機能材料 発売日・バックナンバー

著者一覧
吉田実　　　近畿大学
杉崎隆一　　古河電気工業㈱
高橋正典　　古河電気工業㈱
塚本昌義　　古河電気工業㈱
松浦基晴　　電気通信大学
田中正俊　　三菱電線工業㈱
島研介　　　㈱フジクラ
若林浩次　　㈱レーザックス
松浦祐司　　東北大学

　　　　　　　
目次
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【特集】光ファイバ用途展開の最新動向
Latest Trend in the Deployment of Optical Fiber Application

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特集にあたって
Introduction of Special Issue

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空間多重ファイバ技術
Optical Fibers for Space Division Multiplexing

　データセンタを中心とした通信容量の拡大に対応すべく,光ファイバの大容量化検討が進んでいる。空間多重伝送は容量拡大の切り札と言われており,さまざまなタイプのファイバが報告されている。本稿では,空間多重伝送に使用されているマルチコアファイバ,マルチモードファイバの技術を紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　空間多重光ファイバ
3　数モードファイバ
4　マルチコアファイバ
　4.1　非結合型マルチコアファイバ
　4.2　結合型マルチコアファイバ
　4.3　マルチモードマルチコアファイバ
5　まとめ

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光ファイバ無線伝送のための光ファイバ給電技術
Power-over-Fiber Technologies for Radio-over-Fiber

　モバイル通信の高速化に伴い,中央局から無線基地局間の通信は光ファイバ回線を利用した光ファイバ無線伝送が主流になってくる。本稿では,この光ファイバ回線を利用して無線基地局の駆動を目的とした光ファイバ給電技術を紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　光ファイバ給電とは
3　光ファイバ無線伝送のための光ファイバ給電技術
　3.1　マルチモード光ファイバを用いた光ファイバ給電
　3.2　マルチコア光ファイバを用いた光ファイバ給電
　3.3　ダブルクラッド光ファイバを用いた光ファイバ給電
4　まとめ

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光拡散ファイバ
Light Diffusing Fiber

　光拡散ファイバは,光ファイバ端面からレーザ光を入力すると,光ファイバ側面からレーザ光が漏洩する。可視光のレーザ光を入力すれば,側面から漏洩する光で光ファイバ自体が発光するため,フレキシブルなライン状の発光体になりイルミネーションとして利用が期待できる。本稿では,この光拡散ファイバについて述べる。

【目次】
1　はじめに
2　光拡散ファイバの構成
3　光拡散ファイバの光学特性
4　機械特性
5　コネクタ取り付け
6　おわりに

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光ファイバレーザの高出力化
Power Increasing of Fiber Lasers

　高出力,高効率,良好なビーム品質,小型,低頻度メンテナンスなど多くの利点を有している光ファイバレーザの高出力化基本手法を紹介するとともに,高出力化に伴って生じる非線形光学効果の抑制についても述べる。また,高出力シングルモードファイバレーザを用いた材料加工例も示し光ファイバレーザの有用性を述べる。

【目次】
1　はじめに
2　光ファイバレーザの基本構造と特徴
3　光ファイバレーザの高出力化技術
　3.1　単一共振器ファイバレーザの高出力化
　3.2　複数共振器の出力合成による高出力化
4　高出力光ファイバレーザの応用例
　4.1　金属切断への応用
　4.2　溶接への応用例
5　まとめ

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光ファイバレーザによる金属材料加工技術
Materials Processing Technology with Optical Fiber Lasers

　レーザックス(英語名LaserX)は1988年愛知県知立市に創立して以来,1995年に東京に営業所を設立,2001年には横浜市新羽町にレーザテクニカルセンターを開設した。同センターで現在所有しているレーザ発振器は全てがファイバーレーザだ。内訳はマルチモード10kWと2kW,シングルモード1kWと300W,パルス50ns-30WとQCW150/1500W,ハンディタイプ300Wなど殆どが海外製である。同センターでの業務内容は金属溶接を主とした技術に関するコンサルティングと技術供与,金属溶接システムのコーディネートとなっている。そこでファイバーレーザによる金属材料加工技術を紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　CW レーザとパルスレーザによる金属材料の加工
3　シングルモード(以下SM)レーザとマルチモード(以下MM)レーザによる金属材料の加工
4　おわりに

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中空光ファイバを用いた赤外分光測定
― 無侵襲血糖値測定システム ―
Infrared spectroscopy system based on hollow optical fibers
― Non-invasive blood glucose measurement ―

　中赤外光を伝送する中空光ファイバを,FT-IRや量子カスケードレーザと組み合わせることにより構成した赤外分光システムを用いて行った血糖値測定について紹介する。口唇の光学吸収値を測定することにより,高い精度での血糖値測定が行われ,中赤外光を利用したヘルスケア機器開発の可能性が示された。

【目次】
1　はじめに
2　中空光ファイバの構造と製法
3　中空光ファイバを用いた血糖値測定システム
4　血糖値分析結果
5　QCLを用いた血糖値測定
6　まとめ

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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(2)
Market Trend of Semiconductor Chemicals (2)

　世界半導体市場統計(WSTS)によると,2017年の世界半導体市場は前年からのプラスを引き継ぎ,+21.6%の大幅拡大となった。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+37%となった。本号では半導体市場の概況を紹介した前号に続き,半導体製造用ガス,フォトレジスト,封止材料の市場動向について紹介する。

【目次】
1　半導体製造用ガス
　1.1　高純度キャリアガス
　1.2　半導体デバイス製造用ガス
　1.3　成膜用ガス
　1.4　ドーピング用ガス
　1.5　ドライエッチング用材料
2　フォトレジスト
3　半導体封止材料

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[ 機能材料マーケットデータ ]

電池用材料・ケミカルスの市場動向
Market Trend of Materials and Chemicals for Batteries
　
　2017年の一次電池・二次電池の合計出荷数量は,前年比1.9%増の47億1100万個となった。二次電池は,2010年に民生需要の回復,車載用リチウムイオン電池の市場の立ち上がりなどにより,高い成長を達成したが,2011 年は東日本大震災の影響により,前年と比べ生産量が減少した。2012年はエコカー補助金の追い風を受け自動車生産は増加し,2013年は反動でやや減少した。しかしながら,環境負荷軽減の要請は高く,今後もHV,EV車の需要,それに伴う二次電池の需要増加が期待されている。一次電池は,環境負荷軽減や二酸化炭素排出削減対策として,二次電池へのシフトが起こっており,低い水準で推移している。電池用構成材料は,使用される電池の出荷数量にほぼ比例した推移となっており,様々な携帯機器に使用されているリチウムイオン電池向けの構成材料やハイブリッド自動車向けの需要拡大に加え,電気自動車向けの需要に大きな期待が寄せられている。

【目次】
1　電池市場の概要
　1.1　一次電池
　1.2　二次電池
2　開発動向と構成材料
　2.1　一次電池
　2.2　二次電池
　　2.2.1　正極材
　　2.2.2　負極材
　　2.2.3　電解液
　　2.2.4　セパレータ
3　二次電池構成材料の市場動向
　3.1　リチウムイオン電池構成材料の市場
　　3.1.1　正極材
　　3.1.2　負極材
　　3.1.3　電解液
　　3.1.4　セパレータ
　3.2　ニッケル水素電池構成材料の市場

著者一覧
小山大介　　同志社大学　
森田剛　　　東京大学　
中村健太郎　東京工業大学　
神雅彦　　　日本工業大学　
川嶋紘一郎　(有)超音波材料診断研究所　
長谷川英之　富山大学
長岡亮　　　富山大学
幕田寿典　　山形大学　
安井久一　　(国研)産業技術総合研究所

　
目次
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【特集】超音波エレクトロニクスの最新動向

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特集にあたって
Introduction

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強力超音波デバイスのための圧電材料評価
Piezoelectric Materials Evaluation Method for High Power Ultrasonic Devices

　強力超音波デバイスの実駆動時の特性評価には,圧電非線形振動の理解が重要となる。本研究において機械的非線形特性が圧電振動特性評価としての主要パラメータであることを見出した。これを応用して,温度上昇を含んだ圧電非線形振動解析やボルト締めランジュバン振動子の非線形振動解析の研究事例を紹介する。

【目次】
1　まえがき
2　圧電非線形振動のモデル化
3　温度上昇を含む圧電非線形振動のモデル化
4　温度分布の計算方法
5　各物性値の温度依存性
6　シミュレーション結果
7　温度変化を含めた非線形振動測定
8　ボルト締めランジュバン振動子のモデル化

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超音波モータと超音波浮上搬送
Ultrasonic Motors and Ultrasonic Levitation Transport

　超音波振動や空中超音波音場のアクチュエータや物体非接触搬送への応用例として,超音波モータと大型平板の浮揚搬送について概説した。前半で超音波モータの主な方式とその動作原理,特性をまとめた。後半では,空気中での平板の浮揚現象と,その応用である大型ガラス基板の非接触搬送装置を紹介した。

【目次】
1　超音波駆動アクチュエータの利点
2　超音波モータ
　2.1　超音波モータの特徴
　2.2　超音波モータの分類
　2.3　進行波型超音波モータの構造と動作
　2.4　複合振動子型超音波モータの構造と動作
3　平板の非接触浮揚搬送
　3.1　近距離場音場浮揚
　3.2　大型平板の浮揚搬送
4　まとめ

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超音波を利用した材料加工技術
Materials Processing Technology Appling Ultrasonic-Vibration

　強力な超音波振動を発生させる技術,および超音波振動を各種の材料加工に利用する技術について,その原理,および切削や研削加工,塑性加工,あるいは接合加工に利用するための具体的方法,市販の装置の紹介や最近の研究事例,および利用上の注意点などを含めながら平易に解説した。

【目次】
1　はじめに
2　超音波で材料を加工するということ
　2.1　超音波振動が材料に与える効果
　2.2　超音波振動を材料加工に用いる方法
3　超音波振動を利用した各種加工法と最新の動向
　3.1　超音波振動切削加工
　3.2　超音波振動研削・研磨加工
　3.3　超音波振動塑性加工
　3.4　超音波振動接合加工
4　超音波振動を生産加工に使う上での留意点
5　おわりに

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非線形超音波を利用した非破壊材料評価技術の最新動向
Nondestructive Evaluation of Engineering Materials Using Nonlinear Ultrasonics

　大振幅正弦波バースト波を固体材料に入射して異質部・不健全部を揺り動かしたとき発生する正弦波からの波形ひずみを高調波振幅として定量化する,水浸高調波画像化法の原理と適用例を示す。従来超音波法による画像化が不可能あるいは困難であった,10μm 台の非金属介在物,薄板塑性変形度,接着剤硬化度などを可視化できる。

【目次】
1　はじめに
2　非線形超音波(高調波)法概要
　2.1　連続体における波形ゆがみの発生機構
　2.2　 接触面型欠陥(閉口き裂)における波形ゆがみの発生機構
3　高調波計測・画像化法
　3.1　高調波画像化装置
　3.2　反射(後方散乱波)高調波法
　3.3　局部共振高調波法
4　高調波画像化例
　4.1　10μm 台微小非金属介在物
　4.2　局部共振法による塑性変形域の可視化
　4.3　局部共振法による疲労損傷域の可視化
　4.4　拡散接合界面不健全部(偏析)
　4.5　局部共振高調波法による液体水素ロケット模擬燃焼ノズル部隔壁のEDM溝
　4.6　接着樹脂硬化過程
　4.7　CRRP 接着部界面
5　まとめと将来展望

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医用超音波利用の最新動向
Recent Developments in Medical Ultrasonics

　超音波は,診断,治療を問わず幅広い分野で医療応用が進んでいる。診断においては,リアルタイムに体内の断層像を観察できる超音波B モード断層法が幅広く臨床に普及している。近年,リアルタイム撮像の時間分解能を超える超高速撮影を可能とする超高速超音波イメージング法の研究開発が進んでいる。本稿ではその原理と応用について概説する。

【目次】
1　はじめに
2　超高速超音波イメージング法
3　超高速超音波イメージング法の応用例
4　おわりに

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超音波によるマイクロバブルの生成と応用
Microbubble Generation Technique Using Ultrasonic Oscillation and its Application

　超音波を用いてマイクロバブルを発生させる手法について,細管からの単一気泡の発生事例や中空超音波ホーンによる発生の事例から,超音波によるマイクロバブルの発生原理や特徴について説明する。また,本発生手法の応用として,中空マイクロカプセルおよびポーラス金属の生成プロセスに応用した事例についても紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　超音波を利用したマイクロバブルの生成メカニズム
3　超音波ホーンを利用したマイクロバブル発生
4　超音波ホーンによって生成するマイクロバブルの応用
　4.1　シアノアクリレート中空マイクロカプセルへの応用
　4.2　ポーラス金属への応用
5　おわりに

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熱音響エンジンにおける水蒸気の利用
A Thermoacoustic Engine with a Wet Stack

　細管が多数集まってできたスタックの両端に,廃熱等を利用して大きな温度差を与えると,スタックを入れたパイプ内に音波が発生する。もう一つ別のスタックを置くと,逆の現象が起こり,音波によってスタック両端に温度差が生じるので,冷却器として応用できる。また,音波の振動を利用して,発電することもできる。

【目次】
1　はじめに
2　進行波型と定在波型エンジン
3　水蒸気の利用
5　計算結果と考察
6　まとめ

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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(1)
Market Trend of Semiconductor Chemicals (1)

　世界半導体市場統計(WSTS)によると,2017 年の世界半導体市場は前年からのプラスを引き継ぎ,+21.6%の大幅拡大となった。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+37%となった。2018 年の半導体市場も世界の各地域において景況感が改善され,電子機器全般の半導体需要を背景に,2018 年春季予測では世界半導体市場の成長率を+12.4%と予測している。

【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　世界のファブレス半導体メーカー動向
　1.6　世界のファウンドリー企業動向
　1.7　日本の半導体メーカー動向
　1.8　半導体製造装置の市場
　1.9　半導体材料の市場

著者一覧
松本一　　(国研)産業技術総合研究所
池田龍一　　筑波大学　　
守谷誠　　静岡大学　　
田中晋　　米子工業高等専門学校　
藤田正博　　上智大学　
原田潤　　北海道大学　


目次
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【特集】柔粘性結晶の基礎研究と応用へ向けた展開

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巻頭言
Introduction

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柔粘性結晶の基礎と研究の歩み
Development in Basic Research on Plastic Crystals

　柔粘性結晶は流動性を示す結晶としてその特異な物性が古くから知られ,結晶格子を組みながら液体中に近い激しい分子運動が起っていることに興味が持たれてきた。最近,イオン結晶においても柔粘相の存在が明らかにされ,顕著なイオン伝導性を示す結晶として,その応用を目的とした研究が盛んになっている。本稿では柔粘性結晶のこれまでの基礎的物性研究を紹介する。
　
【目次】
1　はじめに
2　柔粘性分子結晶(molecular plasticcrystal)
3　柔粘性イオン結晶(ionic plasticcrystal)
4　低次元柔粘性結晶(rotator 相)
5　おわりに

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固体電解質に向けた有機イオン柔粘性結晶の分子設計
Molecular Design of Organic Ionic Plastic Crystals for Solid Electrolytes

　有機イオン柔粘性結晶を固体電解質として展開するには,イオン伝導性の向上と同様に,利用可能温度域の拡大が避けては通れない課題となっている。本稿では,構成要素の電子的・立体的特徴の制御とアニオン―カチオン間での機能分担を活用した,広範な温度域で固体状態を保ちながらイオン伝導体として機能する有機イオン柔粘性結晶の合成について紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　有機イオン柔粘性結晶の物性制御に向けた方針
3　環状構造を有するスルホニルアミドアニオンの活用による有機イオン柔粘性結晶の利用可能温度域の拡大
4　CPFSA アニオンを有する有機イオン種の結晶構造解析とイオン伝導性
5　まとめ

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有機イオン性柔粘性結晶の物性測定
The Measurement Method of Physical Properties of Organic Ionic Plastic Crystals

　有機イオン性化合物が柔粘性結晶やその一種であるrotaor 相を形成していることを確認するための測定法を紹介する。DSC,XRD については,柔粘性結晶などにおける特徴的な測定結果を,交流インピーダンススペクトルについてはその解析方法を記す。固体NMR については,スペクトル線幅の二次モーメントや緩和時間の取り扱いを解説する。

【目次】
1　はじめに
2　熱測定
3　X 線回折
4　電気伝導度測定
5　固体NMR
　5.1　NMR の原理
　5.2　NMR スペクトル線幅の観測
　5.3　緩和時間
6　おわりに

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有機イオン性柔粘性結晶を用いた電気化学デバイスの開発
Development of Electrochemical Devices Using Organic Ionic Plastic Crystals

　有機イオン性柔粘性結晶が新規フレキシブル固体電解質として研究されている。本稿では,有機イオン性柔粘性結晶のイオン伝導性について筆者らの研究を中心に概説し,それらフレキシブル固体電解質を用いたリチウム電池,燃料電池,および電気二重層キャパシタの開発動向について紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　01PC
　2.1　ビロリジニウム塩
　2.2　コリン塩
3　電気化学デバイス
　3.1　リチウム電池
　3.2　燃料電池
　3.3　電気二重層キャパシタ
4　おわりに

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柔粘性/強誘電性結晶の開発
Development of Plastic / Ferroelectric Crystals

　多彩な機能を持つ強誘電体は,幅広い産業利用がなされ,現代のテクノロジーを支える不可欠な材料である。筆者らが開発した柔粘性/強誘電性結晶は,従来の分子性強誘電結晶では不可能な多結晶材料での強誘電性と圧電性の実現に成功しており,今後の発展が期待できる新しいタイプの機能性材料となっている。

【目次】
1　はじめに
2　強誘電体
3　分子性強誘電結晶
4　柔粘性結晶と強誘電性結晶
5　柔粘性/強誘電性結晶過レニウム酸キヌクリジニウム
6　無極性分子からなる柔粘性/強誘電性結晶
7　最新の研究動向と今後の展望
　　
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[ 機能材料マーケットデータ ]

レアアース工業の市場動向
Market Trend of Rare-Earth Elements Industry

　世界のレアアース資源の70%は中国で生産されている。2010 年の尖閣諸島沖での中国漁船衝突を契機に中国政府が輸出量を絞ったことから,レアアースの国際価格は翌年にかけて暴騰し,ハイブリッド車やエアコンなどレアアースを使用している製品価格が軒並み上昇して世界経済に大混乱をきたした。2012 年6 月に日米欧の各国が中国の不当性をWTO に提訴,翌2013 年にWTO の上級審が日米欧の主張を認めたため決着し,2015 年1 月には中国がレアアースの輸出枠の撤廃,また,5 月には輸出税も廃止したため,ほとんどのレアアースの価格は暴騰前の水準に戻った。一方,国際価格の暴騰以後,代替材料の開発やインド,ベトナムなどの開発による脱中国の動きが本格化しており,経営悪化に苦しむ中国企業が増加している。


【目次】
1　概要
2　需給動向
　2.1　酸化セリウム(CeO2)・セリウム化合物
　2.2　酸化イットリウム(Y2O3)・酸化ユーロピウム(Eu2O3)
　2.3　酸化ランタン(La2O3)
　2.4　ミッシュメタル
　2.5　その他製品
3　業界動向
　3.1　供給先確保
　　3.1.1　双日
　　3.1.2　豊田通商
　　3.1.3　住友商事
　　3.1.4　その他
　3.2　リサイクル関連
　　3.2.1　日立グループ
　　3.2.2　三菱電機
　　3.2.3　信越化学工業
　　3.2.4　三菱マテリアル
　　3.2.5　トヨタ自動車
　　3.2.6　本田技術研究所
　　3.2.7　日本原子力研究開発機構(シーエムシー技術開発)　
　3.3　使用量低減・代替材料関連
　　3.3.1　愛知製鋼
　　3.3.2　トヨタ自動車
　　3.3.3　大同特殊鋼/ホンダ技研工業
　　3.3.4　堺化学工業
　　3.3.5　日本電産
　　3.3.6　TDK

著者一覧
榎本正敏　　(株)WISE企画　
天岡和昭　　名古屋大学　
岩崎富生　　(株)日立製作所　　
津吹紀之　　大成プラス(株)　
三瓶和久　　(株)タマリ工業　
前田知宏　　輝創(株)　


目次
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【新春特集】構造材料向け異種材料接合技術の最新動向

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マグネシウム合金の構造材料適用に向けた接合技術
Welding Process for Magnesium Alloys to Apply Industria Use

　マグネシウム合金のアーク溶接はAZ系では凝固脆性温度範囲が広いために高温割れのリスクを生じる。日本で発明された難燃性マグネシウム合金の溶接においては,適当な溶加材がないため,多くの場合共金を用いて溶接されるが,この凝固脆性温度範囲をいかに早く通過するかがキーとなるためジグ周りの工夫が必要となる。また,FSWは低音で接合でき,個相接合であるため高温割れの危険はないが,アルミニウム合金との異材接合においては450℃付近に共晶点があるため,接合条件によってはアーク溶接と同じ高温割れの危険を生じる。本稿ではこれらについて詳述する。

【目次】
1　緒言
2　マグネシウム合金のアーク溶接技術の現状と課題
　2.1　マグネシウム合金溶接の特徴
　2.2　溶加材
　2.3　溶接部の性質
3　マグネシウム合金の摩擦攪拌接合
4　難燃性マグネシウム合金とアルミニウム合金の異材摩擦攪拌接合
5　結言

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自動車車体軽量化のためのCFRPを用いた接合技術
Welding Technology of Thermplastic CFRP for Lightweight Automotive Application

　昨今,航空機だけでなく自動車においても,燃費削減や電動化による重量増に対応するため軽量化が強く求められ,材料構造面では各種金属やCFRP等の多様な材料を適材適所で構成するマルチマテリアル設計がトレンドである。この場合,同種および異種材料間の接合が重要な課題であり,本稿では熱可塑性複合材(CFRTP)の部品同士およびCFRTP部品と金属の溶着接合について概説する。

【目次】
1　はじめに
2　CFRTP部材同士の溶着接合
3　CFRTPと金属の接合
4　おわりに

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計算科学を用いた材料界面のシミュレーション
Simulation of Materials Interfaces by Use of Computational Science

　特にエレクトロニクス分野においては,どのような材料構成にすると密着強度が最大になるのかを事前に予測しておくことが重要となる。ここでは特に,電子デバイス等によく用いられる樹脂と金属の密着強度を予測し,この樹脂との密着強度を最大にする金属材料を効率的に設計したので,その内容について紹介する。

【目次】
1　各分野における界面密着強度の課題
2　ポリスチレン樹脂との密着強度に優れた金属材料を設計する解析モデル
3　高密着性材料の設計方法
　3.1　分子動力学による密着強度解析手法
　3.2　直交表による支配パラメータ選定方法
　3.3　応答曲面法による最適材料設計方法
4　最適設計の結果および考察
　4.1　密着強度の支配パラメータの選定結果
　4.2　最適設計の指針および結果の考察
5　結論

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樹脂と金属の一体成形接合技術とマルチマテリアル化― NMT(Nano Molding Technology)の可能性 ―
Metal and Resin Integration Technology “NMT Nano-Molding Technology”― Possibility of Becoming it the Multi-Material by the NMT Tec. ―

NMTとはアルミニウムなどの金属をナノメーターサイズで液体エッチングする事により樹脂との強固な接合を可能とする技術となる。この技術を応用し,軽量化やデザイン性の向上,コスト低減を提案している。

【目次】
1　はじめに
2　樹脂と金属の一体接合技術「Nano Molding Technology」とは
3　NMTの金型と成形
4　NMTの接合強度
5　NMTの実績と自動車部品への転用
6　NMTのISO化と将来性
7　おわりに

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レーザを用いた異種材接合技術
Dissimilar Material Bonding Technology Using Laser

　軽量化が重要な課題とされ,軽量材量を複合的に使用するマルチマテリアル化が進んでいる。マテリアル化には,生産性が高く,量産ラインに適用可能な異材接合技術の開発が必須とされている。ここでは,主に自動車ボデーの軽量化の流れをたどりながら,レーザを用いた異材接合技術,加工システムについて紹介する。さらに,現在,進められている樹脂と金属,CFRPと金属の異材接合技術の開発状況について紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　自動車構成材料のマルチマテリアル化と異種材接合
3　アルミと鋼板のレーザ接合
　3.1　レーザろう付
　3.2　レーザリベット接合
4　アルミと銅のレーザ溶接
5　樹脂と金属のレーザ溶着技術
　5.1　化学的な結合による方法
　5.2　機械的な結合による方法
6　CFRPの適用状況と金属材料との接合
7　熱可塑性CFRTPの接合技術
　7.1　レーザ溝加工によるCFRTPと金属の接合
　7.2　エラストマーを用いたCFRTPと金属の接合
8　今後の課題と展望

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ポジティブアンカー効果による金属とプラスチックの直接接合
Dissimilar Materials : Metal and Plastics Joint by Positive Anchor Effect

　マルチマテリアルで重要な複合化技術として金属とプラスチックを直接接合する為の表面処理技術と接合について概説する。PMS処理は金属表面に隆起した微細構造を形成し,溶融したプラスチックが隆起微細構造の隙間に浸透し金属とプラスチックの強力な接合を実現する。PMS処理はドライプロセスで高速処理が可能である。

【目次】
1　はじめに
2　金属―プラスチック直接接合技術の概要
3　ポジティブアンカー効果による金属とプラスチックの接合
4　PMS処理
　4.1　PMS処理概要
　4.2　PMS処理方法
　4.3　PMS処理条件
5　金属とプラスチックの接合
6　おわりに

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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

　2017年の接着剤の生産量は前年比104.1%の97 万1099 トン,出荷金額は前年比101.5%の2801億円となった。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年以降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
6　環境問題への対応

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[ 機能材料マーケットデータ ]

プラスチック添加用難燃剤の市場動向
Market Trend of Flame Retardant for Plastic

　難燃剤はプラスチック,ゴム,繊維,紙,木材など高分子材料を難燃化させるために使用される薬剤で,添加型の難燃剤は物理的にプラスチックなどに添加して難燃性を向上させる,反応型はプラスチックを製造する際に添加して化学的に反応させて難燃性を向上させる。市場では添加型の使用比率が80%前後を占めている。

【目次】
1　概要
　1.1　臭素系難燃剤
　1.2　リン系難燃剤
　1.3　無機系難燃剤
　1.4　塩素系難燃剤
2　需要動向
　2.1　臭素系難燃剤
　2.2　リン系難燃剤
　2.3　無機系難燃剤
3　価格動向
　3.1　臭素系
　3.2　リン系
　3.3　無機系
4　メーカー動向
5　環境対応

著者一覧
中野浩平　　岐阜大学
椎名武夫　　千葉大学
花市岳　　フタムラ化学株式会社
多賀敦　　東洋紡㈱
野田智昭　　 (地独)北海道立総合研究機構
吉田慎一　　ホクレン農業協同組合連合会
梶原鳴雪　　 名古屋大学


目次
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【特集】ポストハーベストにおけるフィルム技術

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巻頭言
Prefatory Note

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包装による青果物の品質制御技術の最新動向
Recent Trends in Quality Control of Fresh Fruits and Vegetables by Means of Packaging

　青果物は,収穫後も生命活動を維持しており,その品質保持においては,生命体であるなど,青果物の特性に応じた技術適用が不可欠である。青果物の品質保持には,低温,高湿度,適度な低酸素・高二酸化炭素濃度,低エチレン濃度,低振動・衝撃などの条件が求められる。包装資材は,これらの条件を満足させるために活用することが可能であり,適切な包装資材の利用により,青果物の高品質維持が可能となる。本稿では,包装による青果物の品質保持技術の基礎と,最近の動向を紹介した。

【目次】
1. はじめに
2. 青果物の品質保持のための環境条件
　2.1　低温
　2.2　高湿度
　2.3　低酸素,高二酸化炭素濃度環境
　2.4　エチレン
　2.5　エチレン作用阻害
　2.6　振動・衝撃の緩和
3. 青果物品質のための包装の最新動向
　3.1　プラスチックフィルム包装
　3.2　緩衝包装資材
　3.3　保冷等温度管理
4. おわりに

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無孔通気性を付与した防曇フィルムによる鮮度保持包装技術
The Packaging Technology of Freshness Keeping for Vegetables byImperforate Poromeric Property Imparting Anti-fogg Film

　当社では青果物用に防曇フィルムを数多く製造しているが,近年フードロスの観点から防曇フィルムにも鮮度保持という発想が必要となった。そこで当社は穴を開けるような従来の方法ではなく素材自体に通気性を持たせたフィルムを開発した。今回はこのフィルムを使った鮮度保持包装の原理や他社技術との違い,実例を紹介する。

【目次】
1. はじめに
2. 無孔通気の原理
3. 無孔通気性フィルムの機能
4. 青果物に対する鮮度保持包装(例:ブロッコリー)
5. 加工食品に対する鮮度保持包装(例:切り餅)
6. おわりに

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防曇フィルムF&GR開発と展開
Technology and Marketing Development of “TOYOBO PYLEN Film-FGR”

　野菜包装用の防曇フィルムは,近年の市場環境の変化により,従来のサイドシールによる製袋方法から自動包装機製袋への移行が進みつつある。その流れは今後も継続するものと考えて開発を継続する一方で,今後の開発の大きな課題は環境問題への取り組み・対応となると考えられ,これらに向けたフィルムとしての取り組みを進めていく必要がある。

【目次】
1. はじめに
2. OPPフィルム概要と防曇OPPフィルム
　2.1　OPP フィルム概要
　2.2　防曇OPP フィルム
3. 今後の防曇フィルムの開発・展開
　3.1　市場環境変化への対応
　3.2　環境への取組み
　3.3　当社の方向性

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北海道のブロッコリー移出へのMA フィルム活用の検討
Study on Transport Method of Broccoli from Hokkaido using MA Film

　国内流通の低温流通行程でブロッコリーの荷姿を氷詰め発泡スチロール箱からMAフィルム入り段ボール箱に代替することで、同等の鮮度保持効果等が期待され、包材・運搬経費を3割程度削減できた。流通中は10℃以下に低温管理する。10℃以上積算温度(箱外表面)が300℃・時間を超えると鮮度劣化する可能性がある。

【目次】
1. はじめに
2. 保冷庫での保管試験
3. 実際の流通試験
4. 経済性評価
5. まとめ
6. おわりに

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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{Ⅱ}
Formation and Uses of Cyclomatrix Phosphazenes Ⅱ

　N3P3環網目状ポリホスファゼン(3DPP)はN3P3環の側鎖基に結合しているスピロ環,エポキシ環の再配列あるいはアリル基付加反応で生成できる。得られた3DPPは有機溶媒に不溶の樹脂で,色は置換基によって異なるが透明の生成物も得られ,熱分解温度は比較的高い。これらの方法で得られた3DPPは既に実用化されているものもある。置換基再配列及び付加反応以外の方法で3DPPを得る方法とし,Trasesterification及びMicellaneous Reactionが知られている。しかしながら,これらの方法で3DPPを得たとの報告は少なく,また実用化に成功したとの報告もない。

【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　概要
　　2.1.2　置換基の再配列
　　2.1.3　付加反応
3. その他の方法による3DPPポリマーの生成
　3.1　Trasesterification Reaction
　3.2　Miscellanous Reaction
4. おわりに

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[ 機能材料マーケットデータ ]

食品用ハイバリア材料の市場動向
Market Trend of High-Barrier Materials for Food Packaging

　飲料を含めた食品の品質を維持するうえで,包装材料のバリア性は必要不可欠な性能である。特に,多くの包装食品において色素や油脂の酸化による劣化は,貯蔵中最も早く感知され,風味への影響も大きいため,酸素バリア性が最も重要であるといえる。また,光には酸素を励起して反応性の高い活性酸素に変える作用があるため,酸素バリア性に加えて着色や印刷による遮光性を付与することも有効な手段となる。したがって,透明な包装材料を使用する場合には,遮光性を付与するよりも優れた酸素バリア性を持つ材料が必要になる。酸素バリア性を持つフィルム包材の用途は,酸化変色しやすいミオグロビンという赤色色素を多量に含んでいる生鮮肉,卵由来のリポタンパク質によって乳化された水中油滴型のエマルジョンであるマヨネーズ,初期水分が1～3%と低いため吸湿しやすく,水分が5～7%まで上昇すると軟化などの品質劣化が生じるポテトチップスなどのスナック菓子,炊飯調理した米飯をトレイに入れて無菌パックした無菌包装米飯,加熱加圧殺菌したレトルト食品など非常に広範囲にわたっている。

【目次】(各節、共通項目1.1　機能性と用途, 1.2　製法, 1.3　メーカー動向)
1. アルミ箔
2. PVDCコートフィルム
3. EVOH系フィルム
4. PVAコートフィルム
5. ONyフィルム
6. アルミ蒸着フィルム
7. 透明蒸着フィルム

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[ 機能材料マーケットデータ ]

プラスチック添加用防曇剤の市場動向
Market Trend of Plastic Additives for Anti-Fogging

　プラスチックの表面は撥水性をもっており,表面が曇りやすくなる。食品包装用フィルムでは,表面が曇ることによって内容物が見えなくなったり,付着した水滴により変色や腐敗を招いたりする問題が発生する。一方,農業用のハウスやアーチパイプ,トンネルなどに使われる農業用フィルムでも,ハウスなどの内外の温度差によって生じる水滴で農作物の腐敗が進みやすい。そのため,食品包装用フィルムや農業用フィルムでは防曇剤が使用され,製品使用時に外気面,内面(気温,水滴)における曇りを防止している。

【目次】
1. 食品・非食品用防曇フィルム
2. 農業用防曇フィルム
3. 需要動向
4. 価格動向
5. メーカー動向

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2018『機能材料』総目次

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著者一覧
境哲男　　(国研)産業技術総合研究所
太田鳴海　　(国研)物質・材料研究機構
齋藤唯理亜　　(国研)産業技術総合研究所
向井孝志　　ATTACCATO合同会社
池内勇太　　ATTACCATO合同会社
山下直人　　ATTACCATO合同会社
坂本太地　　ATTACCATO合同会社
幸琢寛　　技術研究組合　リチウムイオン電池材料評価研究センター　
小島由継　　広島大学　
秋葉悦男　　九州大学


目次
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【特集】高いエネルギー密度の実現を目指した新材料動向

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持続可能なエネルギーシステムの実現に向けた新機能材料
New Functional Materials for Realizing Sustainable Energy System

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ナノ多孔構造を導入したアモルファスシリコン負極膜の開発
Porous Amorphous Si Anode Films for All-Solid-State Li Batteries

　充放電の際,約4倍の体積変化がシリコン負極に起こる。この変化は有機電解液中で生じる固体電解質界面相保護膜の不安定化及び活物質材の微粉化に繋がり,充放電サイクルに伴う急激な容量低下を負極にもたらす。本開発ではこれらの課題に対しそれぞれ,無機固体電解質の利用及び活物質へのナノ多孔構造導入により取り組んだ。

【目次】
1.はじめに
2.充放電時に体積変化を経験する負極活物質の課題
　2.1　不安定な固体電解質界面相(Solid Electrolyte Interphase,SEI)保護膜
　2.2　活物質材の微粉化
3.充放電時に体積変化を経験する負極活物質のサイクル安定化
　3.1　有機電解液に替えて無機固体電解質を用いた取り組み
　3.2　活物質材にナノ多孔構造を導入した取り組み
4.まとめ

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高密度,高パワーを目指す二次電池のセパレータ設計
Designing of Separator Membranes for High Power Battery Systems

　電池の出力特性を支配する電池内のイオン易動度の向上を目指して,セパレータ内イオンの易動度,その大きさを決めるミクロ粘性率を個別に求め,セパレータの多孔構造パラメータとの相関性を調べた。また,可動イオン側の構造による移動性の違いも併せて検討し,空隙内イオン輸送を効率的に進めるための,膜とイオンの構造設計指針を提示した。

【目次】
1. 二次電池におけるセパレータの役割
2. セパレータ内のイオン移動の評価方法
3. セパレータの性能評価
4. 次世代セパレータの開発と評価―ポリプロピレン(PP)セパレータ―
5. 今後の課題

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ケイ酸系無機バインダをコートしたシリコン電極のサイクル特性と高エネルギー密度二次電池の開発
Cycle Performance of Silicon Electrode Coated with　Silicate Based Inorganic Binder for High Energy Dencity Li-ion Secondary Battery

　単体Siを用いた負極の高容量化と長寿命化を両立すべく,高強度で優れた結着性を示すケイ酸系無機バインダに着目した。本稿では,ケイ酸系無機系バインダをコートしたSi負極のサイクル特性について述べるとともに,開発したSi負極とNCA正極とを組み合わせた5Ah級の電池について紹介する。

【目次】
1. はじめに
2. ケイ酸系無機バインダをコートしたSi負極のサイクル特性
3. 5Ah級の積層電池の試作
4. おわりに

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硫化物系全固体電池の構築プロセスと評価法
Construction Process and Evaluation Method for All-Solid-State Battery with Sulfide-Based Electrolyte

　硫化物系全固体リチウムイオン電池は,次世代のEV用電源の本命候補として大きな注目を集めており,近い将来の実用化が期待されている。本稿では,高性能と安全性の両立が可能な全固体電池について,その魅力と課題を現行のリチウムイオン電池と比較しながら説明し,さらに,全固体電池用に開発された構築プロセスや評価法などを紹介する。

【目次】
1. はじめに
2. 全固体LIBとその魅力
3. 全固体LIBの試作方法
4. 全固体LIB用の評価法の開発
5. LIBTECの取り組みとSOLiD-EVプロジェクトの紹介
6. おわりに

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高密度水素貯蔵材料の開発
Development of High Density Hydrogen Storage Materials

　水素を軽量でコンパクトに貯蔵するための「高密度水素貯蔵材料の開発」は,水素を高効率に利用するための重要な課題である。本稿では水素吸蔵合金,無機系材料,炭素系材料や液体水素化物等種々の水素貯蔵材料の特性(重量水素密度,体積水素密度)とその応用(水素エネルギーキャリア等)を紹介する。

【目次】
1. はじめに
2. 水素貯蔵材料の特性
　2.1　水素吸蔵合金
　2.2　無機系材料(ケミカルハイドライド)
　　2.2.1　ケミカルハイドライドの加水分解と加アンモニア分解
　　2.2.2　ケミカルハイドライドの熱分解
　2.3　炭素系材料
　2.4　液体水素化物
3. 水素貯蔵材料の水素密度
4. 水素貯蔵材料の用途
5. おわりに

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水素貯蔵材料研究の最新動向
Research and Development of Hydrogen Storage Materials

　水素は常温常圧では気体であるため,固体や液体の燃料とは異なり貯蔵や輸送には,様々な技術を用いる必要がある。水素貯蔵材料は水素を固体に貯えることで貯蔵や輸送に用いるもので,高い水素貯蔵密度と安全性にその特徴がある。本稿では,水素貯蔵材料の特徴を述べた後,最近の研究開発動向を紹介する。

【目次】
1. はじめに
2. 水素貯蔵材料の分類
3. 電気化学的利用
4. 燃料電池自動車など移動体への応用
5. 再生可能エネルギーの貯蔵のような定置式装置への応用
6. 太陽熱の蓄熱のような熱機関への応用
7. むすび

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[ 機能材料マーケットデータ ]

HV,PHV,EV の市場動向
Market Trend of HV, PHV, EV

　自動車の環境規制が世界各国で大幅に強化されることで車載電池需要が急拡大する見込みであり,電池メーカー,パーツメーカー各社は生産能力の増強を競っている。また,無公害車規制により日本で主流を占めていたHVは一部の国においてエコカーではないという扱いとなっており,EVやPHVの開発では当初は日本勢が先導してきたが,近年では海外勢が存在感を高めている。

【目次】
1. 概要
　1.1　アメリカの動き
　1.2　中国の動き
　1.3　ヨーロッパの動き
　1.4　中国以外のアジア諸国
2. 市場動向
　2.1　紙
　2.2　板紙
3. メーカー動向
　3.1　日本メーカーの動向
　3.2　米国メーカーの動向
　3.3　ヨーロッパメーカーの動向
　3.4　中国市場でのメーカー動向

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フラットパネルディスプレイ用ケミカルスの市場動向
Market Trend of Chemicals for Flat Panel Display

　フラットパネルディスプレイ市場は,90%以上を占める液晶の動きに大きく左右される。2015年の世界のフラットパネルディスプレイ市場は,パソコン(PC)市場は低水準であったが,4Kテレビや大型液晶テレビ,スマートフォンやタブレット向けが伸びて市場を牽引した。大型液晶全体の出荷数量は横ばい,出荷金額ベースは1%程度の伸びとなった。一方,中小型液晶では,スマートフォン向けの需要が伸びているが,単価は下落し出荷金額は若干減少している。有機ELについては,ウェアラブル端末の市場拡大が期待されるが,小型で単価が安いことや,スマートフォン向け製品の単価下落によって,出荷金額では成長の減速がみられた。こうした結果から,フラットパネルディスプレイの世界市場は,12兆3753億円となっている。これは,2014年の約11兆4691億円に比べ,7.9%の伸びである。今後は,その他のフラットパネルディスプレイの開発競争の激化が予想される。また,フラットパネルディスプレイの部材・構成材料の市場では,これまで日本メーカーが優位に立ってきたが,韓国や台湾,中国メーカーの部材国産化政策により一部材料では日本メーカーがシェアを落としている。

【目次】
1. フラットパネルディスプレイ市場
2. 液晶ディスプレイ市場
3. プラズマディスプレイパネル市場
4. 有機EL市場
5. 電子ペーパー市場
6. 液晶ディスプレイ構成材料
　6.1　概要
　6.2　光学フィルム
　　6.2.1　偏光フィルム
　　6.2.2　位相差フィルム
　　6.2.3　視野角拡大フィルム
　　6.2.4　拡散フィルム
　　6.2.5　プリズムシート
　　6.2.6　反射フィルム
　6.3　バックライトユニット
　　6.3.1　バックライトの構成
　　6.3.2　導光板
　　6.3.3　LED光源
7. 有機EL構成材料

著者一覧
武内正隆　　昭和電工㈱
森下隆広　　東洋炭素㈱　
安在瑞穂　　東洋炭素㈱
初代善夫　　東洋炭素㈱
三宅浩二　　日本アイ・ティ・エフ㈱
小池常夫　　(元)島貿易㈱
向史博　　バンドー化学㈱
川西信吾　　日本電波工業㈱


目次
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【特集】炭素材料応用の最新動向

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黒鉛負極材の開発と今後の展開
Development and Future Trend of Graphite Anode Material

　当社(昭和電工)は,長年の人造黒鉛電極事業で培ってきた高温熱処理技術や炭素粉体処理技術を活用し,LIB負極用に人造黒鉛負極材SCMGR(SCMG:Structure-Controlled-Micro-Graphite)を商業生産している。SCMGRは,車載用LIBや蓄電用LIBのような,長サイクル寿命,保存特性が要求される大型LIB向けグレードに適している。さらに当社は高容量次期負極材料として有望視されているSi黒鉛複合系材料の開発も進めている。本稿では,当社SCMGR負極材や開発中のSi黒鉛負極材の特徴などを例示しながら,LIB負極材の現状と開発動向を解説する。

【目次】
1. はじめに
2. 炭素系LIB負極材料の開発状況
　2.1　LIB負極材料の種類と代表特性
　2.2　LIB及び負極材料要求項目
3. 人造黒鉛負極材のサイクル特性,保存特性,低膨張特性,入出力特性の改善
　3.1　人造黒鉛SCMGRの特徴
　3.2　人造黒鉛SCMGR(AGr),カーボンコート球状化天然黒鉛(NGr)のサイクル特性,保存特性比較とその解析
　3.3　人造黒鉛SCMGRの低膨張特性
　3.4　人造黒鉛SCMGRの高入出力特性
　3.5　人造黒鉛SCMGRのさらなる高容量化:Si黒鉛負極材の開発

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メソポーラス炭素の工業製品化とその用途展開
Industrialization of Mesoporous Carbons and its Applica

　ナノオーダーの多孔性を持つ炭素材料は古くから工業材料として存在し,化学工業や医薬,食品工場などで,分離・生成,濃縮などに用いられ,近年では蓄電デバイスの電極などへの適用がなされるなど用途の拡充が進んでいる。これら新たな用途に適合しうる細孔のサイズ,構造を制御されたメソ孔を多く有する多孔質炭素材料を紹介する。

【目次】
1. はじめに
2. 細孔を有する多孔質材料
3. MgOテンプレートを使用したメソポーラスカーボン
　3.1　調製方法
　3.2　メソポーラスカーボンの物性
4. メソポーラスカーボンの用途展開
5. メソポーラスカーボンの高結晶化
6. おわりに

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DLC膜とその応用展開
Characteristics and Applications of Diamond Like Carbon(DLC)Films

　DLC(ダイヤモンド・ライク・カーボン)膜はアモルファスの炭素膜の総称であるが,極めて優れた低摩擦性,耐摩耗性,耐焼き付き性また耐食性を有するという特徴を持つこと,また構成元素としてもC,Hなど環境負荷の小さい物質で構成されることから,1980年代より注目を集め,工業製品への適用が図られてきた。近年では省エネルギー・省資源が叫ばれる中,輸送機器や機械装置などの摺動部品に適用することによって低燃費・潤滑剤の低減・長寿命化を求める流れが加速し,様々な製品に適用されるようになっている。本稿ではまずDLC膜とその製法について解説し,応用展開については特に自動車部品を中心に概説する。

【目次】
1. DLC膜の特徴と製法
2. DLCの応用例
　2.1　自動車エンジン部品
　2.2　エンジン以外の自動車部品
　2.3　自動車部品以外の応用例
3. まとめ

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CNT充填エポキシ樹脂ナノコンポジットの開発と展開
Development and Deployment of CNT Reinforced Epoxy Resin Nano-Composites

　現在実用化されているカーボンナノチューブ(CNT)充填エポキシ樹脂ナノコンポジットのほとんどは,CNTをエポキシ樹脂中に均一に分散(均一化手法と呼ぶ)させた繊維強化複合材料であるが,さらなる特性向上を目指し,CNTを必要とされる箇所に局在化させる手法(局在化手法)が試みられていて,その開発動向について文献例を中心に解説する。

【目次】
1. CNT充填エポキシ樹脂ナノコンポジットについて
2. 局在化CNT充填エポキシ樹脂ナノコンポジット
　2.1　繊維織物などへのCNTグラフトによる局在化
　2.2　層間補強によるCNT/繊維ハイブリッド化手法
　2.3　その他のCNT/繊維ハイブリッド化手法
　2.4　局在化CNT充填エポキシ樹脂ナノコンポジットの応用例

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カーボンファイバーの垂直配向制御と放熱シートの開発
Vertical Aligned Control of the Carbon Fiber and Development of Thermal Conductive Sheet

　放熱シートは,発熱源と冷却器の間に介在する形で使用される伝熱部材であり,自身が高熱伝導率であることが求められる。高熱伝導化処方として,熱伝導率・形状に異方性を有する熱伝導フィラーの垂直配向制御に取り組んでいる。成果として,26 W/m・Kの極めて高い熱伝導率を実現し,これを適用した放熱シートを開発した。

【目次】
1. 開発の背景
2. 放熱シートにおけるカーボンファイバー垂直配向制御の効果
　2.1　放熱シートの課題
　2.2　放熱シートの高熱伝導率化処方
　2.3　狙いのフィラー充填構造と検討に用いた熱伝導フィラー
　2.4　放熱シートにおけるCF垂直配向構造の適用効果
3. 高熱伝導放熱シートHEATEXRの開発
　3.1　CF垂直配向放熱シートの低熱抵抗化
　3.2　CF垂直配向シート開発品(HEATEXRTS201)の代表特性
　3.3　h-BN垂直配向放熱シート(HEATEXRTS106)
4. おわりに

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[ Material Report -R&D- ]

小型SMD音叉型水晶振動子の高付加価値化
High Added Value of Small SMD Tuning Fork Crystal Unit

　音叉型水晶振動子は,SMDタイプの普及をきっかけに,小型化,低背化が急速に進められてきた。しかし近年,小型化と並行して更に高付加価値を追加する要求があり,新しい仕様の製品が開発されている。本稿では,その中から医療用途製品と直列等価抵抗を下げた仕様の製品を紹介する。

【目次】
1. はじめに
2. MRI対応ペースメーカー用の音叉型水晶振動子
　2.1　MRI対応ペースメーカー用の音叉型水晶振動子への要求
　2.2　ペースメーカー用の音叉型水晶振動子の構造
　2.3　実験結果
3. 低ESRの音叉型水晶振動子
　3.1　低消費電力と低ESRの関係
　3.2　音叉型振動片の低ESR化
　3.3　実験結果
4. まとめ

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[ 機能材料マーケットデータ ]

触媒工業の市場動向
Market Trend of Catalyst Industry

　2016年度の国内における触媒工業市場は,自動車排気ガス浄化用,石油精製用,石油化学品製造用の三大用途の出荷量が堅調に推移した結果,前年比105.8%と微増であった。出荷金額の構成比では自動車排気ガス用触媒が6割近くを占めており,今後も電気自動車をはじめとした多様な自動車技術の開発に伴って増加するものと見込まれる。大気環境の保全という観点を踏まえると,大気中のNO2や浮遊粒子状物質の濃度は年々改善されてはいるが,国内の自動車保有台数の増加ならびに種々の新たな排気ガス規制が浸透してくることが予想され,各自動車メーカーは今後も自動車排気ガス浄化用触媒の開発に注力すると考えられる。

【目次】

1. 業界概要
2. 市場動向
　2.1　石油精製用
　2.2　石油化学製品製造用
　2.3　高分子重合用
　2.4　油脂加工・医薬・食品製造用
　2.5　自動車排ガス浄化用
　2.6　その他の環境保全用
3. 輸出入動向
4. 需要
5. 企業・技術動向
　5.1　日本触媒
　5.2　日揮触媒化成
　5.3　エボニックジャパン
　5.4　エヌ・イーケムキャット
　5.5　クラリアント触媒
　5.6　ジョンソン・マッセイ
　5.7　日揮ユニバーサル

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[ 機能材料マーケットデータ ]

プラスチック添加剤工業の市場動向
Market Trend of Plastic Additives Industry

　プラスチック材料やプラスチック製品には,その物性や性能を向上させるために多くの添加剤が用いられている。2016年のプラスチック材料の生産量は,前年比0.8%増の1092万6387トンとなった。

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

著者一覧
望月秀人　　東京大学
植村卓史　　東京大学　
道信剛志　　東京工業大学　
伊田翔平　　滋賀県立大学
金岡鐘局　　滋賀県立大学　　
野村琴広　　首都大学東京　
佐藤絵理子　　大阪市立大学　
髙坂泰弘　　信州大学　
相部紀夫　　(元)武田薬品工業(株)　


目次
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【特集】精密重合法によるポリマー材料の開発

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特集にあたって
A Preface

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錯体ナノ空間を用いたラジカル共重合の精密制御
Controlled Radical Copolymerization in Coordination Nanochannels

　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. MOFのナノ空間内でのフリーラジカル共重合
3. MOF細孔内にモノマーを固定した共重合
　3.1　ルイス酸サイトを利用した制御ラジカル共重合
　3.2　ルイス酸サイトを利用した制御ラジカル共重合
4. まとめ

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クリックケミストリーによる新高分子材料合成
Synthesis of New Polymeric Materials by Click Chemistry　

　本稿では,縮合型高分子の新しい合成法としてクリックケミストリーの概念を紹介する。クリックケミストリーは環境負荷が低い重合法として有用であり,直線型高分子から多分岐型高分子まで作り分けることができる。新しいクリックケミストリーの反応も報告され始めており,材料科学分野での重要性が増している。

【目次】
1. はじめに
2. クリックケミストリーの反応
3. アルキンとアジドの付加反応を用いた重付加
4. 金属触媒を使用しないクリックケミストリーの反応を用いた重付加
5. クリックケミストリーの反応を用いた多分岐型高分子の合成
6. 新しいクリックケミストリーの反応を用いた重付加
7. おわりに

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精密ラジカル重合法の活用による高分子ゲルの構造設計
Structure Design of Polymer Gel Networks by Precision Radical Polymerization

　高分子ゲルの高機能化に向けて,網目構造の精密な設計が求められている。本稿では,精密ラジカル重合法を活用したゲルの構造設計について筆者らの研究を中心に概説する。特に,構造の制御された前駆体高分子の架橋による均一網目ゲルの設計と,モノマーおよび架橋剤の連鎖配列を意識したゲルの膨潤挙動制御に関する研究を中心に述べる。

【目次】
1. はじめに
2. 精密ラジカル重合を用いた均一網目ゲルの設計
3. モノマー配列の効果
4. まとめ

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定量的な末端官能基化を基盤とする集積型π共役ポリマーの精密合成と特異な光機能
Precise Synthesis of Integrated Conjugated Polymers with Unique Optical Properties by Exclusive End-Modification
　
　π共役ポリマーの特性は,主鎖構造の緻密さに加え,末端構造の影響を強く受ける。遷移金属触媒によるジビニル芳香族化合物の非環式ジエンメタセシス重合では,構造欠陥や不純物の混在のない,高立体規則性で末端の揃った高分子量ポリマーを与える。この特徴を活かし,特に末端ビニル基との定量的な末端官能基変換により,別のポリマー鎖との結合や共役分子の導入による新規光機能材料の創製,共役が連結した末端官能基化ブロック共重合体や星型ポリマーの精密合成が可能となった。さらに触媒的な末端官能基化共役ポリマーの合成も可能となり,ポリマー末端に別々の官能基の導入も可能となった。

【目次】
1. はじめに
2. 遷移金属触媒による非環式ジエンメタセシス(ADMET)重合:末端の揃った高立体規則性π共役ポリマーの合成と精密集積化
　2.1　Ru 触媒によるADMET 重合:Mo 触媒によるオレフィンメタセシスWittig 型の炭素-炭素結合形成による共役ポリマー末端の定量的な官能基化と集積型光機能材料への展開
　2.2　Mo 触媒によるADMET 重合による触媒的な末端官能基化共役ポリマーの精密合成
3. まとめ

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構造制御された反応性高分子の合成と易解体性接着材料への応用
Synthesis of Well-Defined Reactive Polymers and their Application to Dismantlable Adhesives

　外部刺激により任意のタイミングで剥がせる易解体性接着材料が注目を集めている。使用時の十分な接着強度と解体性は相反する性質であり,これらの両立は容易ではない。反応性高分子を利用する易解体性接着材料の設計について,制御重合法による構造制御された反応性高分子の合成と,それらの特殊構造に由来する特異的な機能発現について紹介する。

【目次】
1. はじめに
2. 易解体性接着材料の設計
3. ポリペルオキシドを利用する易解体性接着材料　
4. 架橋とガス生成を利用する易解体性接着材料
5. おわりに

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α- 機能化アクリル酸エステルの精密設計による機能高分子合成
Synthesis of High-Performance Polymer by Designed α-Functionalized Acrylates

　アクリル酸エステルのα位を置換すると,重合性やポリマーの性質が大きく変化する。特に,カルボニル基,ビニリデン基とα- 置換基を協同的に用いる官能来シナジーの概念により,個々の官能基の性質だけでは実現し得ない新奇な機能を引き出すことができる。本稿では,α- 機能化アクリル酸エステルの設計指針と具体的な重合例について紹介する。

【目次】
1. はじめに
2. α- アリールアクリル酸エステル:共鳴効果と隣接基効果の利用
3. α-(アルコキシメチル)アクリル酸エステル:キレート効果の利用
4. α-(アミノメチル)アクリル酸エステル:分子内水素結合の利用
5. α-(ハロメチル)アクリル酸エステル:共役置換反応の利用
　5.1　共役置換反応の機構と特徴
　5.2　末端機能化立体規則性ポリメタクリル酸メチルの合成
　5.3　単官能モノマーを用いたアンバランス重縮合
　5.4　2 官能モノマーを用いた重縮合と主鎖分解
6. 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硫黄化合物の効果
Effect of Carbon-Sulfur 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. 活性炭表面硫黄化合物の調製とその性状
3. 活性炭表面硫黄化合物による有害金属の化学吸着・除去
　3.1　水銀の化学吸着・除去
　　3.1.1　気相での水銀の除去
　　3.1.2　液相での水銀の除去
　3.2　水銀以外の有害金属の除去
4. 活性炭表面硫黄化合物による都市鉱山からのレアメタルの吸着・回収
5. 活性炭表面硫黄化合物の電極触媒特性
　5.1　活性炭表面硫黄化合物の電極触媒特性
　5.2　活性炭表面硫黄化合物による光触媒活性
6. おわりに

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
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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
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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

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

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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

【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

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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

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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