機能材料 発売日・バックナンバー

著者一覧
宮元展義　　福岡工業大学　
緒明佑哉　　慶應義塾大学
長田実　　名古屋大学
毛利恵美子　　九州工業大学　
中戸晃之　　九州工業大学
鈴木康孝　　山口大学
川俣純　　山口大学
粟屋恵介　　熊本大学
伊田進太郎　　熊本大学
嘉治寿彦　　東京農工大学
万代俊彦　　(国研)物質・材料研究機構


目次
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【特集】無機ナノシートの最新動向

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はじめに
Introduction

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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ナノシート触媒
Nanosheet Catalyst

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

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

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　[Material Report-R&D]

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

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

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

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[連載　革新型蓄電池の開発に向けた取り組み　第3回]

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

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

【目次】
1　はじめに
2　マグネシウム二次電池電解液の分類と特徴
　2.1　ハロゲン化物含有電解液
　2.1.1　有機ハロゲン化物系電解液
　2.1.2　改質ハロゲン化物系電解液
　2.1.3　無機ハロゲン化物系電解液
　2.1.4　ハロゲン化物添加電解液
　2.2　非ハロゲン化物電解液
　2.2.1　有機ホウ素系/水素化ホウ素系
　2.2.2　イミド系
　2.2.3　弱配位性アニオン系
　2.2.4　その他
3　各電解液系の課題
　3.1　ハロゲン化物含有電解液
　3.2　非ハロゲン化物電解液
4　まとめと今後の展望

著者一覧
穂積篤　　(国研)産業技術総合研究所
山内祥弘　　(国研)物質・材料研究機構　
内藤昌信　　(国研)物質・材料研究機構　
平井悠司　　公立千歳科学技術大学　
植村駿　　公立千歳科学技術大学
菊地竜也　　北海道大学
中島大希　　北海道大学
近藤竜之介　　北海道大学
鈴木亮輔　　北海道大学
夏井俊悟　　東北大学　
佐藤知哉　　(国研)産業技術総合研究所　
井須紀文　　(株)LIXIL　
金子宗平　　日本ペイント・サーフケミカルズ(株)　　
中谷達行　　岡山理科大学　　
山本健太郎　　京都大学　　
内本喜晴　　京都大学


目次
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【特集】高撥水・高親水性材料の開発動向

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特集にあたって
Preface

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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[連載　革新型蓄電池の開発に向けた取り組み　第2回]

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

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

【目次】
1　全固体フッ化物イオン二次電池の特徴と課題
2　金属/金属フッ化物正極材料の反応機構の解明と高出力化
3　固固界面反応の速度論解析
4　フッ化物イオン伝導性固体電解質の開発
5　おわりに

著者一覧
荏原充宏　　(国研)物質・材料研究機構
大矢裕一　　関西大学
増田造　　東京大学
坂本和歌子　　東京工業大学
嶋田直彦　　東京工業大学
丸山厚　　東京工業大学
宇都甲一郎　　(国研)物質・材料研究機構　
中川泰宏　　東京工業大学;東京大学
垣内田洋　　(国研)産業技術総合研究所　
﨑川伸基　　シャープ(株)
伊藤祥太郎　　(国研)産業技術総合研究所
秋山陽久　　(国研)産業技術総合研究所
林晃敏　　大阪府立大学　
作田敦　　大阪府立大学
辰巳砂昌弘　　大阪府立大学


目次
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【特集】スマートポリマーの最新展望

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巻頭言
Preface

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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[連載　革新型蓄電池の開発に向けた取り組み　第1回]

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

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

【目次】
1　はじめに
2　結晶電解質
3　ガラス電解質
4　おわりに

著者一覧
松原浩司　　(国研)産業技術総合研究所　
中野恭兵　　(国研)理化学研究所　
細川浩司　　花王㈱　
反保衆志　　(国研)産業技術総合研究所　
佐野健志　　山形大学　
鎌田賢司　　(国研)産業技術総合研究所　
古瀬裕章　　北見工業大学
堀内尚紘　　東京医科歯科大学　
金炳男　　(国研)物質・材料研究機構　
三代憲司　　金沢大学　
古山渓行　　金沢大学
国嶋崇隆　　金沢大学


目次
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【特集】高効率次世代太陽電池の実現に向けた革新的材料技術

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特集にあたって
Introduction

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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[機能材料マーケットデータ]

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

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

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[連載　革新型蓄電池の開発に向けた取り組み―prologue―]

連載にあたって
In Serialization

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


目次
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【特集】ナノ・メソ多孔質材料の構造制御

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特集にあたって
Preface

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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[ Material Report -R&D- ]

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

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

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

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[ Material Report -R&D- ]

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

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

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

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[ Material Report -R&D- ]

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

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

【目次】
1　はじめに
2　リアルタイム可変型タングステン含有ゴム(STR)とは
3　放射線遮蔽効果
　3.1　電子線による放射線治療への応用
　3.2　小線源治療への応用
4　臨床応用に向けた展望
5　さいごに

著者一覧
松山秀人　　神戸大学　
古川忠宏　　山形大学　
廣田雄一朗　　大阪大学　
永谷剛　　(公財)塩事業センター　
兼橋真二　　東京農工大学　
伊藤賢志　　(国研)産業技術総合研究所　
吉本茂　　㈱東レリサーチセンター　
森田萩乃　　山口大学　
綱島亮　　山口大学
山中謙太　　東北大学　
張宸　　東北大学　
卞華康　　東北大学　
千葉晶彦　　東北大学　


目次
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【特集】選択的な透過と遮蔽のための膜・フィルム技術

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本特集号に関して
About This Special Issue

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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　[Material Report-R&D]

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

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

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

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

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

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[機能材料マーケットデータ]

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

　上下水道処理をはじめ製紙工程や工業用水などで利用される水処理薬品。いずれも原水の性質に応じて各種薬品が選択されているが,基本的な機能は,凝集・沈澱・ろ過の3つであり,さらに下水・排水処理では殺菌も行われる。
　国内の凝集剤市場の9割を占める硫酸アルミニウムとポリ塩化アルミニウムの2018 年度需要は,硫酸アルミニウムが2%減,ポリ塩化アルミニウムが微増した。同じく無機系凝集剤であるポリ硫酸第二鉄は,その使いやすさから応用範囲を広げている。次亜塩素酸ソーダ生産量は前年比2%増となった。活性炭の生産量は前年比5%減となり,長期低落傾向が続く。高分子凝集剤の需要推移はここ数年横ばいが続いている。

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

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


目次
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【新春特集】有用元素回収技術

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

【目次】
1　開発の背景
2　分離変換技術
3　過去の開発事例
4　SELECTプロセスの開発
　4.1　開発目標
　4.2　構成
　4.3　抽出剤
　4.4　再処理
5　MA・RE 一括回収工程
6　MA/RE 相互分離工程
7　Am/Cm 分離工程
8　達成の状況
9　諸外国の動向
10　今後の展開
11　まとめ

著者一覧
弘前大学　　澤田英夫　　　　　 　　　
名古屋大学　　豊田浩孝
AGC ㈱　　細田朋也　　
中興化成工業㈱　　大里敦志　　
大陽日酸㈱　　幸田祥人　
東京工業大学　　松下祥子　　　　　　　
大阪大学　　白石康浩
大阪大学　　平井隆之


目次
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【特集】フッ素樹脂応用技術動向

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はじめに
Introduction

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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　[Material Report-R&D]

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

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

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[機能材料マーケットデータ]

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

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

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

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2019『機能材料』総目次　

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


目次
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【特集】無機系熱伝導材料と伝熱制御

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特集にあたって
Introduction to Special Issue

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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[ Material Report -R&D- ]

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

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

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

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[ Material Report -R&D- ]

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

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

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

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[ 機能材料マーケットデータ ]

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

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

【目次】
1　需要動向
2　製品別動向
3　輸出入動向
4　メーカー動向
　4.1　DIC
　4.2　東洋インキSCホールディングス
　4.3　サカタインクス
　4.4　T&K TOKA
5　環境対応製品開発動向
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[ 機能材料マーケットデータ ]

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

全国生コンクリート工業組合連合会によると,2017年度の生コンクリート出荷量は,前年度比0.3%減の8370万m3となり,4年連続の前年度割れとなった。また一般社団法人セメント協会によると,2017年度のセメント国内需要は4187万6000トン,前年度比0.2%増となり,こちらは4年ぶりのプラスとなった。これら生コン・セメント需要の動きに連動して,コンクリート用化学混和剤の需要も微増しているとみられる。

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

著者一覧
山本真義　　名古屋大学　　
菅原聡　　福山大学　　　　
細谷達也　　㈱村田製作所　　
三島智和　　神戸大学　　
藤﨑敬介　　豊田工業大学　　　　
後藤雄治　　大分大学　　　　　　　　　　　
芦田裕也　　東京大学　　
西林仁昭　　東京大学　　　
三輪洋平　　岐阜大学　　
宇田川太郎　　岐阜大学　　
沓水祥一　　岐阜大学　


目次
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【特集】パワーマグネティックスを利用した高効率デバイスの研究と開発の最新動向

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スイッチング電源に用いる高周波パワー磁気デバイスの最近動向
Technical Trend of High Frequency Magnetic Device Suitable for SMPS
　　
　本稿では,大容量バッテリを搭載した次世代自動車には必ず搭載されるDC-DCコンバータにおける磁性部品に対し,異素材複合コアというアプローチにより,広範囲負荷条件においてスイッチング電源の高効率性能を維持することができる可能性について議論を行う。

【目次】
1　はじめに
2　実際にHEVに搭載されたDC-DCコンバータ
3　異素材複合コアのDC-DCコンバータへの応用
　3.1　異素材複合コア
　3.2　実機検証
4　まとめ

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超小型高効率DC-DCコンバータの開発
Development of Ultra Small and High Efficiency DC-DC Converter

　携帯電話に代表される携帯用電子機器の小型化,高機能・高性能化の急速な進展は,これら機器を駆動する電源装置の小型化,高性能化を促進させてきた。本稿では,磁気デバイスと制御ICを一体化することで小型化を図る携帯機器用超小型スイッチングDC-DCコンバータについて,その開発事例を紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　インダクタの小型化と高周波化
3　薄膜インダクタとワンチップ電源
4　板状インダクタと超小型高効率DC-DCコンバータ
5　まとめ

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MHz帯高周波ワイヤレス給電システムの技術動向と具体的設計法
Technical Trend and Specific Design Method of High Frequency Wireless Power Transfer System in MHz Band

　MHz帯高周波ワイヤレス給電システムは,IoT機器,小型電子機器,小型医療機器などへの新しい電力供給手段として活用される大きな可能性を有している。端子レスや防水など,これまでにない新しい価値を提供できる。その中でシンプルなシステム構成により実用性が高い,直流共鳴ワイヤレス給電システム(DC-R WPT System, Direct Current-Resonance Wireless Power Transfer System)が注目を集めており,この直流共鳴ワイヤレス給電システムについて,システム規格や具体的設計法,MHz動作実験を解説する。直流共鳴ワイヤレス給電システムは,「直流電源からスイッチング回路を用いて電磁界の共鳴現象を起こし,空間を通して電力を伝送する」という技術思想である。日本発の新しい技術思想であり,世界に先駆けた先進実用技術である。今日では,直流共鳴技術は,直流磁界共鳴技術,また略して磁界共鳴技術,磁界共振技術などとも呼ばれ,広く用いられている。利用シーンや用途は大きく広がっている。電力変換技術を扱うパワーエレクトロニクスと電磁界共鳴フィールドを扱う空間デザイン技術を駆使したワイヤレス給電技術である。システムの具体的設計法では,3手法である①複共振回路解析(MRA,Multi-Resonance Analysis)手法,②調波共鳴解析(HRA,Harmonic Resonance Analysis)手法,③F行列共鳴解析(FRA,F-parameter Resonance Analysis)手法により構成される共鳴結合回路の統一的設計法を用いてシステム設計理論を解説する。さらに,システム設計理論に基づいて設計された6.78MHz動作実験を解説する。GaN FETを用いた6.78MHz動作実験では,直流電源から負荷までの全体電力効率89.5%,出力11.3Wを得るこれまでにない画期的な成果を達成している。

【目次】
1　直流共鳴ワイヤレス給電システム
2　6.78MHz帯および13.56MHz帯磁界結合直流共鳴ワイヤレス給電システム規格
　2.1　システム規格の概要
　2.2　直流共鳴ワイヤレス給電システムの基本ブロック図
　2.3　直流共鳴ワイヤレス給電システムの技術的条件
　　2.3.1　電力供給に用いる動作周波数
　　2.3.2　電力管理機構に用いる周波数
　　2.3.3　電力供給の電力範囲の検出と停止
　2.4　直流共鳴ワイヤレス給電システムの仕様
　　2.4.1　電力管理機構の仕様
　　2.4.2　電力通信技術
　　2.4.3　共鳴変調方式
3　直流共鳴ワイヤレス給電システムの設計
　3.1　直流共鳴ワイヤレス給電システムの構成
　3.2　直流共鳴ワイヤレス給電システムの電力変換動作
　3.3　電磁界共鳴フィールドの周波数領域解析
4　共鳴結合回路の統一的設計法(MRA/HRA/FRA手法)
　4.1　複共振回路解析と調波共鳴解析とF行列共鳴解析
　4.2　入力インピーダンスと電圧利得の解析
5　直流共鳴ワイヤレス給電システムの具体的設計法
　5.1　商品企画と共鳴コイル設計(設計手順(1),(2))
　5.2　共鳴条件の設計(設計手順(3))
　5.3　回路シミュレーションと実機評価(設計手順(4),(5))
6　直流共鳴ワイヤレス給電システムの動作実験
　6.1　GaN FETを用いた10MHz級50W動作実験
　6.2　最適ZVS動作とGaN FETを用いた6.78MHz動作実験
　6.3　電磁界共鳴フィールドの実証実験
7　まとめ　
　
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非接触給電装置・電気―磁気エネルギー変換システム
Inductive Power Transfer and Energy Conversion Systems
　
　電磁誘導方式非接触給電システムや高周波誘導加熱電源などの電気/磁気エネルギー非接触変換器に不可欠な高周波インバータや整流回路,さらには商用周波から高周波を生成する直接周波数変換回路について最新技術をレビューするとともに,ワイドバンドギャップパワーデバイスを適用した研究事例を紹介する。
　　
【目次】
1　はじめに
2　非接触給電システムと高周波電力変換回路
　2.1　高周波共振形インバータ
　2.2　高周波整流回路
3　高周波誘導加熱電源
4　今後の動向

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パワーエレクトロニクス励磁下の高周波大電力用磁気の必要性
Necessity of High Power and High Frequency Magnetism under Power Electronics Excitation
　
　パワーエレクトロニクス技術は電気エネルギーの電力変換技術として普及期に来ている。GaN,SiCといった高耐圧材料の利用素子の実用化といったその高周波大電力化の流れの中で,コスト,小型化,損失のボトルネックとなっているのが高周波大容量向けの磁性材料であり,その開発が今後大いに期待される。

【目次】　
1　電気エネルギーとパワーエレクトロニクス　
2　パワーエレクトロニクス励磁
3　高周波大電力用磁性材料の必要性

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電磁気を利用した材料評価
Material Evaluation Using Electromagnetism

　金属内の電磁気特性は材料中の様々な状態によって変化するため,間接的にその状態を評価することができる。ここでは,交流磁界を印加させその大きさを検出することで,主に磁性材料の状態を評価する手法について紹介する。具体的には,石油製油所で使用される加熱炉鋼管の内外面に生じた浸炭層の厚み評価や,高架橋や大型構造物等で使用される高張力ボルトの緩み評価について述べる。

【目次】
1　はじめに
2　鋼管表裏面浸炭層の深さの評価
　2.1　加熱炉鋼管
　2.2　鋼管内の浸炭層の磁化特性と導電率
　2.3　励磁条件
　2.4　表裏面浸炭深さによる検定線
　2.5　表裏面浸炭層の深さ評価
3　高張力ボルトの緩みの評価
　3.1　提案電磁気センサと評価法
　3.2　ボルトの緩み評価
4　まとめ
　　　
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　[Material Report-R&D]

分子触媒を用いた温和な条件における触媒的アンモニア合成反応の開発
Development of Catalytic Ammonia Formation under Mild Reaction Conditions by Using Molecular Catalysts

　ハーバー・ボッシュ法に代わる次世代型アンモニア合成法として,ニトロゲナーゼ酵素を模倣した分子触媒を用いた,温和な条件における触媒的アンモニア合成が注目されている。本稿では,最近の触媒的アンモニア合成反応の展開と最近筆者らにより開発された水をプロトン源として直接利用した高効率な触媒反応を中心に解説する。

1　はじめに
2　分子触媒を用いたアンモニア合成反応
3　水をプロトン源とする新しい反応系
4　おわりに

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　[Material Report-R&D]

CO2ガスを利用してすばやく自己修復する気体可塑性エラストマー
A Gas-Plastic Elastomer that Quickly Self-Heals with the Aid of CO2 Gas

　ポリジメチルシロキサン(PDMS)に少量のイオン成分を導入し,そのイオン成分どうしの凝集によって物理的に架橋したエラストマーが,常温・常圧の二酸化炭素(CO2)によって効果的に可塑化されることを発見した。さらにCO2を利用することで,このエラストマーの室温での自己修復を10倍近く加速でき,また-20℃での寒冷条件でも自己修復を誘起できることを見出した。

1　はじめに
2　CO2によって自己修復を促進するエラストマーの分子デザインと機能発現メカニズムの概略
3　イオン性PDMSエラストマーの力学特性
4　CO2ガスによるイオン性PDMSエラストマーの可塑化挙動
5　CO2ガスによる自己修復の促進
6　おわりに

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著者一覧
益田秀樹　首都大学東京
柳下　崇　首都大学東京
伊藤征司郎　㈱サクラクレパス
伊藤　淳　㈱サクラクレパス
土谷博昭　大阪大学
宮部さやか　大阪大学
藤本慎司　大阪大学
遠藤瑞輝　東京農工大学
中田一弥　東京農工大学
植田千秋　大阪大学
伊藤良一　筑波大学
上坂敏之　シプロ化成㈱


目次
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【特集】アノード酸化技術の最新研究と展開

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特集にあたって
Introduction to Special Issue

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高規則性アノード酸化ポーラスアルミナの形成と応用展開
Preparation of Ordered Anodic Porous Alumina and its Functional Application

　適切な条件下でAlにアノード酸化を行うと,サイズの均一な細孔が規則配列した高規則性ポーラスアルミナを得ることができる。アノード酸化条件が変化すれば,得られる高規則性ポーラスアルミナの細孔周期や細孔深さなど,幾何学構造の制御も可能であるため,高規則性ポーラスアルミナは,様々な機能性デバイスを作製するための基盤材料として有用な素材であると言える。本稿では,高規則性ポーラスアルミナの形成と機能的応用に関して解説する。

【目次】
1　はじめに
2　高規則性ポーラスアルミナの形成
3　高規則性アルミナスルーホールメンブレンの形成と機能化
4　高規則性ポーラスアルミナをモールドとしたナノインプリント
5　おわりに

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アノード酸化ポーラスアルミナの白色化
Whitening of Anodic Porous Alumina

　Alの多孔質アノード酸化皮膜の白色化を2つの方法で行った。いずれも多孔質皮膜の孔中にTiO2ナノ粒子を析出させる方法であるが,一つはTiO2のナノ粒子前駆体溶液中から電析させる方法で,他の一つはTiO2ナノ粒子サスペンション中から電気泳動によって泳動析出させる方法である。

【目次】
1　はじめに
2　電析法による白色化
　2.1　アノード酸化
　2.2　TiO2前駆体溶液からの電析
　2.3　電析皮膜
　2.4　染色と封孔
3　電気泳動法による白色化
　3.1　アノード酸化と電流回復法
　3.2　TiO2ナノ粒子サスペンション
　3.3　電気泳動
　3.4　電気泳動皮膜
4　おわりに

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Tiアノード酸化被膜の形成と生体親和性
Formation and Biocompatibility of Anodic Oxide Films on Ti and its Alloy

　アノード酸化は医療用金属材料チタンおよびチタン合金の表面処理のひとつとして国内外で盛んに検討されてきた。近年,アノード酸化に用いる電解液としてフッ化物を含む電解液が自己組織化多孔質酸化被膜を形成するため注目されている。本稿はチタンおよびチタン合金表面への多孔質酸化被膜の形成と形態制御ならびに生体親和性について概説する。

【目次】
1　はじめに
2　ナノチューブ状酸化被膜
　2.1　形成過程と形態制御因子
　2.2　医療用チタン合金のアノード酸化
3　ナノチューブ状酸化被膜の生体親和性
　3.1　生体適合性評価
　3.2　ナノチューブ状酸化被膜の機能化による生体親和性向上
4　おわりに

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陽極酸化チタニアの光触媒応用
Applications of Anodic Titania Photocatalyst

　チタニア光触媒は光照射下で酸化分解力や超親水性などを発揮し,様々な分野に応用されている。陽極酸化法により作製したチタニアはナノチューブ構造をもち優れた機能を発揮する。本稿では,陽極酸化チタニアの形成と光触媒としての応用について紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　陽極酸化法によるチタニアナノチューブの形成
3　ナノチューブ構造の光触媒活性への影響
4　チタニアナノチューブの可視光化
5　チタニアナノチューブの応用
6　おわりに

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[ Material Report -R&D- ]

小型ネオジム磁石を用いた弱磁性粒子の磁気分離および回転振動
Magnetic Separation and Oscillation of Various Diamagnetic and Paramagnetic Particles Induced by a Compact Niobium Magnet

　固体粒子に関する磁気利用は,強磁性体やフェリ磁性体を中心に,古くから進められてきた。そして近年は,強磁場の導入によって,さらなる効率化が進められている。私たちは強い磁性を有さない一般の反磁性体や常磁性体が,物質ごとの僅かな磁化率χの差により,各々異なる運動を起こすことを微小重力環境で実証した。そしてこの特性に基づき,永久磁石を用いた分離法を新たに開発した。この手法を用いた装置は携帯が容易で大電力を要さないため,新しい応用が期待される。一方,多数の弱磁性体で,磁気異方性Δχによる磁気配向が永久磁石で可能なことを,実験で確認した。本稿では,これらの現象の鍵となる運動の質量非依存性に焦点をあてながら,最近の研究成果を紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　単一粒子の磁化測定
　2.1　磁気体積力による並進を用いたχ測定
　2.2　反磁性結晶の回転振動を利用したΔχ測定
3　弱磁性粒子ごとのχ値の差異を利用した磁気分離
　3.1　微小重力条件での実験
　3.2　地上設置型の磁気分離装置
4　磁気分離技術の応用
　4.1　固体版クロマトグラフィ技術の開発
　4.2　様々な作業現場で磁気分離を可能にする
　4.3　探査機の搭載装置
5　磁気異方性による弱磁性粒子の磁場配向とその応用
6　非晶質シリカの磁気異方性とその応用の可能性
7　終わりに

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[ Material Report -R&D- ]

非金属系多孔質グラフェン電極触媒の開発
Development of Non-Metallic Porous Graphene Electrode Catalyst

　多孔質構造を持つグラフェンは近年新しく登場した機能材料である。スーパーキャパシタやリチウム2次電池の電極として,また燃料電池や水電解などの金属触媒を一切用いない電極兼触媒として期待されている。本稿では,多孔質構造を持つグラフェンの作製法,触媒能力向上法,電極触媒の実施例や克服すべき問題など最新の動向について解説する。

【目次】
1　はじめに
2　多孔質電極
　2.1　多孔質グラフェン電極
　2.2　多孔質グラフェン電極への触媒機能付与
　2.3　多孔質炭素電極と多孔質グラフェン電極の作製法
　2.4　多孔質グラフェン電極触媒の作製法
　2.5　多孔質グラフェン電極の実施例
3　多孔質グラフェン電極触媒の実施例
　3.1　多孔質グラフェン電極触媒を用いた燃料電池のカソード開発
　3.2　多孔質グラフェン電極触媒を用いた水の電気分解のカソード開発
4　おわりに

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[ Material Report -R&D- ]

ベンゾトリアゾール系青色蛍光色素の開発と農作物栽培への応用
Development of Benzotriazole Type Blue Fluorescent Dye and its Application to Crop Cultivation

　波長変換フィルムを用いて,太陽光に含まれる特定の波長の光を異なる波長の光に変換して農作物に照射することで,農作物の成長促進や高品質化を図る栽培方法が注目されている。紫外線を光合成に関与する400〜450nm付近の青色光に変換する波長変換フィルムが特に求められていることから,それらに用いられるベンゾトリアゾール系青色蛍光色素を当社で新たに開発した。当社で開発した青色蛍光色素,波長変換フィルム,および農作物の栽培について紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　ベンゾトリアゾール系青色蛍光色素および波長変換フィルムの特徴
　2.1　ベンゾトリアゾール誘導体の失活プロセス
　2.2　光学特性
　2.3　モノマーおよびポリマー
　2.4　耐光性
3　波長変換フィルムによる農作物の栽培
　3.1　トマトの栽培
　3.2　葡萄の栽培
4　おわりに

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[ 機能材料マーケットデータ ]

合成染料工業の市場動向
Market Trend of Synthetic Dye Industry

　合成染料の2017年の国内生産量は1万7985トンで,前年比105.2%と増加した。輸出量は横ばいとなったが,国内向け販売量が堅調に推移し,国内出荷量,国内投入量がプラスに転じた。メーカーの海外生産へのシフトや長引く需要低迷を背景に,合成染料の国内生産は,2014年にわずかな回復をみせたものの,2015年は前年実績を下回り,2016年は横ばいとなったが,2017年は回復傾向を示した。高級衣料分野を中心に付加価値の高い染料が求められていることを背景に,先端分野の機能性色素で新たな市場の開拓が期待される。染料事業は復興に向け動き始めている。

【目次】
1　生産概要
2　輸出入の概要
3　メーカー動向
4　開発動向

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著者一覧
阿部英喜　　(国研)理化学研究所
西野孝　　神戸大学
當山清彦　　日本電気㈱
田中修吉　　日本電気㈱
位地正年　　筑波大学
坂口和久　　㈱バイオマスレジン南魚沼
森良平　　GSアライアンス㈱
丹羽紀人　　東洋インキ㈱


目次
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【創刊38周年特集】環境への負荷低減へ向けたバイオベースポリマーの研究と利用の動向

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はじめに
Introduction

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バイオベースポリマーの結晶構造と材料展開
Crystal Structure and Properties of Bio Based Polymers

　バイオベースポリマーとして,ポリグリコール酸,ポリ乳酸とステレオコンプレックス,ポリトリメチレンテレフタラートに加えて,セルロースなどの天然高分子について,結晶中での分子鎖の骨格構造,分子鎖間の相互作用を結晶弾性率として定量的に評価し,巨視的な力学物性や熱物性との相関について解説を行った。

【目次】
1　はじめに
2　結晶弾性率
3　PGAの結晶構造と力学物性―高弾性率・高融点を示す理由―
4　PLAの結晶構造と力学物性―ステレオコンプレックス化で融点が高くなる理由―
5　ポリトリメチレンテレフタラート―最低の結晶弾性率を有する高分子―
6　おわりに

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漆ブラック調バイオプラスチックの開発
Development of “Urushi-black” Tone Bioplastic

　豊富な非食用の植物資源であるセルロースを原料とし,伝統工芸の高級漆器の美しい漆黒と優れた耐久性や量産性を初めて同時に実現した,漆ブラック調バイオプラスチックを開発した。漆器調の光学特性に加え,外観を保持する優れた耐傷性と,さらなる付加価値として蒔絵調印刷も実現した。

【目次】
1　はじめに
2　日本伝統の漆工芸・蒔絵
3　漆ブラック調の光学特性の達成
4　優れた耐傷性の実現
5　蒔絵調印刷の実現
6　今後の展開

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コメ由来のバイオマスプラスチック複合材料「ライスレジン」の特性と用途展開
The Characteristics and Application Development of Rice-Based Biomass Plastic Composite “Rice resin”

　㈱バイオマスレジン南魚沼では,今後枯渇していく化石資源の代替素材として地域で発生する非食用米とオレフィン樹脂からなる混練複合材料「ライスレジン」の研究開発から製造,成形加工・販売までを一貫して行っている。サーキュラーエコノミーを目指した新しいビジネスモデルをバイオマスプラスチックで展開していく。

【目次】
1　はじめに
2　バイオマス原料としてのコメ
3　混練複合化技術
　3.1　バイオマス(=コメ)
　3.2　マトリックス樹脂
　3.3　添加剤(改良剤および相溶化剤)
　3.4　混練装置
4　物性および製品例
5　おわりに

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各種生分解性プラスチックとセルロースナノファイバー複合材料,及びデンプン,再生紙,木系生分解性プラスチックの特性と用途展開
Property and Application of Various Type of Biodegradable Plastic / Nano Cellulose Composite Material and Starch, Paper, Wood Based Biodegradable Plastic

　マイクロプラスチック汚染などの環境問題は世界的なレベルで深刻になってきており,リサイクルなどを含めた緊急の対策が必要とされている。本稿では,それらの対策としての様々なバイオマスプラスチックや生分解性プラスチック,およびそれらのプラスチックとセルロースナノファイバーとの複合体などの種々の材料を紹介する。

【目次】
1　序論
2　プラスチックの分類
3　その他の天然系プラスチック
4　当社においての種々のバイオマスプラスチック,生分解性プラスチックとセルロースナノファイバー複合体
5　超臨界発砲技術との組み合わせ

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バイオマスインキの取り組みと今後の展望
Efforts of “Bio Mass Ink” from Food Packaging Inks, and Future Prospects

　近年地球環境の保全,持続的発展社会の構築が課題となっている。パッケージ用インキにおいては,バイオマス由来の原料を使用することにより,環境調和に貢献する取り組みを行っている。本稿ではバイオマスインキのコンセプト,原料,処方設計について紹介し,バイオマスインキの今後の動向,課題について述べる。

【目次】
1　環境に対する課題
2　パッケージの役割
3　バイオマスインキ
　3.1　バイオマスインキのコンセプト
　3.2　バイオマス素材原料
　3.3　バイオマスインキの設計
　　3.3.1　バイオマス比率の証明
　　3.3.2　バイオマスインキの設計
　　3.3.3　東洋インキのバイオマスインキのラインナップ
　3.4　バイオマスインキの動向及び課題
4　当社のインキの環境調和への取り組み
5　今後の展望

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[ 機能材料マーケットデータ ]

プリンター用ケミカルスの市場動向
Market Trends of Chemicals for Printer

　2017年のプリンターの世界市場は,3年連続のマイナス成長から一転し,1億558万台(前年比103%)となった。
　ドットインパクトプリンターは前年を割ったが,インクジェットプリンターと電子写真プリンターは増加した。インクジェットプリンター市場は436万3000台で,印刷用や産業用のインクジェットプリンターは堅調である。一方,電子写真プリンターは3504万台(対前年比105%)だった。

【目次】
1　世界のプリンター市場
2　国内プリンター市場
3　プリンター用ケミカルスの市場動向
　3.1　インクジェット用色素
　3.2　電子写真プリンター用材料
　　3.2.1　電子写真用感光体
　　3.2.2　電子写真用トナー
　　3.2.3　トナー用レジン
　　3.2.4　トナー用顔料
　　3.2.5　トナー用電荷調整剤
　　3.2.6　外添剤
　3.3　感熱記録用材料
　　3.3.1　発色剤
　　3.3.2　顕色剤
　　3.3.3　増感剤
　3.4　感圧記録用材料
　　3.4.1　発色剤
　　3.4.2　顕色剤

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[ 機能材料マーケットデータ ]

石油製品添加剤工業の市場動向
Market Trends of Additives for Petroleum Products

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

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

著者一覧
大西公平　　慶應義塾大学
下野誠通　　慶應義塾大学
溝口貴弘　　モーションリブ㈱
永島晃　　(地独)神奈川県立産業技術総合研究所
内村裕　　芝浦工業大学
中村則雄　　(国研)産業技術総合研究所
石井千春　　法政大学
小山哲也　　法政大学
池田輝之　　茨城大学
永野隆敏　　茨城大学
篠嶋妥　　茨城大学


目次
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【特集】感覚フィードバック技術の最新動向

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力触覚伝送を実現するリアルハプティクス
Real Haptics for Realization of Haptic Communication

　実世界での力触覚伝送の実現は,人の行為を直接的に支援するロボットの高機能化に向けた重要な技術課題であった。特に医療や介護などの分野における物理的な接触を伴う行為に対しては,力強くも柔らかな動作支援をロボットが実行することが強く望まれる。本稿では,これを解決するリアルハプティクス技術について概説する。そして,少子高齢化社会において健康長寿を支える電気機械システムへの応用展望について述べる。

【目次】
1　はじめに
2　モーションコントロールの原理
　2.1　制御剛性
　2.2　位置制御と力制御
3　リアルハプティクス
　3.1　リアルハプティクスの原理
　3.2　リアルハプティクスによる力触覚伝送
4　将来の人間支援に向けた応用展望
5　おわりに

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「AbcCore」で実現するリアルハプティクス
Real-Haptics Technology Implemented by “AbcCore”

　リアルハプティクス(R)を活用することで人間の動作やモノの感触をデータとして取り扱うことができるようになる。本稿では実際にリアルハプティクスを実装する手段として,モーションリブ㈱が開発・販売する「AbcCore」の解説をするとともに,実装方法や事例,産業分野での展望について概説する。

【目次】
1　序論
2　AbcCore
　2.1　基本機能
　2.2　特徴
　2.3　システム構成
　2.4　力推定性能
　2.5　バイラテラル制御性能
3　システム構成例
　3.1　無線通信を用いた力触覚伝達
　3.2　独立二輪駆動走行システム
　3.3　力触覚データを応用したバーチャルリアリティアプリケーション
4　リアルハプティクスの産業展開
　4.1　日鉄エンジニアリング㈱:シャフト炉式溶融炉
　4.2　シブヤ精機㈱:柔軟果実の取り扱いが可能なロボットハンドシステム
　4.3　㈱大林組:油圧駆動の建設機械での力触覚技術利用を可能とするシステム
　4.4　ソフトバンク㈱:力触覚伝送における5Gの有用性検証
5　まとめ

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通信遅延下における遠隔システムの制御
Remote Control for a System with Time Delay　

　情報通信技術の発展に伴いネットワークを介した遠隔制御の開発が進んでいるが,通信時間遅れはシステムの安定性,性能に大きな影響を与える。本稿では,時間遅れを含む系の安定解析および安定化について概説すると同時に,通信時間遅れを有するシステムにおいて,対象物への接触時の衝撃を緩和するためのモデル予測制御について紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　時間遅れ系の安定性の解析
3　モデルを含む制御器による時間遅れの補償
4　環境との接触を有する時間遅れ系のモデル予測制御による制御
5　おわりに

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ハプティクスの産業化動向とDigitalHaptics
Trend of Haptics Industrialization and DigitalHaptics Technology
　　
　飛行機の発明に匹敵するかもしれない,広い権利特許と実装技術を備えたハプティクス技術DigitalHaptics(TM)の登場により,モータ・スピーカ・圧電素子などのアクチュエータと,加減速波・矩形波・のこぎり波・変調波などの複雑・複合波形の音響振動とを用いて,点・面・空中などの様々な形態におけるリアルなプレゼンスやインタラクション体感の誘起・生成が可能となったことで,XR/VR/AR時代の新市場が,見たことのないような美しい体感の花々で埋め尽くされようとしている。

【目次】
1　はじめに
2　市場・技術は高い表現力へ
　2.1　ハプティクス市場
　2.2　オートモーティブ市場における課題
　2.3　XR/VR/AR市場における課題
3　業界はフルリアルな表現力へシフト
　3.1　共振型ハプティクスの限界
　3.2　高表現力には広帯域型アクチュエータが必須
　3.3　アクティブタッチとリアルタイム性
　3.4　物理量の再現の課題と限界
　3.5　今まさにフルリアルなハプティクスの時代へ
4　ハプティクスに関する基礎知識
　4.1　ハプティクスとは
　4.2　ハプティクスの感覚要素と三原触
5　産業化に向けた課題と制約
　5.1　ハプティク・インターフェイスの課題
　　5.1.1　課題1:製品化における空間的・物理的な制約
　　5.1.2　課題2:新パラダイムを牽引する感覚再現
　　5.1.3　課題3:時代の潮流である広帯域型
　　5.1.4　課題4:今後の要件はソフト・ドリブン
　5.2　課題解決手段の変遷
　5.3　感覚誘起・錯覚による課題解決
　5.4　従来型の物理量再現と感覚再現との相違
6　感覚誘起・錯覚技術が世界を変える
　6.1　フルリアルなハプティクスに不可欠な三原触
　6.2　三原触を実現する3DHapticsの実装
　6.3　3DHapticsの本質は飛行機の発明
　6.4　音は触覚空気振動
　6.5　三原触理論による感覚のデザイン
7　事業を成功に導くための知的財産ポートフォリオ
　7.1　特許訴訟にみるハプティクス特許の重要性
　7.2　特許侵害の可視化・検出性と共創の場の創出
　7.3　事業を左右する特許・知的財産権の広さ
　7.4　事業を左右する実装力(DigitalHaptics(TM))
8　おわりに

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力触覚フィードバックを用いた手術用ロボットの触診システム
Palpation System for Laparoscopic Surgical Robot Using Haptic and Tactile Feedback

　腹腔鏡下手術が手術支援ロボットにより臨床で行われるようになり,術者に感覚をフィードバックする研究が行われている。本稿では,力覚と触覚の2つの感覚を提示可能なロボット触診システムを用いて,硬さが異なる試料に対して硬さ判別実験を行った結果から,力覚と触覚をフィードバックすることによる硬さ判別への効果について紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　硬さの提示方法とシステム構成
　2.1　力触覚による硬さの提示
　2.2　システム構成
3　硬さの計測方法
4　力触覚フィードバックデバイス
　4.1　力覚フィードバック
　4.2　触覚フィードバック
5　硬さ判別実験
　5.1　実験方法
　5.2　実験結果
6　おわりに
　
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[ Material Report -R&D- ]

ロータス型多孔質熱電材料を用いた新しい熱電変換デバイスの可能性
Possibility of Novel Thermoelectric Conversion Devices Using Lotus-type Porous Thermoelectric Materials

　多孔質熱電材料を用いて熱流体との熱交換効率を高めた新しい熱電変換デバイスの可能性を検討した。シリコンをはじめとするいくつかの熱電材料において,水素雰囲気中での一方向凝固により多孔質化が可能であることが確認された。また,粒子法シミュレーションでは多孔質化により熱流体/熱電材料間の実効的な熱伝達率が高まることがわかった。

【目次】
1　はじめに
2　熱流と熱電変換
3　ロータス熱電材料の創製
4　流体透過型熱電変換デバイスの可能性
5　おわりに

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[ 機能材料マーケットデータ ]

試薬工業の市場動向
Market Trend of Reagent Industry
　
　科学の発展や研究開発,環境分析などに貢献する試薬工業は,景気の変動に大きく左右されないといわれているが,景気回復にともないここ数年は増加傾向にあった。しかし,2016年は研究費の減少に合わせるように需要が大きく減少した。近年はバイオ,環境,食品などの用途で新しい試薬が開発されているが,特に生化学用の需要が伸びると予想される。

【目次】
1　概要
2　需給動向
　2.1　一般用試薬
　2.2　特定用途試薬
　2.3　標準物質・標準液類
　2.4　生化学用試薬

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[ 機能材料マーケットデータ ]

タッチパネル工業の市場動向
Market Trend of Touch Panel Industry
　　
　タッチパネルの需要は,スマートフォン向けを中心に堅調に拡大を続けていたが,2014年ごろからスマートフォンやタブレットPCの成長鈍化により,上げ幅が鈍化傾向となった。2016年もその傾向が続いたとみられる。インセル型,オンセル型の普及は着実に進んでいて,メーカーの淘汰,再編の動きは相変わらず活発であり,タッチパネル業界は依然として市場での生き残りを賭けた競争が続いている。

【目次】
1　概要
2　市場動向
3　材料・開発動向
4　企業動向

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著者一覧
山本修　　山形大学
中山鶴雄　　㈱NBCメッシュテック
高橋正行　　㈱高秋化学
高橋靖之　　㈱高秋化学
中山武典　　㈱高秋化学
田中敦子　　(元)㈱神戸製鋼所
大北正信　　大阪ガスケミカル㈱
貴傅名甲　　大阪ガスケミカル㈱
内藤昌信　　(国研)物質・材料研究機構
伊藤健　　関西大学


目次
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【特集】非溶出型抗菌材の最新動向

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無機系抗菌材料の開発動向
Development Trend of Inorganic Antibacterial Materials

　無機系抗菌剤として取り上げられる酸化物セラミックスは,酸化カルシウム,酸化マグネシウム,酸化亜鉛及びこれらセラミックスの固溶体であり,強い抗菌活性の発現を目指したモルフォロジーや粒径制御に研究が移行している。本稿では,これらセラミックスの抗菌活性及び評価方法について紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　抗菌活性試験の方法
3　セラミックスの抗菌活性
4　多孔質炭素の細菌吸着
5　炭素―セラミックス複合材料の抗菌活性
6　おわりに

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一価銅化合物を用いた「Cufitec(R)」の開発と用途展開
Development of “Cufitec(R)” Using Monovalent Copper Compounds and its Application Deployment

　一価銅化合物がウイルスや細菌を短時間で不活化することを見出した。その不活化要因はフェントン型のOHラジカルの関与が示唆された。この一価銅化合物を用いて抗ウイルス・細菌制御技術「Cufitec(R)」を開発し,不織布,高分子材料,塗料・インキ,アルミニウム陽極酸化被膜などへ応用し,それらの材料で開発した製品は高い抗ウイルス・抗菌性有しており,それらの製品の特長を紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　銅化合物の抗ウイルス性・抗菌性
　2.1　抗ウイルス作用
　2.2　抗菌作用
3　抗ウイルス技術「Cufitec(R)」
　3.1　抗ウイルス・抗菌性薄膜の不織布への応用
　　3.1.1　ウイルスの不活性化効果
　　3.1.2　さまざまな細菌に対する抗菌効果
　　3.1.3　安全性
4　CufitecR高性能マスクのFDAの医療機器認証　
5　一価銅化合物の塗料・インキへの応用
6　一価銅化合物のエタノール製剤への応用
7　アルミニウム陽極酸化皮膜の利用
8　おわりに

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高機能抗菌めっき技術「KENIFINE(TM)」とその展開
New Evolution of Multi-Function Anti-Bacterial Coating Technology “KENIFINE(TM)”　

　高機能抗菌めっき技術「KENIFINE(TM)」は,従来抗菌材の10倍以上の抗菌性と50倍以上の防かび性,さらに防藻性,抗ウイルス性を有する。さまざまなニーズから利用技術の開発に取り組み,4種のめっき処理だけでなく,抗菌粉末などの利用も可能となった。基本特性に加えて,実用途での効果や幅広い分野での適用例について紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　ケニファインの特長と利用技術
3　ケニファインの特性例
　3.1　抗菌性
　3.2　防かび性,防藻性,抗ウイルス性
　3.3　安全性
4　ケニファインの適用例
5　おわりに

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抗菌防藻剤ABCoat(エービーコート)
Antibacterial Antialgic Agent ABCoat
　　
　近年,健康に対する意識の高まりから,安全安心への関心が増えてきている。このような背景の下,安全に使用できる抗菌剤ABCoatを開発した。本剤のコーティング樹脂からは抗菌剤溶出が無く,大腸菌,黄色ブドウ球菌をはじめ広い抗菌スペクトルを示し,防藻機能も保有している。水耕栽培装置や養蜂資材など,衛生環境を要望される各種資材へ用途展開が可能である。

【目次】
1　はじめに
2　非溶出型抗菌防藻剤ABCoatについて
　2.1　ABCoatの特徴
　2.2　非溶出性
　2.3　安全性
　2.4　抗菌メカニズム
3　植物工場資材への用途展開
　3.1　レタス栽培における防藻評価
　3.2　発芽試験
　3.3　栽培試験
　3.4　水耕栽培への使用に対する安全性
　3.5　病原菌防除
4　おわりに

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渋柿に倣う抗菌コーティング材料の開発と展開
Development ofAantibacterial Coating Learned from Astringent Persimmon

　日本の文化を背景に普及してきた抗菌技術は,海外でも「KOHKIN」の名称として普及してきている。本研究では,安価で高性能な資源として,芳香性バイオマスに注目した。著者らが開発した抗菌材料は,タンニン酸(ポリフェノール)の抗菌などの優れた機能を損なわず,さらにはより引き出して,変性・加工したものである。すでに,樹脂・塗料・界面活性剤・接着剤などの開発に成功し,上市化に向け検討を進めている。

【目次】
1　はじめに
2　タンニンの化学構造と機能
　2.1　分類と分布
　2.2　生理機能
3　部分疎水化タンニン酸
　3.1　合成
　3.2　種々の金属基板に対するコーティング性能
　3.3　部分疎水化タンニン酸の抗菌作用
4　おわりに
　
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クマゼミの翅を模倣した抗菌材料の開発
Newly Developed Antibacterial Material Mimicking a Cicacla Wing Surface

　ナノ構造に起因する抗菌・殺菌効果は,ナノ構造と細胞間との相互作用に起因するため,持続性があり,薬剤耐性菌への殺菌効果も期待できることから新しい非溶出型抗菌材として世界的に期待されている。本稿では,クマゼミの翅にあるナノ構造を人工的に模擬する技術を紹介し,JIS規格や1細胞レベルでの評価を行った結果について記した。

【目次】
1　はじめに
2　昆虫の翅にあるナノ構造と抗菌特性
3　ナノ構造の作製法とナノ構造表面の濡れ性制御
4　マクロな抗菌評価
5　1細胞レベルでの殺菌評価
6　まとめ

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[ 機能材料マーケットデータ ]

抗菌・防カビ剤工業の市場動向
Market Trend of Antifungal Agent Industry
　
　抗菌・防カビ剤や防腐剤,防虫剤,忌避剤,木材防カビ剤はバイオサイドと呼ばれ,身近な日常品から医療・衛生用品,工業製品まで幅広い分野で使用されている。抗菌ブームが巻き起こった我が国では,抗菌加工製品の市場規模は1兆円ともいわれている。国外に目を向けても,中国や米国などで関心が高まっており,非常に速いスピードで市場が成長している。

【目次】
1　概要
2　抗菌剤の種類
　2.1　無機系抗菌剤　
　2.2　有機系抗菌剤
　2.3　天然系抗菌剤
3　用途
　3.1　木材用(建築用含む)
　3.2　紙・パルプ用
　3.3　繊維製品用
　3.4　プラスチック製品用
　3.5　接着剤,塗料,その他用
4　メーカー動向
　4.1　シナネンゼオミック
　4.2　東亞合成
　4.3　富士ケミカル
　4.4　北興産業
　4.5　大阪ガスケミカル
　4.6　大阪化成
　4.7　三愛石油
　4.8　住化エンバイロメンタルサイエンス
　4.9　アーチ・ケミカルズ

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[ 機能材料マーケットデータ ]
界面活性剤工業の市場動向
Market Trend of surfactant Industry
　　
　2017年の界面活性剤工業は,2016年から国内生産・販売ともに微増となった。2008年の世界不況の影響などで年々減少傾向にあったが,生産量・販売数量・販売金額全てにおいて改善し,維持している。2011年3月に発生した東日本大震災以降,先行きが不透明になっていた時期を乗り越え,さらに,消費増税の影響もある中で良い動きを見せていた。国内や中国の景気の影響を受けたが前年とほぼ同じで微増となった。

【目次】
1　概要
2　各用途分野の動向
3　品目別需要動向
　3.1　東南アジアでの需要増
4　輸出入動向

著者一覧
武田茂樹　　茨城大学
久保田和宏　　日油㈱
矢吹信喜　　大阪大学
保坂良資　　湘南工科大学
高際良樹　　(国研)物質・材料研究機構
菅原徹　　大阪大学
恵久春佑寿夫　　大阪大学
梶原鳴雪　　名古屋大学


目次
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【特集】RFID 技術の発展と利用の最前線

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UHF 帯RFID に関する研究開発動向
Recent Research and Development Trends of UHF Band RFID

　UHF 帯RFID は,バッテリーレスで動作し,さらにHF 帯に対して通信距離が長く,小型で安価である特徴を有している。従って,UHF 帯RFID は,最も安価で小型な無線インターフェースであると言える。この特徴を生かして,棚卸作業の効率化,自動レジ,蔵書/書類管理等,多くの分野で導入が進んでいる。さらに,信頼性向上や,センシング機能等,新しい機能を追加したRFID タグIC や,リーダ用IC も出現している。これらの技術は,RFID タグとセンサを組み合わせて,バッテリーレスIoT 用センサ無線端末を実現するのにも有効である。本論文では,このようなUHF 帯RFID の特徴を整理すると共に,RFID に関する最近の研究開発動向について紹介する。

【目次】
1　まえがき
2　RFID の動作原理
3　RFID リーダ
4　特別なRFID タグIC
　4.1　Tamper タグIC
　4.2　Auto Tune 機能付きRFID タグIC
　4.3　I2C やSPI ポートを備えたRFID タグIC
　4.4　大容量メモリを有するRFID タグIC
　4.5　電源出力(Energy Harvesting 端子)を持つRFID タグIC
　4.6　RFID タグモジュール
　4.7　高信頼メモリ機能を有するRFID タグIC
　4.8　セキュリティー及びプライバシー
5　RFID の新しい応用事例
　5.1　災害電子掲示板/安否確認システム
　5.2　バッテリーレス傾斜/衝撃/振動センサタグ
6　むすび

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銅ペーストによるRFID タグの新規製造方法提案
Proposal of New Manufacturing Method of RFID Tag with Copper Paste

　日油株式会社で開発した銅ペーストは,大気下での低温硬化により優れた導電性を示すとともに,実装材料として十分な導通性と接合性を示すことが特長である。RFID タグに関する課題を述べるとともに,その課題の解決策となる,銅ペーストを用いたRFID タグのアンテナ形成とIC チップの実装を一括で行なう新規製造方法を紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　当社銅ペーストについて
　2.1　銅ペーストの特長
　2.2　銅ペーストの印刷性
　2.3　銅ペーストで作製した導電膜の性能
　　2.3.1　耐久性
　　2.3.2　耐マイグレーション性
　　2.3.3　耐硫化性
　　2.3.4　接合強度
　　2.3.5　メッキ性
3　銅ペーストのRFID タグへの適用
　3.1　UHF 帯RFID タグの製造例
　3.2　 銅ペーストを用いたRFID タグの通信性能向上に向けた課題
4　最後に

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RFID を活用した街路樹の診断,樹木情報提供および道案内システム
A Roadside Tree Information Management and Navigation System Using Radio Frequency Identification

　街路樹は景観向上などの機能を有するが,過酷な環境の中で生育している。そのため,樹木医による点検・診断が必要であるが,コストがかかるためなかなか進まない。そこで,我々はNFC 準拠のRFID を活用した街路樹診断システムを構築した。さらに,市民と管理者の双方向樹木情報提供システム,街路樹道案内システムを開発した。

【目次】
1　はじめに
2　街路樹診断
3　街路樹診断システム
　3.1　システム概要
　3.2　RFID の樹木への設置方法
4　樹木情報提供システム
5　街路樹道案内システム
6　検証実験
　6.1　街路樹診断システムの検証実験
　6.2　樹木情報提供システムの検証実験
　6.3　街路樹道案内システムの検証実験
7　おわりに

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医用UHF 帯パッシブRFID による個体認証と安全解析
Individual Identification Using Medical Use UHF Band Passive RFID and its Safety Analysis

　医療現場の過誤の相当数は,ヒトやモノの認証の際に生じている。現在はバ-コ-ドによる認証が多いが,ヒュ-マンエラ-に起因する医療過誤の抑止には,自動的な認証の実現が待たれる。UHF 帯パッシブRFID はその実現に有効な情報メディアである。本文では,原理や特性に触れ,臨床現場での応用例について論述する。


【目次】
1　はじめに
2　医療過誤と個体認証
3　電界強度
4　RFID の医用応用
　4.1　小型ME 機器院内所在管理への応用
　　4.1.1　方法
　　4.1.2　結果
　4.2　入院患者の院内所在管理への応用
　　4.2.1　方法
　　4.2.2　結果
5　考察
6　おわりに

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[ Material Report -R&D- ]

希少元素が不要な熱電材料の開発
Development of Rare-Element-Free Thermoelectric Materials

　熱エネルギーから電気エネルギーに直接変換する熱電変換材料の社会実装に向けた新材料開発の研究動向として,希少元素を必要としない新材料を取り上げ,社会実装に向けた課題について議論する。計算科学と実験の協働により,アルミニウム-鉄-シリコン系において見出した熱電材料候補を基盤とし,IoT 無線センサ用自立電源への応用を目指した研究開発の概略を紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　新材料に求められる条件と材料スクリーニング
3　Al-Fe-Si 系新材料の特徴と課題
4　応用に向けた取り組み
5　おわりに

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[ Material Report -R&D- ]

フレキシブル熱電変換モジュールの実装と信頼性
Packaging and Reliability of Flexible Thermoelectric Conversion Modules

　次世代ヘルスケアやIoT に資する電子機器の電源システムとして,エネルギー・ハーベスティング技術が注目されている。本稿では,我々が生活する空間の周辺環境から,恒常的に発する熱エネルギーを,効率良く回収し,次世代電子機器の電源として利用するフレキシブル・マイクロ(μ)・熱電変換(発電)素子の最新の研究開発成果を解説する。

【目次】
1　はじめに
2　熱電発電(変換)技術
　2.1　 フレキシブル熱電モジュール(素子)の設計指針(デザインと用途)
　2.2　 フレキシブル熱電モジュールの作製法方と変換特性
　2.3　 フレキシブル熱電変換モジュールの機械的信頼性
3　おわりに
　3.1　 ウェアラブル・ポータブル用フレキシブル・マイクロ熱電モジュールの開発

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[ Material Report -R&D- ]

N3P3 及びN4P4 環直鎖状ポリホスファゼン(2DPP)の生成とその性能
Formation and Properties of Cyclo Linear Polyphosphazenes

　N3P3 或いはN4P4 環を直鎖状に結合した重合体(2DPP)の生成法は5 種類報告されている。得られた2DPP は有機溶剤に可溶或いは不溶である。有機溶剤不溶2DPP は2DPP ではなく、編目状重合体3DPP であると予想される。有機溶剤可溶2DPP は成膜可能であるが、耐熱性の面では3DPP よりも劣っている。(NPCl2)3 を開環重合して得られた重合体(NPCl2)n の塩素原子を置換した直鎖状[NP(R)2]n
と生成法を比較すると、プロセスは簡単であるので、現在LIB に使用されているバインダー或いはセパレターをコストの安い不燃性バインダ―やセパレターに2DPP が応用されることが期待される。しかしながらその分野への応用研究はこれからと思われる。

1　はじめに
2　Condensation type
3　Dehydrochlorination type
4　Transesterication type
5　Denitrogantion Reaction
6　Radiation-Induced Reaction
7　おわりに