解説する。
【目次】
1. はじめに
2. 耐環境コーティングの現状と課題
3. サスペンションプラズマ溶射によるEBC成膜
3.1 供試材
3.2 高温酸化試験
3.3 SEMおよびEDXによる皮膜断面組織観察
4. まとめ
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[ Material Report -R&D- ]
ゴムと樹脂の化学結合による直接接着技術
Method of Direct Bonding by Chemical Bonds between Elastomer and Polymer
近年,航空機や自動車,電気製品などの部品の軽量化や,機能・性能の向上,コスト削減のため異種材料の接着,接合技術の必要性が高まっている。本稿では,当社が製造技術を確立した,接着が難しいと言われているゴムとナイロン・PPEなどの樹脂を,化学結合により直接強固に接着させる技術『ラジカロックⓇ』について紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. ゴムは難接着
3. 接着剤が使いづらい時代
4. 接着剤を使わずにゴムと樹脂を結合
5. ゴムと樹脂の分子架橋反応のメカニズム
5.1 ラジカロックⓇとは
5.2 分子架橋反応の仕組み
6. ラジカロックの利点
6.1 品質上の利点
6.2 製造工程上の利点
7. 樹脂とゴムの種類
8. 応用例と今後の展望
9. 今後の課題
10. まとめ
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[ 機能材料マーケットデータ ]
塗料工業の市場動向
Market Trend of Paint Industry
2016年の塗料生産量は,前年比100.3%の165万406トンと前年とほぼ同様の結果となった。同じく販売数量も前年比100.3%となったが,販売金額は98.8%と,前年から微減となった。2008年の世界同時不況による国内需要の頭打ちから少しずつ回復していたものの,2011年は東日本大震災やタイの洪水,円高,原油高などのマイナス要素が総合し,全体的に伸び悩んだ。2016年は,増税前の駆け込み需要の反動から脱却できず,期待する回復基調には至っていない。加えてメーカーのグローバル化が顕著な年となった。
【目次】
1. 需要概要
2. 品目別生産概要
3. 需要分野の動向
4. 輸出入動向
5. メーカー動向
6. 環境,社会への対応
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[ 機能材料マーケットデータ ]
中・大型パワー用途のリチウムイオン電池の市場動向
Market Trend of Lithium-Ion Rechargeable Batteries for Electrically Powered Machines
リチウムイオン電池の用途として,前号までに紹介した小型モバイル用途のほかに,パワー用途やエネルギー用途が挙げられる。本号では電動自転車,工具,自動車といった中・大型パワー用途におけるリチウムイオン電池の市場動向を紹介する。これらの用途では動力の電動化によりリチウムイオン電池の需要が増加しており,今後の市場の拡大が見込まれている。
【目次】
1. 中型パワー用途
1.1 電動アシスト自転車
1.2 電動工具類
2. 大型パワー用途
2.1 ハイブリッド自動車(HV)
2.2 プラグインハイブリッド自動車(PHV)
武藤浩行 豊橋技術科学大学
Tan Wai Kian 豊橋技術科学大学
竹内信行 京都工芸繊維大学
長田俊郎 (国研)物質・材料研究機構
森分博紀 (一財)ファインセラミックスセンター
小川和洋 東北大学
柳岡遼太郎 東北大学
中山義一 (株)中野製作所
目次
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【特集】ファイン・ナノセラミックス最前線
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AD法による機能性ナノ複合厚膜の作製
Fabrication Technique of Functional Thick Ceramic Nanocomposite Films by Use of Aerosol Deposition Method
AD(Aerosol Deposition)法は,原料粉末を基板に吹き付けるだけで室温下で緻密なセラミックス厚膜を作製することができる技術として注目を集めている。本稿では,独自に開発した複合粒子を原料に用いることでナノ物質がセラミックス厚膜に分散した各種の機能性厚膜を作製する手法を紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. AD法の原理と原料粉末設計
2.1 AD法による成膜
2.2 AD法に用いる材料種
2.3 複合化のための原料粉末設計
3. 複合粒子を原料とした材料開発
4. 静電相互作用を用いた複合化技術(静電吸着複合法)
5. AD複合膜の作製
6. まとめ
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焼成雰囲気および使用雰囲気がセラミックスの性質に与える影響
Effect of Firing and Operating Atmosphere on the Properties of Ceramics
下水汚泥焼却灰とフライアッシュから作製したリサイクルセラミックスの見掛け密度,EuとDyを共添加したSrO-Al2O3系蛍光体の長残光特性,および,GdとMnを共添加したBaTiO3半導体のPTCR特性に及ぼす焼成雰囲気の影響,そして,窒化ケイ素セラミックスの酸化反応やムライトを主成分とする結晶質繊維の熱分解反応に与える使用雰囲気の影響を紹介した。
【目次】
1. はじめに
2. 下水汚泥焼却灰とフライアッシュの混合物の窒素雰囲気焼成による軽量セラミックスの作製
3. Eu-Dy共添加Sr4Al14O25蛍光体の長残光特性に及ぼす焼成雰囲気の影響
4. 還元雰囲気焼成-再酸化処理により作製したBaTiO3セラミックスのPTCR特性
5. 低酸素分圧下における窒化ケイ素焼結体の酸化挙動
6. 水素雰囲気中で加熱した多結晶質繊維の熱的安定性
7. まとめ
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自己治癒セラミックスの新展開―治癒活性相3Dネットワークによる機能設計―
Advanced Self-healing Ceramics : Design by 3D Networks of Healing Activator
人の骨は炎症・修復・改変期という複数の素過程を通し,損傷を自然に治している。この機能により,日々の活動や予期せぬ事故で損傷が発生したとしても,骨は本来の性能を保つことができる。この生態模倣技術において最も困難とされる「自己治癒」機能を人工材料に模倣する挑戦が世界中で活発化している。本稿では,特に高温構造用セラミックスにおける自己治癒機構の説明や,治癒活性相3D ネットワークという新規概念を用いた材料設計手法を紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. 酸化誘起型自己治癒セラミックス
3. 自己治癒メカニズムの解明
4. 治癒活性相の選定と配置―3Dネットワークの設計―
5. 高速でき裂を治癒する自己治癒セラミックス
6. おわりに
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ファインセラミック分野における第一原理計算を応用した材料研究
Secondary Battery Materials Study by Collaboration between Precise Experiments and Theoretical Calculations
近年,第一原理計算は大いに発展しており,多くの材料物性が実験値を用いることなく計算できるようになっている。著者らのグループではファインセラミック分野にこの第一原理計算を応用した材料研究を展開している。本稿ではこの第一原理計算を強誘電体材料研究,Liイオン電池材料研究に適用した著者らの研究例を解説する。
【目次】
1. はじめに
2. 強誘電体材料
2.1 CdTiO3の強誘電体相転移
(フォノン計算によりソフトモードによる強誘電体相転移により解析できた例)
2.2 AgNbO3の強誘電体相転移
(フォノン計算によりソフトモードによる強誘電体相転移により解析できなかった例)
2.3 負の圧力による構造相転移と巨大c/a比の実現
3. Liイオン電池材料
3.1 正極材料中の粒界構造とその電池特性への影響
3.2 (La,Li)TiO3完全結晶の高Liイオン伝導のメカニズム
3.3 固体電解質材料のLiイオン伝導を支配するドメイン構造
3.4 負極材料
4. おわりに
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サスペンションプラズマ溶射法による耐環境セラミックコーティング成膜技術の開発
Development of Film Formation Technique for Environmental Barrier Ceramic Coatings by Suspension Plasma Spraying
本稿では,従来の溶射法ではレオロジー的観点から使用が困難であったシングルミクロンからナノオーダーという極めて細かな粒子の供給ができ,緻密な皮膜を形成可能なサスペンションプラズマ溶射(SPS)法を用いた耐環境コーティングの開発の可能性に関し,解説する。
【目次】
1. はじめに
2. 耐環境コーティングの現状と課題
3. サスペンションプラズマ溶射によるEBC成膜
3.1 供試材
3.2 高温酸化試験
3.3 SEMおよびEDXによる皮膜断面組織観察
4. まとめ
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[ Material Report -R&D- ]
ゴムと樹脂の化学結合による直接接着技術
Method of Direct Bonding by Chemical Bonds between Elastomer and Polymer
近年,航空機や自動車,電気製品などの部品の軽量化や,機能・性能の向上,コスト削減のため異種材料の接着,接合技術の必要性が高まっている。本稿では,当社が製造技術を確立した,接着が難しいと言われているゴムとナイロン・PPEなどの樹脂を,化学結合により直接強固に接着させる技術『ラジカロックⓇ』について紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. ゴムは難接着
3. 接着剤が使いづらい時代
4. 接着剤を使わずにゴムと樹脂を結合
5. ゴムと樹脂の分子架橋反応のメカニズム
5.1 ラジカロックⓇとは
5.2 分子架橋反応の仕組み
6. ラジカロックの利点
6.1 品質上の利点
6.2 製造工程上の利点
7. 樹脂とゴムの種類
8. 応用例と今後の展望
9. 今後の課題
10. まとめ
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[ 機能材料マーケットデータ ]
塗料工業の市場動向
Market Trend of Paint Industry
2016年の塗料生産量は,前年比100.3%の165万406トンと前年とほぼ同様の結果となった。同じく販売数量も前年比100.3%となったが,販売金額は98.8%と,前年から微減となった。2008年の世界同時不況による国内需要の頭打ちから少しずつ回復していたものの,2011年は東日本大震災やタイの洪水,円高,原油高などのマイナス要素が総合し,全体的に伸び悩んだ。2016年は,増税前の駆け込み需要の反動から脱却できず,期待する回復基調には至っていない。加えてメーカーのグローバル化が顕著な年となった。
【目次】
1. 需要概要
2. 品目別生産概要
3. 需要分野の動向
4. 輸出入動向
5. メーカー動向
6. 環境,社会への対応
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[ 機能材料マーケットデータ ]
中・大型パワー用途のリチウムイオン電池の市場動向
Market Trend of Lithium-Ion Rechargeable Batteries for Electrically Powered Machines
リチウムイオン電池の用途として,前号までに紹介した小型モバイル用途のほかに,パワー用途やエネルギー用途が挙げられる。本号では電動自転車,工具,自動車といった中・大型パワー用途におけるリチウムイオン電池の市場動向を紹介する。これらの用途では動力の電動化によりリチウムイオン電池の需要が増加しており,今後の市場の拡大が見込まれている。
【目次】
1. 中型パワー用途
1.1 電動アシスト自転車
1.2 電動工具類
2. 大型パワー用途
2.1 ハイブリッド自動車(HV)
2.2 プラグインハイブリッド自動車(PHV)
著者一覧
佐波正浩 (株)JCU
近藤英一 山梨大学
佐藤宗之 (株)アルバック
内海淳 三菱重工工作機械(株)
新宮原正三 関西大学
佐々木信也 東京理科大学
目次
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【特集】半導体の配線微細化/高密度化に向けた表面処理技術動向
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微細配線化と表面処理技術
Surface Finishing Technology for Fine Wiring
半導体集積回路の微細化により電子機器は飛躍的な発展を遂げてきた。スマートフォンを代表とする小型電子機器には半導体デバイスとしての小型化,高性能化が求められており,その実現にはリジッド配線板やサブストレート,インターポーザといったプリント配線板の微細配線化が必要不可欠である。本稿では電子機器の高性能化を支える微細配線化に関する様々な取り組みと,それに貢献する表面処理技術について述べる。
【目次】
1. はじめに
2. 半導体集積回路の微細配線化
3. プリント配線板の微細配線化
3.1 リジッド配線板
3.2 サブストレート
3.3 インターポーザ
3.4 新しい半導体パッケージ技術
4. おわりに
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超臨界流体を用いた薄膜堆積・微細埋め込みと関連技術
Thin Film Deposition and Nano-feature Fill Using Supercritical Fluids
超臨界CO2流体は,溶媒能や表面張力ゼロという特徴をもつ高圧流体である。ナノ浸透性を有し,拡散で物質輸送する能力が高い。本稿ではさまざまな超高アスペクト構造内に充填・被覆できる,「超臨界流体中薄膜堆積法」について紹介する。超臨界CO2流体のもつ特異な物理化学的性質により,気体や液体のプロセスのもつ限界を凌駕できる有望技術である。
【目次】
1. はじめに
2. 超臨界流体と「超臨界流体中堆積法」
3. コーティング堆積・微細孔内埋め込み
4. なぜ優れているのか
5. ウェハレベル堆積装置の開発
6. おわりに
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次世代高密度実装基板向けドライプロセスの開発
Development of Dry Process for High-density Packaged Panel
IoT/M2M社会を支える電子機器の高機能化に伴い,半導体チップの性能向上と共に後工程の再配線技術やプリント基板上の高密度実装化も重要な開発課題となっている。今後,ビルドアップ工程において数μmオーダーのCu配線ピッチ形成を可能とする技術が望まれる。本稿では,ビルドアップCu微細配線形成工程のドライ化に向けたプロセス技術について紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. パネルレベルビルドアップ工程のドライ化
3. 表面平滑性を制御したドライデスミアプロセスの検討
4. CO2レーザービアへのドライデスミア評価
5. UVレーザービアへのドライデスミア評価
6. ドライデスミア後の接続信頼性試験
7. リソグラフィー技術を用いたプラズマによる微細エッチングの検討
8. おわりに
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ハイブリッド接合のための常温によるウェハ接合技術
Room Temperature Wafer Bonding Technique for Hybrid Bonding
Post Moore時代を支える技術潮流の一つであるMore than Mooreでは,同種もしくは異種機能デバイス同士を集積化して高機能化・多機能化を実現する。それにはデバイス同士を3次元的に積層化する実装技術が重要となり,ハイブリッド接合技術がキー技術となる。本稿では,同技術への適用を狙って,熱プロセスを必要としない常温接合法の優位性を生かした新しい接合手法を紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. 表面活性化法を用いた常温接合技術
2.1 接合原理
2.2 接合装置
3. 常温接合技術によるハイブリッド接合
3.1 Si中間層を用いたSiO2/SiO2接合
3.2 Cu/Cu接合における接合特性及び電気特性
3.3 ハイブリッド接合への適用
4. まとめ
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高機能3次元LSIの実現に向けたオールウエットTSV形成技術
Fabrication of TSV by All-wet Process for Realizing Highly Functional 3D LSIs
無電解めっきによるバリア層,シード層形成によるオールウエットTSV形成法を提唱する。本技術においては,アスペクト比10を超す微細なTSVにおいても,均一な膜厚でCoWBバリア層およびその上に置換めっきCuシード層を形成可能である。またバリア層であるCoWB膜はW高濃度条件では,Siとの相互拡散が抑止され,またCuとCoの合金化反応もかなり抑制された。これより,本技術はビアラストTSV形成に適した技術であり,TSV作成コストの低減を可能とするものである。
【目次】
1. はじめに
2. TSV内部へのPdナノ粒子触媒の均一吸着処理
3. 無電解めっきバリア・シード膜のTSV内部への堆積
4. 無電解めっきバリア膜の密着性評価
5. 無電解バリアメタル膜のCu拡散耐性評価
6. まとめ
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表面テクスチャリング技術の最新動向とトピックス(6)
トライボロジーにおける表面テクスチャリング技術の今後の展望
Future Prospects of Surface Texturing Technology in Tribology
表面テクスチャリング技術はトライボ要素の特性向上に広く利用されているが,より効果的な活用を図る上では,マルチスケール・テクスチャリング概念に基づく表面アーキテクチャの構築が必要不可欠である。3Dプリンタ活用による新しい表面テクスチャリング技術などを例に,表面テクスチャリング技術の今後を展望する。
【目次】
1. はじめに
2. マルチスケール・テクスチャリング
3. 新規表面アーキテクチャによるトライボシステム
3.1 3次元キャピラリー構造
3.2 微細3次元構造へのDLCコーティング
3.3 ソフトマターと表面テクスチャ
4. おわりに
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[ 機能材料マーケットデータ ]
太陽電池用ケミカルスの市場動向
Market Trend of Chemicals for Solar Cells
新エネルギーの中核の1つである太陽光発電システムは,2012年7月に再生エネルギーの固定価格での全量買取り制度がスタートしたことによって,加速的な市場の拡大が起こり始めた。地上設置型の大規模太陽光発電所の開設が相次ぎ,買取り条件となる設置認定の量は驚異的なペースで伸び,国内の太陽電池メーカーをはじめ,周辺機器,架台,基礎材など多くの事業者の太陽光発電事業への関与が進んだほか,不動産,金融,保険など異業種の事業者の参入も進んだ。一方,市場の拡大とともに,設備認定を取得しても開業にいたっていない事業者,案件の増加や買取価格を電力料金に転嫁される消費者の大幅な負担増などのリスクが顕在化したことから,政府は買取り価格を徐々に引き下げ,2017年4月に事業用の買取り価格を1kWあたり21円に引き下げた。
【目次】
1. 市場動向
2. 日本の出荷量
3. 世界の太陽光発電導入状況
4. タイプ別太陽電池の動向
4.1 シリコン系太陽電池
4.2 化合物系太陽電池(CIS,CIGS)
4.3 色素増感型太陽電池
4.4 有機薄膜太陽電池
4.5 量子ドット太陽電池
4.6 今後の太陽電池のトレンド
4.7 次世代太陽電池
4.7.1 ペロブスカイト太陽電池(PSC)
4.7.2 透明太陽電池
4.7.3 車載PV
4.7.4 超極薄&最軽量PV
5. セル・モジュールの国内市場
6. 太陽電池の周辺材料・技術の動向
6.1 ガラス関連
6.2 封止材(膜)関連
6.3 バックシート関連
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[ 機能材料マーケットデータ ]
小型モバイル機器用リチウムイオン電池の市場動向 (2)
Market Trend of Lithium-Ion Rechargeable Batteries for Small Electronic Equipments (2)
小型モバイル機器のほとんどにリチウムイオン電池が内蔵・装着されており,具体的には携帯電話(スマートフォン),タブレット端末,デジタルオーディオプレーヤー,デジタルカメラ,ビデオカメラ,ノートパソコン,携帯ゲーム機などが挙げられる。これらに利用されるリチウムイオン電池は電子機器類の生産や販売量に直結して数量が変動することから,リチウムイオン電池の市場動向を知る手掛かりとなる。そこで前号に掲載した(1)より引き続き,小型モバイル機器の市場動向(2)を紹介する。
【目次】
1. デジタルカメラ
2. ノートパソコン
3. 携帯型ゲーム機
佐波正浩 (株)JCU
近藤英一 山梨大学
佐藤宗之 (株)アルバック
内海淳 三菱重工工作機械(株)
新宮原正三 関西大学
佐々木信也 東京理科大学
目次
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【特集】半導体の配線微細化/高密度化に向けた表面処理技術動向
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微細配線化と表面処理技術
Surface Finishing Technology for Fine Wiring
半導体集積回路の微細化により電子機器は飛躍的な発展を遂げてきた。スマートフォンを代表とする小型電子機器には半導体デバイスとしての小型化,高性能化が求められており,その実現にはリジッド配線板やサブストレート,インターポーザといったプリント配線板の微細配線化が必要不可欠である。本稿では電子機器の高性能化を支える微細配線化に関する様々な取り組みと,それに貢献する表面処理技術について述べる。
【目次】
1. はじめに
2. 半導体集積回路の微細配線化
3. プリント配線板の微細配線化
3.1 リジッド配線板
3.2 サブストレート
3.3 インターポーザ
3.4 新しい半導体パッケージ技術
4. おわりに
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超臨界流体を用いた薄膜堆積・微細埋め込みと関連技術
Thin Film Deposition and Nano-feature Fill Using Supercritical Fluids
超臨界CO2流体は,溶媒能や表面張力ゼロという特徴をもつ高圧流体である。ナノ浸透性を有し,拡散で物質輸送する能力が高い。本稿ではさまざまな超高アスペクト構造内に充填・被覆できる,「超臨界流体中薄膜堆積法」について紹介する。超臨界CO2流体のもつ特異な物理化学的性質により,気体や液体のプロセスのもつ限界を凌駕できる有望技術である。
【目次】
1. はじめに
2. 超臨界流体と「超臨界流体中堆積法」
3. コーティング堆積・微細孔内埋め込み
4. なぜ優れているのか
5. ウェハレベル堆積装置の開発
6. おわりに
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次世代高密度実装基板向けドライプロセスの開発
Development of Dry Process for High-density Packaged Panel
IoT/M2M社会を支える電子機器の高機能化に伴い,半導体チップの性能向上と共に後工程の再配線技術やプリント基板上の高密度実装化も重要な開発課題となっている。今後,ビルドアップ工程において数μmオーダーのCu配線ピッチ形成を可能とする技術が望まれる。本稿では,ビルドアップCu微細配線形成工程のドライ化に向けたプロセス技術について紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. パネルレベルビルドアップ工程のドライ化
3. 表面平滑性を制御したドライデスミアプロセスの検討
4. CO2レーザービアへのドライデスミア評価
5. UVレーザービアへのドライデスミア評価
6. ドライデスミア後の接続信頼性試験
7. リソグラフィー技術を用いたプラズマによる微細エッチングの検討
8. おわりに
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ハイブリッド接合のための常温によるウェハ接合技術
Room Temperature Wafer Bonding Technique for Hybrid Bonding
Post Moore時代を支える技術潮流の一つであるMore than Mooreでは,同種もしくは異種機能デバイス同士を集積化して高機能化・多機能化を実現する。それにはデバイス同士を3次元的に積層化する実装技術が重要となり,ハイブリッド接合技術がキー技術となる。本稿では,同技術への適用を狙って,熱プロセスを必要としない常温接合法の優位性を生かした新しい接合手法を紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. 表面活性化法を用いた常温接合技術
2.1 接合原理
2.2 接合装置
3. 常温接合技術によるハイブリッド接合
3.1 Si中間層を用いたSiO2/SiO2接合
3.2 Cu/Cu接合における接合特性及び電気特性
3.3 ハイブリッド接合への適用
4. まとめ
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高機能3次元LSIの実現に向けたオールウエットTSV形成技術
Fabrication of TSV by All-wet Process for Realizing Highly Functional 3D LSIs
無電解めっきによるバリア層,シード層形成によるオールウエットTSV形成法を提唱する。本技術においては,アスペクト比10を超す微細なTSVにおいても,均一な膜厚でCoWBバリア層およびその上に置換めっきCuシード層を形成可能である。またバリア層であるCoWB膜はW高濃度条件では,Siとの相互拡散が抑止され,またCuとCoの合金化反応もかなり抑制された。これより,本技術はビアラストTSV形成に適した技術であり,TSV作成コストの低減を可能とするものである。
【目次】
1. はじめに
2. TSV内部へのPdナノ粒子触媒の均一吸着処理
3. 無電解めっきバリア・シード膜のTSV内部への堆積
4. 無電解めっきバリア膜の密着性評価
5. 無電解バリアメタル膜のCu拡散耐性評価
6. まとめ
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表面テクスチャリング技術の最新動向とトピックス(6)
トライボロジーにおける表面テクスチャリング技術の今後の展望
Future Prospects of Surface Texturing Technology in Tribology
表面テクスチャリング技術はトライボ要素の特性向上に広く利用されているが,より効果的な活用を図る上では,マルチスケール・テクスチャリング概念に基づく表面アーキテクチャの構築が必要不可欠である。3Dプリンタ活用による新しい表面テクスチャリング技術などを例に,表面テクスチャリング技術の今後を展望する。
【目次】
1. はじめに
2. マルチスケール・テクスチャリング
3. 新規表面アーキテクチャによるトライボシステム
3.1 3次元キャピラリー構造
3.2 微細3次元構造へのDLCコーティング
3.3 ソフトマターと表面テクスチャ
4. おわりに
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[ 機能材料マーケットデータ ]
太陽電池用ケミカルスの市場動向
Market Trend of Chemicals for Solar Cells
新エネルギーの中核の1つである太陽光発電システムは,2012年7月に再生エネルギーの固定価格での全量買取り制度がスタートしたことによって,加速的な市場の拡大が起こり始めた。地上設置型の大規模太陽光発電所の開設が相次ぎ,買取り条件となる設置認定の量は驚異的なペースで伸び,国内の太陽電池メーカーをはじめ,周辺機器,架台,基礎材など多くの事業者の太陽光発電事業への関与が進んだほか,不動産,金融,保険など異業種の事業者の参入も進んだ。一方,市場の拡大とともに,設備認定を取得しても開業にいたっていない事業者,案件の増加や買取価格を電力料金に転嫁される消費者の大幅な負担増などのリスクが顕在化したことから,政府は買取り価格を徐々に引き下げ,2017年4月に事業用の買取り価格を1kWあたり21円に引き下げた。
【目次】
1. 市場動向
2. 日本の出荷量
3. 世界の太陽光発電導入状況
4. タイプ別太陽電池の動向
4.1 シリコン系太陽電池
4.2 化合物系太陽電池(CIS,CIGS)
4.3 色素増感型太陽電池
4.4 有機薄膜太陽電池
4.5 量子ドット太陽電池
4.6 今後の太陽電池のトレンド
4.7 次世代太陽電池
4.7.1 ペロブスカイト太陽電池(PSC)
4.7.2 透明太陽電池
4.7.3 車載PV
4.7.4 超極薄&最軽量PV
5. セル・モジュールの国内市場
6. 太陽電池の周辺材料・技術の動向
6.1 ガラス関連
6.2 封止材(膜)関連
6.3 バックシート関連
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[ 機能材料マーケットデータ ]
小型モバイル機器用リチウムイオン電池の市場動向 (2)
Market Trend of Lithium-Ion Rechargeable Batteries for Small Electronic Equipments (2)
小型モバイル機器のほとんどにリチウムイオン電池が内蔵・装着されており,具体的には携帯電話(スマートフォン),タブレット端末,デジタルオーディオプレーヤー,デジタルカメラ,ビデオカメラ,ノートパソコン,携帯ゲーム機などが挙げられる。これらに利用されるリチウムイオン電池は電子機器類の生産や販売量に直結して数量が変動することから,リチウムイオン電池の市場動向を知る手掛かりとなる。そこで前号に掲載した(1)より引き続き,小型モバイル機器の市場動向(2)を紹介する。
【目次】
1. デジタルカメラ
2. ノートパソコン
3. 携帯型ゲーム機
著者一覧
田中賢 九州大学
大山智子 (国研)量子科学技術研究開発機構
酒井崇匡 東京大学
佐野将英 東京大学
興戸正純 名古屋大学
黒田健介 名古屋大学
吉川千晶 (国研)物質・材料研究機構
榊原圭太 京都大学
辻井敬亘 京都大学
沼田圭司 (国研)理化学研究所
野々山貴行 北海道大学
龔剣萍 北海道大学
安田和則 医療法人知仁会
宇佐美初彦 名城大学
目次
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【特集】生体適合性高分子材料の開発
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特集にあたって
Introduction
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量子ビームを駆使した生体適合性材料の微細加工と機能化
Micro/Nano-Processing and Functionalization of Biocompatible Polymers Using Quantum Beams
先端医療・バイオデバイスの開発には,生体適合性高分子を安全かつ精密に加工する技術が不可欠である。本稿では量子ビーム(高精度に制御された各種放射線)が誘起する元素の添加・除去,分子鎖の切断・架橋といった諸反応を駆使し,生体適合性高分子の精密な微細加工と機能化の両立に成功した研究開発例を紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. 集束イオンビームダイレクトエッチングによる加工と改質
3. 量子ビームナノインプリントによる加工と改質
4. おわりに
-------------------------------------------------------------------------
ハイドロゲルを用いた医療材料の開発
Development of Hydrogels for Biomedical Applications
ハイドロゲルは医療分野への応用が期待されてきた材料であるが,同時に様々な課題を抱えており大規模な実用化に至るケースはほとんどみられなかった。しかし近年,これまでにはない特性をもつゲルが開発され,医療応用に手が届くところまできている。本稿では医療材料として有望なこれらのハイドロゲルについて紹介する。
【目次】
1. 医療材料としての需要の高まり
2. ハイドロゲルの性質
3. 足場材料としてのハイドロゲル
4. 組織代替材料としてのハイドロゲル
5. ドラッグデリバリーシステム(DDS)としてのハイドロゲル
6. 将来展望
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高い骨伝導性を示す材料表面の超親水化
Superhydrophilization for Material Surfaces with High Osteoconductivity
インプラント表面において新生骨の早期成長を促すためには超親水化が有効である。超親水表面は,タンパク質の吸着を促し,細胞の接着と分化,硬組織生成能に多大なる効果を与える。本稿では,チタンをはじめとする金属・合金,さらに各種ポリマーを材料として取り上げ,水溶液を用いた親水化処理技術とその保持技術について詳細に示し,表面の親水性とタンパク質の吸着性さらに動物埋植試験との相関について紹介したい。
【目次】
1. 緒言
2. これまでの研究
3. 親水性制御法とタンパク質吸着性・骨伝導性の評価法
4. チタンの陽極酸化
5. 表面親水性制御
6. 表面粗度および高温酸化と陽極酸化の違い
7. 親水性の維持技術
8. タンパク質吸着
9. ポリマーなどへの応用
10. おわりに
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濃厚ブラシ系による生体適合性の付与
Biocompatible Concentrated Polymer Brushes
筆者らのグループでは「濃厚ポリマーブラシ」の構造・物性における新規性に着目し,これを用いたバイオインターフェースの開発を進めている。本稿では濃厚ポリマーブラシのバイオイナート特性について解説するとともに,濃厚ポリマーブラシの特性を生かした機能性材料について紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. 濃厚ポリマーブラシの構造と濃厚ブラシ効果
3. CPBの生体適合性
3.1 サイズ排除特性と吸着的相互作用
3.2 タンパク非特異的吸着
3.3 細胞接着
3.4 血液適合性
4. CPBを用いた機能性材料
4.1 構造制御ボトルブラシのハイドロゲルコーティング
4.2 表面改質セルロースナノファイバーを用いた足場材料
5. さいごに
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シルクに基づいた高分子材料の開発
Silk-Based Biomaterials
シルクタンパク質は,伝統的に手術の縫合糸に使われている経緯もあり,優れた生体適合性と,高い機械的物性を併せ持った類い稀な高分子材料であると認識されている。本稿では,筆者らの研究結果を中心に,シルクの生体適合性と,シルク素材を生体材料として用いる際の利点および問題点について紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. シルクタンパク質の細胞毒性
3. シルクハイドロゲルの細胞毒性
4. シルクハイドロゲルを利用したデュアル薬物放出
5. ネットワーク構造と水和状態
6. シルクの化学合成―エンドトキシンフリーシルク―
7. おわりに
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高強度・高靭性ダブルネットワークゲルの開発とソフト人工軟骨への応用
Development & Biomedical Application of Robust/Tough Double Network Hydrogel
これまでゲル材料の大きな課題であった乏しい力学的強度を克服し,生体組織に匹敵する高強度・高靭性を有するダブルネットワーク(DN)ゲルについて,その強靭化メカニズムを犠牲結合原理から紐解く。また,DN ゲルを用いた人工軟骨及びin vivo における軟骨組織再生の医療応用例を紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. DNゲルの高強度・高靭性を説明する犠牲結合原理
2.1 DNゲルの合成戦略
2.2 DNゲルの構造と高強度・高靭性メカニズム
2.3 配向したコラーゲン繊維を第一網目とするDNゲル
3. 高靭性DNゲルの医療応用展開
3.1 人工軟骨
3.2 硝子軟骨再生
3.3 骨再生誘導によるin vivo高強度接着法の開発
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表面テクスチャリング技術の最新動向とトピックス(5)
テクスチャリングによる自動車部品の性能向上
Performance Improvement of Automobile Components Using Surface Texturing
自動車用内燃機関摺動面のテクスチャリングとして,微細断続切削による手法(タイリング)に焦点を当て紹介すると共に,切削加工条件の見直しによる受動的なテクスチャリング形成による摩擦特性改善の可能性および,タイリングと成膜の複合化による表面改質処理面の摩擦特性および自動車部品への適用可能性を展望する。
【目次】
1. はじめに
2. 微細断続切削加工によるテクスチャリング
2.1 加工原理
2.2 仕上加工条件の見直しによる摩擦特性改善
3. テクスチャ表面への自己潤滑性材料の複合化
4. まとめ
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[ 機能材料マーケットデータ ]
小型モバイル機器用リチウムイオン電池の市場動向 (1)
Market Trend of Lithium-Ion Rechargeable Batteries for Small Electronic Equipment (1)
小型モバイル機器のほとんどにリチウムイオン電池が内蔵・装着されており,具体的には携帯電話(スマートフォン),タブレット端末,デジタルオーディオプレーヤー,デジタルカメラ,ビデオカメラ,ノートパソコン,携帯ゲーム機などが挙げられる。これらに利用されるリチウムイオン電池は電子機器類の生産や販売量に直結して数量が変動することから,リチウムイオン電池の市場動向を知る手掛かりとなる。そこで本号より2 回に分けて小型モバイル機器の市場動向を紹介する。
【目次】
1. スマートフォン・携帯電話
2. タブレット端末
3. ポータブルオーディオシステム
田中賢 九州大学
大山智子 (国研)量子科学技術研究開発機構
酒井崇匡 東京大学
佐野将英 東京大学
興戸正純 名古屋大学
黒田健介 名古屋大学
吉川千晶 (国研)物質・材料研究機構
榊原圭太 京都大学
辻井敬亘 京都大学
沼田圭司 (国研)理化学研究所
野々山貴行 北海道大学
龔剣萍 北海道大学
安田和則 医療法人知仁会
宇佐美初彦 名城大学
目次
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【特集】生体適合性高分子材料の開発
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特集にあたって
Introduction
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量子ビームを駆使した生体適合性材料の微細加工と機能化
Micro/Nano-Processing and Functionalization of Biocompatible Polymers Using Quantum Beams
先端医療・バイオデバイスの開発には,生体適合性高分子を安全かつ精密に加工する技術が不可欠である。本稿では量子ビーム(高精度に制御された各種放射線)が誘起する元素の添加・除去,分子鎖の切断・架橋といった諸反応を駆使し,生体適合性高分子の精密な微細加工と機能化の両立に成功した研究開発例を紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. 集束イオンビームダイレクトエッチングによる加工と改質
3. 量子ビームナノインプリントによる加工と改質
4. おわりに
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ハイドロゲルを用いた医療材料の開発
Development of Hydrogels for Biomedical Applications
ハイドロゲルは医療分野への応用が期待されてきた材料であるが,同時に様々な課題を抱えており大規模な実用化に至るケースはほとんどみられなかった。しかし近年,これまでにはない特性をもつゲルが開発され,医療応用に手が届くところまできている。本稿では医療材料として有望なこれらのハイドロゲルについて紹介する。
【目次】
1. 医療材料としての需要の高まり
2. ハイドロゲルの性質
3. 足場材料としてのハイドロゲル
4. 組織代替材料としてのハイドロゲル
5. ドラッグデリバリーシステム(DDS)としてのハイドロゲル
6. 将来展望
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高い骨伝導性を示す材料表面の超親水化
Superhydrophilization for Material Surfaces with High Osteoconductivity
インプラント表面において新生骨の早期成長を促すためには超親水化が有効である。超親水表面は,タンパク質の吸着を促し,細胞の接着と分化,硬組織生成能に多大なる効果を与える。本稿では,チタンをはじめとする金属・合金,さらに各種ポリマーを材料として取り上げ,水溶液を用いた親水化処理技術とその保持技術について詳細に示し,表面の親水性とタンパク質の吸着性さらに動物埋植試験との相関について紹介したい。
【目次】
1. 緒言
2. これまでの研究
3. 親水性制御法とタンパク質吸着性・骨伝導性の評価法
4. チタンの陽極酸化
5. 表面親水性制御
6. 表面粗度および高温酸化と陽極酸化の違い
7. 親水性の維持技術
8. タンパク質吸着
9. ポリマーなどへの応用
10. おわりに
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濃厚ブラシ系による生体適合性の付与
Biocompatible Concentrated Polymer Brushes
筆者らのグループでは「濃厚ポリマーブラシ」の構造・物性における新規性に着目し,これを用いたバイオインターフェースの開発を進めている。本稿では濃厚ポリマーブラシのバイオイナート特性について解説するとともに,濃厚ポリマーブラシの特性を生かした機能性材料について紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. 濃厚ポリマーブラシの構造と濃厚ブラシ効果
3. CPBの生体適合性
3.1 サイズ排除特性と吸着的相互作用
3.2 タンパク非特異的吸着
3.3 細胞接着
3.4 血液適合性
4. CPBを用いた機能性材料
4.1 構造制御ボトルブラシのハイドロゲルコーティング
4.2 表面改質セルロースナノファイバーを用いた足場材料
5. さいごに
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シルクに基づいた高分子材料の開発
Silk-Based Biomaterials
シルクタンパク質は,伝統的に手術の縫合糸に使われている経緯もあり,優れた生体適合性と,高い機械的物性を併せ持った類い稀な高分子材料であると認識されている。本稿では,筆者らの研究結果を中心に,シルクの生体適合性と,シルク素材を生体材料として用いる際の利点および問題点について紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. シルクタンパク質の細胞毒性
3. シルクハイドロゲルの細胞毒性
4. シルクハイドロゲルを利用したデュアル薬物放出
5. ネットワーク構造と水和状態
6. シルクの化学合成―エンドトキシンフリーシルク―
7. おわりに
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高強度・高靭性ダブルネットワークゲルの開発とソフト人工軟骨への応用
Development & Biomedical Application of Robust/Tough Double Network Hydrogel
これまでゲル材料の大きな課題であった乏しい力学的強度を克服し,生体組織に匹敵する高強度・高靭性を有するダブルネットワーク(DN)ゲルについて,その強靭化メカニズムを犠牲結合原理から紐解く。また,DN ゲルを用いた人工軟骨及びin vivo における軟骨組織再生の医療応用例を紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. DNゲルの高強度・高靭性を説明する犠牲結合原理
2.1 DNゲルの合成戦略
2.2 DNゲルの構造と高強度・高靭性メカニズム
2.3 配向したコラーゲン繊維を第一網目とするDNゲル
3. 高靭性DNゲルの医療応用展開
3.1 人工軟骨
3.2 硝子軟骨再生
3.3 骨再生誘導によるin vivo高強度接着法の開発
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表面テクスチャリング技術の最新動向とトピックス(5)
テクスチャリングによる自動車部品の性能向上
Performance Improvement of Automobile Components Using Surface Texturing
自動車用内燃機関摺動面のテクスチャリングとして,微細断続切削による手法(タイリング)に焦点を当て紹介すると共に,切削加工条件の見直しによる受動的なテクスチャリング形成による摩擦特性改善の可能性および,タイリングと成膜の複合化による表面改質処理面の摩擦特性および自動車部品への適用可能性を展望する。
【目次】
1. はじめに
2. 微細断続切削加工によるテクスチャリング
2.1 加工原理
2.2 仕上加工条件の見直しによる摩擦特性改善
3. テクスチャ表面への自己潤滑性材料の複合化
4. まとめ
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[ 機能材料マーケットデータ ]
小型モバイル機器用リチウムイオン電池の市場動向 (1)
Market Trend of Lithium-Ion Rechargeable Batteries for Small Electronic Equipment (1)
小型モバイル機器のほとんどにリチウムイオン電池が内蔵・装着されており,具体的には携帯電話(スマートフォン),タブレット端末,デジタルオーディオプレーヤー,デジタルカメラ,ビデオカメラ,ノートパソコン,携帯ゲーム機などが挙げられる。これらに利用されるリチウムイオン電池は電子機器類の生産や販売量に直結して数量が変動することから,リチウムイオン電池の市場動向を知る手掛かりとなる。そこで本号より2 回に分けて小型モバイル機器の市場動向を紹介する。
【目次】
1. スマートフォン・携帯電話
2. タブレット端末
3. ポータブルオーディオシステム
【著者一覧】
杉本昌隆 山形大学
山口政之 北陸先端科学技術大学院大学
滝本淳一 山形大学
西谷要介 工学院大学
五島一也 ポリプラスチックス(株)
相部紀夫 (元)武田薬品工業(株)
木下大樹 東京理科大学
古海誓一 東京理科大学
平井悠司 千歳科学技術大学
下村政嗣 千歳科学技術大学
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【特集】生産性の向上を目指した高分子材料のレオロジー制御技術
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特集にあたって
A Preface
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成形加工性向上のための高分子レオロジー制御技術
Rheology Control of Polymer Melts to Improve Processability
成形加工において溶融レオロジー特性の制御は必要不可欠である。本解説文では,伸長流動場におけるレオロジー特性を改質する技術,固体物性に影響を及ぼさないようにせん断粘度を低減する技術,高速押出で問題となるメルトフラクチャーについて,新しい知見を含めて紹介する。
【目次】
1. 溶融粘弾性と成形加工
2. 伸長流動場におけるレオロジー特性の制御
3. せん断場における粘度低減とその利用
4. メルトフラクチャー
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シミュレーションによる高分子レオロジーの予測
Predicting Polymer Rheology by Simulation
シミュレーションによる高分子レオロジーの予測について,2 つの例を紹介する。①分子鎖間の絡み合いのみを抽出したスリップリンクモデルにより多分散系の一軸伸長粘度等を予測する。②粗視化分子動力学シミュレーションにより分子鎖の剛直性が絡み合いと線形粘弾性に及ぼす影響を調べる。
【目次】
1. はじめに
2. スリップリンクモデル
2.1 管模型とその改良
2.2 スリップリンクモデル
3. Pastaによる計算例
3.1 単分散系:直鎖と星形の比較
3.2 多分散系の伸長粘度
4. 粗視化MDシミュレーション
4.1 剛直鎖と柔軟鎖:絡み合い抽出
4.2 剛直鎖と柔軟鎖:線形粘弾性
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高分子複合材料のレオロジー
Rheology of Polymer Composites
高分子複合材料の成形加工性,構造および物性を把握するためには,レオロジーを理解することが大変重要である。本稿では,高分子複合材料のレオロジーとして,高分子複合材料,特にナノコンポジットおよび多成分系複合材料などの溶融状態の動的粘弾性について著者らが実験的に検討した結果を中心に解説したものである。
【目次】
1. はじめに
2. ナノコンポジットのレオロジー
3. 多成分系複合材料のレオロジー
4. 表面処理効果
5. おわりに
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超高流動PBT樹脂 ジュラネックス(R)「SFシリーズ」の開発と今後の展開
Development and Future’s View of Duranex(R) Super Flow PBT “SF Series”
超高流動PBT樹脂ジュラネックス(R)「SFシリーズ」は,当社独自のコンパウンド技術により,従来のPBTでは困難であった極薄肉部での充填性を可能にした。また,薄肉化や軽量化,成形加工面における合理化(成形条件幅の拡大,成形サイクル時間の短縮)が可能である。薄肉の電機・電子デバイス部品や,軽量化,ハイサイクル化により合理化を図りたい部品で効果が期待できる。
【目次】
1. はじめに
2. ジュラネックス(R)「SFシリーズ」各グレードの特長
2.1 特長
2.2 合理化方策
3. 超高流動ハイサイクル材料ジュラネックス(R)SF3300
3.1 特長
3.2 薄肉流動性
3.3 成形合理化(成形サイクル)
3.4 各種特性
4. 高流動ハイサイクル・低そり材料ジュラネックス(R)SF733LD
4.1 特長
4.2 成形条件による合理化(離型要因の場合)
4.3 製品設計による合理化(固化要因の場合)
4.4 各種特性
5. 高流動・高剛性材料ジュラネックス(R)SF755
5.1 特長
5.2 流動性
5.3 ハイサイクル性
5.4 各種特性
6. ジュラネックス(R)「SFシリーズ」の適用分野
7. ジュラネックス(R)「SFシリーズ」の今後の展望
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[ Material Report -R&D- ]
化学吸着に及ぼす活性炭表面窒素化合物の効果
Effect of Carbon - Nitrogen Surface Complexes on Chemical Adsorption by Activated Carbon
活性炭は,医薬品,食品,化学品工場などでの脱色・分離・精製・回収,プロセスガス処理(硫黄成分,水銀,アルシン,ホスフィンなどの除去),公害対策,悪臭対策,公共施設での水処理,また,フィルター,マスク,浄水器など,非常に広範囲の分野に使用されている。これら用途における活性炭の性能は,その形状,細孔などの物理的特性による物理吸着機能とその表面の化学的特性に基づく化学吸着機能に左右される。本報では,後者について活性炭の表面錯化合物の挙動を紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. 表面窒素化合物の調製とその性状
3. 亜硫酸ガスおよび悪臭ガスの化学吸着・除去
4. 半導体ガスの化学吸着・除去
5. 消化ガスの硫化水素とシロキサンの同時除去処理
6. 液相での低級アルデヒドの化学吸着・除去
7. 電極触媒性能の向上
7.1 電気二重層キャパシタ
7.2 燃料電池
8. おわりに
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[ Material Report -R&D- ]
ジオール誘導体のコレステリック液晶による書き換え可能なフルカラー記録への応用
Rewritable Full-Color Recording on Cholesteric Liquid Crystals of Diol Derivatives
液晶性を示す化合物にキラリティーが存在すると,液晶分子が自発的に超分子らせん構造を形成したコレステリック液晶になり,鮮やかな反射特性を示すことがある。このコレステリック液晶の状態では,温度,電場,磁場などの外部刺激によって反射特性を変調できる特徴がある。本稿では,不凍液や化粧品など我々の身近にも用いられているアルコール類を原料にして,コレステリック液晶を示す化合物をワンステップで合成し,反射特性とその制御方法について解説する。この液晶化合物を高温に加熱したコレステリック液晶状態から急冷操作を行うことで,超分子らせん構造がガラス化され,室温においても反射特性を維持した固定化膜を作製することができた。しかも,液晶状態から急冷操作を応用すれば,書き換え可能なフルカラー記録の実証も可能であった。
【目次】
1. はじめに
2. アルカンジオール誘導体(Cn-DiCh)のコレステリック液晶特性
3. Cn-DiChのガラス化によるコレステリック液晶の固定化膜
4. コレステリック液晶の固定化膜とカラー記録材料への応用
5. まとめ
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表面テクスチャリング技術の最新動向とトピックス(4)
バイオミメティクスを活用した表面テクスチャリング技術
Surface Texturing Inspired by Biomimetics
生物は様々な環境下での進化・適応の産物であり,現代の社会問題を解決するために必要な技術,知見,答えを持っている。その生物から学ぶバイオミメティクスは今後の持続可能性社会を実現するために必要不可欠な研究である。本稿ではバイオミメティクスの歴史,考え方から,摩擦を中心に生物の体表や材料開発例を紹介する。
【目次】
1. バイオミメティクスとは
2. 生物の微細構造による摩擦制御
3. 微細構造による摩擦制御の可能性
4. 自己組織化を利用した低摩擦材料の開発
5. おわりに〜低摩擦材料開発におけるバイオミメティクスの可能性
杉本昌隆 山形大学
山口政之 北陸先端科学技術大学院大学
滝本淳一 山形大学
西谷要介 工学院大学
五島一也 ポリプラスチックス(株)
相部紀夫 (元)武田薬品工業(株)
木下大樹 東京理科大学
古海誓一 東京理科大学
平井悠司 千歳科学技術大学
下村政嗣 千歳科学技術大学
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【特集】生産性の向上を目指した高分子材料のレオロジー制御技術
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特集にあたって
A Preface
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成形加工性向上のための高分子レオロジー制御技術
Rheology Control of Polymer Melts to Improve Processability
成形加工において溶融レオロジー特性の制御は必要不可欠である。本解説文では,伸長流動場におけるレオロジー特性を改質する技術,固体物性に影響を及ぼさないようにせん断粘度を低減する技術,高速押出で問題となるメルトフラクチャーについて,新しい知見を含めて紹介する。
【目次】
1. 溶融粘弾性と成形加工
2. 伸長流動場におけるレオロジー特性の制御
3. せん断場における粘度低減とその利用
4. メルトフラクチャー
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シミュレーションによる高分子レオロジーの予測
Predicting Polymer Rheology by Simulation
シミュレーションによる高分子レオロジーの予測について,2 つの例を紹介する。①分子鎖間の絡み合いのみを抽出したスリップリンクモデルにより多分散系の一軸伸長粘度等を予測する。②粗視化分子動力学シミュレーションにより分子鎖の剛直性が絡み合いと線形粘弾性に及ぼす影響を調べる。
【目次】
1. はじめに
2. スリップリンクモデル
2.1 管模型とその改良
2.2 スリップリンクモデル
3. Pastaによる計算例
3.1 単分散系:直鎖と星形の比較
3.2 多分散系の伸長粘度
4. 粗視化MDシミュレーション
4.1 剛直鎖と柔軟鎖:絡み合い抽出
4.2 剛直鎖と柔軟鎖:線形粘弾性
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高分子複合材料のレオロジー
Rheology of Polymer Composites
高分子複合材料の成形加工性,構造および物性を把握するためには,レオロジーを理解することが大変重要である。本稿では,高分子複合材料のレオロジーとして,高分子複合材料,特にナノコンポジットおよび多成分系複合材料などの溶融状態の動的粘弾性について著者らが実験的に検討した結果を中心に解説したものである。
【目次】
1. はじめに
2. ナノコンポジットのレオロジー
3. 多成分系複合材料のレオロジー
4. 表面処理効果
5. おわりに
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超高流動PBT樹脂 ジュラネックス(R)「SFシリーズ」の開発と今後の展開
Development and Future’s View of Duranex(R) Super Flow PBT “SF Series”
超高流動PBT樹脂ジュラネックス(R)「SFシリーズ」は,当社独自のコンパウンド技術により,従来のPBTでは困難であった極薄肉部での充填性を可能にした。また,薄肉化や軽量化,成形加工面における合理化(成形条件幅の拡大,成形サイクル時間の短縮)が可能である。薄肉の電機・電子デバイス部品や,軽量化,ハイサイクル化により合理化を図りたい部品で効果が期待できる。
【目次】
1. はじめに
2. ジュラネックス(R)「SFシリーズ」各グレードの特長
2.1 特長
2.2 合理化方策
3. 超高流動ハイサイクル材料ジュラネックス(R)SF3300
3.1 特長
3.2 薄肉流動性
3.3 成形合理化(成形サイクル)
3.4 各種特性
4. 高流動ハイサイクル・低そり材料ジュラネックス(R)SF733LD
4.1 特長
4.2 成形条件による合理化(離型要因の場合)
4.3 製品設計による合理化(固化要因の場合)
4.4 各種特性
5. 高流動・高剛性材料ジュラネックス(R)SF755
5.1 特長
5.2 流動性
5.3 ハイサイクル性
5.4 各種特性
6. ジュラネックス(R)「SFシリーズ」の適用分野
7. ジュラネックス(R)「SFシリーズ」の今後の展望
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[ Material Report -R&D- ]
化学吸着に及ぼす活性炭表面窒素化合物の効果
Effect of Carbon - Nitrogen Surface Complexes on Chemical Adsorption by Activated Carbon
活性炭は,医薬品,食品,化学品工場などでの脱色・分離・精製・回収,プロセスガス処理(硫黄成分,水銀,アルシン,ホスフィンなどの除去),公害対策,悪臭対策,公共施設での水処理,また,フィルター,マスク,浄水器など,非常に広範囲の分野に使用されている。これら用途における活性炭の性能は,その形状,細孔などの物理的特性による物理吸着機能とその表面の化学的特性に基づく化学吸着機能に左右される。本報では,後者について活性炭の表面錯化合物の挙動を紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. 表面窒素化合物の調製とその性状
3. 亜硫酸ガスおよび悪臭ガスの化学吸着・除去
4. 半導体ガスの化学吸着・除去
5. 消化ガスの硫化水素とシロキサンの同時除去処理
6. 液相での低級アルデヒドの化学吸着・除去
7. 電極触媒性能の向上
7.1 電気二重層キャパシタ
7.2 燃料電池
8. おわりに
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[ Material Report -R&D- ]
ジオール誘導体のコレステリック液晶による書き換え可能なフルカラー記録への応用
Rewritable Full-Color Recording on Cholesteric Liquid Crystals of Diol Derivatives
液晶性を示す化合物にキラリティーが存在すると,液晶分子が自発的に超分子らせん構造を形成したコレステリック液晶になり,鮮やかな反射特性を示すことがある。このコレステリック液晶の状態では,温度,電場,磁場などの外部刺激によって反射特性を変調できる特徴がある。本稿では,不凍液や化粧品など我々の身近にも用いられているアルコール類を原料にして,コレステリック液晶を示す化合物をワンステップで合成し,反射特性とその制御方法について解説する。この液晶化合物を高温に加熱したコレステリック液晶状態から急冷操作を行うことで,超分子らせん構造がガラス化され,室温においても反射特性を維持した固定化膜を作製することができた。しかも,液晶状態から急冷操作を応用すれば,書き換え可能なフルカラー記録の実証も可能であった。
【目次】
1. はじめに
2. アルカンジオール誘導体(Cn-DiCh)のコレステリック液晶特性
3. Cn-DiChのガラス化によるコレステリック液晶の固定化膜
4. コレステリック液晶の固定化膜とカラー記録材料への応用
5. まとめ
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表面テクスチャリング技術の最新動向とトピックス(4)
バイオミメティクスを活用した表面テクスチャリング技術
Surface Texturing Inspired by Biomimetics
生物は様々な環境下での進化・適応の産物であり,現代の社会問題を解決するために必要な技術,知見,答えを持っている。その生物から学ぶバイオミメティクスは今後の持続可能性社会を実現するために必要不可欠な研究である。本稿ではバイオミメティクスの歴史,考え方から,摩擦を中心に生物の体表や材料開発例を紹介する。
【目次】
1. バイオミメティクスとは
2. 生物の微細構造による摩擦制御
3. 微細構造による摩擦制御の可能性
4. 自己組織化を利用した低摩擦材料の開発
5. おわりに〜低摩擦材料開発におけるバイオミメティクスの可能性
【著者一覧】
柴田陽生 東北大学
石鍋隆宏 東北大学
藤掛英夫 東北大学
吉田 学 (国研)産業技術総合研究所
岡本敏宏 東京大学
山﨑智博 (株)ワイ・ドライブ
阿部次郎 日本電気硝子(株)
梶原鳴雪 名古屋大学
友成寿緒 TDK(株)
芦澤弘樹 アキレス(株)
清水徹英 首都大学東京
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【特集】エレクトロニクス向け伸縮性・フレキシブル材料
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フレキシブル液晶ディスプレイの実現に向けた先端技術開発
Latest Technology for Flexible Liquid Crystal Displays
プラスチック基板で作る液晶方式のディスプレイを実現することにより,革新的な情報サービスの提供が期待できる。しかし,単に各構成部材を柔らかい素材に置き換えるだけでは実用化が困難である。本稿では,液晶ディスプレイの柔軟化に伴う研究課題を示した上で,それらの解決に向けた材料・プロセス技術について概説する。
【目次】
1. はじめに
2. フレキシブル液晶ディスプレイの構成
3. 柔軟性かつ接着性を有する液晶層の保持技術
4. 超柔軟かつ高耐熱性の透明プラスチック基板
5. 画素駆動用トランジスタの柔軟化
6. おわりに
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ウェアラブルデバイスのための印刷製造技術
Printing Technology for Producing Wearable Devices
近年,ウェアラブル機器が注目を集め,様々な形態の電子デバイスに対するニーズが高まっている。特に,柔軟性や伸縮性は衣類型のウェアラブルデバイスを実現するためには必要不可欠な特性であり,これらの特性を持つ材料の開発およびこれらを用いたデバイス製造技術の開発が急務となっている。本報では,ウェアラブル機器に必要なデバイスを印刷製造する技術について解説する。
【目次】
1. 緒言
2. ウェアラブルデバイスに必要な要素技術
2.1 フレキシブル表示部の作製
2.2 フレキシブルセンシング部(発光部・受光部)
2.3 フレキシブル給電部
2.4 高伸縮配線部
2.5 起毛電極
3. まとめ
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プリンテッド・フレシキブルエレクトロニクスのための革新的有機半導体材料の開発
Development of Creative Organic Semiconducting Materials Toward Printed and Flexible Electronics
有機半導体材料は,低コストの塗布プロセスで電子デバイスを作製できる。近年,印刷可能で10 cm2/Vsを超えるキャリア移動度を有する有機半導体材料が報告されるようになり,きたるInternet of Things(IoT)社会を担う鍵材料として大いに注目されている。本稿では,最近,筆者らが取り組んでいる独自の材料設計指針に基づく有機半導体研究を紹介するとともに,最後に今後の展望をまとめる。
【目次】
1. はじめに
2. 半導体分子の設計指針
3. 簡便かつ汎用性の高い合成法
4. 屈曲型パイコアの集合体構造と理論計算
5. 屈曲型パイコアの単結晶薄膜の作製とトランジスタ特性評価
6. 屈曲型パイコアの熱物性とトランジスタの熱耐久性
7. さいごに
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グラファイト系伸縮性ストレッチャブル導電性ペーストの開発
Development of Graphite-Based Stretchable Conductive Paste
グラファイト系繊維にカーボンナノチューブが巻付いた構造の伸縮性導電性ペーストを開発した。連続的な伸び縮みに対し両者が絡み合った状態で可動することで伸縮性導体機能を維持する。2種類以上の材料が混ざったハイブリッド系の伸縮性導体に属する。現在,伸縮性導電性ペーストの構成は幾つか提案されているが,もっとも安価に製造できる構成の一つであると考えている。
【目次】
1. はじめに
2. 現在の伸縮性導電ペーストの開発動向と用途展開
2.1 フレキシブル基板とストレッチャブル性
2.2 印刷電子分野における適用
2.2.1 ウェアラブル可能な電子製品
2.2.2 印刷回路基板
2.2.3 3Dプリント技術と印刷電子回路の複合化
2.2.4 成型複合化構造の電気製品
3. グラファイト系材料を使用するメリット
4. 当社の伸縮性導電性ペースト
5. 実用化実証テスト例
5.1 概要説明(心拍・呼吸計と健康管理)
5.2 概要説明(屈曲センサー)
6. バインダー成分の種類
7. おわりに
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[ Material Report -R&D- ]
長円形断面を有するガラス繊維とその複合材料特性
Glass Fiber with Elliptical Cross Section and FRTP Composite Properties
ガラス繊維(円形断面ガラスファイバ)により,熱可塑性樹脂の弾性率・強度の向上が図られている。近年,成形品の薄肉化に伴う低反り,成形品の大型化による表面外観の向上が求められている。今回上述の要求事項を満たすことが可能となる長円形断面を有するフラットガラスファイバによる効果の確認と従来品である円形断面ガラスファイバとの比較を行った。
【目次】
1. はじめに
2. ガラス繊維の生産方法と表面処理剤について
2.1 ガラス繊維の生産方法
2.1.1 ガラス溶解工程
2.1.2 紡糸(繊維化)工程
2.1.3 集束剤の役割と塗布工程
2.1.4 加工工程
3. 準備
3.1 材料
3.2 成形
4. ガラス繊維の断面形状による効果
4.1 寸法安定性の確認と分析
4.2 樹脂の流動性への影響
4.3 成形品外観の良化の確認
5. 一般的な複合体の物性確認
5.1 ガラス含有量30%における複合体の諸物性
5.2 ガラス繊維断面形状のガラス含有量への影響
6. まとめ
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[ Material Report -R&D- ]
N3P3環網目状ポリホスファゼンの生成とその用途{Ⅰ}
Formations and Uses of Cyclomatrix Polyphosphazenes(Ⅰ)
N3P3あるいはN4P4環網目状ホスファゼンポリマーの生成および用途開発研究は古くから行われ,アメリカのGEが世界で最初に商品化に成功し,ダイナラックを生産販売したが,途中で生産を中止した。その後もN3P3環網目状ホスファゼンポリマーの研究開発が続けられ,日本で3種類の商品化(商品名「PPZ」,「クシーノJP」および「アブソルート2」)に成功している。これらの商品は側鎖基が光あるいは熱で重合し,N3P3環網目状ホスファゼンポリマー硬化樹脂を生成する。「PPZ」はハードコート材,また「クシーノJP」および「アブソルート2」は歯科材料とし,現在でも生産販売されている。これらの商品に続くものとし,LIB 用材料への応用が検討され,性能評価データなどによると既存材料よりも優れているので,近い将来その分野の商品が登場するものと思われる。
【目次】
1. はじめに
2. 3DPPの研究開発
2.1 縮合架橋化反応
2.1.1 2官能性あるいは多官能性化合物との縮合架橋化反応
3. おわりに
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[ Material Report -R&D- ]
薄層銅箔を内蔵したノイズ抑制シートの開発
The Development of Noise Suppression Sheet with Thin Copper Layer
今後も電子機器の軽薄短小と省電力化は止まらない。部品実装密度も向上している中,限られた空間でのノイズ対策が要求されると予想しており,有効なノイズ対策部品となる磁性シートの薄型化が必要で,今回,アキレス社のポリピロールめっき技術を活用し,1μmの銅箔を用いた磁性シートを開発した。
【目次】
1. はじめに
2. 磁性シートと銅箔の適用周波数帯
3. ポリピロールを用いたCu めっき技術
4. プロセス
5. 銅箔シート付き磁性シート(IFMシリーズ)の効果と応用事例
5.1 銅箔と磁性シートを組み合わせた時のノイズ抑制効果
5.2 具体的な応用事例
5.2.1 事例①高周波ノイズ
5.2.2 事例②低周波ノイズ
5.2.3 事例③耐ノイズ性能
5.2.4 事例④遠方界の輻射ノイズ
6. 最後に
-------------------------------------------------------------------------
表面テクスチャリング技術の最新動向とトピックス(3)
表面テクスチャリングによる無潤滑摺動下におけるトライボロジー特性の向上
Improvement of Tribological Properties under Dry Sliding Friction by Surface Texturing Technology
無潤滑下の表面テクスチャリングの機能として,接触界面に捕捉される摩耗粉数の低減効果に着目し,マイクロテクスチャ構造を有するDLC膜の無潤滑下のトライボロジー特性をボールオンディスク摩擦摩耗試験により検証した。その結果1GPa以上の高面圧負荷の無潤滑摺動の下,μ=0.1前後の極めて安定した摩擦摺動特性と10万回の優れた耐久性が実現された。
【目次】
1. はじめに
2. 無潤滑摺動界面における表面テクスチャリングの効果―摩耗粉捕捉率の低減
3. DLC薄膜を用いたマイクロテクスチャ構造の創製
4. 無潤滑摩擦下におけるマイクロテクスチャDLC膜のトライボロジー特性
4.1 テクスチャ構造付与による効果
4.2 テクスチャ構造寸法の影響
4.2.1 テクスチャ構造間隔pの影響
4.2.2 テクスチャ構造幅wの影響
5. おわりに
柴田陽生 東北大学
石鍋隆宏 東北大学
藤掛英夫 東北大学
吉田 学 (国研)産業技術総合研究所
岡本敏宏 東京大学
山﨑智博 (株)ワイ・ドライブ
阿部次郎 日本電気硝子(株)
梶原鳴雪 名古屋大学
友成寿緒 TDK(株)
芦澤弘樹 アキレス(株)
清水徹英 首都大学東京
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【特集】エレクトロニクス向け伸縮性・フレキシブル材料
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フレキシブル液晶ディスプレイの実現に向けた先端技術開発
Latest Technology for Flexible Liquid Crystal Displays
プラスチック基板で作る液晶方式のディスプレイを実現することにより,革新的な情報サービスの提供が期待できる。しかし,単に各構成部材を柔らかい素材に置き換えるだけでは実用化が困難である。本稿では,液晶ディスプレイの柔軟化に伴う研究課題を示した上で,それらの解決に向けた材料・プロセス技術について概説する。
【目次】
1. はじめに
2. フレキシブル液晶ディスプレイの構成
3. 柔軟性かつ接着性を有する液晶層の保持技術
4. 超柔軟かつ高耐熱性の透明プラスチック基板
5. 画素駆動用トランジスタの柔軟化
6. おわりに
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ウェアラブルデバイスのための印刷製造技術
Printing Technology for Producing Wearable Devices
近年,ウェアラブル機器が注目を集め,様々な形態の電子デバイスに対するニーズが高まっている。特に,柔軟性や伸縮性は衣類型のウェアラブルデバイスを実現するためには必要不可欠な特性であり,これらの特性を持つ材料の開発およびこれらを用いたデバイス製造技術の開発が急務となっている。本報では,ウェアラブル機器に必要なデバイスを印刷製造する技術について解説する。
【目次】
1. 緒言
2. ウェアラブルデバイスに必要な要素技術
2.1 フレキシブル表示部の作製
2.2 フレキシブルセンシング部(発光部・受光部)
2.3 フレキシブル給電部
2.4 高伸縮配線部
2.5 起毛電極
3. まとめ
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プリンテッド・フレシキブルエレクトロニクスのための革新的有機半導体材料の開発
Development of Creative Organic Semiconducting Materials Toward Printed and Flexible Electronics
有機半導体材料は,低コストの塗布プロセスで電子デバイスを作製できる。近年,印刷可能で10 cm2/Vsを超えるキャリア移動度を有する有機半導体材料が報告されるようになり,きたるInternet of Things(IoT)社会を担う鍵材料として大いに注目されている。本稿では,最近,筆者らが取り組んでいる独自の材料設計指針に基づく有機半導体研究を紹介するとともに,最後に今後の展望をまとめる。
【目次】
1. はじめに
2. 半導体分子の設計指針
3. 簡便かつ汎用性の高い合成法
4. 屈曲型パイコアの集合体構造と理論計算
5. 屈曲型パイコアの単結晶薄膜の作製とトランジスタ特性評価
6. 屈曲型パイコアの熱物性とトランジスタの熱耐久性
7. さいごに
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グラファイト系伸縮性ストレッチャブル導電性ペーストの開発
Development of Graphite-Based Stretchable Conductive Paste
グラファイト系繊維にカーボンナノチューブが巻付いた構造の伸縮性導電性ペーストを開発した。連続的な伸び縮みに対し両者が絡み合った状態で可動することで伸縮性導体機能を維持する。2種類以上の材料が混ざったハイブリッド系の伸縮性導体に属する。現在,伸縮性導電性ペーストの構成は幾つか提案されているが,もっとも安価に製造できる構成の一つであると考えている。
【目次】
1. はじめに
2. 現在の伸縮性導電ペーストの開発動向と用途展開
2.1 フレキシブル基板とストレッチャブル性
2.2 印刷電子分野における適用
2.2.1 ウェアラブル可能な電子製品
2.2.2 印刷回路基板
2.2.3 3Dプリント技術と印刷電子回路の複合化
2.2.4 成型複合化構造の電気製品
3. グラファイト系材料を使用するメリット
4. 当社の伸縮性導電性ペースト
5. 実用化実証テスト例
5.1 概要説明(心拍・呼吸計と健康管理)
5.2 概要説明(屈曲センサー)
6. バインダー成分の種類
7. おわりに
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[ Material Report -R&D- ]
長円形断面を有するガラス繊維とその複合材料特性
Glass Fiber with Elliptical Cross Section and FRTP Composite Properties
ガラス繊維(円形断面ガラスファイバ)により,熱可塑性樹脂の弾性率・強度の向上が図られている。近年,成形品の薄肉化に伴う低反り,成形品の大型化による表面外観の向上が求められている。今回上述の要求事項を満たすことが可能となる長円形断面を有するフラットガラスファイバによる効果の確認と従来品である円形断面ガラスファイバとの比較を行った。
【目次】
1. はじめに
2. ガラス繊維の生産方法と表面処理剤について
2.1 ガラス繊維の生産方法
2.1.1 ガラス溶解工程
2.1.2 紡糸(繊維化)工程
2.1.3 集束剤の役割と塗布工程
2.1.4 加工工程
3. 準備
3.1 材料
3.2 成形
4. ガラス繊維の断面形状による効果
4.1 寸法安定性の確認と分析
4.2 樹脂の流動性への影響
4.3 成形品外観の良化の確認
5. 一般的な複合体の物性確認
5.1 ガラス含有量30%における複合体の諸物性
5.2 ガラス繊維断面形状のガラス含有量への影響
6. まとめ
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[ Material Report -R&D- ]
N3P3環網目状ポリホスファゼンの生成とその用途{Ⅰ}
Formations and Uses of Cyclomatrix Polyphosphazenes(Ⅰ)
N3P3あるいはN4P4環網目状ホスファゼンポリマーの生成および用途開発研究は古くから行われ,アメリカのGEが世界で最初に商品化に成功し,ダイナラックを生産販売したが,途中で生産を中止した。その後もN3P3環網目状ホスファゼンポリマーの研究開発が続けられ,日本で3種類の商品化(商品名「PPZ」,「クシーノJP」および「アブソルート2」)に成功している。これらの商品は側鎖基が光あるいは熱で重合し,N3P3環網目状ホスファゼンポリマー硬化樹脂を生成する。「PPZ」はハードコート材,また「クシーノJP」および「アブソルート2」は歯科材料とし,現在でも生産販売されている。これらの商品に続くものとし,LIB 用材料への応用が検討され,性能評価データなどによると既存材料よりも優れているので,近い将来その分野の商品が登場するものと思われる。
【目次】
1. はじめに
2. 3DPPの研究開発
2.1 縮合架橋化反応
2.1.1 2官能性あるいは多官能性化合物との縮合架橋化反応
3. おわりに
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[ Material Report -R&D- ]
薄層銅箔を内蔵したノイズ抑制シートの開発
The Development of Noise Suppression Sheet with Thin Copper Layer
今後も電子機器の軽薄短小と省電力化は止まらない。部品実装密度も向上している中,限られた空間でのノイズ対策が要求されると予想しており,有効なノイズ対策部品となる磁性シートの薄型化が必要で,今回,アキレス社のポリピロールめっき技術を活用し,1μmの銅箔を用いた磁性シートを開発した。
【目次】
1. はじめに
2. 磁性シートと銅箔の適用周波数帯
3. ポリピロールを用いたCu めっき技術
4. プロセス
5. 銅箔シート付き磁性シート(IFMシリーズ)の効果と応用事例
5.1 銅箔と磁性シートを組み合わせた時のノイズ抑制効果
5.2 具体的な応用事例
5.2.1 事例①高周波ノイズ
5.2.2 事例②低周波ノイズ
5.2.3 事例③耐ノイズ性能
5.2.4 事例④遠方界の輻射ノイズ
6. 最後に
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表面テクスチャリング技術の最新動向とトピックス(3)
表面テクスチャリングによる無潤滑摺動下におけるトライボロジー特性の向上
Improvement of Tribological Properties under Dry Sliding Friction by Surface Texturing Technology
無潤滑下の表面テクスチャリングの機能として,接触界面に捕捉される摩耗粉数の低減効果に着目し,マイクロテクスチャ構造を有するDLC膜の無潤滑下のトライボロジー特性をボールオンディスク摩擦摩耗試験により検証した。その結果1GPa以上の高面圧負荷の無潤滑摺動の下,μ=0.1前後の極めて安定した摩擦摺動特性と10万回の優れた耐久性が実現された。
【目次】
1. はじめに
2. 無潤滑摺動界面における表面テクスチャリングの効果―摩耗粉捕捉率の低減
3. DLC薄膜を用いたマイクロテクスチャ構造の創製
4. 無潤滑摩擦下におけるマイクロテクスチャDLC膜のトライボロジー特性
4.1 テクスチャ構造付与による効果
4.2 テクスチャ構造寸法の影響
4.2.1 テクスチャ構造間隔pの影響
4.2.2 テクスチャ構造幅wの影響
5. おわりに
【著者一覧】
蔦岡孝則 広島大学
萓野良樹 電気通信大学
井上 浩 秋田大学
庄山正仁 九州大学
山本真義 名古屋大学
花田英輔 佐賀大学
畠山賢一 兵庫県立大学
笠置映寛 徳山工業高等専門学校
佐野栄一 北海道大学
沢田博司 キヤノンマシナリー(株)
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【特集】EMC 設計/ノイズ対策技術・材料
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巻頭言
Introduction to Special Issue
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薄い導体シールドを実装したフレキシブルプリント基板の伝送特性及び近傍磁界抑制効果
Transmission Characteristics and Shielding Effectiveness of Shielded-Flexible Printed Circuits
本稿では,伝送信号の品質を保ちつつ電磁ノイズを抑制可能でフレキシブルな電磁シールドとして導体シールドに着目し,実用時に問題になると想定される差動線路間隔よりも線路に近い位置に導体シールドを実装した際の伝送特性および近傍磁界抑制効果について実験と電磁界解析により検討した例を紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. 検討モデル
3. 伝送特性の評価
3.1 TDR特性
3.2 透過係数の周波数特性
3.3 損失の評価
4. シールド効果の評価
5. 等価回路を用いた伝送特性の検討
6. おわりに
-------------------------------------------------------------------------
スイッチング電源回路のノイズ対策
Noise Reduction Techniques in Switching Power Supplies
今日,様々な電子機器で用いられているスイッチング電源回路では,半導体素子の急峻なオン・オフ動作が高周波で繰り返されるためにスイッチングノイズが発生し,伝導・放射ノイズとして周囲にノイズをまき散らし,機器の誤動作の要因となる恐れがある。本稿では,スイッチングノイズの発生機構と低ノイズ化技術について,最近の研究事例を交えて解説する。
【目次】
1. スイッチング電源回路のノイズ対策
2. スイッチング電源回路と高周波スイッチング
3. スイッチングノイズの発生機構
4. スナバ回路,クランプ回路による低ノイズ化技術
5. ソフトスイッチングによる低ノイズ化技術
6. ランダムスイッチングによる低ノイズ化技術
7. ノイズ電流相殺による低ノイズ化技術
8. まとめ
-------------------------------------------------------------------------
次世代自動車向けパワーエレクトロニクス回路のEMC問題とその解決手法
EMC Problem and Its Solution for Power Electronics Systems of Automotive Applications
本稿では,自動車用パワー半導体として次世代パワー半導体であるSiCパワー半導体を搭載することで問題となる伝導性ノイズ,放射性ノイズ帯域におけるノイズ増加現象を計測データより指摘する。さらにパワーエレクトロニクス回路のスナバに対して受動素子であるキャパシタの種類の組み合わせにより効果的に抑制可能であることを示している。
【目次】
1. はじめに
2. ノイズ評価方法
2.1 ノイズ評価対象回路
2.2 伝導性ノイズ評価環境
2.3 放射性ノイズ評価環境
3. 伝導性ノイズ評価
3.1 伝導性ノイズ評価条件
3.2 スイッチング周波数10kHz時,50kHz時の伝導性ノイズ相対比較
3.3 ゲート抵抗Rg=3Ω時,Rg=20Ω時の伝導性ノイズ相対比較
4. まとめ
-------------------------------------------------------------------------
医療機器や院内情報通信のEMC設計
EMC Design for Medical Devices and Telecommunications in Hospitals
医療現場でも無線通信や電磁波を用いる医療機器が多用される時代となった。ここでは,医療現場における電磁波と無線通信に関する現状を説明し,それらがもたらす問題点とその克服によるEMCの確保の現状と今後の見通しについて述べる。
【目次】
1. 医療機器とそのEMC
1.1 医療機器のイミュニティ
1.2 医療機器のエミッション
2. 医療現場における無線通信の需要
3. 電磁環境的に見た医療現場と他との相違
4. 医療機器を中心とした医療現場でのEMC
4.1 無線通信からの影響と対策
4.2 医療機器からの影響と対策
4.3 病院設備からの影響と対策
4.4 外来波や管理外機器からの影響と対策
5. 院内情報通信におけるEMC
5.1 院内情報通信の現状と問題点
5.2 可用性と機密性の確保にむけて
6. 今後の展望
-------------------------------------------------------------------------
人工材料を用いた電磁ノイズ抑制材の設計
Design of Electro-Magnetic Noise Suppressing Devices Using Artificial Materials
電磁環境対策の必須デバイスである電波吸収体や電磁遮へい材は,従来より導電材やフェライトなどの既存材料を用いて実現されている。近年では人工材料(メタマテリアル)を用いる新しい考え方による設計法に期待が寄せられている。ここではまず,人工材料の等価回路表現,およびこれを用いた設計法を解説する。吸収・遮へい材の実用化例をもとに人工材料の有用性を示すとともに,均質媒質人工材料などの先端研究の状況や課題なども紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. 人工材料の構成法
3. 人工材料の電波特性
3.1 高誘電率特性
3.2 誘電率の共鳴分散特性
3.3 負の誘電率特性
3.4 ENG,MNG,DNG特性
3.5 導電性と負の誘電率が共存する特性
4. 人工材料の等価回路
5. 人工材料を用いる電磁ノイズ抑制材の設計例
5.1 高誘電率材料を用いる薄形電波吸収体の設計
5.2 誘電率の共鳴分散特性を用いる電波吸収体の広帯域化設計
5.3 低周波プラズマ媒質と誘電体積層によるミリ波レーダカバー材の設計
5.4 低周波プラズマ媒質と導電材積層による電磁遮へい材
6. おわりに
-------------------------------------------------------------------------
粒子分散型メタコンポジットの電波吸収・遮蔽材料への応用
Study of Granular Meta-composite Material for Application to Electromagnetic Wave Absorber and Shielding Material
透磁率と誘電率が同時に負の値を示す人工材料(左手系メタマテリアル)は,高周波領域で特異な電磁気特性を示す。近年,このような人工材料を高周波材料に適用し,高機能化を図る研究・開発が盛んに行われている。人工材料の多くは金属体を周期配列させた構造を有するが,金属粒子・磁性粒子などを樹脂中に分散させた粒子分散型メタコンポジットは,周期構造を必要とせず,負の透磁率・誘電率特性を実現することができる。本稿では,電波吸収・遮蔽材料への応用を目的とした粒子分散型メタコンポジットについて,負の透磁率,負の誘電率を実現する機構を示すとともに,透磁率と誘電率が同時に負の値を示す複合粒子分散コンポジットについて紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. 粒子分散型メタコンポジットによる負の透磁率
3. 粒子分散型メタコンポジットによる負の誘電率
4. 粒子分散型メタコンポジットによるDNG特性の実現
5. まとめ
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EMC設計実現のためのCNT分散複合材料
CNT Composites for Design and Fabrication of EMC Materials
カーボンナノチューブ(CNT)複合材料は優れた電気的,機械的,熱的特性を有し,多分野への応用が期待されている。本稿では,CNT分散紙とCNT塗布不織布の導電率,誘電率,電磁波吸収特性を紹介し,電磁波吸収体材料としての可能性を示す。
【目次】
1. はじめに
2. CNT分散紙とCNT塗布不織布の製造方法
3. CNT分散紙の導電率特性と電子伝導機構
4. CNT分散紙とCNT塗布不織布の誘電率
5. CNT分散紙とCNT塗布不織布の電磁波応答
6. まとめ
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表面テクスチャリング技術の最新動向とトピックス(2)
ナノテクスチャリングによる摩擦低減効果
Effect on Friction Reduction of Nano-Texturing
超短パルスレーザにより形成される微細な周期構造を活用したナノテクスチャリングは,動圧の発生,潤滑油の保持・供給,摩耗粉の逃げ,トライボケミカル反応の促進等に大きな効果を発揮する。複数の効果を組み合わせることで,流体潤滑〜境界潤滑に至る幅広いしゅう動条件下で摩擦を低減することができる。
【目次】
1. はじめに
2. 超短パルスレーザによる周期構造
3. 周期構造による摩擦低減効果
3.1 流体潤滑特性の向上
3.2 混合潤滑特性の向上
3.3 境界潤滑特性の向上
4. おわりに
蔦岡孝則 広島大学
萓野良樹 電気通信大学
井上 浩 秋田大学
庄山正仁 九州大学
山本真義 名古屋大学
花田英輔 佐賀大学
畠山賢一 兵庫県立大学
笠置映寛 徳山工業高等専門学校
佐野栄一 北海道大学
沢田博司 キヤノンマシナリー(株)
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【特集】EMC 設計/ノイズ対策技術・材料
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巻頭言
Introduction to Special Issue
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薄い導体シールドを実装したフレキシブルプリント基板の伝送特性及び近傍磁界抑制効果
Transmission Characteristics and Shielding Effectiveness of Shielded-Flexible Printed Circuits
本稿では,伝送信号の品質を保ちつつ電磁ノイズを抑制可能でフレキシブルな電磁シールドとして導体シールドに着目し,実用時に問題になると想定される差動線路間隔よりも線路に近い位置に導体シールドを実装した際の伝送特性および近傍磁界抑制効果について実験と電磁界解析により検討した例を紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. 検討モデル
3. 伝送特性の評価
3.1 TDR特性
3.2 透過係数の周波数特性
3.3 損失の評価
4. シールド効果の評価
5. 等価回路を用いた伝送特性の検討
6. おわりに
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スイッチング電源回路のノイズ対策
Noise Reduction Techniques in Switching Power Supplies
今日,様々な電子機器で用いられているスイッチング電源回路では,半導体素子の急峻なオン・オフ動作が高周波で繰り返されるためにスイッチングノイズが発生し,伝導・放射ノイズとして周囲にノイズをまき散らし,機器の誤動作の要因となる恐れがある。本稿では,スイッチングノイズの発生機構と低ノイズ化技術について,最近の研究事例を交えて解説する。
【目次】
1. スイッチング電源回路のノイズ対策
2. スイッチング電源回路と高周波スイッチング
3. スイッチングノイズの発生機構
4. スナバ回路,クランプ回路による低ノイズ化技術
5. ソフトスイッチングによる低ノイズ化技術
6. ランダムスイッチングによる低ノイズ化技術
7. ノイズ電流相殺による低ノイズ化技術
8. まとめ
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次世代自動車向けパワーエレクトロニクス回路のEMC問題とその解決手法
EMC Problem and Its Solution for Power Electronics Systems of Automotive Applications
本稿では,自動車用パワー半導体として次世代パワー半導体であるSiCパワー半導体を搭載することで問題となる伝導性ノイズ,放射性ノイズ帯域におけるノイズ増加現象を計測データより指摘する。さらにパワーエレクトロニクス回路のスナバに対して受動素子であるキャパシタの種類の組み合わせにより効果的に抑制可能であることを示している。
【目次】
1. はじめに
2. ノイズ評価方法
2.1 ノイズ評価対象回路
2.2 伝導性ノイズ評価環境
2.3 放射性ノイズ評価環境
3. 伝導性ノイズ評価
3.1 伝導性ノイズ評価条件
3.2 スイッチング周波数10kHz時,50kHz時の伝導性ノイズ相対比較
3.3 ゲート抵抗Rg=3Ω時,Rg=20Ω時の伝導性ノイズ相対比較
4. まとめ
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医療機器や院内情報通信のEMC設計
EMC Design for Medical Devices and Telecommunications in Hospitals
医療現場でも無線通信や電磁波を用いる医療機器が多用される時代となった。ここでは,医療現場における電磁波と無線通信に関する現状を説明し,それらがもたらす問題点とその克服によるEMCの確保の現状と今後の見通しについて述べる。
【目次】
1. 医療機器とそのEMC
1.1 医療機器のイミュニティ
1.2 医療機器のエミッション
2. 医療現場における無線通信の需要
3. 電磁環境的に見た医療現場と他との相違
4. 医療機器を中心とした医療現場でのEMC
4.1 無線通信からの影響と対策
4.2 医療機器からの影響と対策
4.3 病院設備からの影響と対策
4.4 外来波や管理外機器からの影響と対策
5. 院内情報通信におけるEMC
5.1 院内情報通信の現状と問題点
5.2 可用性と機密性の確保にむけて
6. 今後の展望
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人工材料を用いた電磁ノイズ抑制材の設計
Design of Electro-Magnetic Noise Suppressing Devices Using Artificial Materials
電磁環境対策の必須デバイスである電波吸収体や電磁遮へい材は,従来より導電材やフェライトなどの既存材料を用いて実現されている。近年では人工材料(メタマテリアル)を用いる新しい考え方による設計法に期待が寄せられている。ここではまず,人工材料の等価回路表現,およびこれを用いた設計法を解説する。吸収・遮へい材の実用化例をもとに人工材料の有用性を示すとともに,均質媒質人工材料などの先端研究の状況や課題なども紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. 人工材料の構成法
3. 人工材料の電波特性
3.1 高誘電率特性
3.2 誘電率の共鳴分散特性
3.3 負の誘電率特性
3.4 ENG,MNG,DNG特性
3.5 導電性と負の誘電率が共存する特性
4. 人工材料の等価回路
5. 人工材料を用いる電磁ノイズ抑制材の設計例
5.1 高誘電率材料を用いる薄形電波吸収体の設計
5.2 誘電率の共鳴分散特性を用いる電波吸収体の広帯域化設計
5.3 低周波プラズマ媒質と誘電体積層によるミリ波レーダカバー材の設計
5.4 低周波プラズマ媒質と導電材積層による電磁遮へい材
6. おわりに
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粒子分散型メタコンポジットの電波吸収・遮蔽材料への応用
Study of Granular Meta-composite Material for Application to Electromagnetic Wave Absorber and Shielding Material
透磁率と誘電率が同時に負の値を示す人工材料(左手系メタマテリアル)は,高周波領域で特異な電磁気特性を示す。近年,このような人工材料を高周波材料に適用し,高機能化を図る研究・開発が盛んに行われている。人工材料の多くは金属体を周期配列させた構造を有するが,金属粒子・磁性粒子などを樹脂中に分散させた粒子分散型メタコンポジットは,周期構造を必要とせず,負の透磁率・誘電率特性を実現することができる。本稿では,電波吸収・遮蔽材料への応用を目的とした粒子分散型メタコンポジットについて,負の透磁率,負の誘電率を実現する機構を示すとともに,透磁率と誘電率が同時に負の値を示す複合粒子分散コンポジットについて紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. 粒子分散型メタコンポジットによる負の透磁率
3. 粒子分散型メタコンポジットによる負の誘電率
4. 粒子分散型メタコンポジットによるDNG特性の実現
5. まとめ
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EMC設計実現のためのCNT分散複合材料
CNT Composites for Design and Fabrication of EMC Materials
カーボンナノチューブ(CNT)複合材料は優れた電気的,機械的,熱的特性を有し,多分野への応用が期待されている。本稿では,CNT分散紙とCNT塗布不織布の導電率,誘電率,電磁波吸収特性を紹介し,電磁波吸収体材料としての可能性を示す。
【目次】
1. はじめに
2. CNT分散紙とCNT塗布不織布の製造方法
3. CNT分散紙の導電率特性と電子伝導機構
4. CNT分散紙とCNT塗布不織布の誘電率
5. CNT分散紙とCNT塗布不織布の電磁波応答
6. まとめ
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表面テクスチャリング技術の最新動向とトピックス(2)
ナノテクスチャリングによる摩擦低減効果
Effect on Friction Reduction of Nano-Texturing
超短パルスレーザにより形成される微細な周期構造を活用したナノテクスチャリングは,動圧の発生,潤滑油の保持・供給,摩耗粉の逃げ,トライボケミカル反応の促進等に大きな効果を発揮する。複数の効果を組み合わせることで,流体潤滑〜境界潤滑に至る幅広いしゅう動条件下で摩擦を低減することができる。
【目次】
1. はじめに
2. 超短パルスレーザによる周期構造
3. 周期構造による摩擦低減効果
3.1 流体潤滑特性の向上
3.2 混合潤滑特性の向上
3.3 境界潤滑特性の向上
4. おわりに
【著者一覧】
宇山 浩 大阪大学
森川 豊 あいち産業科学技術総合センター
伊藤雅子 あいち産業科学技術総合センター
後居洋介 第一工業製薬(株)
濱田仁美 東京家政大学
雲 浩靖 オンキヨー(株)
矢吹彰広 広島大学
藤田健一 京都大学
平山朋子 同志社大学
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【新春特集】セルロースナノファイバー実用化の最新動向
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特集にあたって
Introduction
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セルロースナノファイバーの機械加工と高圧ジェットミル処理の最新動向
Latest Trend of Machining of Cellulose Nanofibers and High Pressure Jet Milling
次世代の高機能性素材として期待されるセルロースナノファイバーの開発や実用化において,セルロースをナノサイズの太さに加工できる機械技術の発展は必要不可欠である。ここでは,機械加工の中でも,高圧ジェットミルで加工されるセルロースナノファイバーの特性とその応用について述べる。
【目次】
1. はじめに
2. セルロースナノ加工品の分類と機械加工
3. 高圧ジェットミルによるセルロースナノファイバー加工と特徴
3.1 高圧ジェットミル
3.2 高圧ジェットミルによるセルロースナノファイバー加工
3.3 セルロースナノファイバーの粘度特性および分散安定性の向上について
4. セルロースナノファイバー透明膜および複合膜への応用
4.1 セルロースナノファイバー透明膜
4.2 透明複合膜
5. セルロースナノファイバーの表面処理およびフィルタへの応用
5.1 表面処理(撥水化)
5.2 表面処理(表面電位変化)セルロースナノファイバーを用いた花粉除去フィルタ
5.3 自由曲面フレネルの成形方法と留意点
6. 結び
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TEMPO酸化セルロースナノファイバーの開発と応用展開
Development and Application of TEMPO Oxidized Cellulose Nanofibers
第一工業製薬(株)では,TEMPO酸化セルロースナノファイバー(TOCNF)からなる水系増粘剤「レオクリスタ(R)」を製造販売している。TOCNF は高い増粘性,優れた乳化・分散安定性,高い擬塑性流動性など,ユニークな特徴を有している。本稿ではこれらの特徴の詳細や,水性ゲルインクボールペンへの実用化などの開発事例について紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. セルロースの新たな利用方法,セルロースナノファイバー
2.1 CNFの調製方法
2.2 TEMPO酸化によるCNFの調製
3. 増粘剤としてのTEMPO酸化CNFの特徴
3.1 ネットワーク構造の形成
3.1.1 高い増粘性
3.1.2 乳化安定性
3.1.3 分散安定性
3.2 ネットワーク構造のせん断による破壊と再構築
3.2.1 スプレー可能でタレないゲル
3.3 皮膜形成能
3.3.1 微粒子の乾燥時の凝集抑制
3.3.2 ゲル状皮膜の形成
4. 開発状況と応用事例
4.1 水性ゲルインクボールペンのインクとしての実用化
5. おわりに
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セルロースナノファイバーを利用したテキスタイルの改質
Functionalization of Textiles with Cellulose Nanofibers
植物由来のセルロースナノファイバー(CNF)は,その極細形状に由来する全く新しい機能が期待され,様々な産業分野での応用研究が進んでいる。著者らは繊維産業の衣料分野でのCNFの活用に着目し,セルロース系繊維から成るテキスタイルに対してCNFを塗布することにより,その改質と新たな機能化を検討している。
【目次】
1. はじめに
2. 植物由来の繊維
3. セルロースナノファイバー(CNF)
4. CNFの調製法
5. CNFの応用研究
6. CNFのテキスタイルへの応用
6.1 織物・不織布へのCNF塗布による特性変化
6.2 TEMPO酸化処理布へのCNF塗布の効果
6.3 CNF塗布テキスタイルのインクジェット捺染適性
7. 最後に
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セルロースナノファイバーを使用した“スピーカー用振動板”の開発と製品化
Development and Commercialization of“ Speaker Diaphragm” Using Cellulose Nanofibers
セルロースナノファイバーを使用したスピーカー用振動板の開発に世界で初めて成功。セルロースナノファイバーの特徴は軽くて強いことであり,また,スピーカー用振動板にも軽くて強いことが求められている。セルロースナノファイバーをスピーカー振動板に適用した場合の効果等やそれらを用いて開発製品化したスピーカーやヘッドホンについて解説する。
【目次】
1. スピーカー用振動板とは
1.1 スピーカーの構造
1.2 スピーカー用振動板に求められるもの
2. セルロースナノファイバーのスピーカー用振動板への適応
3. 製品化
3.1 Onkyo SC-3(B)と振動板
3.2 Pioneer S-PM50 D,S-PM30 Dと振動板
3.3 ヘッドホンPioneer SE-MONITOR5と振動板
3.4 Onkyo桐スピーカーと振動板
4. 今後の展開
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CNFを用いた自己修復性防食コーティング
Development and Commercialization of“ Speaker Diaphragm” Using Cellulose Nanofibers
金属材料の腐食を防止するために,各種の塗料による防食コーティングが行われる。防食コーティングにおいては,欠陥が生じた場合に新たな防食皮膜が自然に形成する自己修復性が有効である。本稿では,疑似血管としてセルロースナノファイバー(CNF)および腐食抑制剤の吸脱着制御による自己修復性防食コーティングの開発について紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. 金属の腐食と防食コーティング
3. 自己修復性防食コーティングの構造
4. コーティングの評価方法
5. 自己修復性防食コーティングの開発
5.1 セルロースナノファイバーを用いた自己修復性防食コーティング
5.2 セルロースナノファイバーを用いた自己修復性防食コーティングにおける各種腐食抑制剤の影響
5.3 セルロースナノファイバーを用いた自己修復性防食コーティングにおけるコーティング内pHの影響
6. まとめ
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[ Material Report -R&D- ]
イリジウム錯体触媒を活用する効率的な有機ハイドライド水素貯蔵システム
Development of Efficient Hydrogen Storage System Based on Organic Hydride Technology Using Iridium Complexes as Catalyst
低炭素社会における理想的なエネルギー源として期待の大きい水素の利用拡大を図るために,安全で効率的な水素貯蔵法の開発が求められている。本稿では,著者らがこれまでに取り組んできた,有機ハイドライド水素貯蔵システムの開発に関する研究成果を紹介する。
【目次】
1. 背景
2. 機能性配位子を有するイリジウム錯体触媒による有機分子の脱水素化
3. テトラヒドロキナルジンを有機ハイドライドとする水素貯蔵システム
4. デカヒドロナフチリジン誘導体を有機ハイドライドとする水素貯蔵システム
5. ピペラジン誘導体を有機ハイドライドとする水素貯蔵システム
6. まとめ
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表面テクスチャリング技術の最新動向とトピックス(1)
表面テクスチャリングに期待される効果
Expectation for Performance Improvement of Sliding Surface by Surface Texturing
表面テクスチャリングは摺動面のトライボロジー特性を向上させる極めて有効な手法であり,国内外を問わず多くの研究がなされている。本稿では,特に流体潤滑下および弾性流体潤滑下におけるテクスチャの効果に焦点を当て,その潤滑特性の向上メカニズムの解説とともに近年の研究事例の紹介を行う。
【目次】
1. はじめに
2. 流体潤滑域におけるテクスチャの効果
3. 弾性流体潤滑域におけるテクスチャの効果
4. おわりに
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[ 機能材料マーケットデータ ]
紙・パルプ用化学薬品工業の市場動向
Strain-Induced On-Surface Synthesis for Fabrication of Functional Organic Molecules
製紙用薬剤は,紙・板紙の製造において様々な用途で用いられる。国内需要は紙・板紙の成熟市場に連動して縮小傾向にあるが,製紙用薬剤メーカー各社は,ニーズの高機能化に取り組むとともに,中国や東南アジア地域の発展をにらみ,同地域における市場展開・生産体制の強化を行っている。
【目次】
1. 概要
2. 紙・板紙需要動向
2.1 紙
2.2 板紙
3. 製紙パルプ需要動向
4. 古紙需要動向
5. 製紙用薬剤需要動向
5.1 主要薬剤の動向
5.1.1 製紙パルプ用薬品
5.1.2 古紙処理工程用薬剤
5.1.3 抄紙工程用薬剤
5.1.4 二次加工用薬品
5.1.5 その他
6. 製紙用薬剤メーカーの動向
6.1 国内メーカーの中国,東南アジア地域への進出
6.2 各社の国内動向
宇山 浩 大阪大学
森川 豊 あいち産業科学技術総合センター
伊藤雅子 あいち産業科学技術総合センター
後居洋介 第一工業製薬(株)
濱田仁美 東京家政大学
雲 浩靖 オンキヨー(株)
矢吹彰広 広島大学
藤田健一 京都大学
平山朋子 同志社大学
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【新春特集】セルロースナノファイバー実用化の最新動向
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特集にあたって
Introduction
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セルロースナノファイバーの機械加工と高圧ジェットミル処理の最新動向
Latest Trend of Machining of Cellulose Nanofibers and High Pressure Jet Milling
次世代の高機能性素材として期待されるセルロースナノファイバーの開発や実用化において,セルロースをナノサイズの太さに加工できる機械技術の発展は必要不可欠である。ここでは,機械加工の中でも,高圧ジェットミルで加工されるセルロースナノファイバーの特性とその応用について述べる。
【目次】
1. はじめに
2. セルロースナノ加工品の分類と機械加工
3. 高圧ジェットミルによるセルロースナノファイバー加工と特徴
3.1 高圧ジェットミル
3.2 高圧ジェットミルによるセルロースナノファイバー加工
3.3 セルロースナノファイバーの粘度特性および分散安定性の向上について
4. セルロースナノファイバー透明膜および複合膜への応用
4.1 セルロースナノファイバー透明膜
4.2 透明複合膜
5. セルロースナノファイバーの表面処理およびフィルタへの応用
5.1 表面処理(撥水化)
5.2 表面処理(表面電位変化)セルロースナノファイバーを用いた花粉除去フィルタ
5.3 自由曲面フレネルの成形方法と留意点
6. 結び
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TEMPO酸化セルロースナノファイバーの開発と応用展開
Development and Application of TEMPO Oxidized Cellulose Nanofibers
第一工業製薬(株)では,TEMPO酸化セルロースナノファイバー(TOCNF)からなる水系増粘剤「レオクリスタ(R)」を製造販売している。TOCNF は高い増粘性,優れた乳化・分散安定性,高い擬塑性流動性など,ユニークな特徴を有している。本稿ではこれらの特徴の詳細や,水性ゲルインクボールペンへの実用化などの開発事例について紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. セルロースの新たな利用方法,セルロースナノファイバー
2.1 CNFの調製方法
2.2 TEMPO酸化によるCNFの調製
3. 増粘剤としてのTEMPO酸化CNFの特徴
3.1 ネットワーク構造の形成
3.1.1 高い増粘性
3.1.2 乳化安定性
3.1.3 分散安定性
3.2 ネットワーク構造のせん断による破壊と再構築
3.2.1 スプレー可能でタレないゲル
3.3 皮膜形成能
3.3.1 微粒子の乾燥時の凝集抑制
3.3.2 ゲル状皮膜の形成
4. 開発状況と応用事例
4.1 水性ゲルインクボールペンのインクとしての実用化
5. おわりに
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セルロースナノファイバーを利用したテキスタイルの改質
Functionalization of Textiles with Cellulose Nanofibers
植物由来のセルロースナノファイバー(CNF)は,その極細形状に由来する全く新しい機能が期待され,様々な産業分野での応用研究が進んでいる。著者らは繊維産業の衣料分野でのCNFの活用に着目し,セルロース系繊維から成るテキスタイルに対してCNFを塗布することにより,その改質と新たな機能化を検討している。
【目次】
1. はじめに
2. 植物由来の繊維
3. セルロースナノファイバー(CNF)
4. CNFの調製法
5. CNFの応用研究
6. CNFのテキスタイルへの応用
6.1 織物・不織布へのCNF塗布による特性変化
6.2 TEMPO酸化処理布へのCNF塗布の効果
6.3 CNF塗布テキスタイルのインクジェット捺染適性
7. 最後に
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セルロースナノファイバーを使用した“スピーカー用振動板”の開発と製品化
Development and Commercialization of“ Speaker Diaphragm” Using Cellulose Nanofibers
セルロースナノファイバーを使用したスピーカー用振動板の開発に世界で初めて成功。セルロースナノファイバーの特徴は軽くて強いことであり,また,スピーカー用振動板にも軽くて強いことが求められている。セルロースナノファイバーをスピーカー振動板に適用した場合の効果等やそれらを用いて開発製品化したスピーカーやヘッドホンについて解説する。
【目次】
1. スピーカー用振動板とは
1.1 スピーカーの構造
1.2 スピーカー用振動板に求められるもの
2. セルロースナノファイバーのスピーカー用振動板への適応
3. 製品化
3.1 Onkyo SC-3(B)と振動板
3.2 Pioneer S-PM50 D,S-PM30 Dと振動板
3.3 ヘッドホンPioneer SE-MONITOR5と振動板
3.4 Onkyo桐スピーカーと振動板
4. 今後の展開
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CNFを用いた自己修復性防食コーティング
Development and Commercialization of“ Speaker Diaphragm” Using Cellulose Nanofibers
金属材料の腐食を防止するために,各種の塗料による防食コーティングが行われる。防食コーティングにおいては,欠陥が生じた場合に新たな防食皮膜が自然に形成する自己修復性が有効である。本稿では,疑似血管としてセルロースナノファイバー(CNF)および腐食抑制剤の吸脱着制御による自己修復性防食コーティングの開発について紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. 金属の腐食と防食コーティング
3. 自己修復性防食コーティングの構造
4. コーティングの評価方法
5. 自己修復性防食コーティングの開発
5.1 セルロースナノファイバーを用いた自己修復性防食コーティング
5.2 セルロースナノファイバーを用いた自己修復性防食コーティングにおける各種腐食抑制剤の影響
5.3 セルロースナノファイバーを用いた自己修復性防食コーティングにおけるコーティング内pHの影響
6. まとめ
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[ Material Report -R&D- ]
イリジウム錯体触媒を活用する効率的な有機ハイドライド水素貯蔵システム
Development of Efficient Hydrogen Storage System Based on Organic Hydride Technology Using Iridium Complexes as Catalyst
低炭素社会における理想的なエネルギー源として期待の大きい水素の利用拡大を図るために,安全で効率的な水素貯蔵法の開発が求められている。本稿では,著者らがこれまでに取り組んできた,有機ハイドライド水素貯蔵システムの開発に関する研究成果を紹介する。
【目次】
1. 背景
2. 機能性配位子を有するイリジウム錯体触媒による有機分子の脱水素化
3. テトラヒドロキナルジンを有機ハイドライドとする水素貯蔵システム
4. デカヒドロナフチリジン誘導体を有機ハイドライドとする水素貯蔵システム
5. ピペラジン誘導体を有機ハイドライドとする水素貯蔵システム
6. まとめ
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表面テクスチャリング技術の最新動向とトピックス(1)
表面テクスチャリングに期待される効果
Expectation for Performance Improvement of Sliding Surface by Surface Texturing
表面テクスチャリングは摺動面のトライボロジー特性を向上させる極めて有効な手法であり,国内外を問わず多くの研究がなされている。本稿では,特に流体潤滑下および弾性流体潤滑下におけるテクスチャの効果に焦点を当て,その潤滑特性の向上メカニズムの解説とともに近年の研究事例の紹介を行う。
【目次】
1. はじめに
2. 流体潤滑域におけるテクスチャの効果
3. 弾性流体潤滑域におけるテクスチャの効果
4. おわりに
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[ 機能材料マーケットデータ ]
紙・パルプ用化学薬品工業の市場動向
Strain-Induced On-Surface Synthesis for Fabrication of Functional Organic Molecules
製紙用薬剤は,紙・板紙の製造において様々な用途で用いられる。国内需要は紙・板紙の成熟市場に連動して縮小傾向にあるが,製紙用薬剤メーカー各社は,ニーズの高機能化に取り組むとともに,中国や東南アジア地域の発展をにらみ,同地域における市場展開・生産体制の強化を行っている。
【目次】
1. 概要
2. 紙・板紙需要動向
2.1 紙
2.2 板紙
3. 製紙パルプ需要動向
4. 古紙需要動向
5. 製紙用薬剤需要動向
5.1 主要薬剤の動向
5.1.1 製紙パルプ用薬品
5.1.2 古紙処理工程用薬剤
5.1.3 抄紙工程用薬剤
5.1.4 二次加工用薬品
5.1.5 その他
6. 製紙用薬剤メーカーの動向
6.1 国内メーカーの中国,東南アジア地域への進出
6.2 各社の国内動向
【著者一覧】
高松敦 セントラル硝子(株)
佐藤公一 日本特殊光学樹脂(株)
前田秀一 東海大学
黒田章裕 黒田総合技研(株)
新澤滋 MicroVision, Inc.
相部紀夫 (元)武田薬品工業(株)
三原雄司 東京都市大学
塩足亮隼 東京大学
中江隆博 京都大学
宇野英満 愛媛大学
坂口浩司 京都大学
杉本宜昭 東京大学
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【特集】車載ヘッドアップディスプレイ部材の最新動向
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フロントガラスを利用したヘッドアップディスプレイ
Head Up Displays for Windshield
高齢化による交通事故の防止や渋滞がなくスムーズで安全な交通社会の実現のために,自動車の運転支援システムがめまぐるしいスピードで進化している。そのひとつであるヘッドアップディスプレイの車載数が大幅に増えている。本稿ではフロントガラスに直接情報を投影するダイレクトタイプのヘッドアップディスプレイの歴史や現状を,ガラスメーカー開発者の立場から概説する。
【目次】
1. はじめに
2. 自動車用窓ガラスの基礎
2.1 自動車の窓ガラス
2.2 ガラス組成と板状ガラスの製造方法
2.3 自動車の窓ガラスの種類と加工
2.4 自動車用窓ガラスに求められる基本的特性
2.5 自動車の窓ガラスの変遷
3. 自動車用窓ガラスとヘッドアップディスプレイ
3.1 ヘッドアップディスプレイとは
3.2 ヘッドアップディスプレイの歴史
3.3 現在のヘッドアップディスプレイ
3.4 ヘッドアップディスプレイの今後と期待
4. おわりに
-------------------------------------------------------------------------
フレネルレンズのHUD への応用と製造技術
Utilize Fresnel Lenses as a HUD Component
ヘッドアップディスプレイ(HUD)には歪み補正のため自由曲面形状を有する光学素子が用いられる。これらの光学素子は複雑な形状を有し,厚さや重量が嵩むという問題がある。本稿では問題解決のために,日本特殊光学樹脂の有するフレネルレンズ加工技術を応用して,自由曲面フレネルによるHUD用光学部材の薄型,軽量化を提案し,製造時における留意点などを述べる。
【目次】
1. はじめに
2. フレネルレンズについて
3. フレネルレンズのHUDへの応用
4. 自由曲面レンズ・ミラーのフレネル化
5. 自由曲面フレネルの設計と製造技術
5.1 自由曲面フレネルの設計
5.2 自由曲面フレネルの金型製造と留意点
5.3 自由曲面フレネルの成形方法と留意点
6. ハーフミラー成膜と同一屈折率樹脂での封止技術
7. さいごに
-------------------------------------------------------------------------
シースルータイプの光散乱制御型HUD
See-Through Type HUD Based on Light Scattering
従来,HUDにはハーフミラーが多用されているが,ハーフミラーには,光の透過率が低い,用いている金属によっては,色が変化してしまうなどの問題があった。我々は,シースルータイプに着目し,光学原理を光の反射ではなく,酸化亜鉛系ナノ粒子を用いたミー散乱を用いることで,これらの問題を解決した。
【目次】
1. はじめに
2. ナノ粒子の屈折率とシースルー,視認性との関係
2.1 ナノ粒子の屈折率とシースルー,視認性との関係
2.2 材料
2.3 塗工溶液の作成
2.4 塗工
2.5 分光分布測定
2.6 試験系1
2.7 試験系2
2.8 レーザーを用いた散乱形態の評価
3. 結果および考察
3.1 分光分布測定
3.2 HUDの特性評価(ほぼ真下からの画像投影)
3.3 HUDの特性評価(斜めからの画像投影)
3.4 レーザーを用いた散乱形態の評価
4. おわりに
-------------------------------------------------------------------------
レーザービームスキャン技術
Laser Beam Scanning Technology
レーザーを光源とするディスプレイは従来から提唱され実用化されてきたが,近年半導体レーザーの発展に伴い小型で高性能なレーザービームスキャナが実用化され,その特徴を活かしたポケッタブルなプロジェクタやプロジェクタを内蔵したスマートフォンなどが商品化されている。又,車載用ヘッドアップディスプレイ(HUD)やヘッドマウントディスプレイ(HMD)の新しい光源としても検討されている。本稿ではこのレーザービームスキャナの原理と特徴について解説し,HUDへの応用について述べる。
【目次】
1. レーザービームスキャン方式
1.1 MEMSマイクロミラー
1.2 レーザー光源
1.3 LBS方式プロジェクタ
2. 車載用ヘッドアップディスプレイ(HUD)
2.1 LBS方式HUD
3. おわりに
-------------------------------------------------------------------------
[ Material Report -R&D- ]
化学吸着に及ぼす活性炭表面酸化物の効果
Effect of Carbon-Oxygen Surface Complexes on Chemical Adsorption by Activated Carbon
活性炭は,医薬品,食品,化学品工場での脱色・分離・精製・回収,公共施設での脱臭・水処理,また,フィルター,浄水器など,非常に広範囲の分野に使用されている。これら用途における活性炭の性能は,その形状,細孔などの物理的特性による物理吸着機能とその表面の化学的特性に基づく化学吸着機能に左右され,後者について活性炭の表面錯化合物,特に表面酸化物の挙動を紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. 酸化剤による活性炭の酸化現象
3. 高度浄水処理場における活性炭の液相オゾン酸化
3.1 高度浄水処理場使用炭による放射性金属の吸着・除去
3.2 高度浄水処理場使用炭によるリチウムの吸着・回収
4. オゾン酸化活性炭による重金属の吸着
5. 酸化活性炭によるアルデヒドの吸着
6. 酸化活性炭の電極性能
7. 硝酸酸化による貴金属担持活性炭触媒の高性能化
8. 酸化活性炭による窒素酸化物および硫黄酸化物の除去
9. おわりに
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[ Material Report -R&D- ]
エンジンの摺動部材料(ピストン系,軸受)について
Materials of Engine Sliding Parts (Piston, Piston-Ring and Plain Bearing)
摩擦の低減と摩耗低減や耐焼付き性を両立できるトライボロジー技術はエンジンにおいて重要なテクノロジーとなっている。本稿ではエンジンを支える主要部品であるピストン,ピストンリング及び軸受の材料について,一般的な材料やその成分及びこれらの材料に加えて摺動特性や熱効率を向上させる代表的な表面処理について述べた。
【目次】
1. はじめに
2. エンジン摺動部の環境
3. エンジン軸受
3.1 すべり軸受に要求される特性
3.2 すべり軸受の構造と材料
3.3 固体潤滑剤の改良による機能向上の例
4. ピストンリング
4.1 機能
4.2 材料及び機械的特性
5. ピストン
5.1 機能
5.2 材料及び機械的特性
5.3 摩擦低減を目指す表面コーティングの技術(MoS2樹脂コーティング)
5.4 摩擦低減を目指すその他の表面コーティング技術
5.5 WPC処理
6. 熱損失低減を目的とした表面処理
7. おわりに
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[ Material Report -R&D- ]
機能性有機分子創成のための分子ひずみを駆使した表面合成法
Strain-Induced On-Surface Synthesis for Fabrication of Functional Organic Molecules
本稿では,「バネ」型の多環芳香族炭化水素を金属表面上に置くことで変型させ,そのとき生じた歪みエネルギーを使って前例の無い炭素骨格組み換えを実現した「新型の表面合成法」について紹介する。また,その生成物の構造決定や反応効率の評価に用いた,分子内部の炭素骨格を可視化できる超高分解能原子間力顕微鏡について概説する。
【目次】
1. はじめに
2. ナノ炭素材料を産み出すための表面合成法
3. 原子間力顕微鏡による分子骨格イメージング
4. 分子歪みがもたらす「新型の表面合成法」
4.1 バネ型PAHの表面反応と構造決定
4.2 構造歪みと転位反応の相関の解明
4.3 観測された表面反応は,極めて異例の転位反応である!
5. おわりに
高松敦 セントラル硝子(株)
佐藤公一 日本特殊光学樹脂(株)
前田秀一 東海大学
黒田章裕 黒田総合技研(株)
新澤滋 MicroVision, Inc.
相部紀夫 (元)武田薬品工業(株)
三原雄司 東京都市大学
塩足亮隼 東京大学
中江隆博 京都大学
宇野英満 愛媛大学
坂口浩司 京都大学
杉本宜昭 東京大学
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【特集】車載ヘッドアップディスプレイ部材の最新動向
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フロントガラスを利用したヘッドアップディスプレイ
Head Up Displays for Windshield
高齢化による交通事故の防止や渋滞がなくスムーズで安全な交通社会の実現のために,自動車の運転支援システムがめまぐるしいスピードで進化している。そのひとつであるヘッドアップディスプレイの車載数が大幅に増えている。本稿ではフロントガラスに直接情報を投影するダイレクトタイプのヘッドアップディスプレイの歴史や現状を,ガラスメーカー開発者の立場から概説する。
【目次】
1. はじめに
2. 自動車用窓ガラスの基礎
2.1 自動車の窓ガラス
2.2 ガラス組成と板状ガラスの製造方法
2.3 自動車の窓ガラスの種類と加工
2.4 自動車用窓ガラスに求められる基本的特性
2.5 自動車の窓ガラスの変遷
3. 自動車用窓ガラスとヘッドアップディスプレイ
3.1 ヘッドアップディスプレイとは
3.2 ヘッドアップディスプレイの歴史
3.3 現在のヘッドアップディスプレイ
3.4 ヘッドアップディスプレイの今後と期待
4. おわりに
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フレネルレンズのHUD への応用と製造技術
Utilize Fresnel Lenses as a HUD Component
ヘッドアップディスプレイ(HUD)には歪み補正のため自由曲面形状を有する光学素子が用いられる。これらの光学素子は複雑な形状を有し,厚さや重量が嵩むという問題がある。本稿では問題解決のために,日本特殊光学樹脂の有するフレネルレンズ加工技術を応用して,自由曲面フレネルによるHUD用光学部材の薄型,軽量化を提案し,製造時における留意点などを述べる。
【目次】
1. はじめに
2. フレネルレンズについて
3. フレネルレンズのHUDへの応用
4. 自由曲面レンズ・ミラーのフレネル化
5. 自由曲面フレネルの設計と製造技術
5.1 自由曲面フレネルの設計
5.2 自由曲面フレネルの金型製造と留意点
5.3 自由曲面フレネルの成形方法と留意点
6. ハーフミラー成膜と同一屈折率樹脂での封止技術
7. さいごに
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シースルータイプの光散乱制御型HUD
See-Through Type HUD Based on Light Scattering
従来,HUDにはハーフミラーが多用されているが,ハーフミラーには,光の透過率が低い,用いている金属によっては,色が変化してしまうなどの問題があった。我々は,シースルータイプに着目し,光学原理を光の反射ではなく,酸化亜鉛系ナノ粒子を用いたミー散乱を用いることで,これらの問題を解決した。
【目次】
1. はじめに
2. ナノ粒子の屈折率とシースルー,視認性との関係
2.1 ナノ粒子の屈折率とシースルー,視認性との関係
2.2 材料
2.3 塗工溶液の作成
2.4 塗工
2.5 分光分布測定
2.6 試験系1
2.7 試験系2
2.8 レーザーを用いた散乱形態の評価
3. 結果および考察
3.1 分光分布測定
3.2 HUDの特性評価(ほぼ真下からの画像投影)
3.3 HUDの特性評価(斜めからの画像投影)
3.4 レーザーを用いた散乱形態の評価
4. おわりに
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レーザービームスキャン技術
Laser Beam Scanning Technology
レーザーを光源とするディスプレイは従来から提唱され実用化されてきたが,近年半導体レーザーの発展に伴い小型で高性能なレーザービームスキャナが実用化され,その特徴を活かしたポケッタブルなプロジェクタやプロジェクタを内蔵したスマートフォンなどが商品化されている。又,車載用ヘッドアップディスプレイ(HUD)やヘッドマウントディスプレイ(HMD)の新しい光源としても検討されている。本稿ではこのレーザービームスキャナの原理と特徴について解説し,HUDへの応用について述べる。
【目次】
1. レーザービームスキャン方式
1.1 MEMSマイクロミラー
1.2 レーザー光源
1.3 LBS方式プロジェクタ
2. 車載用ヘッドアップディスプレイ(HUD)
2.1 LBS方式HUD
3. おわりに
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[ Material Report -R&D- ]
化学吸着に及ぼす活性炭表面酸化物の効果
Effect of Carbon-Oxygen Surface Complexes on Chemical Adsorption by Activated Carbon
活性炭は,医薬品,食品,化学品工場での脱色・分離・精製・回収,公共施設での脱臭・水処理,また,フィルター,浄水器など,非常に広範囲の分野に使用されている。これら用途における活性炭の性能は,その形状,細孔などの物理的特性による物理吸着機能とその表面の化学的特性に基づく化学吸着機能に左右され,後者について活性炭の表面錯化合物,特に表面酸化物の挙動を紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. 酸化剤による活性炭の酸化現象
3. 高度浄水処理場における活性炭の液相オゾン酸化
3.1 高度浄水処理場使用炭による放射性金属の吸着・除去
3.2 高度浄水処理場使用炭によるリチウムの吸着・回収
4. オゾン酸化活性炭による重金属の吸着
5. 酸化活性炭によるアルデヒドの吸着
6. 酸化活性炭の電極性能
7. 硝酸酸化による貴金属担持活性炭触媒の高性能化
8. 酸化活性炭による窒素酸化物および硫黄酸化物の除去
9. おわりに
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[ Material Report -R&D- ]
エンジンの摺動部材料(ピストン系,軸受)について
Materials of Engine Sliding Parts (Piston, Piston-Ring and Plain Bearing)
摩擦の低減と摩耗低減や耐焼付き性を両立できるトライボロジー技術はエンジンにおいて重要なテクノロジーとなっている。本稿ではエンジンを支える主要部品であるピストン,ピストンリング及び軸受の材料について,一般的な材料やその成分及びこれらの材料に加えて摺動特性や熱効率を向上させる代表的な表面処理について述べた。
【目次】
1. はじめに
2. エンジン摺動部の環境
3. エンジン軸受
3.1 すべり軸受に要求される特性
3.2 すべり軸受の構造と材料
3.3 固体潤滑剤の改良による機能向上の例
4. ピストンリング
4.1 機能
4.2 材料及び機械的特性
5. ピストン
5.1 機能
5.2 材料及び機械的特性
5.3 摩擦低減を目指す表面コーティングの技術(MoS2樹脂コーティング)
5.4 摩擦低減を目指すその他の表面コーティング技術
5.5 WPC処理
6. 熱損失低減を目的とした表面処理
7. おわりに
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[ Material Report -R&D- ]
機能性有機分子創成のための分子ひずみを駆使した表面合成法
Strain-Induced On-Surface Synthesis for Fabrication of Functional Organic Molecules
本稿では,「バネ」型の多環芳香族炭化水素を金属表面上に置くことで変型させ,そのとき生じた歪みエネルギーを使って前例の無い炭素骨格組み換えを実現した「新型の表面合成法」について紹介する。また,その生成物の構造決定や反応効率の評価に用いた,分子内部の炭素骨格を可視化できる超高分解能原子間力顕微鏡について概説する。
【目次】
1. はじめに
2. ナノ炭素材料を産み出すための表面合成法
3. 原子間力顕微鏡による分子骨格イメージング
4. 分子歪みがもたらす「新型の表面合成法」
4.1 バネ型PAHの表面反応と構造決定
4.2 構造歪みと転位反応の相関の解明
4.3 観測された表面反応は,極めて異例の転位反応である!
5. おわりに
【著者一覧】
萩原良道 京都工芸繊維大学
小方 聡 首都大学東京
大保忠司 (株)荏原製作所
能見基彦 (株)荏原製作所
大塚雅生 シャープ(株)
公文ゆい シャープ(株)
麓 耕二 青山学院大学
石川将次 京都工芸繊維大学
米澤 翔 京都工芸繊維大学
山中拓己 (株)コベルコ科研
福井智宏 京都工芸繊維大学
森西晃嗣 京都工芸繊維大学
長谷川丈二 九州大学
野田浩章 (国研)産業技術総合研究所
合田英生 荒川化学工業㈱
明渡 純 (国研)産業技術総合研究所
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【特集】生物から着想を得た流体制御の最新研究
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特集にあたって
Drag Reduction by Ager Gels
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寒天ゲルを利用した流れの抵抗低減
Metalic Materials
寒天ゲル壁を利用することで,圧力損失や摩擦抵抗の低減が可能であることを明らかにした。本研究では,矩形管流れ,一様流中に置かれた平板周りの流れ,染み込み深さ測定などの一連の実験結果より,寒天ゲル壁の抵抗低減効果はゲル濃度に大きく依存し,寒天ゲルの濃度が低いほど抵抗低減量が増加することが示された。
【目次】
1. はじめに
2. 装置および方法
2.1 供試寒天ゲル壁
2.2 矩形流路実験装置
2.3 流路高さ測定
2.4 染み込み深さ測定
2.5 抗力測定
3. 実験結果および考察
3.1 圧力損失測定結果
3.2 染み込み深さ測定結果
3.3 抗力測定結果
3.4 低減メカニズムの考察
4. おわりに
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生物から着想を得た家電製品の価値創造
Value Creation of Home Appliances by Biomimetics
生物から着想を得るバイオミメティクス研究が注目を集めており,様々な産業分野において応用が進みつつある。シャープ㈱(以下,当社)はこれをネイチャーテクノロジーと称して積極的に取組み,2017年8月現在で既に22種類のネイチャーテクノロジーの実用化に成功,26品目の家電商品に適用し,商品の価値向上や新たな価値創造を実現している。このように当社は「自然に学ぶ」という方法論を駆使し,様々な商品の価値向上や新たな価値創造に取り組んでいる。ここではこれらのうち,アホウドリ・イヌワシの翼を応用したエアコン室外機,トンボの翅を応用したエアコン室内機,イルカの尾びれ・表皮しわを応用した洗濯機,蝶の翅を応用した扇風機を取り上げ解説する。
【目次】
1. エアコン室外機に鳥を応用
1.1 用いた鳥の翼の特徴と効果
1.1.1 アホウドリの翼平面形を応用
1.1.2 イヌワシの翼平面形を応用
1.1.3 小翼羽により剥離を防止
1.2 製品の性能革新
1.3 性能革新のメカニズム
2. エアコン室内機にトンボを応用
2.1 用いたトンボの翅の特徴と効果
2.1.1 トンボの翅の断面形を応用
2.1.2 用いるのが困難な航空機翼型
2.1.3 トンボの翅の断面形を航空機翼型に融合した新概念の翼断面形状により二律背反を打破
2.2 製品の性能革新
2.3 性能革新のメカニズム
3. 縦型洗濯機にイルカを応用
3.1 用いたイルカの尾びれ・表皮しわの特徴と効果
3.1.1 イルカの尾びれを応用
3.1.2 イルカの表皮しわを応用
3.2 製品の性能革新
4. 扇風機に蝶を応用
4.1 用いた蝶の翅の特徴と効果
4.1.1 効率と快適性の間のトレードオフ解消
4.1.2 拡散性・直進性(収束性)に関するニーズ
4.2 製品の性能革新と物理現象の間のジレンマ解消
5. その他の生物模倣技術の事例紹介
5.1 ネコ科動物の舌の表面構造応用サイクロンゴミ圧縮ブレード技術
5.1.1 ネコの舌の表面構造を応用
5.2 ペンギンの翼/円環状魚群応用炊飯器撹拌ブレード技術
5.2.1 ペンギンの後退翼を応用
5.2.2 円環状魚群の習性を応用
5.3 アマツバメの翼の平面形応用ドライヤー用ファン技術
5.3.1 アマツバメの翼の平面形を応用
5.4 ひまわりの種の配列(フィボナッチ)応用洗浄促進突起技術
5.4.1 ひまわりの種のフィボナッチ配列を応用
6. おわりに
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生物の組織形状に由来する微小空間用熱交換器に関する基礎的研究
Fundamental Study on Micro Heat Exchanger Derived from Organism
生物の組織形状に由来する微小空間用小型熱交換器に関して,2つ研究課題「魚の鰓(エラ)形状に由来する狭隘空間用高効率熱交換器に関する基礎的研究」,および「赤血球の血管内ずり流動に由来する高効率物質熱輸送システムに関する基礎的研究」について研究背景および取り組み状況について紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. 魚の鰓(エラ)形状に由来する狭隘空間用高効率熱交換器に関する基礎的研究
3. 赤血球の血管内ずり流動に由来する高効率熱・物質熱輸送システムに関する基礎的研究
3.1 吸水性ポリマーについて
3.2 アルギン酸カルシウムビーズについて
4. まとめと今後の展望
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冬ガレイから着想を得た微細流路内氷スラリー流の氷成長・融解の制御
Control for the Growth and Melt of Ice Particles of Ice Slurry Flow in Mini Channels Inspired from Winter Flounder
寒冷地に生息している魚類,昆虫,植物,菌類,バクテリアなどの生物の一部には,氷点下の環境において,これらの生物が自らの細胞の凍結により死滅しないように,氷の成長を抑制する働きを持つ物質を有している。この物質の代表例が,不凍タンパク(Antifreeze Protein:以下AFPと略す)である。以下では,寒冷地に生息する冬ガレイから抽出される不凍タンパク質であるHPLC6,HPLC6の一部を基に合成されたポリペプチドを用いた微細流路内氷スラリー流の氷成長・融解に関する研究の一部を紹介する。
【目次】
1. 研究背景
2. 研究目的
3. 研究方法
3.1 観察装置
3.2 氷スラリー生成装置
3.3 柔軟触覚センサ活用案
3.4 オリジナルセンサモジュール
4. 氷粒子融解へのHPLC6の影響
4.1 速度計測
4.1.1 計測手法
4.1.2 氷スラリー流の速度計測結果
4.1.3 氷粒子塊の移動速度へのHPLC6の影響
4.2 濃度計測
4.2.1 計測手法
4.2.2 計測結果
5. 氷粒子融解へのポリペプチドの影響
5.1 静止水溶液中の氷粒子の観察
5.2 静止水溶液中の氷粒子計測
5.3 水溶液流中の氷粒子計測
6. おわりに
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イルカの表皮から着想を得た波状面による乱流摩擦抵抗低減
The Reduction of Turbulent Friction Drag by Wavy Surfaces Inspired from Dolphins’ Skin
イルカの皮膚の変形が皮膚近傍の乱流水流の構造を変えること,変形した皮膚を模擬する波状プレートを用いた実験により摩擦抗力や圧力抗力増加は二次元波状面の結果より下回ること,波状面の硬度や表面性状が抗力に影響を与えることを示した。さらに,皮膚のはがれや柔軟性についても結果を紹介した。
【目次】
1. はじめに
2. 圧力抵抗
3. 摩擦抵抗
3.1 イルカの皮膚
3.2 皮膚の剥がれ
3.3 柔軟壁
3.4 二次元波状面
3.5 有限幅の固体波状面
3.6 硬度の異なる波状面
3.7 微細溝を有する波状面
4. おわりに
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小型飛翔機械の開発に向けたトンボの空力制御研究
An Evaluation of Dragonfly’s Aerodynamic Force for the Development of Flapping Micro Air Vehicles
羽ばたき型の小型飛翔機械(MAV)の開発には,飛翔昆虫の空力特性評価が不可欠である。特にトンボはホバリング,急加速,急旋回など優れた機動力を実現しており,そのメカニズムを解明することは,優れたMAV開発へ繋がる可能性が高い。本稿ではトンボの空力に着目した数値解析によるアプローチを紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. トンボの空力計算モデル構築
2.1 数値流体力学(CFD)
2.2 空力計算モデルのモデル形状
2.3 空力計算モデルのメッシュ
2.4 使用する計算スキーム
3. 飛行条件と評価結果
3.1 飛行条件
3.2 ピッチング運動が空気流動に与える影響
3.3 前後翅位相差が空力に与える影響
4. まとめ
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[ Material Report -R&D- ]
固くて柔軟な多孔質高分子材料
Highly Stiff and Flexible Porous Polymer Monoliths
多孔質材料は,概して「固くて脆い」か「ソフトで柔軟」のいずれかである。しかし,高分子ネットワーク構造と細孔構造の両方を制御することにより,「固くて柔軟」な低密度材料を作製することができる。本稿では,一般的な高分子材料であるフェノール樹脂系の,固くて柔軟な多孔質材料の開発とそれらの衝撃(力学エネルギー)吸収能について紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. 多孔質フェノール樹脂の細孔構造制御
3. 多孔質フェノール樹脂の力学特性
4. 多孔質フェノール樹脂の柔軟性発現機構
5. 多孔質フェノール樹脂の力学エネルギー吸収
6. おわりに
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[ Material Report -R&D- ]
AD法を用いた樹脂基材上へのハードセラミックコート―部材軽量化,高機能化への挑戦―
Hard Ceramic Coating on Plastic Substrate by Aerosol Deposition Method -Challenge for Elements with High Function and Weight Reduction-
プラスチック基材の上に,中間層として荒川化学の有機無機ハイブリッド膜を形成した後,AD法によりセラミック膜を形成することにより,バルクのセラミックスに等しい表面性能を持つプラスチックができる。プラスチック基材の表面硬度,耐摩擦性はガラス並みに向上した。また,得られたセラミック膜は透明性と緻密性に優れ,セラミック/プラスチック積層体は実用レベルの密着性も示した。筆者らはこのプラスチック基材上への新規なセラミックコーティング法を自動車,家電,電子端末機器など様々な業界に実用化を目指し提案していく。
【目次】
1. はじめに
2. エアロゾルデポジション法によるセラミックコーティング技術
3. 有機無機ハイブリッド膜の効果
4. 有機無機ハイブリッド膜とAD法セラミックコーティングの融合によるプラスチック基材上への積層構造形成
5. 多層積層構造の特性
6. まとめ
7. 今後の予定
萩原良道 京都工芸繊維大学
小方 聡 首都大学東京
大保忠司 (株)荏原製作所
能見基彦 (株)荏原製作所
大塚雅生 シャープ(株)
公文ゆい シャープ(株)
麓 耕二 青山学院大学
石川将次 京都工芸繊維大学
米澤 翔 京都工芸繊維大学
山中拓己 (株)コベルコ科研
福井智宏 京都工芸繊維大学
森西晃嗣 京都工芸繊維大学
長谷川丈二 九州大学
野田浩章 (国研)産業技術総合研究所
合田英生 荒川化学工業㈱
明渡 純 (国研)産業技術総合研究所
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【特集】生物から着想を得た流体制御の最新研究
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特集にあたって
Drag Reduction by Ager Gels
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寒天ゲルを利用した流れの抵抗低減
Metalic Materials
寒天ゲル壁を利用することで,圧力損失や摩擦抵抗の低減が可能であることを明らかにした。本研究では,矩形管流れ,一様流中に置かれた平板周りの流れ,染み込み深さ測定などの一連の実験結果より,寒天ゲル壁の抵抗低減効果はゲル濃度に大きく依存し,寒天ゲルの濃度が低いほど抵抗低減量が増加することが示された。
【目次】
1. はじめに
2. 装置および方法
2.1 供試寒天ゲル壁
2.2 矩形流路実験装置
2.3 流路高さ測定
2.4 染み込み深さ測定
2.5 抗力測定
3. 実験結果および考察
3.1 圧力損失測定結果
3.2 染み込み深さ測定結果
3.3 抗力測定結果
3.4 低減メカニズムの考察
4. おわりに
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生物から着想を得た家電製品の価値創造
Value Creation of Home Appliances by Biomimetics
生物から着想を得るバイオミメティクス研究が注目を集めており,様々な産業分野において応用が進みつつある。シャープ㈱(以下,当社)はこれをネイチャーテクノロジーと称して積極的に取組み,2017年8月現在で既に22種類のネイチャーテクノロジーの実用化に成功,26品目の家電商品に適用し,商品の価値向上や新たな価値創造を実現している。このように当社は「自然に学ぶ」という方法論を駆使し,様々な商品の価値向上や新たな価値創造に取り組んでいる。ここではこれらのうち,アホウドリ・イヌワシの翼を応用したエアコン室外機,トンボの翅を応用したエアコン室内機,イルカの尾びれ・表皮しわを応用した洗濯機,蝶の翅を応用した扇風機を取り上げ解説する。
【目次】
1. エアコン室外機に鳥を応用
1.1 用いた鳥の翼の特徴と効果
1.1.1 アホウドリの翼平面形を応用
1.1.2 イヌワシの翼平面形を応用
1.1.3 小翼羽により剥離を防止
1.2 製品の性能革新
1.3 性能革新のメカニズム
2. エアコン室内機にトンボを応用
2.1 用いたトンボの翅の特徴と効果
2.1.1 トンボの翅の断面形を応用
2.1.2 用いるのが困難な航空機翼型
2.1.3 トンボの翅の断面形を航空機翼型に融合した新概念の翼断面形状により二律背反を打破
2.2 製品の性能革新
2.3 性能革新のメカニズム
3. 縦型洗濯機にイルカを応用
3.1 用いたイルカの尾びれ・表皮しわの特徴と効果
3.1.1 イルカの尾びれを応用
3.1.2 イルカの表皮しわを応用
3.2 製品の性能革新
4. 扇風機に蝶を応用
4.1 用いた蝶の翅の特徴と効果
4.1.1 効率と快適性の間のトレードオフ解消
4.1.2 拡散性・直進性(収束性)に関するニーズ
4.2 製品の性能革新と物理現象の間のジレンマ解消
5. その他の生物模倣技術の事例紹介
5.1 ネコ科動物の舌の表面構造応用サイクロンゴミ圧縮ブレード技術
5.1.1 ネコの舌の表面構造を応用
5.2 ペンギンの翼/円環状魚群応用炊飯器撹拌ブレード技術
5.2.1 ペンギンの後退翼を応用
5.2.2 円環状魚群の習性を応用
5.3 アマツバメの翼の平面形応用ドライヤー用ファン技術
5.3.1 アマツバメの翼の平面形を応用
5.4 ひまわりの種の配列(フィボナッチ)応用洗浄促進突起技術
5.4.1 ひまわりの種のフィボナッチ配列を応用
6. おわりに
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生物の組織形状に由来する微小空間用熱交換器に関する基礎的研究
Fundamental Study on Micro Heat Exchanger Derived from Organism
生物の組織形状に由来する微小空間用小型熱交換器に関して,2つ研究課題「魚の鰓(エラ)形状に由来する狭隘空間用高効率熱交換器に関する基礎的研究」,および「赤血球の血管内ずり流動に由来する高効率物質熱輸送システムに関する基礎的研究」について研究背景および取り組み状況について紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. 魚の鰓(エラ)形状に由来する狭隘空間用高効率熱交換器に関する基礎的研究
3. 赤血球の血管内ずり流動に由来する高効率熱・物質熱輸送システムに関する基礎的研究
3.1 吸水性ポリマーについて
3.2 アルギン酸カルシウムビーズについて
4. まとめと今後の展望
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冬ガレイから着想を得た微細流路内氷スラリー流の氷成長・融解の制御
Control for the Growth and Melt of Ice Particles of Ice Slurry Flow in Mini Channels Inspired from Winter Flounder
寒冷地に生息している魚類,昆虫,植物,菌類,バクテリアなどの生物の一部には,氷点下の環境において,これらの生物が自らの細胞の凍結により死滅しないように,氷の成長を抑制する働きを持つ物質を有している。この物質の代表例が,不凍タンパク(Antifreeze Protein:以下AFPと略す)である。以下では,寒冷地に生息する冬ガレイから抽出される不凍タンパク質であるHPLC6,HPLC6の一部を基に合成されたポリペプチドを用いた微細流路内氷スラリー流の氷成長・融解に関する研究の一部を紹介する。
【目次】
1. 研究背景
2. 研究目的
3. 研究方法
3.1 観察装置
3.2 氷スラリー生成装置
3.3 柔軟触覚センサ活用案
3.4 オリジナルセンサモジュール
4. 氷粒子融解へのHPLC6の影響
4.1 速度計測
4.1.1 計測手法
4.1.2 氷スラリー流の速度計測結果
4.1.3 氷粒子塊の移動速度へのHPLC6の影響
4.2 濃度計測
4.2.1 計測手法
4.2.2 計測結果
5. 氷粒子融解へのポリペプチドの影響
5.1 静止水溶液中の氷粒子の観察
5.2 静止水溶液中の氷粒子計測
5.3 水溶液流中の氷粒子計測
6. おわりに
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イルカの表皮から着想を得た波状面による乱流摩擦抵抗低減
The Reduction of Turbulent Friction Drag by Wavy Surfaces Inspired from Dolphins’ Skin
イルカの皮膚の変形が皮膚近傍の乱流水流の構造を変えること,変形した皮膚を模擬する波状プレートを用いた実験により摩擦抗力や圧力抗力増加は二次元波状面の結果より下回ること,波状面の硬度や表面性状が抗力に影響を与えることを示した。さらに,皮膚のはがれや柔軟性についても結果を紹介した。
【目次】
1. はじめに
2. 圧力抵抗
3. 摩擦抵抗
3.1 イルカの皮膚
3.2 皮膚の剥がれ
3.3 柔軟壁
3.4 二次元波状面
3.5 有限幅の固体波状面
3.6 硬度の異なる波状面
3.7 微細溝を有する波状面
4. おわりに
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小型飛翔機械の開発に向けたトンボの空力制御研究
An Evaluation of Dragonfly’s Aerodynamic Force for the Development of Flapping Micro Air Vehicles
羽ばたき型の小型飛翔機械(MAV)の開発には,飛翔昆虫の空力特性評価が不可欠である。特にトンボはホバリング,急加速,急旋回など優れた機動力を実現しており,そのメカニズムを解明することは,優れたMAV開発へ繋がる可能性が高い。本稿ではトンボの空力に着目した数値解析によるアプローチを紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. トンボの空力計算モデル構築
2.1 数値流体力学(CFD)
2.2 空力計算モデルのモデル形状
2.3 空力計算モデルのメッシュ
2.4 使用する計算スキーム
3. 飛行条件と評価結果
3.1 飛行条件
3.2 ピッチング運動が空気流動に与える影響
3.3 前後翅位相差が空力に与える影響
4. まとめ
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[ Material Report -R&D- ]
固くて柔軟な多孔質高分子材料
Highly Stiff and Flexible Porous Polymer Monoliths
多孔質材料は,概して「固くて脆い」か「ソフトで柔軟」のいずれかである。しかし,高分子ネットワーク構造と細孔構造の両方を制御することにより,「固くて柔軟」な低密度材料を作製することができる。本稿では,一般的な高分子材料であるフェノール樹脂系の,固くて柔軟な多孔質材料の開発とそれらの衝撃(力学エネルギー)吸収能について紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. 多孔質フェノール樹脂の細孔構造制御
3. 多孔質フェノール樹脂の力学特性
4. 多孔質フェノール樹脂の柔軟性発現機構
5. 多孔質フェノール樹脂の力学エネルギー吸収
6. おわりに
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[ Material Report -R&D- ]
AD法を用いた樹脂基材上へのハードセラミックコート―部材軽量化,高機能化への挑戦―
Hard Ceramic Coating on Plastic Substrate by Aerosol Deposition Method -Challenge for Elements with High Function and Weight Reduction-
プラスチック基材の上に,中間層として荒川化学の有機無機ハイブリッド膜を形成した後,AD法によりセラミック膜を形成することにより,バルクのセラミックスに等しい表面性能を持つプラスチックができる。プラスチック基材の表面硬度,耐摩擦性はガラス並みに向上した。また,得られたセラミック膜は透明性と緻密性に優れ,セラミック/プラスチック積層体は実用レベルの密着性も示した。筆者らはこのプラスチック基材上への新規なセラミックコーティング法を自動車,家電,電子端末機器など様々な業界に実用化を目指し提案していく。
【目次】
1. はじめに
2. エアロゾルデポジション法によるセラミックコーティング技術
3. 有機無機ハイブリッド膜の効果
4. 有機無機ハイブリッド膜とAD法セラミックコーティングの融合によるプラスチック基材上への積層構造形成
5. 多層積層構造の特性
6. まとめ
7. 今後の予定
【著者一覧】
梅原 徳次 名古屋大学
佐々木信也 東京理科大学
竹市 嘉紀 豊橋技術科学大学
川口 雅弘 (地独)東京都立産業技術研究センター
丸山 尚哉 タッチエンス(株)
大嶋 英司 カンタツ(株)
染川 英俊 (国研)物質・材料研究機構
梶原 鳴雪 名古屋大学
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【特集】最新トライボマテリアル
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トライボマテリアルの最新動向
New Research Trend in Tribo-Materials
自動車や航空機などの高性能化が進むにつれて軸受における面圧,すべり速度及び温度の摩擦条件が過酷になり,境界潤滑あるいは無潤滑下での低摩擦・耐摩耗が実現可能な新しいトライボマテリアルの開発研究が進められている。カーボン系硬質膜の研究動向としては,①厚膜化,②耐熱性の向上,③耐摩耗性の向上(なじみ性の促進,強じん化)を紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. DLC膜およびCNx膜の厚膜化
3. ボロン含有CNx膜による耐熱性の向上
4. 非晶質窒化炭素膜(a-CNx膜)による低摩擦・耐摩耗性の向上
4.1 イオンビーム支援蒸着法によるa-CNx膜の成膜とトライボロジー特性
4.2 イオンビーム支援フィルタードアーク法によるa-CNx膜の成膜とトライボロジー特性
5. 摩擦時における潤滑油からのカーボン系膜の生成
6. まとめ
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金属系材料の動向
Metalic Materials
摺動面の大半は金属系材料からなる。これまでの性能改善の長い歴史から目立った進歩は見られないものの,鉛フリー化に代表される使用元素の制限や使用環境の苛酷化によって,新たなブレークスルーが求められている。ただし,材料のみでの改善には限界もあるため,表面テクスチャとの組み合わせなど複合化による機能付与と性能向上が今後の重要課題である。
【目次】
1. はじめに
2. 金属系摺動材料に求められる性質
3. 主な金属系摺動材料
3.1 すべり軸受
3.2 転がり軸受材料
3.3 被覆材料
4. 金属系摺動材料の技術動向
4.1 材料開発
4.2 マルチスケール・テクスチャリング
5. おわりに
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樹脂系トライボマテリアルの動向
Trends of Resin Tribo-Materials
樹脂材料は金属材料やセラミックと比較して軽量性や成形性に優れ,広い工業分野での利用が進んでいる。しゅう動面に用いるトライボ材料としては,これらの優れた特性に合わせ,多くの樹脂材料が有する自己潤滑性が利点となる。しかし,機械的強度や耐摩耗性では従来材料に劣ることも多く,これらを改善すべく様々な研究がなされている。
【目次】
1. はじめに
2. トライボマテリアルとしての樹脂材料
2.1 プラスチックの基本的な構造と特性への影響
2.2 工業的に見たプラスチックの分類
2.3 トライボマテリアルとして利用されるプラスチック
2.3.1 PTFE
2.3.2 PEEK
2.3.3 POM
2.3.4 UHMWPE
2.3.5 PA
2.3.6 PAI
2.3.7 PF
3. 国内の樹脂材料のトライボロジー研究事例
3.1 研究動向
3.2 基礎的研究の事例
3.3 実用的研究の事例
4. 海外の樹脂材料のトライボロジー研究事例
5. おわりに
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表面改質の動向
Surface Modification and Treatment for Tribology -Trends in Science and Technology-
近年の表面改質は目覚ましい発展を遂げており,日本において大きな産業市場を形成している。本解説では,トライボロジー特性に関わる表面改質の動向について概説しつつ,注目すべき技術・研究成果を紹介する。
【目次】
1. 表面改質の現状
2. 表面改質の分類
3. 各表面改質の位置付け
3.1 トライボロジー特性と硬さの関係
3.2 厳しい摺動環境を想定した表面改質
3.3 穏やかな摺動環境を想定した表面改質
4. 表面改質各論
4.1 表面熱処理
4.2 コーティング
4.2.1 湿式法
4.2.2 乾式法
5. おわりに
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[ Material Report -R&D- ]
多機能小型触覚センサの開発
Development of Multi Functional Small Tactile Sensor
サービスロボット開発の進展に合わせてニーズが高まっている触覚センサは,まだ広く普及している汎用的な製品はなく,多くの企業で技術開発のフェーズにある。本稿では,現時点で製品化している2種類の触覚センサの技術説明,活用提案と今後の展開を紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. 小型3 軸触覚センサ
2.1 開発の背景
2.2 原理と特徴
2.3 3軸の定義
2.4 小型3軸触覚センサ活用提案
3. 柔軟触覚センサ
3.1 開発の背景
3.2 原理と特徴
3.3 柔軟触覚センサ活用案
3.4 オリジナルセンサモジュール
4. 今後の展開
5. おわりに
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[ Material Report -R&D- ]
電子回路を曲面にも作成可能な高速3D プリンターの開発
Development of the High-Speed 3D Printer Capable of Creating Electronic Circuits on Three-Dimensional Curved Surfaces
3Dプリンターの登場によって,新しいアイデアや製品を簡単に試作出来るようになっている。いわゆるMaker Movementと呼ばれる動きが加速している。しかし,従来の3Dプリンターやレーザーカッターのようなデジタル工作機械だけでは形状は出来るが,モノを動作させることは出来ない。このモノ造り革命をさらに一歩も二歩も前進させる技術が,当社で開発したPCBプリンター3D-Pro1(開発コード名)である。本装置は,電子回路基板製作用のシルクスクリーン印刷法などの各種マスクが不要で,直接PCやスマホのお絵かきアプリで作成した回路から,どんな曲面や材料の上にも精密な電子回路パターンが作成できる。3D プリンターとしても従来の光造型機を凌駕する高速・高精度な造形物が作成出来る一台二役の装置である。
【目次】
1. はじめに
2. PCBプリンター3D-Pro1の主な特徴
3. PCBプリンター3D-Pro1の構造・仕様
4. 3Dプリンター機能概要
5. 電子回路プリンター機能概要
6. 光学エンジンの構成
7. 本装置の性能・精度
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[ Material Report -R&D- ]
破壊に対して優れたエネルギー吸収能を持つマグネシウム合金の開発
Development a New Magnesium Alloy Having High Absorption Energy Against Fracture
マグネシウムは,実用金属材料の中で最軽量であるが,脆弱で等方変形することが難しく,実用化する際の克服すべき課題となっている。しかし,マンガンを微量(1000個のマグネシウム原子のうち,3個をマンガン原子に置換する程度の濃度)に添加したマグネシウム合金に対し,ところてんのような押出加工を施した開発材は,これらの問題を解決できることが分かった。特に,開発合金の破壊に対するエネルギー吸収能は,従来材の3倍以上で,極めて良好な変形能を示すことを特徴としている。本稿では,従来マグネシウム合金と比較しながら,開発材の特性および変形挙動について紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. 添加元素と粒界偏析
3. 蛇腹変形可能なマグネシウム合金
4. おわりに
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[ Material Report -R&D- ]
実用化及び新規用途開発直鎖状ホスファゼンポリマー
Practical Applications and Development of New Applications of Linear Polyorganophosphazens
直鎖状ポリオルガノホスファゼンの実用化はアメリカで最初に成功している。主に軍事用に使用されていたが,それらの技術を民事用に展開することが既に開始され,ガスケット,オーリングや歯科材料に使用されている。更に新規用途開発も活発に行われているので,将来有望な機能材料に成長することは間違いない。
【目次】
1. はじめに
2. 実用化されているポリオルガノホスファゼン
3. 直鎖状ポリオルガノホスファゼンの新規用途
3.1 コンタクトレンズ
3.2 バイオリアクター
3.3 マイクログラフィー
3.4 液晶
4. その他
4.1 分離膜及びフィルム
4.2 導電性
4.3 セパレーター及びバインダー
5. ポリオルガノホスファゼンの直接合成
梅原 徳次 名古屋大学
佐々木信也 東京理科大学
竹市 嘉紀 豊橋技術科学大学
川口 雅弘 (地独)東京都立産業技術研究センター
丸山 尚哉 タッチエンス(株)
大嶋 英司 カンタツ(株)
染川 英俊 (国研)物質・材料研究機構
梶原 鳴雪 名古屋大学
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【特集】最新トライボマテリアル
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トライボマテリアルの最新動向
New Research Trend in Tribo-Materials
自動車や航空機などの高性能化が進むにつれて軸受における面圧,すべり速度及び温度の摩擦条件が過酷になり,境界潤滑あるいは無潤滑下での低摩擦・耐摩耗が実現可能な新しいトライボマテリアルの開発研究が進められている。カーボン系硬質膜の研究動向としては,①厚膜化,②耐熱性の向上,③耐摩耗性の向上(なじみ性の促進,強じん化)を紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. DLC膜およびCNx膜の厚膜化
3. ボロン含有CNx膜による耐熱性の向上
4. 非晶質窒化炭素膜(a-CNx膜)による低摩擦・耐摩耗性の向上
4.1 イオンビーム支援蒸着法によるa-CNx膜の成膜とトライボロジー特性
4.2 イオンビーム支援フィルタードアーク法によるa-CNx膜の成膜とトライボロジー特性
5. 摩擦時における潤滑油からのカーボン系膜の生成
6. まとめ
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金属系材料の動向
Metalic Materials
摺動面の大半は金属系材料からなる。これまでの性能改善の長い歴史から目立った進歩は見られないものの,鉛フリー化に代表される使用元素の制限や使用環境の苛酷化によって,新たなブレークスルーが求められている。ただし,材料のみでの改善には限界もあるため,表面テクスチャとの組み合わせなど複合化による機能付与と性能向上が今後の重要課題である。
【目次】
1. はじめに
2. 金属系摺動材料に求められる性質
3. 主な金属系摺動材料
3.1 すべり軸受
3.2 転がり軸受材料
3.3 被覆材料
4. 金属系摺動材料の技術動向
4.1 材料開発
4.2 マルチスケール・テクスチャリング
5. おわりに
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樹脂系トライボマテリアルの動向
Trends of Resin Tribo-Materials
樹脂材料は金属材料やセラミックと比較して軽量性や成形性に優れ,広い工業分野での利用が進んでいる。しゅう動面に用いるトライボ材料としては,これらの優れた特性に合わせ,多くの樹脂材料が有する自己潤滑性が利点となる。しかし,機械的強度や耐摩耗性では従来材料に劣ることも多く,これらを改善すべく様々な研究がなされている。
【目次】
1. はじめに
2. トライボマテリアルとしての樹脂材料
2.1 プラスチックの基本的な構造と特性への影響
2.2 工業的に見たプラスチックの分類
2.3 トライボマテリアルとして利用されるプラスチック
2.3.1 PTFE
2.3.2 PEEK
2.3.3 POM
2.3.4 UHMWPE
2.3.5 PA
2.3.6 PAI
2.3.7 PF
3. 国内の樹脂材料のトライボロジー研究事例
3.1 研究動向
3.2 基礎的研究の事例
3.3 実用的研究の事例
4. 海外の樹脂材料のトライボロジー研究事例
5. おわりに
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表面改質の動向
Surface Modification and Treatment for Tribology -Trends in Science and Technology-
近年の表面改質は目覚ましい発展を遂げており,日本において大きな産業市場を形成している。本解説では,トライボロジー特性に関わる表面改質の動向について概説しつつ,注目すべき技術・研究成果を紹介する。
【目次】
1. 表面改質の現状
2. 表面改質の分類
3. 各表面改質の位置付け
3.1 トライボロジー特性と硬さの関係
3.2 厳しい摺動環境を想定した表面改質
3.3 穏やかな摺動環境を想定した表面改質
4. 表面改質各論
4.1 表面熱処理
4.2 コーティング
4.2.1 湿式法
4.2.2 乾式法
5. おわりに
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[ Material Report -R&D- ]
多機能小型触覚センサの開発
Development of Multi Functional Small Tactile Sensor
サービスロボット開発の進展に合わせてニーズが高まっている触覚センサは,まだ広く普及している汎用的な製品はなく,多くの企業で技術開発のフェーズにある。本稿では,現時点で製品化している2種類の触覚センサの技術説明,活用提案と今後の展開を紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. 小型3 軸触覚センサ
2.1 開発の背景
2.2 原理と特徴
2.3 3軸の定義
2.4 小型3軸触覚センサ活用提案
3. 柔軟触覚センサ
3.1 開発の背景
3.2 原理と特徴
3.3 柔軟触覚センサ活用案
3.4 オリジナルセンサモジュール
4. 今後の展開
5. おわりに
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[ Material Report -R&D- ]
電子回路を曲面にも作成可能な高速3D プリンターの開発
Development of the High-Speed 3D Printer Capable of Creating Electronic Circuits on Three-Dimensional Curved Surfaces
3Dプリンターの登場によって,新しいアイデアや製品を簡単に試作出来るようになっている。いわゆるMaker Movementと呼ばれる動きが加速している。しかし,従来の3Dプリンターやレーザーカッターのようなデジタル工作機械だけでは形状は出来るが,モノを動作させることは出来ない。このモノ造り革命をさらに一歩も二歩も前進させる技術が,当社で開発したPCBプリンター3D-Pro1(開発コード名)である。本装置は,電子回路基板製作用のシルクスクリーン印刷法などの各種マスクが不要で,直接PCやスマホのお絵かきアプリで作成した回路から,どんな曲面や材料の上にも精密な電子回路パターンが作成できる。3D プリンターとしても従来の光造型機を凌駕する高速・高精度な造形物が作成出来る一台二役の装置である。
【目次】
1. はじめに
2. PCBプリンター3D-Pro1の主な特徴
3. PCBプリンター3D-Pro1の構造・仕様
4. 3Dプリンター機能概要
5. 電子回路プリンター機能概要
6. 光学エンジンの構成
7. 本装置の性能・精度
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[ Material Report -R&D- ]
破壊に対して優れたエネルギー吸収能を持つマグネシウム合金の開発
Development a New Magnesium Alloy Having High Absorption Energy Against Fracture
マグネシウムは,実用金属材料の中で最軽量であるが,脆弱で等方変形することが難しく,実用化する際の克服すべき課題となっている。しかし,マンガンを微量(1000個のマグネシウム原子のうち,3個をマンガン原子に置換する程度の濃度)に添加したマグネシウム合金に対し,ところてんのような押出加工を施した開発材は,これらの問題を解決できることが分かった。特に,開発合金の破壊に対するエネルギー吸収能は,従来材の3倍以上で,極めて良好な変形能を示すことを特徴としている。本稿では,従来マグネシウム合金と比較しながら,開発材の特性および変形挙動について紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. 添加元素と粒界偏析
3. 蛇腹変形可能なマグネシウム合金
4. おわりに
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[ Material Report -R&D- ]
実用化及び新規用途開発直鎖状ホスファゼンポリマー
Practical Applications and Development of New Applications of Linear Polyorganophosphazens
直鎖状ポリオルガノホスファゼンの実用化はアメリカで最初に成功している。主に軍事用に使用されていたが,それらの技術を民事用に展開することが既に開始され,ガスケット,オーリングや歯科材料に使用されている。更に新規用途開発も活発に行われているので,将来有望な機能材料に成長することは間違いない。
【目次】
1. はじめに
2. 実用化されているポリオルガノホスファゼン
3. 直鎖状ポリオルガノホスファゼンの新規用途
3.1 コンタクトレンズ
3.2 バイオリアクター
3.3 マイクログラフィー
3.4 液晶
4. その他
4.1 分離膜及びフィルム
4.2 導電性
4.3 セパレーター及びバインダー
5. ポリオルガノホスファゼンの直接合成
【著者一覧】
松本章一 大阪府立大学
石澤英亮 積水化学工業(株)
齊藤尚平 京都大学
熊野 岳 四国化成工業(株)
金川直樹 パナソニック(株)
渡辺重佳 湘南工科大学
井上悟郎 三井化学(株)
奥村浩士 三井化学(株)
内藤真哉 三井化学(株)
新 誠一 電気通信大学
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【特集】電子部材用接着剤の最前線
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特集「電子部材用接着剤の最前線」にあたって
Preface for Special Issue on Forefront of Adhesives for Electronic Materials
-------------------------------------------------------------------------
はんだ粒子入り異方性導電接着剤「Epowell AP」
Self Assembly Anisotropic Conductive Paste ”Epowell AP”
はんだ粒子と熱硬化性樹脂からなる異方性導電接着剤の事例紹介。はんだ粒子が電極に凝集し,電気的に接続するとともに,熱硬化樹脂による接着・電極保護を一括で実現することで,スマートフォン等のモバイル機器の高密度実装に対応。基板/FPCの接続(コネクタ代替),小型パッケージと基板の接続(部品実装),LEDチップと基板の接続で適用事例を紹介する。
【目次】
1. 諸言
2. 概要
3. FPC/ガラスエポキシ基板の接続例
4. LGAパッケージ/ガラスエポキシ基板の接続例
5. LED チップ/ガラスエポキシ基板の接続例
6. 結言
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紫外光照射で剥がせるライトメルト接着材料の開発
Development of the Light-Melt Adhesive
熱で剥がせるホットメルト接着材料は産業的に広く用いられているが,高温では接着力を失ってしまうため使用に制約がある。今回,独自に設計した光応答性の分子骨格FLAPを凝集力の高いカラムナー液晶として材料化することで,光で剥がせる機能と高温でも接着を維持する機能を両立する「ライトメルト接着材料」を開発した。
【目次】
1. はじめに ―光応答材料を利用した接着剥離―
2. 光で剥がせる接着材料に求められる要件
3. 強く接着する機能
4. 光で溶ける機能
5. 迅速に剥がれる機能
6. さいごに
-------------------------------------------------------------------------
新規多官能メタクリル化合物を用いたアクリル樹脂の耐熱性,機械強度向上
Improvement in Heat Resistance and Mechanical Properties of the Resin by New Multi-Functional Methacrylates
四国化成工業(株)では,これまで培ってきた複素環誘導体の合成技術を活かし,母骨格としてグリコールウリル構造,または脂環式構造を有する新規メタクリル架橋剤を開発した。これら架橋剤は,従来の架橋剤では困難であった硬化収縮の抑制と機械強度向上を両立できることが分かった。
【目次】
1. 開発の背景
2. 新規メタクリル架橋剤
2.1 グリコールウリルタイプ
2.2 脂環式タイプ
3. 性能評価
3.1 反応性
3.2 硬化物硬度
3.3 カール性
3.4 密着性
3.5 耐熱性,弾性率
4. 今後の展開
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車載ディスプレイ用高信頼性光学接着剤「Fine Glue」の開発
Development on High Reliability Optical Clear Resin Fine Glue for Car Display
紫外線を透過しないプラスチックカパーパネルや曲面パネルにも対応可能で,自動車用ディスプレイにも適用可能な高い信頼性と優れた生産性を有する光硬化型オプティカルボンディング用接着剤「Fine Glue」(ファイングルー)を新たに開発した。本稿では,その特徴について紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. オプティカルボンディング用接着剤「Fine Glue」
3. 「Fine Glue」の特徴
3.1 高透明性
3.2 粘弾性挙動
3.3 高密着性
3.4 硬化性
4. 今後の展望
-------------------------------------------------------------------------
[ Material Report -R&D- ]
平面型トランジスタの微細化限界を克服する低コスト積層型ロジックLSI回路の提案
Proposal of Low Cost Stacked Type Logic LSI Circuit in order to Overcome Scaling of Planar Transistors
3D-NANDフラッシュメモリの製造技術を用いた低コスト積層型ロジックLSI回路を新たに提案した。縦型のFe-FET(強誘電体トランジスタ)を縦方向に直列に接続することにより,ロジックLSIに必要不可欠な組み合わせ回路やフリップフロップを従来の平面型と比較して1〜10%の低コストで実現出来る可能性がある。今回提案した方式は平面型トランジスタの微細化限界を克服する有力な候補である。
【目次】
1. はじめに
2. 積層型ロジックLSI回路とは
3. 積層型ロジックLSI回路による低コスト化
4. 汎用積層型ロジック回路への展開
5. 縦型Fe-FETの実現可能性およびまとめ
-------------------------------------------------------------------------
[ Material Report -R&D- ]
異種材料複合技術動向と適用事例
Technology Trend and Application Examples in Joining Different Kinds of Materials
自動車・エレクトロニクス分野を中心に利用が広がっている異種材料複合体,中でも近年新しい手法として注目されている金属樹脂接合体の技術開発動向について,三井化学の「ポリメタックⓇ」を中心に,その接合メカニズムや適用可能な金属と樹脂の組み合わせを解説した。また,実際に本技術を採用した製品の事例を紹介した。
【目次】
1. 金属樹脂接合技術とは
2. ポリメタックⓇ
3. ポリメタックⓇにおける異種材料接合のメカニズム
4. 他社における金属樹脂接合技術
4.1 アマルファ
4.2 TRIシステム
4.3 レザリッジ
4.4 DLAMP
5. ポリメタックⓇ適用事例
5.1 ECUボックス
5.2 ドローン骨格部材
6. まとめ
-------------------------------------------------------------------------
IoT時代のセキュリティ対策―繋がる時代に求められる安心・安全―(6)
重要インフラにおけるIoTセキュリティ
Security of IoT on Critical Infrastructures
重要インフラで利用が進むIoTのサイバーセキュリティ問題について論じる。IoTを物の知能化,ネットワーク化ととらえる。同時に,重要インフラへのIoT利用における問題,注意点を解説し,サイバーセキュリティ対策の現状を紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. 物の知能化
3. IoT
4. 安全
5. 人々
6. CSSC
7. まとめ
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[ 機能材料マーケットデータ ]
接着剤工業の市場動向
Market Trend of Adhesives Industry
2015年の接着剤の生産量は前年比105.6%の91万9190トン,出荷金額は前年比104.3%の2794億円となった。2011年は,東日本大震災後の復興需要などから生産増となったものの,出荷量,出荷金額は減少し,2012年以降は生産量,出荷金額はともに微増している。2015年は合板など建築用途で需要が増加していることから,全体的な生産量は増加している。
【目次】
1. 需給概要
2. 品目別概要
3. 需要動向
4. 輸出入の概要
5. 業界動向
-------------------------------------------------------------------------
[ 機能材料マーケットデータ ]
半導体用ケミカルスの市場動向
Market Trend of Semiconductor Chemicals
世界半導体市場統計(WSTS)によると,2015年の世界半導体市場は実質的に前年からほぼ横ばいであった。材料市場はデバイス市場を反映した動きとなったが,半導体製造装置市場は2%縮小した。2016年の半導体市場は市況の回復により,世界半導体市場の成長率が+1.1%となった。
【目次】
1. 半導体市場動向
1.1 世界の半導体市場
1.2 世界の半導体製品別市場動向
1.3 世界の半導体メーカー動向
1.4 世界の半導体需要
1.5 世界のファウンドリー企業動向
1.6 日本の半導体メーカー動向
1.7 半導体材料の市場
2. 半導体製造用ガス
2.1 高純度キャリアガス
2.2 半導体デバイス製造用ガス
2.3 成膜用ガス
2.4 ドーピング用ガス
3. フォトレジスト
3.1 UVレジスト
3.2 Deep-UVレジスト
4. 半導体封止材料
松本章一 大阪府立大学
石澤英亮 積水化学工業(株)
齊藤尚平 京都大学
熊野 岳 四国化成工業(株)
金川直樹 パナソニック(株)
渡辺重佳 湘南工科大学
井上悟郎 三井化学(株)
奥村浩士 三井化学(株)
内藤真哉 三井化学(株)
新 誠一 電気通信大学
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【特集】電子部材用接着剤の最前線
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特集「電子部材用接着剤の最前線」にあたって
Preface for Special Issue on Forefront of Adhesives for Electronic Materials
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はんだ粒子入り異方性導電接着剤「Epowell AP」
Self Assembly Anisotropic Conductive Paste ”Epowell AP”
はんだ粒子と熱硬化性樹脂からなる異方性導電接着剤の事例紹介。はんだ粒子が電極に凝集し,電気的に接続するとともに,熱硬化樹脂による接着・電極保護を一括で実現することで,スマートフォン等のモバイル機器の高密度実装に対応。基板/FPCの接続(コネクタ代替),小型パッケージと基板の接続(部品実装),LEDチップと基板の接続で適用事例を紹介する。
【目次】
1. 諸言
2. 概要
3. FPC/ガラスエポキシ基板の接続例
4. LGAパッケージ/ガラスエポキシ基板の接続例
5. LED チップ/ガラスエポキシ基板の接続例
6. 結言
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紫外光照射で剥がせるライトメルト接着材料の開発
Development of the Light-Melt Adhesive
熱で剥がせるホットメルト接着材料は産業的に広く用いられているが,高温では接着力を失ってしまうため使用に制約がある。今回,独自に設計した光応答性の分子骨格FLAPを凝集力の高いカラムナー液晶として材料化することで,光で剥がせる機能と高温でも接着を維持する機能を両立する「ライトメルト接着材料」を開発した。
【目次】
1. はじめに ―光応答材料を利用した接着剥離―
2. 光で剥がせる接着材料に求められる要件
3. 強く接着する機能
4. 光で溶ける機能
5. 迅速に剥がれる機能
6. さいごに
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新規多官能メタクリル化合物を用いたアクリル樹脂の耐熱性,機械強度向上
Improvement in Heat Resistance and Mechanical Properties of the Resin by New Multi-Functional Methacrylates
四国化成工業(株)では,これまで培ってきた複素環誘導体の合成技術を活かし,母骨格としてグリコールウリル構造,または脂環式構造を有する新規メタクリル架橋剤を開発した。これら架橋剤は,従来の架橋剤では困難であった硬化収縮の抑制と機械強度向上を両立できることが分かった。
【目次】
1. 開発の背景
2. 新規メタクリル架橋剤
2.1 グリコールウリルタイプ
2.2 脂環式タイプ
3. 性能評価
3.1 反応性
3.2 硬化物硬度
3.3 カール性
3.4 密着性
3.5 耐熱性,弾性率
4. 今後の展開
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車載ディスプレイ用高信頼性光学接着剤「Fine Glue」の開発
Development on High Reliability Optical Clear Resin Fine Glue for Car Display
紫外線を透過しないプラスチックカパーパネルや曲面パネルにも対応可能で,自動車用ディスプレイにも適用可能な高い信頼性と優れた生産性を有する光硬化型オプティカルボンディング用接着剤「Fine Glue」(ファイングルー)を新たに開発した。本稿では,その特徴について紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. オプティカルボンディング用接着剤「Fine Glue」
3. 「Fine Glue」の特徴
3.1 高透明性
3.2 粘弾性挙動
3.3 高密着性
3.4 硬化性
4. 今後の展望
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[ Material Report -R&D- ]
平面型トランジスタの微細化限界を克服する低コスト積層型ロジックLSI回路の提案
Proposal of Low Cost Stacked Type Logic LSI Circuit in order to Overcome Scaling of Planar Transistors
3D-NANDフラッシュメモリの製造技術を用いた低コスト積層型ロジックLSI回路を新たに提案した。縦型のFe-FET(強誘電体トランジスタ)を縦方向に直列に接続することにより,ロジックLSIに必要不可欠な組み合わせ回路やフリップフロップを従来の平面型と比較して1〜10%の低コストで実現出来る可能性がある。今回提案した方式は平面型トランジスタの微細化限界を克服する有力な候補である。
【目次】
1. はじめに
2. 積層型ロジックLSI回路とは
3. 積層型ロジックLSI回路による低コスト化
4. 汎用積層型ロジック回路への展開
5. 縦型Fe-FETの実現可能性およびまとめ
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[ Material Report -R&D- ]
異種材料複合技術動向と適用事例
Technology Trend and Application Examples in Joining Different Kinds of Materials
自動車・エレクトロニクス分野を中心に利用が広がっている異種材料複合体,中でも近年新しい手法として注目されている金属樹脂接合体の技術開発動向について,三井化学の「ポリメタックⓇ」を中心に,その接合メカニズムや適用可能な金属と樹脂の組み合わせを解説した。また,実際に本技術を採用した製品の事例を紹介した。
【目次】
1. 金属樹脂接合技術とは
2. ポリメタックⓇ
3. ポリメタックⓇにおける異種材料接合のメカニズム
4. 他社における金属樹脂接合技術
4.1 アマルファ
4.2 TRIシステム
4.3 レザリッジ
4.4 DLAMP
5. ポリメタックⓇ適用事例
5.1 ECUボックス
5.2 ドローン骨格部材
6. まとめ
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IoT時代のセキュリティ対策―繋がる時代に求められる安心・安全―(6)
重要インフラにおけるIoTセキュリティ
Security of IoT on Critical Infrastructures
重要インフラで利用が進むIoTのサイバーセキュリティ問題について論じる。IoTを物の知能化,ネットワーク化ととらえる。同時に,重要インフラへのIoT利用における問題,注意点を解説し,サイバーセキュリティ対策の現状を紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. 物の知能化
3. IoT
4. 安全
5. 人々
6. CSSC
7. まとめ
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[ 機能材料マーケットデータ ]
接着剤工業の市場動向
Market Trend of Adhesives Industry
2015年の接着剤の生産量は前年比105.6%の91万9190トン,出荷金額は前年比104.3%の2794億円となった。2011年は,東日本大震災後の復興需要などから生産増となったものの,出荷量,出荷金額は減少し,2012年以降は生産量,出荷金額はともに微増している。2015年は合板など建築用途で需要が増加していることから,全体的な生産量は増加している。
【目次】
1. 需給概要
2. 品目別概要
3. 需要動向
4. 輸出入の概要
5. 業界動向
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[ 機能材料マーケットデータ ]
半導体用ケミカルスの市場動向
Market Trend of Semiconductor Chemicals
世界半導体市場統計(WSTS)によると,2015年の世界半導体市場は実質的に前年からほぼ横ばいであった。材料市場はデバイス市場を反映した動きとなったが,半導体製造装置市場は2%縮小した。2016年の半導体市場は市況の回復により,世界半導体市場の成長率が+1.1%となった。
【目次】
1. 半導体市場動向
1.1 世界の半導体市場
1.2 世界の半導体製品別市場動向
1.3 世界の半導体メーカー動向
1.4 世界の半導体需要
1.5 世界のファウンドリー企業動向
1.6 日本の半導体メーカー動向
1.7 半導体材料の市場
2. 半導体製造用ガス
2.1 高純度キャリアガス
2.2 半導体デバイス製造用ガス
2.3 成膜用ガス
2.4 ドーピング用ガス
3. フォトレジスト
3.1 UVレジスト
3.2 Deep-UVレジスト
4. 半導体封止材料
【著者一覧】
原口雅宣 徳島大学
田村守 大阪府立大学
床波志保 大阪府立大学
飯田琢也 大阪府立大学
居城俊和 (株)フォトニックラティス
川嶋貴之 (株)フォトニックラティス
川上彰二郎 (株)フォトニックラティス
井上康志 大阪大学
金光義彦 京都大学
押切友也 北海道大学
上野貢生 北海道大学
三澤弘明 北海道大学
梶原鳴雪 名古屋大学
福井彰 (株)半導体熱研究所
山下芳範 福井大学
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【創刊36周年特集】ナノフォトニクス研究の最新動向
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巻頭言
Introduction to Special Issue
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ナノフォトニクスのための動的光学理論と生体応用
Dynamic Optical Response Theory for Nanophotonics and Bio-applications
ナノ領域での物質の光学応答を取り扱う様々な理論手法が開発されてきたが,本稿では,特に我が国が先導する光電磁波による力学的作用(光誘起力)によるナノ物質集団の動的過程や配列制御の理論手法の開発状況について概説する。また,これらの手法の応用例として,①集光された径偏光ビームの縦電場で配列された銀ナノ粒子間に形成される動的ナノギャップ中の分極反転モードと分子の相互作用による新奇光反応制御の提案,および②規則正しく配列されたナノホールアレイとランダムに配置されたナノ突起の複合構造における微生物の光誘導型高感度検出法の原理開拓の2つのトピックを中心に紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. 3次元トラップされたナノギャップにおける分極反転モードの動的制御
2.1 光誘起力の一般理論とナノ粒子集団への適用
2.2 光誘起力ナノ・メトロポリス法(LNMM)の概要
2.3 集光径偏光ビームによるナノ粒子集団トラップ
3. ランダムナノ突起を付与したナノホールアレイバイオセンサにおける光学現象
3.1 ナノホールアレイの表面デザインによる光学応答制御
3.2 微生物由来のバイオフィルム検出への応用
3.3 光誘起力によるウイルスの検出部位への誘導
4. まとめ
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自己クローニングフォトニック結晶とその産業的な諸応用
Auto-Cloning Photonic Crystal and its Industrial Applications
フォトニック結晶は光の波長オーダの周期構造により特異な光学特性を発現させるという本質により,構造のパラメータを制御することで,従来の光学材料では得られない高い制御性を実現することができる。本稿では自己クローニングフォトニック結晶によって実現できる新たな光学素子と応用例について述べる。
【目次】
1. はじめに
2. 自己クローニング法と自己クローニングフォトニック結晶
3. 偏光子・波長板としてのフォトニック結晶
4. 偏光計測センサへの応用
5. 光通信回路への応用
5.1 薄型波長板
5.2 階段近似型フォトニック結晶レンズ
5.3 偏光分離素子
6. まとめ
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ナノ金属構造体を用いた分光計測技術
Nanospectroscopy Using Metallic Nanostructures
金属ナノ構造体に光を照射すると,自由電子の集団的振動である表面プラズモンがフォトンと結合しながら共鳴的に誘起される。この現象を利用した,ナノスケール空間分解能を実現するラマン顕微分光法や特定のタンパク質がDNA に結合することで生じる構造変化を計測する技術,さらに金属ナノ構造体を原子スケールにすることで生じる量子サイズ効果により蛍光性を発現するナノクラスターについて紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. 金属ナノ構造とフォトンの相互作用
3. 局在表面プラズモンによるラマン分光ナノ計測・分子ナノイメージング
4. 金ナノダイマー構造を用いたDNA立体構造変化の観察
5. 蛍光性金属ナノクラスター
6. 終わりに
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ナノ粒子フォトニクス:発光・受光素子への応用
Nanocrystal Photonics: Light Emitting Devices and Photodetectors
単一ドット分光と光子相関分光により,コロイドナノ粒子の光学特性の理解が大きく進んだ。ナノ粒子量子ドットを用いた発光ダイオード(QD-LED)の効率が著しく向上し,実用化が進みつつある。また,新しい光検出器や太陽電池への応用が期待されている。フォトニクス応用で必要となるナノ粒子の基礎特性について議論する。
【目次】
1. はじめに
2. 単一ドット分光
3. 光子相関分光
4. ナノ粒子の特徴を利用した発光・受光デバイス
5. まとめ
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局在プラズモンの人工光合成への展開
Artificial Photosynthesis Utilizing Localized Surface Plasmon Resonance
太陽光をエネルギー源としてエネルギー物質を製造する人工光合成は,人類の持続可能性に貢献する技術である。一方,金属ナノ微粒子が示す局在プラズモンは太陽光のスペクトルを有効に利用可能な光捕集アンテナとして研究されてきた。本稿では,局在プラズモンを利用した人工光合成の例として,水分解,窒素固定,二酸化炭素固定の現状について解説する。
【目次】
1. はじめに
2. 人工光合成
3. 局在表面プラズモン
4. 局在プラズモン誘起水分解
5. 局在プラズモン誘起アンモニア合成
6. 局在プラズモン誘起に基づく二酸化炭素還元
7. おわりに
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[ Material Report -R&D- ]
ジクロロシクロホスファゼンオリゴマーの新規重合
Nobel Polymerization of Dichlorocyclophosphazene Oligomers
環状ジクロロホスファゼンオリゴマー(NPCl2)x(x=3〜10)および(NPCl2)y(y=4〜10)と有機硫黄化合物の濃度を変え,クロロベンゼン溶媒に溶解し重合温度及び時間を変化し重合させた。得られた直鎖状重合体(NPCl2)nの活性塩素原子をアニリンで置換安定化し,分離精製した重合体[NP(NHPh)2]nの分子量を調べた。その結果(NPCl2)xの濃度を高くすると,分子量の大きい重合体が得られ,また(NPCl2)yの濃度を低くすると分子量が大きくなることが分かった。
【目次】
1. はじめに
2. 直鎖状重合体(NPCl2)n
2.1 PNC の重合方法と重合機構
2.2 環状ジクロロホスファゼンオリゴマー(NPCl2)x(x=3〜10)および(NPCl2)y(y=4〜10)の重合
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[ Material Report -R&D- ]
高温300℃動作半導体デバイス用の高性能放熱基板の開発
Developments of High Performance Heat Dissipation Substrates for High-Temperature (300℃) Operating Semiconductor Devices Mounted on Semiconductor Modules
近年,急速な技術進歩を続ける半導体モジュールに実装される,高温下で動作する半導体デバイスに対応した放熱基板が求められている。今回,300℃で動作する半導体デバイスの放熱に適し,性能向上とコストダウンが図れる新しい放熱基板と放熱基板電極の開発に成功したので紹介する。併せて,この製品を使用した新しいIGBTモジュールと新しいLEDユニットの構造モデルを紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. 放熱基板と放熱基板電極の概要
3. 放熱基板と放熱基板電極の必要特性
3.1 線膨張係数(TC:Thermal Conductivity)
3.2 熱伝導率(CTE:Coefficient of Thermal Expansion)
3.3 電気伝導率IACS(International Annealed Copper Standard)
3.4 Ni系メッキ性
4. 放熱基板の開発の歴史
5. 新しい放熱基板の企画ダーウイン300
5.1 GNZM・T(新CuMo,新CuW)
5.2 GNZM・H(新構造CuMo)
5.3 GNZM・D(金属Dia)
6. 放熱基板の市場
7. おわりに
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IoT時代のセキュリティ対策―繋がる時代に求められる安心・安全―(5)
医療現場におけるIoTセキュリティ
IoT Security in the Medical Field
医療現場では,IoTという言葉が出る前からネットワーク化が進んでいる。確実なデータ収集ということから通信対応医療機器は当たり前になるが,どうしも患者と関連する機微な情報を扱うことも多く,今後は在宅医療など,オープンな中での利用が増える。また,多種の機器やシステムとの連携でもあるので,セキュリティについても柔軟な対応が求められる。
【目次】
1. はじめに
2. 医療現場の現状
3. 最近の動向
4. 医療におけるIoTの展望
5. 医療はインターネット接続なのか?
6. 医療におけるセキュリティとは
7. クラウドも1つの方法
8. 医療系IoTでの通信セキュリティの考慮点
9. 電波管理も重要
10. 通信インフラを考える
11. 全体でのセキュリティ対応
12. まとめ
原口雅宣 徳島大学
田村守 大阪府立大学
床波志保 大阪府立大学
飯田琢也 大阪府立大学
居城俊和 (株)フォトニックラティス
川嶋貴之 (株)フォトニックラティス
川上彰二郎 (株)フォトニックラティス
井上康志 大阪大学
金光義彦 京都大学
押切友也 北海道大学
上野貢生 北海道大学
三澤弘明 北海道大学
梶原鳴雪 名古屋大学
福井彰 (株)半導体熱研究所
山下芳範 福井大学
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【創刊36周年特集】ナノフォトニクス研究の最新動向
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巻頭言
Introduction to Special Issue
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ナノフォトニクスのための動的光学理論と生体応用
Dynamic Optical Response Theory for Nanophotonics and Bio-applications
ナノ領域での物質の光学応答を取り扱う様々な理論手法が開発されてきたが,本稿では,特に我が国が先導する光電磁波による力学的作用(光誘起力)によるナノ物質集団の動的過程や配列制御の理論手法の開発状況について概説する。また,これらの手法の応用例として,①集光された径偏光ビームの縦電場で配列された銀ナノ粒子間に形成される動的ナノギャップ中の分極反転モードと分子の相互作用による新奇光反応制御の提案,および②規則正しく配列されたナノホールアレイとランダムに配置されたナノ突起の複合構造における微生物の光誘導型高感度検出法の原理開拓の2つのトピックを中心に紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. 3次元トラップされたナノギャップにおける分極反転モードの動的制御
2.1 光誘起力の一般理論とナノ粒子集団への適用
2.2 光誘起力ナノ・メトロポリス法(LNMM)の概要
2.3 集光径偏光ビームによるナノ粒子集団トラップ
3. ランダムナノ突起を付与したナノホールアレイバイオセンサにおける光学現象
3.1 ナノホールアレイの表面デザインによる光学応答制御
3.2 微生物由来のバイオフィルム検出への応用
3.3 光誘起力によるウイルスの検出部位への誘導
4. まとめ
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自己クローニングフォトニック結晶とその産業的な諸応用
Auto-Cloning Photonic Crystal and its Industrial Applications
フォトニック結晶は光の波長オーダの周期構造により特異な光学特性を発現させるという本質により,構造のパラメータを制御することで,従来の光学材料では得られない高い制御性を実現することができる。本稿では自己クローニングフォトニック結晶によって実現できる新たな光学素子と応用例について述べる。
【目次】
1. はじめに
2. 自己クローニング法と自己クローニングフォトニック結晶
3. 偏光子・波長板としてのフォトニック結晶
4. 偏光計測センサへの応用
5. 光通信回路への応用
5.1 薄型波長板
5.2 階段近似型フォトニック結晶レンズ
5.3 偏光分離素子
6. まとめ
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ナノ金属構造体を用いた分光計測技術
Nanospectroscopy Using Metallic Nanostructures
金属ナノ構造体に光を照射すると,自由電子の集団的振動である表面プラズモンがフォトンと結合しながら共鳴的に誘起される。この現象を利用した,ナノスケール空間分解能を実現するラマン顕微分光法や特定のタンパク質がDNA に結合することで生じる構造変化を計測する技術,さらに金属ナノ構造体を原子スケールにすることで生じる量子サイズ効果により蛍光性を発現するナノクラスターについて紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. 金属ナノ構造とフォトンの相互作用
3. 局在表面プラズモンによるラマン分光ナノ計測・分子ナノイメージング
4. 金ナノダイマー構造を用いたDNA立体構造変化の観察
5. 蛍光性金属ナノクラスター
6. 終わりに
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ナノ粒子フォトニクス:発光・受光素子への応用
Nanocrystal Photonics: Light Emitting Devices and Photodetectors
単一ドット分光と光子相関分光により,コロイドナノ粒子の光学特性の理解が大きく進んだ。ナノ粒子量子ドットを用いた発光ダイオード(QD-LED)の効率が著しく向上し,実用化が進みつつある。また,新しい光検出器や太陽電池への応用が期待されている。フォトニクス応用で必要となるナノ粒子の基礎特性について議論する。
【目次】
1. はじめに
2. 単一ドット分光
3. 光子相関分光
4. ナノ粒子の特徴を利用した発光・受光デバイス
5. まとめ
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局在プラズモンの人工光合成への展開
Artificial Photosynthesis Utilizing Localized Surface Plasmon Resonance
太陽光をエネルギー源としてエネルギー物質を製造する人工光合成は,人類の持続可能性に貢献する技術である。一方,金属ナノ微粒子が示す局在プラズモンは太陽光のスペクトルを有効に利用可能な光捕集アンテナとして研究されてきた。本稿では,局在プラズモンを利用した人工光合成の例として,水分解,窒素固定,二酸化炭素固定の現状について解説する。
【目次】
1. はじめに
2. 人工光合成
3. 局在表面プラズモン
4. 局在プラズモン誘起水分解
5. 局在プラズモン誘起アンモニア合成
6. 局在プラズモン誘起に基づく二酸化炭素還元
7. おわりに
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[ Material Report -R&D- ]
ジクロロシクロホスファゼンオリゴマーの新規重合
Nobel Polymerization of Dichlorocyclophosphazene Oligomers
環状ジクロロホスファゼンオリゴマー(NPCl2)x(x=3〜10)および(NPCl2)y(y=4〜10)と有機硫黄化合物の濃度を変え,クロロベンゼン溶媒に溶解し重合温度及び時間を変化し重合させた。得られた直鎖状重合体(NPCl2)nの活性塩素原子をアニリンで置換安定化し,分離精製した重合体[NP(NHPh)2]nの分子量を調べた。その結果(NPCl2)xの濃度を高くすると,分子量の大きい重合体が得られ,また(NPCl2)yの濃度を低くすると分子量が大きくなることが分かった。
【目次】
1. はじめに
2. 直鎖状重合体(NPCl2)n
2.1 PNC の重合方法と重合機構
2.2 環状ジクロロホスファゼンオリゴマー(NPCl2)x(x=3〜10)および(NPCl2)y(y=4〜10)の重合
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[ Material Report -R&D- ]
高温300℃動作半導体デバイス用の高性能放熱基板の開発
Developments of High Performance Heat Dissipation Substrates for High-Temperature (300℃) Operating Semiconductor Devices Mounted on Semiconductor Modules
近年,急速な技術進歩を続ける半導体モジュールに実装される,高温下で動作する半導体デバイスに対応した放熱基板が求められている。今回,300℃で動作する半導体デバイスの放熱に適し,性能向上とコストダウンが図れる新しい放熱基板と放熱基板電極の開発に成功したので紹介する。併せて,この製品を使用した新しいIGBTモジュールと新しいLEDユニットの構造モデルを紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. 放熱基板と放熱基板電極の概要
3. 放熱基板と放熱基板電極の必要特性
3.1 線膨張係数(TC:Thermal Conductivity)
3.2 熱伝導率(CTE:Coefficient of Thermal Expansion)
3.3 電気伝導率IACS(International Annealed Copper Standard)
3.4 Ni系メッキ性
4. 放熱基板の開発の歴史
5. 新しい放熱基板の企画ダーウイン300
5.1 GNZM・T(新CuMo,新CuW)
5.2 GNZM・H(新構造CuMo)
5.3 GNZM・D(金属Dia)
6. 放熱基板の市場
7. おわりに
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IoT時代のセキュリティ対策―繋がる時代に求められる安心・安全―(5)
医療現場におけるIoTセキュリティ
IoT Security in the Medical Field
医療現場では,IoTという言葉が出る前からネットワーク化が進んでいる。確実なデータ収集ということから通信対応医療機器は当たり前になるが,どうしも患者と関連する機微な情報を扱うことも多く,今後は在宅医療など,オープンな中での利用が増える。また,多種の機器やシステムとの連携でもあるので,セキュリティについても柔軟な対応が求められる。
【目次】
1. はじめに
2. 医療現場の現状
3. 最近の動向
4. 医療におけるIoTの展望
5. 医療はインターネット接続なのか?
6. 医療におけるセキュリティとは
7. クラウドも1つの方法
8. 医療系IoTでの通信セキュリティの考慮点
9. 電波管理も重要
10. 通信インフラを考える
11. 全体でのセキュリティ対応
12. まとめ
【著者一覧】
澁澤 栄 東京農工大学
平藤雅之 東京大学
森本英嗣 鳥取大学
飯田訓久 京都大学
南石晃明 九州大学
菊池 豊 (国研)農業・食品産業技術総合研究機構
内野敏剛 九州大学
藤井和子 (国研)物質・材料研究機構
丹 康雄 北陸先端科学技術大学院大学
はじめに
Introduction
農業は,植物の営みである光合成を利用して人々に有用な資材を生産する業である。範囲は農場から食卓まで,生産者から消費者まで,穀物や畜産製品から繊維・燃料まで多様で複雑ある。ここにICTによる技術革新が波及し農業が変貌しつつある。本稿では,その一端を紹介する。
【目次】
1. 転換期の農業
1.1 農業技術継承の危機
1.2 医農連携の様相
1.3 科学技術行政の相転移
2. スマート・フードチェーン
2.1 科学技術基本計画における農業の位置づけ
2.2 栽培技術と育種技術の競争力
3. 農業情報創成・流通促進戦略
4. スマート農業と農業の担い手
5. おわりに
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精密農業の構想と課題
Strategies and Capability of Advanced Precision Agriculture
1990年代にはじまる精密農業の世界展開は農業と他産業を情報ネットワークでシームレスに結びつけ,農業者と研究者が技術開発のパートナーとしてデータ活用農業の担い手に登場した。農業者をクライエントとして扱う従来の農学や農業行政は変更を迫られつつある。
【目次】
1. データ活用農業
2. コミュニティベース精密農業
2.1 精密農業
2.2 精密農業のモード
2.3 コミュニティベース精密農業
3. アグロメディカルフーズとGAP
3.1 アグロメディカルフーズ(AMF)
3.2 フィルムモールド「FleFimo(R)」とは
3.2 非競争分野としてのグローバルGAP 規準
4. 判断支援サービスの顕在化
5. おわりに
-------------------------------------------------------------------------
フィールド・フェノミクス
Field Phenomics
フィールド・フェノミクスとは,センサネットワークなどIoTを用いて網羅的に収集したフィールドの環境情報,植物・微生物などからなる耕地生態系の情報,ゲノム情報などを統合してビッグデータとして解析する新しい研究分野である。フィールド・フェノミクスの概要および機能材料へのニーズを述べる。
【目次】
1. はじめに ― 農業における多様なニーズ
2. 知財生産型農業ビジネス
3. フェノタイピング
4. プログラミングからデータハーベスト
5. フィールドセンサネットワーク(フィールドサーバ)
6. 機能材料への期待
7. おわりに
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土壌の空間的バラツキと圃場管理
Spatial and Temporal Variability of Soil Properties and Field Management
土地利用型農業にスマート農業技術を導入するにあたり最も重要な要素技術は土壌情報の収集システムである。本稿では,リアルタイム土壌センサとスマート田植機の紹介を通じて,プロ農家が持つ知見・状況応じた圃場管理を行う上で「アタリ」についてスマート農業がどのようにサポートできるかを議論する。
【目次】
1. 緒言
2. リアルタイム土壌センサ
3. スマート田植機
3.1 土壌センサ開発
3.1.1 作土深計測センサ
3.1.2 電極センサ
3.1.3 リアルタイム可変施肥システム
3.1.4 スマート田植機から導出されるビックデータ
4. ビックデータによるバラツキ管理
-------------------------------------------------------------------------
圃場群の自動管理システム
Automatic Management System for Farm Fields
労働力不足が懸念される農業生産現場において,作物や農作業に関する有用な情報をICTにより一括管理するシステムの導入とともに,圃場での農作業を省人化・効率化するため,農業機械の自動化・ロボット化技術によって作業者1 人当たりの作業可能面積を倍増する取り組みが始まっている。
【目次】
1. 農業の現状
2. 農業における地域差
3. 変化する農業
4. 圃場管理情報システム
5. UAVとリモートセンシング
6. ロボット農業機械による圃場管理
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スマート農業モデルによる稲作生産の革新― 農匠ナビ1000 プロジェクトの成果から ―
Innovation of Rice Production by Smart Agriculture Model -From the Results of the Nosho-navi 1000 Project-
スマート農業モデルによる稲作生産管理技術の革新について述べる。まずスマート農業モデルの観点から「農匠ナビ1000プロジェクト」の情報フローについて述べる。次に,プロジェクトの具体的な成果の事例として,「営農可視化システムFVS」による生産管理技術革新やIT 農機による生産管理技術革新について紹介する。最後に,これらの研究成果の全国的普及を目指した新たな「農匠ナビ1000プロジェクト」の概要を紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. スマート農業と「農匠ナビ1000プロジェクト」
3. 営農可視化システムFVSを活用した生産管理技術の革新
4. IT農機を活用した生産管理技術の革新
5. おわりに
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農作業の軽労化と安全管理
Labour-Saving and Safety Management for Farm Work
日本農業の担い手の高齢化,労働力不足などの労働問題に対し,他産業で進展しているロボット技術ICTを活用したスマート農業の実現が期待されている。農作業の軽労化と安全管理といった労働問題からみた日本農業の現状とスマート農業の実現にむけた課題について,概説する。
【目次】
1. はじめに
2. 日本農業の労働問題
3. 労働問題とスマート農業
3.1 超省力・大規模生産を実現
3.2 作物の能力を最大限に発揮
3.3 きつい作業,危険な作業から解放
3.4 誰もが取り組みやすい農業を実現
3.5 消費者・実需者に安心と信頼を提供
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農産物の安全管理
Safety Control for Agricultural Products
スマートフードチェーンシステムの確立のために不可欠である農産物の安全管理技術に
ついて解説する。安全管理技術の中でも,消費者に受け入れられやすい物理的手法を用い
た危害の検知技術と殺菌技術について比較的新しい方法,非破壊全数検査への期待が大き
い方法,将来的に有望な方法について文献紹介を中心に紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. 農産物の危害検知技術
2.1 近赤外分光法
2.2 蛍光を利用する方法
2.3 固体異物の検知
3. 農産物の殺菌技術
3.1 赤外線・紫外線照射殺菌
3.2 プラズマ殺菌
3.3 過熱水蒸気・アクアガスによる殺菌
4. おわりに
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[ Material Report -R&D- ]
層状無機-有機複合高分子の可逆溶融
Reversible Melt of a Layered Inorganic-Organic Hybrid Polymer
可逆に溶融する層状無機-有機複合高分子があれば,熱貯蔵材料やプラスチックなどの改質に用いるフィラーなどへの応用が期待できる。本稿では,可逆に溶融する層状無機-有機複合高分子の合成や構造を紹介する。さらに,可逆な溶融に伴う構造の変化を詳細に調べた結果も述べる。
【目次】
1. 層状無機-有機複合高分子
2. 層状アルキルシロキサンの合成
3. 層状アルキルシロキサンの構造
4. 層状アルキルシロキサンの可逆溶融
5. 層状アルキルシロキサンの加熱に伴う構造変化
6. 層状アルキルシロキサンの特徴的な構造と可逆溶融
7. 層状アルキルシロキサンの特徴的な構造と反応条件
8. まとめ
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IoT時代のセキュリティ対策―繋がる時代に求められる安心・安全―(4)
スマートホームにおけるIoTセキュリティ
IoT Security for Smart Homes
スマートホーム分野におけるIoTセキュリテイの経緯と現状について述べる。この分野は古くから継続的な取り組みが行われており,現在のIoTシステムの原型となるような構成が早い段階から検討されてきた。IoT特有のセキュリティとして物理空間における作用を重視した取り組みが必要であり,安全や高信頼といった分野と連携した検討が必要である。
【目次】
1. はじめに
2. スマートホームのしくみ
3. スマートホームのセキュリティ課題
4. 今後に向けて
5. おわりに
澁澤 栄 東京農工大学
平藤雅之 東京大学
森本英嗣 鳥取大学
飯田訓久 京都大学
南石晃明 九州大学
菊池 豊 (国研)農業・食品産業技術総合研究機構
内野敏剛 九州大学
藤井和子 (国研)物質・材料研究機構
丹 康雄 北陸先端科学技術大学院大学
はじめに
Introduction
農業は,植物の営みである光合成を利用して人々に有用な資材を生産する業である。範囲は農場から食卓まで,生産者から消費者まで,穀物や畜産製品から繊維・燃料まで多様で複雑ある。ここにICTによる技術革新が波及し農業が変貌しつつある。本稿では,その一端を紹介する。
【目次】
1. 転換期の農業
1.1 農業技術継承の危機
1.2 医農連携の様相
1.3 科学技術行政の相転移
2. スマート・フードチェーン
2.1 科学技術基本計画における農業の位置づけ
2.2 栽培技術と育種技術の競争力
3. 農業情報創成・流通促進戦略
4. スマート農業と農業の担い手
5. おわりに
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精密農業の構想と課題
Strategies and Capability of Advanced Precision Agriculture
1990年代にはじまる精密農業の世界展開は農業と他産業を情報ネットワークでシームレスに結びつけ,農業者と研究者が技術開発のパートナーとしてデータ活用農業の担い手に登場した。農業者をクライエントとして扱う従来の農学や農業行政は変更を迫られつつある。
【目次】
1. データ活用農業
2. コミュニティベース精密農業
2.1 精密農業
2.2 精密農業のモード
2.3 コミュニティベース精密農業
3. アグロメディカルフーズとGAP
3.1 アグロメディカルフーズ(AMF)
3.2 フィルムモールド「FleFimo(R)」とは
3.2 非競争分野としてのグローバルGAP 規準
4. 判断支援サービスの顕在化
5. おわりに
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フィールド・フェノミクス
Field Phenomics
フィールド・フェノミクスとは,センサネットワークなどIoTを用いて網羅的に収集したフィールドの環境情報,植物・微生物などからなる耕地生態系の情報,ゲノム情報などを統合してビッグデータとして解析する新しい研究分野である。フィールド・フェノミクスの概要および機能材料へのニーズを述べる。
【目次】
1. はじめに ― 農業における多様なニーズ
2. 知財生産型農業ビジネス
3. フェノタイピング
4. プログラミングからデータハーベスト
5. フィールドセンサネットワーク(フィールドサーバ)
6. 機能材料への期待
7. おわりに
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土壌の空間的バラツキと圃場管理
Spatial and Temporal Variability of Soil Properties and Field Management
土地利用型農業にスマート農業技術を導入するにあたり最も重要な要素技術は土壌情報の収集システムである。本稿では,リアルタイム土壌センサとスマート田植機の紹介を通じて,プロ農家が持つ知見・状況応じた圃場管理を行う上で「アタリ」についてスマート農業がどのようにサポートできるかを議論する。
【目次】
1. 緒言
2. リアルタイム土壌センサ
3. スマート田植機
3.1 土壌センサ開発
3.1.1 作土深計測センサ
3.1.2 電極センサ
3.1.3 リアルタイム可変施肥システム
3.1.4 スマート田植機から導出されるビックデータ
4. ビックデータによるバラツキ管理
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圃場群の自動管理システム
Automatic Management System for Farm Fields
労働力不足が懸念される農業生産現場において,作物や農作業に関する有用な情報をICTにより一括管理するシステムの導入とともに,圃場での農作業を省人化・効率化するため,農業機械の自動化・ロボット化技術によって作業者1 人当たりの作業可能面積を倍増する取り組みが始まっている。
【目次】
1. 農業の現状
2. 農業における地域差
3. 変化する農業
4. 圃場管理情報システム
5. UAVとリモートセンシング
6. ロボット農業機械による圃場管理
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スマート農業モデルによる稲作生産の革新― 農匠ナビ1000 プロジェクトの成果から ―
Innovation of Rice Production by Smart Agriculture Model -From the Results of the Nosho-navi 1000 Project-
スマート農業モデルによる稲作生産管理技術の革新について述べる。まずスマート農業モデルの観点から「農匠ナビ1000プロジェクト」の情報フローについて述べる。次に,プロジェクトの具体的な成果の事例として,「営農可視化システムFVS」による生産管理技術革新やIT 農機による生産管理技術革新について紹介する。最後に,これらの研究成果の全国的普及を目指した新たな「農匠ナビ1000プロジェクト」の概要を紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. スマート農業と「農匠ナビ1000プロジェクト」
3. 営農可視化システムFVSを活用した生産管理技術の革新
4. IT農機を活用した生産管理技術の革新
5. おわりに
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農作業の軽労化と安全管理
Labour-Saving and Safety Management for Farm Work
日本農業の担い手の高齢化,労働力不足などの労働問題に対し,他産業で進展しているロボット技術ICTを活用したスマート農業の実現が期待されている。農作業の軽労化と安全管理といった労働問題からみた日本農業の現状とスマート農業の実現にむけた課題について,概説する。
【目次】
1. はじめに
2. 日本農業の労働問題
3. 労働問題とスマート農業
3.1 超省力・大規模生産を実現
3.2 作物の能力を最大限に発揮
3.3 きつい作業,危険な作業から解放
3.4 誰もが取り組みやすい農業を実現
3.5 消費者・実需者に安心と信頼を提供
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農産物の安全管理
Safety Control for Agricultural Products
スマートフードチェーンシステムの確立のために不可欠である農産物の安全管理技術に
ついて解説する。安全管理技術の中でも,消費者に受け入れられやすい物理的手法を用い
た危害の検知技術と殺菌技術について比較的新しい方法,非破壊全数検査への期待が大き
い方法,将来的に有望な方法について文献紹介を中心に紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. 農産物の危害検知技術
2.1 近赤外分光法
2.2 蛍光を利用する方法
2.3 固体異物の検知
3. 農産物の殺菌技術
3.1 赤外線・紫外線照射殺菌
3.2 プラズマ殺菌
3.3 過熱水蒸気・アクアガスによる殺菌
4. おわりに
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[ Material Report -R&D- ]
層状無機-有機複合高分子の可逆溶融
Reversible Melt of a Layered Inorganic-Organic Hybrid Polymer
可逆に溶融する層状無機-有機複合高分子があれば,熱貯蔵材料やプラスチックなどの改質に用いるフィラーなどへの応用が期待できる。本稿では,可逆に溶融する層状無機-有機複合高分子の合成や構造を紹介する。さらに,可逆な溶融に伴う構造の変化を詳細に調べた結果も述べる。
【目次】
1. 層状無機-有機複合高分子
2. 層状アルキルシロキサンの合成
3. 層状アルキルシロキサンの構造
4. 層状アルキルシロキサンの可逆溶融
5. 層状アルキルシロキサンの加熱に伴う構造変化
6. 層状アルキルシロキサンの特徴的な構造と可逆溶融
7. 層状アルキルシロキサンの特徴的な構造と反応条件
8. まとめ
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IoT時代のセキュリティ対策―繋がる時代に求められる安心・安全―(4)
スマートホームにおけるIoTセキュリティ
IoT Security for Smart Homes
スマートホーム分野におけるIoTセキュリテイの経緯と現状について述べる。この分野は古くから継続的な取り組みが行われており,現在のIoTシステムの原型となるような構成が早い段階から検討されてきた。IoT特有のセキュリティとして物理空間における作用を重視した取り組みが必要であり,安全や高信頼といった分野と連携した検討が必要である。
【目次】
1. はじめに
2. スマートホームのしくみ
3. スマートホームのセキュリティ課題
4. 今後に向けて
5. おわりに
【著者一覧】
平井義彦 大阪府立大学
坂田郁美 綜研化学(株)
山田紘子 綜研化学(株)
柳下 崇 首都大学東京
近藤敏彰 首都大学東京
益田秀樹 首都大学東京
齋藤 彰 大阪大学;(国研)理化学研究所
下田達也 北陸先端科学技術大学院大学
東木達彦 東芝メモリ(株);(株)ニューフレアテクノロジー
後藤雅子 富士フイルム(株)
堂下廣昭 富士フイルム(株)
秋田知己 (株)シクロケムバイオ
川嵜嘉光 (株)Success Brain Consulting
福島紀充 (株)Success Brain Consulting
山岡正男 三和油化工業(株)
緒垣雄一 (有)鹿児島油脂工業
寺尾啓二 (株)シクロケムバイオ;神戸大学
松原 豊 名古屋大学
特集にあたって―ナノインプリントの進展と今後の展望―
Introduction -Recent Progress and Outlook of Nanoimprint-
【目次】
1. はじめに
2. ナノインプリントのこれまでの進展
2.1 微細モールドが準備できていること
2.2 目的に応じた装置を準備すること
2.3 離型に成功すること
3. これからの応用展開
3.1 半導体集積回路への応用(解像度,位置合わせ,欠陥,スループット)
3.2 多様な機能性材料への応用
3.3 多様な構造,三次元構造への応用
4. 今後の課題と展望
4.1 超微細化構造と材料物性
4.2 今後の展望
-------------------------------------------------------------------------
ナノインプリント用レプリカモールド技術
Replication Technology for Nanoimprinting Mold
ナノインプリント技術はモールド(型)を用いて行う非常に単純な方式の加工技術であり,各方面から実用化への取り組みがなされている。本報では,当社独自のレプリカモールド技術により複製されたフィルムモールドやニッケルモールド,これらを用いた大型化技術,及び量産化への応用例と製品を紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. レプリカモールドの有用性
3. 当社のレプリカモールド技術とその特長
3.1 ニッケルモールド「刻王(R)」とは
3.2 フィルムモールド「FleFimo(R)」とは
4. モールドの大型化技術
5. フィルムモールドを用いたロールtoロール量産化技術
6. レプリカモールド技術の展開
6.1 超撥水フィルム
6.2 無機微細構造
7. 今後の課題
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高規則性ポーラスアルミナを用いたナノインプリントプロセスによる
ナノ規則表面の形成と機能的応用
Preparation of Ordered Nanopatterns by Nanoimprinting Using Anodic Porous Alumina Molds and their Functional Applications
サイズの均一な細孔が自己組織化的に規則配列したナノホールアレー構造材料である高規則性ポーラスアルミナあるいはそれを鋳型として作製したネガ型をモールドとしたナノインプリントプロセスによるナノ規則表面の形成とその応用に関して紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. 高規則性ポーラスアルミナの形成
3. 高規則性ポーラスアルミナを用いたナノインプリント
4. 高規則性ポーラスアルミナを用いたナノインプリントプロセスによる機能性デバイスの形成
5. 高規則性ポーラスアルミナを用いた射出成形によるナノ規則表面の形成
6. おわりに
-------------------------------------------------------------------------
機能性構造色作製へのナノインプリント応用
Application of Nano-Imprint to Fabrication of Functional Structural-Coloration Materials
構造色はナノ構造由来の光機能であるため,製造コストが高価である。ゆえにナノインプリントで微細構造を簡便に複製できる意義は大きい。かつ,若干の転写エラーが看過できる点も有利である。特に「干渉色で明るいが広角で単色」の特異な長所を持つモルフォ蝶発色にとって,ナノインプリントは製造工程で恩恵が大きい上,最近,複製以外の新たな用途も見出された。
【目次】
1. はじめに
2. 構造発色と光の機能
3. モルフォ発色応用への道筋とナノインプリント
4. 新たな利用法:基板フリー化に向けたインプリント樹脂の効用
5. まとめ
-------------------------------------------------------------------------
酸化物とシリコンの直接ナノプリント
Direct Nano-Imprint for Oxide and Silicon Materials
直接ナノインプリント法を実現するために被成形材料に対しては,インプリント開始時には粘性を有し,終了時にはある程度の剛性を有することが求められる。我々は酸化物系とシリコン系の材料において,このような相反する要求特性を特殊な物性・構造を持つ前駆体を開発することによって解決し,酸化物とシリコンの直接ナノインプリントを可能にした。
【目次】
1. はじめに
2. 酸化物の直接インプリント
2.1 ナノレオロジープリンティング
2.2 酸化物ゲルの構造と加工性
2.3 トランジスタの作製
3. シリコンの直接インプリント
3.1 CPSとポリシラン
3.2 ポリシランの熱分解挙動
3.3 インプリント挙動
3.4 シリコンパターンの結晶化
4. まとめ
-------------------------------------------------------------------------
半導体製造用ナノインプリントリソグラフィ技術の概要と展望
Updates and Future Vision of Nano Imprint Lithography
半導体リソグラフィでは微細化技術の難易度に伴うコスト高騰により,半導体デバイスの微細化=低コスト化という関係が破綻している。本報告ではテンプレートにパターン形成されたデバイスパターンを直接ウエハに転写して低コストパターニングを実現するナノインプリントリソグラフィの量産展開に向けた最新の進捗と今後の展望に関して報告する。
【目次】
1. はじめに
2. 半導体メモリにおけるリソグラフィ要求品質の変化
3. 半導体製造に適用したNILの概要
4. NILの欠陥発生メカニズムと対策
5. NILのアライメント技術と重ね合わせ技術
5.1 アライメントと重ね合わせ
5.2 オフアクシスアライメントとTTMアライメント
5.3 グローバルアライメントとダイバイダイアライメント
6. NILをプラットフォームにした今後の展望
7. おわりに
-------------------------------------------------------------------------
[ Material Report -R&D- ]
大容量磁気テープの開発と省エネルギー型「テープアーカイブアプライアンス」への応用
The Development of High-Capacity Magnetic Tape and its Application for an Energy-Saving “Tape Archive Appliance”
ハードディスク(HDD)に保存されているデータの大部分を占める使用頻度が低くなったアーカイブデータをHDDから磁気テープに移して保存することで消費エネルギーの削減が期待できる。当社は,BaFe磁性体を使用した大容量磁気テープを開発し,アーカイブデータ専用の普及型ストレージ装置である「テープアーカイブアプライアンス」へ応用したので紹介する。
【目次】
1. はじめに
1.1 デジタルデータの急増と消費エネルギー
1.2 データ保存に消費されるエネルギーの削減策
1.3 アーカイブデータの保存に最適な磁気テープ
2. 磁気テープの大容量化技術
2.1 バリウムフェライト(BaFe)磁性体の開発
2.2 磁性粒子の均一分散・平滑化技術
2.3 高配列技術
2.4 磁気テープの大容量化
3. テープアーカイブアプラインス(TAA)への応用
3.1 テープアーカイブアプラインス(TAA)の特長
3.1.1 大容量
3.1.2 安価
3.1.3 使い易さ
3.2 TAAの省エネルギー効果
3.2.1 TAA本体の省エネギー効果
3.2.2 付帯設備の省エネルギー効果
4. おわりに
-------------------------------------------------------------------------
スーパーフロー技術とシクロデキストリンナノテクノロジーによる化石燃料の相乗的な燃焼効率の向上
Synergic Enhancement in Combustion Efficiency of Fossil Fuel by Super Flow Technology and Cyclodextrin Nano-Technology
我々は,ボイラーなどの燃焼装置において,重油またはそれに類する燃料油の燃焼効率を改善し,従来のエマルジョン燃料技術よりも効率よく燃料使用量および排ガス(NOx,SOx,CO2)量を削減できるスーパーフロー技術を開発した。この技術は燃料油と水を撹拌しながら電流を印加することを中核とする。そして,環境など様々な分野で注目されているシクロデキストリンナノテクノロジーを組み合わせると燃焼効率はさらに高まることも明らかとした。
【目次】
1. はじめに
2. スーパーフロー技術
2.1 スーパーフロー装置
2.2 スーパーフロー技術の原理
3. ヒドロキシプロピル-β-シクロデキストリン(HP-β-CD)の作用
3.1 HP-β-CD
3.2 HP-β-CDの効果
3.3 HP-β-CDによるファインバブルと水粒子の同時安定化
3.4 HP-β-CDによる油中水分含量の測定
4. おわりに
-------------------------------------------------------------------------
IoT時代のセキュリティ対策―繋がる時代に求められる安心・安全―(3)
自動車セキュリティの現状とIoT
Security for Current and IoT-Enabled Automotives
近年,自動車に対するセキュリティの脅威事例が多数報告されている。2015年には,乗員や歩行者の安全性を脅かすセキュリティの脆弱性を指摘された自動車がリコールされ,自動車のセキュリティが注目をされている。本稿では,自動車の電子制御システムの変遷を踏まえ,自動車セキュリティの現状と,IoT時代を見据えて取り組むべき課題について概説する。。
【目次】
1. 自動車の安全性とセキュリティ
1.1 自動車制御システムの変遷
1.2 安全性とセキュリティ
2. 自動車セキュリティの現状
2.1 セキュリティ脅威の事例
2.2 自動車セキュリティの特性
3. 自動車のセキュリティの課題と対策
3.1 自動車のセキュリティの課題
3.2 車載ネットワークに関するセキュリティ対策技術
4. IoT化する自動車のセキュリティ
4.1 持ち込み機器の増加
4.2 車車間,路車間通信の実現
4.3 自動車の共同利用
5. まとめ
平井義彦 大阪府立大学
坂田郁美 綜研化学(株)
山田紘子 綜研化学(株)
柳下 崇 首都大学東京
近藤敏彰 首都大学東京
益田秀樹 首都大学東京
齋藤 彰 大阪大学;(国研)理化学研究所
下田達也 北陸先端科学技術大学院大学
東木達彦 東芝メモリ(株);(株)ニューフレアテクノロジー
後藤雅子 富士フイルム(株)
堂下廣昭 富士フイルム(株)
秋田知己 (株)シクロケムバイオ
川嵜嘉光 (株)Success Brain Consulting
福島紀充 (株)Success Brain Consulting
山岡正男 三和油化工業(株)
緒垣雄一 (有)鹿児島油脂工業
寺尾啓二 (株)シクロケムバイオ;神戸大学
松原 豊 名古屋大学
特集にあたって―ナノインプリントの進展と今後の展望―
Introduction -Recent Progress and Outlook of Nanoimprint-
【目次】
1. はじめに
2. ナノインプリントのこれまでの進展
2.1 微細モールドが準備できていること
2.2 目的に応じた装置を準備すること
2.3 離型に成功すること
3. これからの応用展開
3.1 半導体集積回路への応用(解像度,位置合わせ,欠陥,スループット)
3.2 多様な機能性材料への応用
3.3 多様な構造,三次元構造への応用
4. 今後の課題と展望
4.1 超微細化構造と材料物性
4.2 今後の展望
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ナノインプリント用レプリカモールド技術
Replication Technology for Nanoimprinting Mold
ナノインプリント技術はモールド(型)を用いて行う非常に単純な方式の加工技術であり,各方面から実用化への取り組みがなされている。本報では,当社独自のレプリカモールド技術により複製されたフィルムモールドやニッケルモールド,これらを用いた大型化技術,及び量産化への応用例と製品を紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. レプリカモールドの有用性
3. 当社のレプリカモールド技術とその特長
3.1 ニッケルモールド「刻王(R)」とは
3.2 フィルムモールド「FleFimo(R)」とは
4. モールドの大型化技術
5. フィルムモールドを用いたロールtoロール量産化技術
6. レプリカモールド技術の展開
6.1 超撥水フィルム
6.2 無機微細構造
7. 今後の課題
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高規則性ポーラスアルミナを用いたナノインプリントプロセスによる
ナノ規則表面の形成と機能的応用
Preparation of Ordered Nanopatterns by Nanoimprinting Using Anodic Porous Alumina Molds and their Functional Applications
サイズの均一な細孔が自己組織化的に規則配列したナノホールアレー構造材料である高規則性ポーラスアルミナあるいはそれを鋳型として作製したネガ型をモールドとしたナノインプリントプロセスによるナノ規則表面の形成とその応用に関して紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. 高規則性ポーラスアルミナの形成
3. 高規則性ポーラスアルミナを用いたナノインプリント
4. 高規則性ポーラスアルミナを用いたナノインプリントプロセスによる機能性デバイスの形成
5. 高規則性ポーラスアルミナを用いた射出成形によるナノ規則表面の形成
6. おわりに
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機能性構造色作製へのナノインプリント応用
Application of Nano-Imprint to Fabrication of Functional Structural-Coloration Materials
構造色はナノ構造由来の光機能であるため,製造コストが高価である。ゆえにナノインプリントで微細構造を簡便に複製できる意義は大きい。かつ,若干の転写エラーが看過できる点も有利である。特に「干渉色で明るいが広角で単色」の特異な長所を持つモルフォ蝶発色にとって,ナノインプリントは製造工程で恩恵が大きい上,最近,複製以外の新たな用途も見出された。
【目次】
1. はじめに
2. 構造発色と光の機能
3. モルフォ発色応用への道筋とナノインプリント
4. 新たな利用法:基板フリー化に向けたインプリント樹脂の効用
5. まとめ
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酸化物とシリコンの直接ナノプリント
Direct Nano-Imprint for Oxide and Silicon Materials
直接ナノインプリント法を実現するために被成形材料に対しては,インプリント開始時には粘性を有し,終了時にはある程度の剛性を有することが求められる。我々は酸化物系とシリコン系の材料において,このような相反する要求特性を特殊な物性・構造を持つ前駆体を開発することによって解決し,酸化物とシリコンの直接ナノインプリントを可能にした。
【目次】
1. はじめに
2. 酸化物の直接インプリント
2.1 ナノレオロジープリンティング
2.2 酸化物ゲルの構造と加工性
2.3 トランジスタの作製
3. シリコンの直接インプリント
3.1 CPSとポリシラン
3.2 ポリシランの熱分解挙動
3.3 インプリント挙動
3.4 シリコンパターンの結晶化
4. まとめ
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半導体製造用ナノインプリントリソグラフィ技術の概要と展望
Updates and Future Vision of Nano Imprint Lithography
半導体リソグラフィでは微細化技術の難易度に伴うコスト高騰により,半導体デバイスの微細化=低コスト化という関係が破綻している。本報告ではテンプレートにパターン形成されたデバイスパターンを直接ウエハに転写して低コストパターニングを実現するナノインプリントリソグラフィの量産展開に向けた最新の進捗と今後の展望に関して報告する。
【目次】
1. はじめに
2. 半導体メモリにおけるリソグラフィ要求品質の変化
3. 半導体製造に適用したNILの概要
4. NILの欠陥発生メカニズムと対策
5. NILのアライメント技術と重ね合わせ技術
5.1 アライメントと重ね合わせ
5.2 オフアクシスアライメントとTTMアライメント
5.3 グローバルアライメントとダイバイダイアライメント
6. NILをプラットフォームにした今後の展望
7. おわりに
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[ Material Report -R&D- ]
大容量磁気テープの開発と省エネルギー型「テープアーカイブアプライアンス」への応用
The Development of High-Capacity Magnetic Tape and its Application for an Energy-Saving “Tape Archive Appliance”
ハードディスク(HDD)に保存されているデータの大部分を占める使用頻度が低くなったアーカイブデータをHDDから磁気テープに移して保存することで消費エネルギーの削減が期待できる。当社は,BaFe磁性体を使用した大容量磁気テープを開発し,アーカイブデータ専用の普及型ストレージ装置である「テープアーカイブアプライアンス」へ応用したので紹介する。
【目次】
1. はじめに
1.1 デジタルデータの急増と消費エネルギー
1.2 データ保存に消費されるエネルギーの削減策
1.3 アーカイブデータの保存に最適な磁気テープ
2. 磁気テープの大容量化技術
2.1 バリウムフェライト(BaFe)磁性体の開発
2.2 磁性粒子の均一分散・平滑化技術
2.3 高配列技術
2.4 磁気テープの大容量化
3. テープアーカイブアプラインス(TAA)への応用
3.1 テープアーカイブアプラインス(TAA)の特長
3.1.1 大容量
3.1.2 安価
3.1.3 使い易さ
3.2 TAAの省エネルギー効果
3.2.1 TAA本体の省エネギー効果
3.2.2 付帯設備の省エネルギー効果
4. おわりに
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スーパーフロー技術とシクロデキストリンナノテクノロジーによる化石燃料の相乗的な燃焼効率の向上
Synergic Enhancement in Combustion Efficiency of Fossil Fuel by Super Flow Technology and Cyclodextrin Nano-Technology
我々は,ボイラーなどの燃焼装置において,重油またはそれに類する燃料油の燃焼効率を改善し,従来のエマルジョン燃料技術よりも効率よく燃料使用量および排ガス(NOx,SOx,CO2)量を削減できるスーパーフロー技術を開発した。この技術は燃料油と水を撹拌しながら電流を印加することを中核とする。そして,環境など様々な分野で注目されているシクロデキストリンナノテクノロジーを組み合わせると燃焼効率はさらに高まることも明らかとした。
【目次】
1. はじめに
2. スーパーフロー技術
2.1 スーパーフロー装置
2.2 スーパーフロー技術の原理
3. ヒドロキシプロピル-β-シクロデキストリン(HP-β-CD)の作用
3.1 HP-β-CD
3.2 HP-β-CDの効果
3.3 HP-β-CDによるファインバブルと水粒子の同時安定化
3.4 HP-β-CDによる油中水分含量の測定
4. おわりに
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IoT時代のセキュリティ対策―繋がる時代に求められる安心・安全―(3)
自動車セキュリティの現状とIoT
Security for Current and IoT-Enabled Automotives
近年,自動車に対するセキュリティの脅威事例が多数報告されている。2015年には,乗員や歩行者の安全性を脅かすセキュリティの脆弱性を指摘された自動車がリコールされ,自動車のセキュリティが注目をされている。本稿では,自動車の電子制御システムの変遷を踏まえ,自動車セキュリティの現状と,IoT時代を見据えて取り組むべき課題について概説する。。
【目次】
1. 自動車の安全性とセキュリティ
1.1 自動車制御システムの変遷
1.2 安全性とセキュリティ
2. 自動車セキュリティの現状
2.1 セキュリティ脅威の事例
2.2 自動車セキュリティの特性
3. 自動車のセキュリティの課題と対策
3.1 自動車のセキュリティの課題
3.2 車載ネットワークに関するセキュリティ対策技術
4. IoT化する自動車のセキュリティ
4.1 持ち込み機器の増加
4.2 車車間,路車間通信の実現
4.3 自動車の共同利用
5. まとめ
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●火をもって火を制す
オーストラリア先住民の人々が伝統的な火入れを復活させて、増加傾向にある大規模な森林火災を抑えようとしている。
●マルミミゾウの森
ガボンの森林では、夜の気温上昇や降雨量の減少によって果実の量が減り、マルミミゾウが脅かされている可能性がある。
●森林を救う四つの方法
別の土地へ移植するか、植林を進めるか、DNAを改変するか、それとも、何もせずに自然に任せるか？炭素を吸収してくれる森林を助けるには、どの方法がベストだろう？
○特製付録：消える世界の森林／熱帯雨林のバランス
数十年の間に世界の森林がどのように変化してきたかを、詳細なグラフィックと地図で見てみよう。
【コラム】
●PROOF 世界を見る「春を告げる霧幻の森」
山形県の白川ダム湖では、雪解け水が流れ込み、1か月だけ、水の中から木々が生えているかのような幻想的な光景が現れる。写真家の小関一成が記録した。
●EXPLORE 探求するココロ
「伐採されなかった森」「3.6億年前の森は？」「森づくりで豊かな漁場を」「白いセコイアの木」
●読者の声
●テレビでナショジオ
●次号予告
●日本の百年「干潟に立つ大鳥居」
●今月の表紙:デンマークの首都コペンハーゲンの郊外にある森につくられた高さ45メートルのらせん形の通路。新しい視点で森を眺めて、楽しむことができる。
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2021/11/30
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2021/10/29
発売号
4
天文ガイド
誠文堂新光社
天文ガイド
2022年05月02日発売
目次:
【特集】
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／Sam
特集は「自宅で始める電視観望」。最近注目されている新たな観望スタイルが「電視観望」です。市街地の空からでも星雲などの天体を色味のある姿で観察することができ、かつ手軽な機材で始められるため、人気が高まっています。電視観望とはどのようなものかを紹介しながら、まずは自宅で楽しむための具体的な方法をじっくりと紹介します。
〇天体観望が変わる！？
デジタル望遠鏡 eVscope 2／沼澤茂美
ニコンとユニステラ社のコラボレーションによる新時代の望遠鏡「eVscope 2」。ワンタッチで見たい天体を視界に入れることができ、眼視で見にくい天体も明瞭な姿として観望することができる、新時代の望遠鏡です。フィールドでの試用インプレッッションを紹介します。
〇5月27日 昼間の金星食／早水 勉
5月27日の昼間に金星食が起こります。食が見られるのは九州南部～南西諸島で、九州南部の限界線の近くでは金星の一部がかくされます。そのほかの地域でも27日と28日の明け方に月と金星の接近を楽しむことができます。注目の現象を詳しく紹介します。
〇コニカミノルタ プラネタリアYOKOHAMAオープン／塚田 健
3月24日に横浜のみなとみらいエリアにオープンした「コニカミノルタ プラネタリアYOKOHAMA」。昨秋オープンの「コニカミノルタ プラネタリウム満天NAGOYA」と同じく自発光するドームシステムを採用した同社直営の最新型プラネタリウムです。プラタリアYOKOHAMAの目玉は番組投影中にプラネタリウムの空を視聴者がスマホで撮影できること。オープン初日に取材、注目のプラネタリウム館を紹介します。
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2022/04/05
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2022/03/03
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2022/02/04
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2022/01/05
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2021/12/03
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2021/11/05
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5
Nature（個人購読専用）
ネイチャー・ジャパン株式会社
世界No.1総合科学ジャーナル 『Natureで、最先端の科学に出会う！』
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2022/05/19
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2022/05/12
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2022/05/05
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2022/04/28
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2022/04/21
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2022/04/14
発売号
6
設備と管理
オーム社
設備と管理
2022年05月11日発売
目次:
「設備と管理」創刊55周年 記念企画号
1967（昭和42）年3月に創刊した「設備と管理」は，
2022年4月号で創刊55周年を迎えました．
今月の記念号では，5月20日（金）に行われる
記念セミナー「高圧受電設備の操作・保守体験講座」の
補佐資料としても役立つ「受変電設備の基礎と操作」を特集としました．
時代は移り，ビル管理業界を取り巻く社会の情勢も，
ビル管理業務で用いられる技術や製品も大きく変化してきましたが，
今後も読者の皆様に役立つ記事を発信してまいりますので，
引き続きご愛読賜りますようお願い申し上げます．
■付録
ポケット版 4月1日改正対応版
ビル管理実務資料集 Part13［建築物衛生法編］
■ライセンス
法改正で正解が変わる!? ビル管理試験の過去問題
建築物衛生法施行令と施行規則が昨年に改正され，2022年4月1日に施行された．
改正された内容が今年のビル管理試験で出題される可能性があることをふまえ，
過去の問題がそのまま出題された場合，政省令改正が正解や解説内容に影響を及ぼす
13問を2012～2021年にわたって抽出し，解説した．
■特集
・受変電設備の基礎と操作［前編］
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．
・換気設備のイロハ
換気設備の必要風量を計算してみよう［後編］
松本 健一，吉田 友夫（三機工業株式会社）
新型コロナウイルスとの共存が現実的になった昨今，
換気による空気清浄の知識は，ビル管理者にとって必須である．
換気・空気調和設備・排煙設備について，法規の確認と有効換気量法の計算方法について解説する．
■解説
現場DXを実現する スマートグラス最前線
編集部
人材不足に悩む中，ビル管理・建設業界では人材の確保とともに重要なのが
AI・IoTを利用した省人化の推進・技術継承である．
昨今，進化のスピードが目まぐるしいスマートグラスを使った最新の現場DXを紹介する．
■インタビュー
新製品ができるまで 技術の原点！
アイデアや技術を組み合わせて，これまでになかった製品をつくる．
その発想はどこからやってくるのか．製品の核となる「技術の原点」を探る．
■ニュースラインナップ
・二酸化炭素消火設備事故の検討結果報告書を公表
・除じん型床面清掃ロボットのJISを制定
・屋外設備の耐風設計の基本的考え方を公開
・2021年度空気調和・衛生工学会賞
■フォトギャラリー
東京都公文書館
■道草の拾い読み
東京・港区 微熱山丘 SunnyHills
■連載
・事例に学ぶ設備お悩み相談室／92. 改修提案の作成方法（その2）
・のぞき窓を閉めないで／人類はホントに進化しているのだろうか?!
・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4章 パルス回路
10. フリップフロップ回路とシュミット・トリガ回路
・マンションを100年持たせる再生シナリオ（実践編）／58. 大型店舗を保有するマンションの耐震化（前編）
・現場ではたらくビル管INTERVIEW／129. 谷口 亘さん（株式会社サンケイビルマネジメント）
・けろさんの設備探訪記／9. 設備が見える！ 歴史的建造物
・ビル管 キャリアUPガイド／10. 資格vs実務経験，試験取得vs認定取得
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
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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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2021/11/11
発売号
7
リサイクル通信
リフォーム産業新聞社
リサイクル通信
2022年05月25日発売
目次:
2022年5月25日号の主な内容
■ニュース
・上場リユース2-3月期決算 平均3割増収、消費持ち直し
・バイセル 買取店FCわかば買収へ
・東急ハンズはリユース販売 横浜店にレトロ品
・今期、米国進出挑むクルーバー チェーン売上200億円
・和食器のEC、「金継ぎ」で修復 ＴＳＵＲＡＴＳＵＲＡ
・ソフマップ アキバに6フロア旗艦店
・ＴＳＵＴＡＹＡで家電買取 愛知のフカツ
・ECOイノベーション 出張買取、月２千件
・中古建機サイトを事業譲渡 ソラビト
・中古学生服の「さくらや」 地方の女性起業家を応援
・金券店でトレカ買取り チケッティのガジーゴ
・現役画家の副業リユース店 古物業と画家業で相乗効果
・テイツー トレカ査定機がノヴァストと連携
・古着店「STORAGE」のレッドスターカンパニー 客単1万円超
・マーケットエンター 中古農機をネットで競売
・音楽教室のピアノ100台を無償提供 山野楽器
・コインランドリーで子供服の回収・受け渡し ジーアイビー
・自転車店あさひらがシニア支援 電動アシスト車を割引販売
・「物々交換」で地元を支援 NANOBRANDが運営するZUPPE
■トップインタビュー
トリアイナ・三浦 哲郎会長
「“40歳以下入店お断り”の買取専門店FC」
出張買取で成長するトリアイナ（東京都江東区）が4月末から買取専門店FC「こやし屋」の展開に乗り出し、話題を呼んでいる。「40歳以下の入店お断り」と高齢者にターゲットを絞り、加盟店の月額ロイヤルティが０円のモデルで、3年で584店舗の展開を計画している。三浦哲郎会長にFC事業の構想や勝算を聞いた。
■トピック
「キッズフリマで金融教育」
大人は立ち入り禁止、子どもが自分で決める
子どもたちがフリーマーケットを体験しながら、お金や経済について学ぶ「キッズフリマ」が今人気だ。運営するハニシング（東京都）は、全国で年間約100回キッズフリマを開催。モノを捨てるのではなく、リユースして使う意識にもつながっている。
■コーナー
◎市場考察
浜屋・小林茂社長
「円安追い風、買い子からの買取価格上昇」
◎webinar report
「Hedy、3年で越境EC売上10倍」
中国主要ＳＮＳでミニアプリも
◎小トピック
「ECモールへの出品（ささげ）代行ができるサービス」
導入する3つのメリットとは？
◎小トピック2
「CtoCマーケットプレイスの王者交代」
メルカリがヤフオク！を抜く日
◎小トピック3
値上げラッシュで
注目集める「食品の1.5次流通」
◎ウワサの店舗を訪問
「セカンドストリート 楽器館アメリカ村店」
敷居の低い楽器専門店
◎SNS活用
ディスマン（新潟県）
「月購入者約500人の内6割がSNS経由」
◎中古市場データ1
港横浜美術交換会（神奈川県）
「海外の幅広い商材に強み」
◎中古市場データ2
秋葉原オークション（東京都）
「ポップカルチャーの競売」
◎海外二次流通
スウェーデン 「Sellpy（セルピー）」
国内最大の中古品プラットフォーム
◎Z世代
オークコネクト（静岡県）
「22歳が遺品・生前整理業」
◎動画の時代
不用品回収・出張買取のハイペル（千葉県）
「壊す動画」でバザー集客
◎思い出の一冊
古書 ほんの木・森下昇平さん
写真家・桑原甲子雄の「東京1934～1993」
◎VOICE
テーマは「コロナ禍の３年を振り返る」
・緊急事態宣言で来店数半減も、今月は過去最高の買取額に…某買取店
・コロナ禍は売上に影響はないが、早く経済活動が復活して欲しい…某質店
■連載
◎海外中古市場データ
浜屋 電気製品・その他
「コンテナ不足で出荷が難しく」
◎古着店が同業者に知られたくない古着卸
セイバーズ（静岡県）編
「1袋2000円から詰め放題開催、一般利用も可能」
◎中古レコードの世界
「邦題ワールド」
意訳の妙味、中には目を疑うタイトルも
◎ブランド市場バイヤー齋藤清の俺に学べ！
「20年ぶりの130円台！古物相場は、いま」
環境ガラリと変化、コロナで加速
◎繁盛店の店づくり
トレカ専門店 プレイズ大阪日本橋本店（大阪府）
「イメージは“明るいスタバ”」
◎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1」
◎生前・遺品整理ダイヤリー 思い出に寄り添って
おかたづけタムラ（神奈川県）
「姉の相続放棄で中断した遺品整理」
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。
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2022/05/10
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2022/04/25
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2022/04/10
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2022/03/25
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2022/03/10
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2022/02/25
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電気計算
電気書院
電気設備の保守管理｡電験・管理士受験指導
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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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2021/11/12
発売号
9
月刊マテリアルフロー
流通研究社
月刊マテリアルフロー
2022年05月01日発売
目次:
特集//コールドチェーン2022最新事情 ～鮮度維持して届ける輸送・保管・管理
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ある意味で日本物流の“お家芸”的なアドバンテージを有していたコールドチェーンのノウハウはアジアへの幅広い展開を期待できる貴重なアセットと言えるだろう。J-SASとISOの両輪で歩みを進める国交省のロードマップがその1つの指標になることは間違いない。その一方で今月号特集では，複数の取材対象から，コロナ禍，エネルギー問題，勃発した国際紛争等の影響による様々な懸念材料が異口同音に発せられている。安定した低温での管理が大前提のコールドチェーンにとって，その源となるエネルギー供給の不安は深刻な影を落としかねないものだ。本誌では，コールドチェーンの安定的な発展を願って，今後とも注視していく。 （編集部）
…━…━…━…━…━…━…━…━…━…━…━…━…
■特集
［国土交通省］
日本式コールドチェーン規格のASEANでの普及進める
◎国土交通省 大臣官房参事官（国際物流） 大坪弘敏氏
［日本冷蔵倉庫協会］
電力コスト上昇が最大の業界課題 T11主導のパレット標準化に異論
◎(一社)日本冷蔵倉庫協会 理事長 土屋知省氏
［ニチレイロジグループ本社］
持続可能な物流の構築に向け2024年問題が最優先課題
◎㈱ニチレイロジグループ本社 取締役執行役員 業務統括部長 葛原雅人氏／業務統括部 業務革新担当 部長 勝亦 充氏
［横浜冷凍］
DXで冷蔵倉庫の働き方改革を 作業品質の追求で自動化に自信
横浜冷凍㈱ 執行役員 冷蔵事業本部長 兼 冷蔵業務品質部長 兼 京浜ブロック長 内山卓爾氏／IT戦略企画部 部長 兼 システム管理部 部長 阿部広康氏
［豊島区／トールエクスプレスジャパン］
超低温のワクチン輸送ラストマイル 3師会協調の豊島方式とは？
◎正確な温度維持管理とフレキシブルな配送を両立
■企画
［MF REPORT］
フィジカルインターネットシンポジウム2022
◎ロードマップも定まり社会実装へ向けた次なる課題に向け激論！
［FOCUS］日立物流南関東×オムニヨシダ×Mujin
重労働から解放し生産性向上を達成するオムニデパレシステム（ODS）
［NEWSスペシャル特別編］
物流博物館展示「平原 直展」いよいよ5/8?で終了
日本の「荷役近代化の父」の足跡に触れるラストチャンス!
［NEWSスペシャル特別編］
パナソニック コネクト発足記者説明会を開催
［展示会REPORT］
JAPAN PACK2022 日本包装産業展／リテールテックJAPAN2022／2022国際ロボット展［iREX2022］
■連載
［チャイナレポート］14
《キーパーソンインタビュー》書物による知識をより身近なものに出版業界の物流スムーズ化をAMRがサポート…雲南出版集団物流有限責任公司 総経理 楊林暉氏／
《物流改善事例》爆買いでも倉庫の機能は安定運用を持続，日本ブランド300社のEC物流を支える耐震スマート物流倉庫ソリューション…APT・GALAXIS／
《ニュースフラッシュ》
［LOGI裏の統計学］13
輸送マッチング業界の実態と拡大への方策は 1兆円の巨大なマッチング市場を狙い，新規参入が次々と
◎合同会社サプライチェーン・ロジスティクス研究所，城西大学非常勤講師／久保田精一
［システムの眼Ⅱ］70
“会社の存在意義”が話題に
◎早稲田大学 名誉教授／高橋輝男
［5分で読める教養講座 92《おススメ書籍》ひとくちガイド］
マッキンゼーが読み解く食と農の未来～業界の壁を壊し、協働を最適化せよ（日本経済新聞社）
老人ホームリアルな暮らし～入ってみなきゃわからない これがホームの「掟」だ！（祥伝社新書）
処世術～自分らしく生きる方法（ちくま文庫）
◎小泉事務所 代表／小泉 豊
参考価格：
1,980円
物流現場・人とITを結び付け、ロジスティクスを具現化する
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2022/04/01
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2022/03/01
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2022/02/01
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2022/01/01
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2021/12/01
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2021/11/01
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