- 出版社：シーエムシー出版
- 発行間隔：月刊
- 発売日：毎月7日
- サイズ：B5判
あらゆる材料の高機能化に対応する総合機能材料情報誌
本誌は日本で初めての総合機能材料情報誌として創刊1981年以来、あらゆる材料・形態の高機能化情報を提供して参りました。弊社の豊富な蓄積と情報網をもとに、機能材料関連の動向を深く広範囲に正確に捉え、「仕事に直結する」最新技術・市場情報を掲載しております。
機能材料 発売日・バックナンバー
全213件中
106 〜 120 件を表示
【特集】バイオプラスチックの新たな展開に迫る
-------------------------------------------------------------------------
キシランおよびグルコマンナンのプラスチック材料化と応用
Synthesis and Properties of Xylan and Glucomannan Ester Derivatives
-------------------------------------------------------------------------
岩田忠久(東京大学 大学院農学生命科学研究科 生物材料科学専攻 高分子材料学研究室 教授)
バイオマスの中でもプラスチック原料としてこれまで利用されてこなかったキシランや
グルコマンナンを用いて,エステル化により新規なプラスチック材料の創成を試みた。そ
の結果,これらのエステル誘導体は熱的安定性に優れ,置換基の種類や量により様々な物
性を発現できると共に,ポリ乳酸に対し,非常に優れた結晶核剤効果を有していることも
わかった。
【目次】
1.はじめに
2.キシランエステル誘導体の合成とその性質
3.キシランエステルのポリ乳酸に対する結晶核剤効果
4.クリックケミストリーを用いたキシラン―ポリ乳酸グラフトコポリマーの合成
5.グルコマンナントリエステルの合成と性質
6.置換度の異なるグルコマンナンエステルの合成と性質
7.おわりに
-------------------------------------------------------------------------
ミドリムシプラスチックの開発
Euglena Plastics
― Development of Thermoplastics made from euglenoid β‒1,3‒glucan ―
-------------------------------------------------------------------------
芝上基成((独)産業技術総合研究所 バイオメディカル研究部門 上級主任研究員)
林 雅弘(宮崎大学 農学部 海洋生物環境学科 准教授)
微細藻類の一種であるミドリムシがその細胞内に産生する多糖(パラミロン)を主原料とする
熱可塑性プラスチックを調製することに成功した。今回確立した合成戦略は,約70%と高い
ミドリムシ成分率のプラスチック(ミドリムシプラスチック)が得られる点が大きなメリットで
ある。また得られたミドリムシプラスチックは耐熱性や熱可塑性に優れていることが分かった。
【目次】
1.はじめに
2.ミドリムシの培養
3.パラミロンの選択
4.ミドリムシプラスチック原料の合成
5.ミドリムシプラスチックの熱物性
6.ミドリムシプラスチックの機械物性
7.今後の予定
-------------------------------------------------------------------------
樹脂流動制御法によるバイオプラスチックの物性改善
The Modifi cation for Mechanical Properties Bio Plastic by Resin Flow Control Molding
-------------------------------------------------------------------------
森 直樹(九州工業大学 情報工学部 客員教授)
バイオプラスチックを幅広い用途へ適用するには,耐熱性,成形性,耐衝撃性,耐久性,
難燃性などの特性を大幅に改善することが課題である。比較的低コストで単純な金型の改
良により,プラスチック成形品の性能を向上させる方策として,金型キャビティ壁面を可
動式とすることで樹脂流動における分子や繊維を積極的に配向させる流動制御成形法を提
案する。
【目次】
1.はじめに
1.1 研究目的と手法
2.植物由来のプラスチック
2.1 PLA の特性
2.2 PLA の特性改善技術
3.樹脂の流動制御技術
3.1 過去の研究における流動制御成形品の物性変化
3.2 樹脂流動制御成形法のPLA への適用および物性調査
3.3 実験装置
3.4 実験方法および条件
3.5 実験結果
3.6 アニール処理法と比較
4.考 察
4.1 回転コア回転数の依存性
4.2 回転コア駆動パターンの依存性
4.3 アニール処理法と比較
5.総 括
-------------------------------------------------------------------------
バイオマスプラスチックのバイオマス炭素含有率の測定法およびモノマー製造コスト評価
Determination Methods of Biobased Content for Biomass‒based Plastics and
Evaluation of Production Cost of their Monomers
-------------------------------------------------------------------------
国岡正雄((独)産業技術総合研究所 環境化学技術研究部門 高分子化学グループ
グループ長)
バイオマス製品を識別するためのマーク認証制度の紹介,バイオマス製品に含まれるバ
イオマス炭素の放射性炭素14 濃度測定による数種類の指標による含有率の計算法,その
国際標準規格化の状況を解説する。また,バイオマス原料としてフルフラールから,ステ
ップ毎の反応条件を詳細に検討することにより,バイオマスモノマーである1,4‒ブタン
ジオールとコハク酸の製造コストを計算した例について紹介する。
【目次】
1.はじめに
2.バイオマス製品マーク識別表示制度
3.バイオマス炭素の特徴,バイオマス炭素含有率の測定法
4.フルフラールからのバイオマス由来モノマー,バイオマスプラスチックの生産
5.C4 モノマーの製造コスト評価
6.バイオマス含有率のISO 国際標準規格化
7.まとめ
-------------------------------------------------------------------------
環境調和型高吸水性樹脂の創製
Development of Eco‒friendly Superabsorbent Hydrogels
-------------------------------------------------------------------------
吉村利夫(福岡女子大学 国際文理学部 環境科学科 教授)
現行の高吸水性樹脂は石油を原料としており,使用後は水分を大量に含有しているにも
かかわらず,主に焼却処理されているのが実情である。天然物を原料とし,生分解性を有
する高吸水性樹脂が実現できれば,環境負荷を大幅に低減できると期待される。本稿では
その開発状況について,セルロースなどの多糖類を原料とした場合を中心に概説する。
【目次】
1.はじめに
2.環境調和型高吸水性樹脂の意義
3.環境調和型高吸水性樹脂の分子設計
4.セルロース系高吸水性樹脂
4.1 セルロースエーテル系
4.2 セルロースエステル系
4.3 その他のセルロース系高吸水性樹脂
5.キチン系高吸水性樹脂
6.デンプン系高吸水性樹脂
7.その他の多糖類系高吸水性樹脂
8.ポリアミノ酸系高吸水性樹脂
9.おわりに
-------------------------------------------------------------------------
ポリ乳酸射出成形による自動車内装用モジュール部品の新規開発
Development of Hybrid Materials Based on Plant‒derived Polylactic Acid
and Natural Rubber for Vehicles Inner Parts
-------------------------------------------------------------------------
白石浩平(近畿大学 大学院 システム工学研究科 システム工学専攻 工学部
化学生命工学科;次世代基盤技術研究所 教授)
相良宗作(近畿大学 大学院 システム工学研究科 システム工学専攻)
矢野 徹(西川ゴム工業㈱ 技術本部 技術開発部 課長)
川口敬子(西川ゴム工業㈱ 技術本部 技術開発部 研究員)
橋本邦彦(西川ゴム工業㈱ 管理本部 総合企画部 次長)
ポリ(L‒乳酸)(PLA)を射出成形法により自動車内装部品などの応用を目的とした,産
業部品への改質に取り組んでいる。①耐熱性改善に必要な結晶化促進剤,②耐衝撃性改
善に必要な柔軟性素材の添加,③互いに非相溶な柔軟性素材とPLA を溶解する相溶化剤
あるいは界面結合性素材,④ PLA 寿命を制御しうる加水分解抑制剤の選択・配合を段階
的に検討する中,実用化可能な物性を与える素材を得たので紹介する。
【目次】
1.はじめに
2.結晶化促進剤による耐熱性の改善
3.軟質化剤と相溶化剤による耐衝撃性の改善
4.耐加水分解性の改善
5.おわりに
-------------------------------------------------------------------------
医療用途を目指した温度応答型生分解性スマートポリマーの設計
Design of Temperature‒responsive Biodegradable Polymer for Medical Use
-------------------------------------------------------------------------
大矢裕一(関西大学 化学生命工学部 化学・物質工学科 教授)
脂肪族ポリエステル類と他のモノマー・ポリマーなどとを複合化した新規な生分解性ポ
リマーを設計・合成し,それらを医療への応用を意図した生分解性バイオマテリアルとし
て応用する試みを行ってきた。本稿では,特に温度に応答する生分解性スマートポリマー
の例として,LCST 型温度応答性を示すポリマー,ゾル―ゲル転移を示すポリマー,形状
記憶能を発現するポリマーに関する研究を紹介する。
【目次】
1.はじめに
2.下限臨界溶解温度(LCST)型生分解性ポリマー
3.温度応答型生分解性インジェクタブルポリマー
3.1 インジェクタブルポリマーとその用途
3.2 生分解性温度応答性インジェクタブルポリマーの開発
3.3 分子構造制御による力学的強度向上
4.形状記憶ポリマー
4.1 生分解性形状記憶ポリマー
4.2 分岐構造の導入による形状記憶ポリマーの温度応答性制御
5.おわりに
-------------------------------------------------------------------------
シェールガス掘削用途で注目されるポリグリコール酸樹脂
Applications of Polyglycolic Acid in Shale Gas Development
-------------------------------------------------------------------------
髙橋健夫(㈱クレハ PGA 部 主任)
大倉正之(㈱クレハ PGA 部 主任)
シェールガス市場は成長著しくかつ有望な分野である。シェールガス開発に欠かせない
水圧破砕法を推進する上で,環境問題に対応した製品の適応が進んでいる。優れた分解性
能とプラスチック材料中最高レベルの強度を併せ持つKuredux® は,シェールガス掘削の
分野で様々な用途に応用できる可能性を持つ。
【目次】
1.ポリグリコール酸(PGA)とは
2.シェールガスとは
3.シェールガスで注目される生分解性樹脂
4.シェールガス掘削分野でのKuredux® の適用
4.1 背景
4.2 PGA のLCM としての性能
4.3 その他のシェールガス掘削用途
5.まとめ
-------------------------------------------------------------------------
Material Report -R&D-
-------------------------------------------------------------------------
人工DNA 含有インキを用いたセキュリティー用途向け印刷技術の開発
Security Printing Technology using Artificial DNA Ink
-------------------------------------------------------------------------
青山祐子(大日本印刷㈱ 情報ソリューション事業部 第二製造本部
ソリューション開発センター 1G)
前川博一(大日本印刷㈱ 情報ソリューション事業部 第二製造本部
ソリューション開発センター 1G リーダー)
偽造団による身分証明書や有価証券等の偽造が相次いでおり,新規セキュリティー技術
の開発が望まれている。中でもDNA は塩基配列を自由に設計できることからいわゆるデ
ジタルな情報材料として,塩基配列情報を物品認証や偽造防止技術へ利用する例が近年数
多く見受けられる。本稿では,改ざんが極めて困難である人工塩基を組み込んだDNA に
着目し,セキュリティー用途向けのオフセット印刷技術の開発を行った。
【目次】
1.はじめに
2.セキュリティー技術
2.1 Overt(オバート)機能
2.2 Covert(コバート)機能
2.3 Forensic(フォレンジック)機能
3.DNA
3.1 セキュリティー技術への応用
3.2 特 徴
3.3 課 題
3.4 人工DNA
4.インキ開発
4.1 印刷方式
4.2 オフセット印刷用のインキ化
4.3 印刷物の評価
4.4 真贋判定方法
5.まとめ
-------------------------------------------------------------------------
機能材料マーケットデータ
-------------------------------------------------------------------------
海外のバイオプラスチック実用化動向― EU での情報交換を経て―
The Movement in Industrialization of Bioplastics in Foreign Countries
― Through the Experience in Feasibility Study in EU ―
-------------------------------------------------------------------------
中嶋 元(京都工芸繊維大学(2013 年9 月よりAvantium Technologies B.V に所属予定))
【目次】
1.はじめに
2.バイオプラスチック市場の推移予測
3.バイオベースビルディングブロック(BBB)の工業生産
4.コハク酸(SA),乳酸(LA)
5.セルロースベースのプラットフォーム形成
6.バイオプラスチック普及に向けたユニークな取り組み(シアトル・マリナーズの例)
7.最後に
-------------------------------------------------------------------------
-------------------------------------------------------------------------
キシランおよびグルコマンナンのプラスチック材料化と応用
Synthesis and Properties of Xylan and Glucomannan Ester Derivatives
-------------------------------------------------------------------------
岩田忠久(東京大学 大学院農学生命科学研究科 生物材料科学専攻 高分子材料学研究室 教授)
バイオマスの中でもプラスチック原料としてこれまで利用されてこなかったキシランや
グルコマンナンを用いて,エステル化により新規なプラスチック材料の創成を試みた。そ
の結果,これらのエステル誘導体は熱的安定性に優れ,置換基の種類や量により様々な物
性を発現できると共に,ポリ乳酸に対し,非常に優れた結晶核剤効果を有していることも
わかった。
【目次】
1.はじめに
2.キシランエステル誘導体の合成とその性質
3.キシランエステルのポリ乳酸に対する結晶核剤効果
4.クリックケミストリーを用いたキシラン―ポリ乳酸グラフトコポリマーの合成
5.グルコマンナントリエステルの合成と性質
6.置換度の異なるグルコマンナンエステルの合成と性質
7.おわりに
-------------------------------------------------------------------------
ミドリムシプラスチックの開発
Euglena Plastics
― Development of Thermoplastics made from euglenoid β‒1,3‒glucan ―
-------------------------------------------------------------------------
芝上基成((独)産業技術総合研究所 バイオメディカル研究部門 上級主任研究員)
林 雅弘(宮崎大学 農学部 海洋生物環境学科 准教授)
微細藻類の一種であるミドリムシがその細胞内に産生する多糖(パラミロン)を主原料とする
熱可塑性プラスチックを調製することに成功した。今回確立した合成戦略は,約70%と高い
ミドリムシ成分率のプラスチック(ミドリムシプラスチック)が得られる点が大きなメリットで
ある。また得られたミドリムシプラスチックは耐熱性や熱可塑性に優れていることが分かった。
【目次】
1.はじめに
2.ミドリムシの培養
3.パラミロンの選択
4.ミドリムシプラスチック原料の合成
5.ミドリムシプラスチックの熱物性
6.ミドリムシプラスチックの機械物性
7.今後の予定
-------------------------------------------------------------------------
樹脂流動制御法によるバイオプラスチックの物性改善
The Modifi cation for Mechanical Properties Bio Plastic by Resin Flow Control Molding
-------------------------------------------------------------------------
森 直樹(九州工業大学 情報工学部 客員教授)
バイオプラスチックを幅広い用途へ適用するには,耐熱性,成形性,耐衝撃性,耐久性,
難燃性などの特性を大幅に改善することが課題である。比較的低コストで単純な金型の改
良により,プラスチック成形品の性能を向上させる方策として,金型キャビティ壁面を可
動式とすることで樹脂流動における分子や繊維を積極的に配向させる流動制御成形法を提
案する。
【目次】
1.はじめに
1.1 研究目的と手法
2.植物由来のプラスチック
2.1 PLA の特性
2.2 PLA の特性改善技術
3.樹脂の流動制御技術
3.1 過去の研究における流動制御成形品の物性変化
3.2 樹脂流動制御成形法のPLA への適用および物性調査
3.3 実験装置
3.4 実験方法および条件
3.5 実験結果
3.6 アニール処理法と比較
4.考 察
4.1 回転コア回転数の依存性
4.2 回転コア駆動パターンの依存性
4.3 アニール処理法と比較
5.総 括
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バイオマスプラスチックのバイオマス炭素含有率の測定法およびモノマー製造コスト評価
Determination Methods of Biobased Content for Biomass‒based Plastics and
Evaluation of Production Cost of their Monomers
-------------------------------------------------------------------------
国岡正雄((独)産業技術総合研究所 環境化学技術研究部門 高分子化学グループ
グループ長)
バイオマス製品を識別するためのマーク認証制度の紹介,バイオマス製品に含まれるバ
イオマス炭素の放射性炭素14 濃度測定による数種類の指標による含有率の計算法,その
国際標準規格化の状況を解説する。また,バイオマス原料としてフルフラールから,ステ
ップ毎の反応条件を詳細に検討することにより,バイオマスモノマーである1,4‒ブタン
ジオールとコハク酸の製造コストを計算した例について紹介する。
【目次】
1.はじめに
2.バイオマス製品マーク識別表示制度
3.バイオマス炭素の特徴,バイオマス炭素含有率の測定法
4.フルフラールからのバイオマス由来モノマー,バイオマスプラスチックの生産
5.C4 モノマーの製造コスト評価
6.バイオマス含有率のISO 国際標準規格化
7.まとめ
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環境調和型高吸水性樹脂の創製
Development of Eco‒friendly Superabsorbent Hydrogels
-------------------------------------------------------------------------
吉村利夫(福岡女子大学 国際文理学部 環境科学科 教授)
現行の高吸水性樹脂は石油を原料としており,使用後は水分を大量に含有しているにも
かかわらず,主に焼却処理されているのが実情である。天然物を原料とし,生分解性を有
する高吸水性樹脂が実現できれば,環境負荷を大幅に低減できると期待される。本稿では
その開発状況について,セルロースなどの多糖類を原料とした場合を中心に概説する。
【目次】
1.はじめに
2.環境調和型高吸水性樹脂の意義
3.環境調和型高吸水性樹脂の分子設計
4.セルロース系高吸水性樹脂
4.1 セルロースエーテル系
4.2 セルロースエステル系
4.3 その他のセルロース系高吸水性樹脂
5.キチン系高吸水性樹脂
6.デンプン系高吸水性樹脂
7.その他の多糖類系高吸水性樹脂
8.ポリアミノ酸系高吸水性樹脂
9.おわりに
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ポリ乳酸射出成形による自動車内装用モジュール部品の新規開発
Development of Hybrid Materials Based on Plant‒derived Polylactic Acid
and Natural Rubber for Vehicles Inner Parts
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白石浩平(近畿大学 大学院 システム工学研究科 システム工学専攻 工学部
化学生命工学科;次世代基盤技術研究所 教授)
相良宗作(近畿大学 大学院 システム工学研究科 システム工学専攻)
矢野 徹(西川ゴム工業㈱ 技術本部 技術開発部 課長)
川口敬子(西川ゴム工業㈱ 技術本部 技術開発部 研究員)
橋本邦彦(西川ゴム工業㈱ 管理本部 総合企画部 次長)
ポリ(L‒乳酸)(PLA)を射出成形法により自動車内装部品などの応用を目的とした,産
業部品への改質に取り組んでいる。①耐熱性改善に必要な結晶化促進剤,②耐衝撃性改
善に必要な柔軟性素材の添加,③互いに非相溶な柔軟性素材とPLA を溶解する相溶化剤
あるいは界面結合性素材,④ PLA 寿命を制御しうる加水分解抑制剤の選択・配合を段階
的に検討する中,実用化可能な物性を与える素材を得たので紹介する。
【目次】
1.はじめに
2.結晶化促進剤による耐熱性の改善
3.軟質化剤と相溶化剤による耐衝撃性の改善
4.耐加水分解性の改善
5.おわりに
-------------------------------------------------------------------------
医療用途を目指した温度応答型生分解性スマートポリマーの設計
Design of Temperature‒responsive Biodegradable Polymer for Medical Use
-------------------------------------------------------------------------
大矢裕一(関西大学 化学生命工学部 化学・物質工学科 教授)
脂肪族ポリエステル類と他のモノマー・ポリマーなどとを複合化した新規な生分解性ポ
リマーを設計・合成し,それらを医療への応用を意図した生分解性バイオマテリアルとし
て応用する試みを行ってきた。本稿では,特に温度に応答する生分解性スマートポリマー
の例として,LCST 型温度応答性を示すポリマー,ゾル―ゲル転移を示すポリマー,形状
記憶能を発現するポリマーに関する研究を紹介する。
【目次】
1.はじめに
2.下限臨界溶解温度(LCST)型生分解性ポリマー
3.温度応答型生分解性インジェクタブルポリマー
3.1 インジェクタブルポリマーとその用途
3.2 生分解性温度応答性インジェクタブルポリマーの開発
3.3 分子構造制御による力学的強度向上
4.形状記憶ポリマー
4.1 生分解性形状記憶ポリマー
4.2 分岐構造の導入による形状記憶ポリマーの温度応答性制御
5.おわりに
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シェールガス掘削用途で注目されるポリグリコール酸樹脂
Applications of Polyglycolic Acid in Shale Gas Development
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髙橋健夫(㈱クレハ PGA 部 主任)
大倉正之(㈱クレハ PGA 部 主任)
シェールガス市場は成長著しくかつ有望な分野である。シェールガス開発に欠かせない
水圧破砕法を推進する上で,環境問題に対応した製品の適応が進んでいる。優れた分解性
能とプラスチック材料中最高レベルの強度を併せ持つKuredux® は,シェールガス掘削の
分野で様々な用途に応用できる可能性を持つ。
【目次】
1.ポリグリコール酸(PGA)とは
2.シェールガスとは
3.シェールガスで注目される生分解性樹脂
4.シェールガス掘削分野でのKuredux® の適用
4.1 背景
4.2 PGA のLCM としての性能
4.3 その他のシェールガス掘削用途
5.まとめ
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Material Report -R&D-
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人工DNA 含有インキを用いたセキュリティー用途向け印刷技術の開発
Security Printing Technology using Artificial DNA Ink
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青山祐子(大日本印刷㈱ 情報ソリューション事業部 第二製造本部
ソリューション開発センター 1G)
前川博一(大日本印刷㈱ 情報ソリューション事業部 第二製造本部
ソリューション開発センター 1G リーダー)
偽造団による身分証明書や有価証券等の偽造が相次いでおり,新規セキュリティー技術
の開発が望まれている。中でもDNA は塩基配列を自由に設計できることからいわゆるデ
ジタルな情報材料として,塩基配列情報を物品認証や偽造防止技術へ利用する例が近年数
多く見受けられる。本稿では,改ざんが極めて困難である人工塩基を組み込んだDNA に
着目し,セキュリティー用途向けのオフセット印刷技術の開発を行った。
【目次】
1.はじめに
2.セキュリティー技術
2.1 Overt(オバート)機能
2.2 Covert(コバート)機能
2.3 Forensic(フォレンジック)機能
3.DNA
3.1 セキュリティー技術への応用
3.2 特 徴
3.3 課 題
3.4 人工DNA
4.インキ開発
4.1 印刷方式
4.2 オフセット印刷用のインキ化
4.3 印刷物の評価
4.4 真贋判定方法
5.まとめ
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機能材料マーケットデータ
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海外のバイオプラスチック実用化動向― EU での情報交換を経て―
The Movement in Industrialization of Bioplastics in Foreign Countries
― Through the Experience in Feasibility Study in EU ―
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中嶋 元(京都工芸繊維大学(2013 年9 月よりAvantium Technologies B.V に所属予定))
【目次】
1.はじめに
2.バイオプラスチック市場の推移予測
3.バイオベースビルディングブロック(BBB)の工業生産
4.コハク酸(SA),乳酸(LA)
5.セルロースベースのプラットフォーム形成
6.バイオプラスチック普及に向けたユニークな取り組み(シアトル・マリナーズの例)
7.最後に
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【特集】伝熱工学が導く熱利用・熱マネジメント技術最前線
Leading-edge Techniques in Utilization and Management of Heat Conducted
by Heat Transfer Engineering
-------------------------------------------------------------------------
特集にあたって
Introduction
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門出政則((公社)日本伝熱学会 第51 期会長
佐賀大学 海洋エネルギー研究センター 教授)
宇高義郎((公社)日本伝熱学会 特定推進研究企画委員会 委員長
横浜国立大学 大学院 工学研究院 教授)
-------------------------------------------------------------------------
排熱有効利用に寄与する化学蓄熱技術
Contributions of Thermochemical Energy Storage Technologies to Waste Heat Utilization
-------------------------------------------------------------------------
加藤之貴(東京工業大学 原子炉工学研究所 准教授)
日本の省エネルギーにおいて排熱の回収,有効利用技術は重要であり,とくに200 ～
400℃域の中温熱の有効利用が量的にも効果があることを指摘し,その利用への化学蓄熱
の寄与性を示した。化学蓄熱は従来の蓄熱,熱利用技術にない広い操作温度域,長時間熱
貯蔵性などを持ち,排熱回収に柔軟に対応できる可能性がある点で有用である。無機反応
系化学蓄熱に可能性があり,反応材料開発には種々の複合技術の導入により,より広範な
熱回収分野に応用が期待できる。また,化学蓄熱装置の実用化においては材料と熱交換器
のパッケージ化が必要であり,包括的な熱交換性能向上が重要である。このための高伝熱
性化学蓄熱材料の開発事例を示した。
【目次】
1.緒言
2.蓄熱ハイブリッド型熱プロセスの提案
3.化学蓄熱の原理と構成
4.化学蓄熱むけの反応系の探索
5.化学蓄熱材料の開発事例
5.1 反応温度の広域化
5.2 繰り返し反応耐久性の向上
5.3 高伝熱性化
6.まとめ
-------------------------------------------------------------------------
エクセルギー損失削減に貢献する伝熱促進技術
Heat Transfer Enhancement for Exergy Loss Reduction
-------------------------------------------------------------------------
鹿園直毅(東京大学 生産技術研究所 エネルギー工学連携研究センター 教授)
膨大なエクセルギー損失を削減するためには,様々なプロセスに存在する温度差を低減
する必要があるが,コストとのトレードオフという大きな障壁がある。その解決のための
有効な手段の一つが伝熱促進である。特に,熱伝導率の低い気相の伝熱促進が重要であり,
本稿では,壁面凹凸形状による単相伝熱促進手法について紹介する。
【目次】
1.はじめに
2.温度差とコストのトレードオフ
3.単相伝熱促進技術
4.おわりに
-------------------------------------------------------------------------
相変化伝熱流動の技術的諸課題を考える
On Technological Issues of Phase Change Heat Transfer
-------------------------------------------------------------------------
小澤 守(関西大学 社会安全学部 教授)
相変化伝熱流動現象はエネルギー機器にとっては基幹技術であり,また材料創成や空調
にとってもその品質を確保するうえで極めて重要な技術である。しかし相変化伝熱流動が
単独で技術として存在するのではなく,必ず周囲に関連システムがあり,さまざまな要因
との摺合せの中で存在するものである。将来の展開を考えるうえで,個別要素研究の重要
性は紛れもないが,同時にシステムとして組み上げる際の問題や商品としての価値につい
ても俯瞰したうえでの研究が望まれる。
【目次】
1.はじめに
2.相変化(沸騰)伝熱技術の位置付け
3.沸騰伝熱研究の経緯
4.沸騰二相流の特徴
5.沸騰二相流研究開発の各段階と課題
6.個別要素・基礎的研究段階における問題
7.組合せ・システム化段階の課題
8.商品化段階の課題
9.おわりに
-------------------------------------------------------------------------
熱ふく射の放射波長制御とエネルギー変換─周期的微細構造によるメタマテリアル創成の可能性─
Energy Conversion through Spectral Controlled Far-fi eld and Near-fi eld Radiations
─Approach to Meta-materials by Periodical Nanostructured Surfaces─
-------------------------------------------------------------------------
花村克悟(東京工業大学 大学院 理工学研究科 機械制御システム専攻 教授)
ふく射の放射(emission of radiation)にかかわる波長制御は,新たなエネルギー変換
手法につながる可能性がある。ここでは,プランクの法則に従う伝播成分に加え,これに
従わない近接場成分についても,周期的な表面微細構造を施すことにより,ある程度自由
にふく射性質(メタマテリアル)を創成できることについて概説する。
【目次】
1.はじめに
2.周期的マイクロキャビティによるふく射の放射波長制御
3.グレーティング構造によるふく射の指向性放射
4.薄膜系によるふく射の指向性放射
5.ピラーアレイ構造による近接場光の波長制御エネルギー輸送
6.エネルギー変換への応用
7.まとめ
-------------------------------------------------------------------------
次世代大フラックス電池に求められる輸送現象の解明と制御
Understanding and Control of Transport Phenomena in Fuel Cells and Batteries
under Large Flux Operation
-------------------------------------------------------------------------
津島将司(東京工業大学 大学院 理工学研究科 機械制御システム専攻 准教授)
平井秀一郎(東京工業大学 大学院 理工学研究科 機械制御システム専攻 教授)
本稿では,次世代大フラックス電池において,輸送現象の解明と制御が重要であること
を示し,固体高分子形燃料電池とリチウムイオン二次電池における低エネルギーX 線を
用いたin situ(その場)可視化による輸送現象の解明、ならびにフロー電池の流動制御
による高性能化について述べる。
【目次】
1.はじめに
2.固体高分子形燃料電池
2.1 固体高分子形燃料電池における輸送現象
2.2 固体高分子形燃料電池の軟X 線in situ 可視化
2.3 固体高分子形燃料電池における輸送現象の制御と促進に向けて
3.リチウムイオン二次電池
3.1 リチウムイオン二次電池における輸送現象
3.2 リチウムイオン電池の低エネルギーin situ可視化
4.バナジウムレドックスフロー電池
4.1 バナジウムレドックスフロー電池における輸送現象
4.2 櫛刃構造流路によるバナジウムレドックスフロー電池の性能向上
5.まとめ
-------------------------------------------------------------------------
次世代自動車に期待される伝熱工学
Heat and Mass Transfer Research for Next Generation Automobile
-------------------------------------------------------------------------
飯山明裕(日産自動車㈱ 総合研究所 EV システム研究所 エキスパートリーダ)
ハイブリッド自動車(HEV),電気自動車(BEV)や燃料電池自動車(FCEV)などの
次世代自動車は,電動化がすすみ,車載する限られたエネルギーを効率よく利用するクル
マである。本稿では,次世代自動車において,熱と物質の移動現象を扱う伝熱工学に期待
される課題について概観し,特に今後実用化が期待される燃料電池自動車における課題に
ついて述べる。
【目次】
1.はじめに
2.次世代自動車の伝熱工学に関する課題
3.燃料電池スタックの低コスト化
3.1 現状の到達レベル
4.伝熱工学に期待するブレークスルー
4.1 GDL の物質輸送の課題と現状
4.1.1 基材
4.1.2 マイクロポーラス層(MPL)
4.2 触媒層
4.3 触媒近傍の物質輸送課題
5.まとめ
-------------------------------------------------------------------------
Material Report -R&D-
-------------------------------------------------------------------------
機能紙「トッパンFS シリーズ」の開発
Development of Functional Paper “TOPPAN FS Series”
-------------------------------------------------------------------------
溝渕 隆(凸版印刷㈱ マテリアルソリューション事業本部 事業戦略本部
新市場開発部 新商品開発チーム 課長)
三木祐二(凸版印刷㈱ マテリアルソリューション事業本部 事業戦略本部
新市場開発部 新商品開発チーム)
凸版印刷では,機能性材料をパルプに高担持させた機能紙「トッパンFS シリーズ」の
開発を行っている。機能性粉材料をパルプに高担持させることで,紙の特性と機能性材料
の特性とを併せ持つ新しい材料を生み出すことができる。「トッパンFS シリーズ」は多
様なラインナップを持つが,本稿ではタングステン機能紙,ゼオライト機能紙について紹
介する。
【目次】
1.タングステン機能紙
1.1 概要
1.2 タングステン機能紙の特長
1.3 タングステン機能紙の基本物性
1.4 タングステン機能紙の放射線遮蔽性能
1.5 タングステン機能紙の活用例
1.6 今後の展開
2.ゼオライト機能紙
2.1 概要と特長
2.2 FS-ZEO シリーズの基本物性
2.3 吸着性能評価
2.3.1 セシウム(安定同位体)イオンに対する吸着試験
2.3.2 汚染土水に対する吸着試験
2.4 除染対策への活用事例
-------------------------------------------------------------------------
幅広い温度域で柔軟性をもつ多孔性材料・マシュマロゲルの合成と分離媒体への応用
Synthesis of Marshmallow-like Gels with Wide-temperature Flexibility
and their Applications to Separation Media
-------------------------------------------------------------------------
早瀬 元(京都大学 大学院 理学研究科 化学専攻)
金森主祥(京都大学 大学院 理学研究科 化学専攻 助教)
中西和樹(京都大学 大学院 理学研究科 化学専攻 准教授)
幅広い温度域において柔軟性と超撥水性を示す,シリコーン(有機ポリシロキサン)組
成のマクロ多孔性ゲルを開発し,マシュマロゲルと名付けた。マシュマロゲルは,一般的
なゾル―ゲル法において用いられる2 種類のアルコキシシランを大気雰囲気下,ワンポッ
トで反応させる簡便な手法によって得られ,超撥水性を活かした水―油の高効率分離媒体
としても有用である。本稿では,マシュマロゲルの基本的な物性と応用展開の可能性につ
いて簡潔に紹介する。
【目次】
1.はじめに
2.研究のきっかけ
3.マシュマロゲルの合成
4.超撥水性・油―水分離媒体としての応用
5.広い温度域での柔軟性
6.表面機能の拡張性
7.今後の展望
-------------------------------------------------------------------------
機能材料マーケットデータ
-------------------------------------------------------------------------
レアアース関連の動向
The Trend about a Rare Earth
-------------------------------------------------------------------------
【目次】
1.需給動向
2.業界動向
2.1 供給先確保
2.2 リサイクル関連
2.3 使用量低減・代替材料関連
Leading-edge Techniques in Utilization and Management of Heat Conducted
by Heat Transfer Engineering
-------------------------------------------------------------------------
特集にあたって
Introduction
-------------------------------------------------------------------------
門出政則((公社)日本伝熱学会 第51 期会長
佐賀大学 海洋エネルギー研究センター 教授)
宇高義郎((公社)日本伝熱学会 特定推進研究企画委員会 委員長
横浜国立大学 大学院 工学研究院 教授)
-------------------------------------------------------------------------
排熱有効利用に寄与する化学蓄熱技術
Contributions of Thermochemical Energy Storage Technologies to Waste Heat Utilization
-------------------------------------------------------------------------
加藤之貴(東京工業大学 原子炉工学研究所 准教授)
日本の省エネルギーにおいて排熱の回収,有効利用技術は重要であり,とくに200 ～
400℃域の中温熱の有効利用が量的にも効果があることを指摘し,その利用への化学蓄熱
の寄与性を示した。化学蓄熱は従来の蓄熱,熱利用技術にない広い操作温度域,長時間熱
貯蔵性などを持ち,排熱回収に柔軟に対応できる可能性がある点で有用である。無機反応
系化学蓄熱に可能性があり,反応材料開発には種々の複合技術の導入により,より広範な
熱回収分野に応用が期待できる。また,化学蓄熱装置の実用化においては材料と熱交換器
のパッケージ化が必要であり,包括的な熱交換性能向上が重要である。このための高伝熱
性化学蓄熱材料の開発事例を示した。
【目次】
1.緒言
2.蓄熱ハイブリッド型熱プロセスの提案
3.化学蓄熱の原理と構成
4.化学蓄熱むけの反応系の探索
5.化学蓄熱材料の開発事例
5.1 反応温度の広域化
5.2 繰り返し反応耐久性の向上
5.3 高伝熱性化
6.まとめ
-------------------------------------------------------------------------
エクセルギー損失削減に貢献する伝熱促進技術
Heat Transfer Enhancement for Exergy Loss Reduction
-------------------------------------------------------------------------
鹿園直毅(東京大学 生産技術研究所 エネルギー工学連携研究センター 教授)
膨大なエクセルギー損失を削減するためには,様々なプロセスに存在する温度差を低減
する必要があるが,コストとのトレードオフという大きな障壁がある。その解決のための
有効な手段の一つが伝熱促進である。特に,熱伝導率の低い気相の伝熱促進が重要であり,
本稿では,壁面凹凸形状による単相伝熱促進手法について紹介する。
【目次】
1.はじめに
2.温度差とコストのトレードオフ
3.単相伝熱促進技術
4.おわりに
-------------------------------------------------------------------------
相変化伝熱流動の技術的諸課題を考える
On Technological Issues of Phase Change Heat Transfer
-------------------------------------------------------------------------
小澤 守(関西大学 社会安全学部 教授)
相変化伝熱流動現象はエネルギー機器にとっては基幹技術であり,また材料創成や空調
にとってもその品質を確保するうえで極めて重要な技術である。しかし相変化伝熱流動が
単独で技術として存在するのではなく,必ず周囲に関連システムがあり,さまざまな要因
との摺合せの中で存在するものである。将来の展開を考えるうえで,個別要素研究の重要
性は紛れもないが,同時にシステムとして組み上げる際の問題や商品としての価値につい
ても俯瞰したうえでの研究が望まれる。
【目次】
1.はじめに
2.相変化(沸騰)伝熱技術の位置付け
3.沸騰伝熱研究の経緯
4.沸騰二相流の特徴
5.沸騰二相流研究開発の各段階と課題
6.個別要素・基礎的研究段階における問題
7.組合せ・システム化段階の課題
8.商品化段階の課題
9.おわりに
-------------------------------------------------------------------------
熱ふく射の放射波長制御とエネルギー変換─周期的微細構造によるメタマテリアル創成の可能性─
Energy Conversion through Spectral Controlled Far-fi eld and Near-fi eld Radiations
─Approach to Meta-materials by Periodical Nanostructured Surfaces─
-------------------------------------------------------------------------
花村克悟(東京工業大学 大学院 理工学研究科 機械制御システム専攻 教授)
ふく射の放射(emission of radiation)にかかわる波長制御は,新たなエネルギー変換
手法につながる可能性がある。ここでは,プランクの法則に従う伝播成分に加え,これに
従わない近接場成分についても,周期的な表面微細構造を施すことにより,ある程度自由
にふく射性質(メタマテリアル)を創成できることについて概説する。
【目次】
1.はじめに
2.周期的マイクロキャビティによるふく射の放射波長制御
3.グレーティング構造によるふく射の指向性放射
4.薄膜系によるふく射の指向性放射
5.ピラーアレイ構造による近接場光の波長制御エネルギー輸送
6.エネルギー変換への応用
7.まとめ
-------------------------------------------------------------------------
次世代大フラックス電池に求められる輸送現象の解明と制御
Understanding and Control of Transport Phenomena in Fuel Cells and Batteries
under Large Flux Operation
-------------------------------------------------------------------------
津島将司(東京工業大学 大学院 理工学研究科 機械制御システム専攻 准教授)
平井秀一郎(東京工業大学 大学院 理工学研究科 機械制御システム専攻 教授)
本稿では,次世代大フラックス電池において,輸送現象の解明と制御が重要であること
を示し,固体高分子形燃料電池とリチウムイオン二次電池における低エネルギーX 線を
用いたin situ(その場)可視化による輸送現象の解明、ならびにフロー電池の流動制御
による高性能化について述べる。
【目次】
1.はじめに
2.固体高分子形燃料電池
2.1 固体高分子形燃料電池における輸送現象
2.2 固体高分子形燃料電池の軟X 線in situ 可視化
2.3 固体高分子形燃料電池における輸送現象の制御と促進に向けて
3.リチウムイオン二次電池
3.1 リチウムイオン二次電池における輸送現象
3.2 リチウムイオン電池の低エネルギーin situ可視化
4.バナジウムレドックスフロー電池
4.1 バナジウムレドックスフロー電池における輸送現象
4.2 櫛刃構造流路によるバナジウムレドックスフロー電池の性能向上
5.まとめ
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次世代自動車に期待される伝熱工学
Heat and Mass Transfer Research for Next Generation Automobile
-------------------------------------------------------------------------
飯山明裕(日産自動車㈱ 総合研究所 EV システム研究所 エキスパートリーダ)
ハイブリッド自動車(HEV),電気自動車(BEV)や燃料電池自動車(FCEV)などの
次世代自動車は,電動化がすすみ,車載する限られたエネルギーを効率よく利用するクル
マである。本稿では,次世代自動車において,熱と物質の移動現象を扱う伝熱工学に期待
される課題について概観し,特に今後実用化が期待される燃料電池自動車における課題に
ついて述べる。
【目次】
1.はじめに
2.次世代自動車の伝熱工学に関する課題
3.燃料電池スタックの低コスト化
3.1 現状の到達レベル
4.伝熱工学に期待するブレークスルー
4.1 GDL の物質輸送の課題と現状
4.1.1 基材
4.1.2 マイクロポーラス層(MPL)
4.2 触媒層
4.3 触媒近傍の物質輸送課題
5.まとめ
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Material Report -R&D-
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機能紙「トッパンFS シリーズ」の開発
Development of Functional Paper “TOPPAN FS Series”
-------------------------------------------------------------------------
溝渕 隆(凸版印刷㈱ マテリアルソリューション事業本部 事業戦略本部
新市場開発部 新商品開発チーム 課長)
三木祐二(凸版印刷㈱ マテリアルソリューション事業本部 事業戦略本部
新市場開発部 新商品開発チーム)
凸版印刷では,機能性材料をパルプに高担持させた機能紙「トッパンFS シリーズ」の
開発を行っている。機能性粉材料をパルプに高担持させることで,紙の特性と機能性材料
の特性とを併せ持つ新しい材料を生み出すことができる。「トッパンFS シリーズ」は多
様なラインナップを持つが,本稿ではタングステン機能紙,ゼオライト機能紙について紹
介する。
【目次】
1.タングステン機能紙
1.1 概要
1.2 タングステン機能紙の特長
1.3 タングステン機能紙の基本物性
1.4 タングステン機能紙の放射線遮蔽性能
1.5 タングステン機能紙の活用例
1.6 今後の展開
2.ゼオライト機能紙
2.1 概要と特長
2.2 FS-ZEO シリーズの基本物性
2.3 吸着性能評価
2.3.1 セシウム(安定同位体)イオンに対する吸着試験
2.3.2 汚染土水に対する吸着試験
2.4 除染対策への活用事例
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幅広い温度域で柔軟性をもつ多孔性材料・マシュマロゲルの合成と分離媒体への応用
Synthesis of Marshmallow-like Gels with Wide-temperature Flexibility
and their Applications to Separation Media
-------------------------------------------------------------------------
早瀬 元(京都大学 大学院 理学研究科 化学専攻)
金森主祥(京都大学 大学院 理学研究科 化学専攻 助教)
中西和樹(京都大学 大学院 理学研究科 化学専攻 准教授)
幅広い温度域において柔軟性と超撥水性を示す,シリコーン(有機ポリシロキサン)組
成のマクロ多孔性ゲルを開発し,マシュマロゲルと名付けた。マシュマロゲルは,一般的
なゾル―ゲル法において用いられる2 種類のアルコキシシランを大気雰囲気下,ワンポッ
トで反応させる簡便な手法によって得られ,超撥水性を活かした水―油の高効率分離媒体
としても有用である。本稿では,マシュマロゲルの基本的な物性と応用展開の可能性につ
いて簡潔に紹介する。
【目次】
1.はじめに
2.研究のきっかけ
3.マシュマロゲルの合成
4.超撥水性・油―水分離媒体としての応用
5.広い温度域での柔軟性
6.表面機能の拡張性
7.今後の展望
-------------------------------------------------------------------------
機能材料マーケットデータ
-------------------------------------------------------------------------
レアアース関連の動向
The Trend about a Rare Earth
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【目次】
1.需給動向
2.業界動向
2.1 供給先確保
2.2 リサイクル関連
2.3 使用量低減・代替材料関連
-------------------------------------------------------------------------
【特集】白熱する次世代蓄電池の材料技術
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全固体電池の高性能化に向けた電極活物質微粒子の合成と電極複合体の形態制御
Synthesis of Active Materials and Morphology‒control of Composite Electrodes for Development of All‒solid‒state Batteries
麻生圭吾 (大阪府立大学 大学院 工学研究科 応用化学分野)
林晃敏 (大阪府立大学 大学院 工学研究科 応用化学分野 准教授)
辰巳砂昌弘 (大阪府立大学 大学院 工学研究科 応用化学分野 教授)
無機固体電解質を用いる全固体電池は、安全性と長寿命を兼ね備えた電池としてその開発が期待されている。電解液を用いる電池とは異なり、全固体電池では電極―電解質固体界面で電気化学反応が進行する。従って、全固体電池を高性能化するためには、両者の間に良好な固体界面を構築することが重要となる。固体界面構築のアプローチとして、電極活物質の微粒子化および形態制御、そして良好な固体界面を有する電極複合体の作製が挙げられる。本稿では、筆者らの最近の研究成果について紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. ホットソープ法による高容量電極活物質微粒子の合成
3. 電極複合体の形態制御
4. おわりに
-------------------------------------------------------------------------
ガーネット型酸化物を用いた全固体電池の特性評価
Electrochemical Performance of an All‒solid‒state Lithium Ion Battery with Garnet‒type Oxide Electrolyte
太田慎吾 ((株)豊田中央研究所 先端研究センター 研究員)
ガーネット型酸化物固体電解質であるLi7La3Zr2O12 の組成・結晶構造を制御しリチウムイオン伝導率を向上させた。この固体電解質を用いて全固体モデル電池を作製し、電気化学特性を評価した。この電池は良好な電池特性と界面物性を有しており、ガーネット型酸化物は固体電解質として有望な候補材料であることがわかった。
【目次】
1. はじめに
2. ガーネット型酸化物
3. Nb 置換した Li_7 La_3 Zr_2 O_12
4. Li_6.75 La_3 Zr_1.75 Nb_0.25 O_12 を固体電解質に用いた全固体リチウムイオン電池
5. おわりに
-------------------------------------------------------------------------
ナトリウムイオン電池の材料開発と電池特性評価
Active Materials and the Electrochemical Properties of Sodium Ion Batteries
中根堅次 (住友化学(株) 筑波開発研究所 上席研究員)
久世智 (住友化学(株) 筑波開発研究所 主任研究員)
岡田重人 (九州大学 先導物質化学研究所 先端素子材料部門 准教授)
智原久仁子 (九州大学 先導物質化学研究所 先端素子材料部門 テクニカルスタッフ)
ナトリウムイオン電池は、供給量が豊富でしかも安価な材料により構成することができ、大型蓄電池用途での実用化が期待されている。正極材として、層状型の酸化物のほか、リン酸塩や硫化物、有機物などが、また負極材として、大きな放電容量と実用的なサイクル特性を示す炭素材料が見出されている。ラミネート型ナトリウムイオン電池を試作して初期特性と安全性を評価、同電池のポテンシャルを実証した。
【目次】
1. ナトリウムイオン二次電池の開発背景
2. ナトリウムイオン電池用正極候補
2.1 層状岩塩酸化物 NaFeO_2
2.2 層状硫化物 TiS_2
2.3 パイライト型硫化物 FeS_2
2.4 フッ素化ポリアニオン系 Na_3 V_2 (PO_4)_2 F_3
2.5 有機系ロジゾン酸2 ナトリウム Na_2 C_6 O_6
3. ナトリウムイオン電池用負極候補
3.1 Na 金属
3.2 金属系負極
3.3 炭素
4. ナトリウムイオン二次電池
4.1 コイン電池評価
4.2 ラミネート電池評価
5. まとめ
-------------------------------------------------------------------------
理論計算を用いた Mg 二次電池正極材料の特性予測
Property Prediction of the Mg Secondary Battery Anode Material using Theoretical Calculation
中村馨 ((一財)電力中央研究所 材料科学研究所 構造材料領域 主任研究員)
森昌史 ((一財)電力中央研究所 材料科学研究所 上席研究員)
大沼敏治 ((一財)電力中央研究所 材料科学研究所 構造材料領域 主任研究員)
Mg 二次電池の実現にあたっては、優れたサイクル性と高電位を示す正極材料の探索が必要不可欠である。本稿では、第一原理計算を中心とした理論計算による正極材料探索について概説する。そして事例紹介として、既知の正極材料であるシェブレル相 Mo_3 S_4 と、基礎的研究段階にある Mg Co_2 O_4 スピネルを対象とした理論予測について紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. 理論計算による材料探索
3. 正極特性の予測
3.1 結晶の安定性
3.2 酸化・還元反応の可視化
3.3 Mg イオンの拡散
3.4 結晶構造予測と電極電位
4. 結言
-------------------------------------------------------------------------
アルミニウム二次電池の開発
Construction of Aluminum Rechargeable Batteries
知久昌信 (大阪府立大学 大学院 工学研究科 物質・化学系専攻 応用化学分野 助教)
井上博史 (大阪府立大学 大学院 工学研究科 物質・化学系専攻 応用化学分野 教授)
負極にアルミニウムを使用したアルミニウム二次電池は、リチウムを用いる二次電池と比較して安全で理論容量が大きいが、アルミニウム二次電池の研究はほとんど行われていない。本稿ではアルミニウム二次電池の研究動向と技術的な問題点について述べる。
【目次】
1. はじめに
2. アルミニウム二次電池用電解液
2.1 アルミニウムメッキ用電解液
2.2 アルミニウム二次電池用電解液
3. アルミニウム二次電池用正極材料
4. まとめ
-------------------------------------------------------------------------
ルベアン酸を正極活物質とする高エネルギー密度二次電池
A Multi‒electron Organic Battery Based on Rubeanic Acid
佐藤正春 ((株)村田製作所)
目代英久 ((株)本田技術研究所 四輪R&Dセンター)
鋤柄宜 ((株)本田技術研究所 四輪R&Dセンター 主任研究員)
千葉一美 (日本カーリット(株) 新商品開発室 副課長)
国府英司 (日本カーリット(株) R&Dセンター)
桐生俊幸 (日本カーリット(株) R&Dセンター 主任研究員)
奥村亮 ((株)村田製作所)
丸山則彦 ((株)村田製作所)
多電子が関与する酸化還元反応を示すルベアン酸を正極活物質とするハーフセルは容量密度 650Ah/kg で活物質あたりのエネルギー密度は 1550Wh/kg と、現在利用されている最先端電池であるLi イオン二次電池活物質の2.5倍に達する。ここでは、次世代の高エネルギー密度二次電池として期待されるルベアン酸を用いた有機二次電池について、基本的な電気化学的性質を説明し、実用化に向けた取り組みの現状を紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. ルベアン酸を活物質とする有機二次電池の電気化学的性質
3. 実用化を目指した取り組み
3.1 ルベアン酸含有量の増大
3.2 Li 源の確保
3.3 高容量密度負極の開発
3.4 安全性の確認
4. 低コスト二次電池の可能性
5. おわりに
-------------------------------------------------------------------------
Material Report―R&D―
-------------------------------------------------------------------------
小型風力発電用の低重心風車とバタフライ風車の開発研究
Research and Development of Low Center‒of‒Gravity Wind Turbine and Butterfly Wind Turbine for Small‒Scale Wind Power Generation
原豊 (鳥取大学 大学院 工学研究科 機械宇宙工学専攻 応用数理工学講座 准教授)
性能が風向変化に依存しない垂直軸風車は構造がシンプルにでき低コスト化の可能性があるとともにデザインの多様性も持つ。本稿では、起動性の向上と低コスト化を目指して考案した新しい形状を持つ2つの垂直軸風車:低重心風車とバタフライ風車の研究について紹介をする。
【目次】
1. はじめに
2. 低重心風車とバタフライ風車の考案
3. 風車特性予測
4. 実験結果と理論予測の比較
5. 応用例の提案
6. おわりに
-------------------------------------------------------------------------
ナノ階層構造設計技術による超低燃費タイヤ用ゴムの開発
Development of Rubber Compounds for Super Fuel Effi cient Tire using Nano‒hierarchical Architecture Design Technology
芥川恵造 ((株)ブリヂストン タイヤ材料開発第一本部 フェロー)
低燃費タイヤ用ゴムにおいてエネルギーロスと耐摩耗性を高度に両立する材料技術を開発した。本技術は、ゴム中の各配合材の空間配置を要求特性にあわせて最適化するための観察、解析、制御技術から成る。ここでは、ゴム材料内部の微細構造の観察、解析技術を中心に解説をする。
【目次】
1. はじめに
2. 三次元ナノ階層構造制御技術
3. 架橋網目分布可視化技術
4. 充填剤分散可視化技術
5. ナノスケール有限要素法による変形解析
6. おわりに
-------------------------------------------------------------------------
シリーズ 生体組織光学―生体分子との相互作用基礎過程から臨床診断・治療まで―(9)
-------------------------------------------------------------------------
双積分球と逆モンテカルロ法による光学特性値の測定方法
Optical Properties Measurement by using a Double Integrating Sphere and Inverse Monte Carlo Method
粟津邦男 (大阪大学 大学院 工学研究科 環境・エネルギー工学専攻;大学院 生命機能研究科;臨床医工学融合研究教育センター 教授)
Steven L. Jacques (Oregon Health & Science University Departments of Biomedical Engineering and Dermatology Professor)
本多典広 (大阪大学 未来戦略機構 第二部門 特任助教)
間久直 (大阪大学 大学院 工学研究科 附属高度人材育成センター 助教)
前回まで、モンテカルロシミュレーションを用いた生体組織内での光のフルエンスの計算方法について記述した。本稿では、生体組織内での光の伝搬を理解するのに必要な生体組織の光学特性値の計測方法について記述する。
【目次】
1. 光学特性値の測定方法
2. 双積分球光学系
3. 逆モンテカルロ法
4. まとめ
-------------------------------------------------------------------------
機能材料マーケットデータ
-------------------------------------------------------------------------
一次,二次電池の市場
The Market of a Primary Battery and a Rechargeable Battery
【目次】
1. 電池市場の概要
2. 一次電池
3. 二次電池
-------------------------------------------------------------------------
【特集】白熱する次世代蓄電池の材料技術
-------------------------------------------------------------------------
全固体電池の高性能化に向けた電極活物質微粒子の合成と電極複合体の形態制御
Synthesis of Active Materials and Morphology‒control of Composite Electrodes for Development of All‒solid‒state Batteries
麻生圭吾 (大阪府立大学 大学院 工学研究科 応用化学分野)
林晃敏 (大阪府立大学 大学院 工学研究科 応用化学分野 准教授)
辰巳砂昌弘 (大阪府立大学 大学院 工学研究科 応用化学分野 教授)
無機固体電解質を用いる全固体電池は、安全性と長寿命を兼ね備えた電池としてその開発が期待されている。電解液を用いる電池とは異なり、全固体電池では電極―電解質固体界面で電気化学反応が進行する。従って、全固体電池を高性能化するためには、両者の間に良好な固体界面を構築することが重要となる。固体界面構築のアプローチとして、電極活物質の微粒子化および形態制御、そして良好な固体界面を有する電極複合体の作製が挙げられる。本稿では、筆者らの最近の研究成果について紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. ホットソープ法による高容量電極活物質微粒子の合成
3. 電極複合体の形態制御
4. おわりに
-------------------------------------------------------------------------
ガーネット型酸化物を用いた全固体電池の特性評価
Electrochemical Performance of an All‒solid‒state Lithium Ion Battery with Garnet‒type Oxide Electrolyte
太田慎吾 ((株)豊田中央研究所 先端研究センター 研究員)
ガーネット型酸化物固体電解質であるLi7La3Zr2O12 の組成・結晶構造を制御しリチウムイオン伝導率を向上させた。この固体電解質を用いて全固体モデル電池を作製し、電気化学特性を評価した。この電池は良好な電池特性と界面物性を有しており、ガーネット型酸化物は固体電解質として有望な候補材料であることがわかった。
【目次】
1. はじめに
2. ガーネット型酸化物
3. Nb 置換した Li_7 La_3 Zr_2 O_12
4. Li_6.75 La_3 Zr_1.75 Nb_0.25 O_12 を固体電解質に用いた全固体リチウムイオン電池
5. おわりに
-------------------------------------------------------------------------
ナトリウムイオン電池の材料開発と電池特性評価
Active Materials and the Electrochemical Properties of Sodium Ion Batteries
中根堅次 (住友化学(株) 筑波開発研究所 上席研究員)
久世智 (住友化学(株) 筑波開発研究所 主任研究員)
岡田重人 (九州大学 先導物質化学研究所 先端素子材料部門 准教授)
智原久仁子 (九州大学 先導物質化学研究所 先端素子材料部門 テクニカルスタッフ)
ナトリウムイオン電池は、供給量が豊富でしかも安価な材料により構成することができ、大型蓄電池用途での実用化が期待されている。正極材として、層状型の酸化物のほか、リン酸塩や硫化物、有機物などが、また負極材として、大きな放電容量と実用的なサイクル特性を示す炭素材料が見出されている。ラミネート型ナトリウムイオン電池を試作して初期特性と安全性を評価、同電池のポテンシャルを実証した。
【目次】
1. ナトリウムイオン二次電池の開発背景
2. ナトリウムイオン電池用正極候補
2.1 層状岩塩酸化物 NaFeO_2
2.2 層状硫化物 TiS_2
2.3 パイライト型硫化物 FeS_2
2.4 フッ素化ポリアニオン系 Na_3 V_2 (PO_4)_2 F_3
2.5 有機系ロジゾン酸2 ナトリウム Na_2 C_6 O_6
3. ナトリウムイオン電池用負極候補
3.1 Na 金属
3.2 金属系負極
3.3 炭素
4. ナトリウムイオン二次電池
4.1 コイン電池評価
4.2 ラミネート電池評価
5. まとめ
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理論計算を用いた Mg 二次電池正極材料の特性予測
Property Prediction of the Mg Secondary Battery Anode Material using Theoretical Calculation
中村馨 ((一財)電力中央研究所 材料科学研究所 構造材料領域 主任研究員)
森昌史 ((一財)電力中央研究所 材料科学研究所 上席研究員)
大沼敏治 ((一財)電力中央研究所 材料科学研究所 構造材料領域 主任研究員)
Mg 二次電池の実現にあたっては、優れたサイクル性と高電位を示す正極材料の探索が必要不可欠である。本稿では、第一原理計算を中心とした理論計算による正極材料探索について概説する。そして事例紹介として、既知の正極材料であるシェブレル相 Mo_3 S_4 と、基礎的研究段階にある Mg Co_2 O_4 スピネルを対象とした理論予測について紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. 理論計算による材料探索
3. 正極特性の予測
3.1 結晶の安定性
3.2 酸化・還元反応の可視化
3.3 Mg イオンの拡散
3.4 結晶構造予測と電極電位
4. 結言
-------------------------------------------------------------------------
アルミニウム二次電池の開発
Construction of Aluminum Rechargeable Batteries
知久昌信 (大阪府立大学 大学院 工学研究科 物質・化学系専攻 応用化学分野 助教)
井上博史 (大阪府立大学 大学院 工学研究科 物質・化学系専攻 応用化学分野 教授)
負極にアルミニウムを使用したアルミニウム二次電池は、リチウムを用いる二次電池と比較して安全で理論容量が大きいが、アルミニウム二次電池の研究はほとんど行われていない。本稿ではアルミニウム二次電池の研究動向と技術的な問題点について述べる。
【目次】
1. はじめに
2. アルミニウム二次電池用電解液
2.1 アルミニウムメッキ用電解液
2.2 アルミニウム二次電池用電解液
3. アルミニウム二次電池用正極材料
4. まとめ
-------------------------------------------------------------------------
ルベアン酸を正極活物質とする高エネルギー密度二次電池
A Multi‒electron Organic Battery Based on Rubeanic Acid
佐藤正春 ((株)村田製作所)
目代英久 ((株)本田技術研究所 四輪R&Dセンター)
鋤柄宜 ((株)本田技術研究所 四輪R&Dセンター 主任研究員)
千葉一美 (日本カーリット(株) 新商品開発室 副課長)
国府英司 (日本カーリット(株) R&Dセンター)
桐生俊幸 (日本カーリット(株) R&Dセンター 主任研究員)
奥村亮 ((株)村田製作所)
丸山則彦 ((株)村田製作所)
多電子が関与する酸化還元反応を示すルベアン酸を正極活物質とするハーフセルは容量密度 650Ah/kg で活物質あたりのエネルギー密度は 1550Wh/kg と、現在利用されている最先端電池であるLi イオン二次電池活物質の2.5倍に達する。ここでは、次世代の高エネルギー密度二次電池として期待されるルベアン酸を用いた有機二次電池について、基本的な電気化学的性質を説明し、実用化に向けた取り組みの現状を紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. ルベアン酸を活物質とする有機二次電池の電気化学的性質
3. 実用化を目指した取り組み
3.1 ルベアン酸含有量の増大
3.2 Li 源の確保
3.3 高容量密度負極の開発
3.4 安全性の確認
4. 低コスト二次電池の可能性
5. おわりに
-------------------------------------------------------------------------
Material Report―R&D―
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小型風力発電用の低重心風車とバタフライ風車の開発研究
Research and Development of Low Center‒of‒Gravity Wind Turbine and Butterfly Wind Turbine for Small‒Scale Wind Power Generation
原豊 (鳥取大学 大学院 工学研究科 機械宇宙工学専攻 応用数理工学講座 准教授)
性能が風向変化に依存しない垂直軸風車は構造がシンプルにでき低コスト化の可能性があるとともにデザインの多様性も持つ。本稿では、起動性の向上と低コスト化を目指して考案した新しい形状を持つ2つの垂直軸風車:低重心風車とバタフライ風車の研究について紹介をする。
【目次】
1. はじめに
2. 低重心風車とバタフライ風車の考案
3. 風車特性予測
4. 実験結果と理論予測の比較
5. 応用例の提案
6. おわりに
-------------------------------------------------------------------------
ナノ階層構造設計技術による超低燃費タイヤ用ゴムの開発
Development of Rubber Compounds for Super Fuel Effi cient Tire using Nano‒hierarchical Architecture Design Technology
芥川恵造 ((株)ブリヂストン タイヤ材料開発第一本部 フェロー)
低燃費タイヤ用ゴムにおいてエネルギーロスと耐摩耗性を高度に両立する材料技術を開発した。本技術は、ゴム中の各配合材の空間配置を要求特性にあわせて最適化するための観察、解析、制御技術から成る。ここでは、ゴム材料内部の微細構造の観察、解析技術を中心に解説をする。
【目次】
1. はじめに
2. 三次元ナノ階層構造制御技術
3. 架橋網目分布可視化技術
4. 充填剤分散可視化技術
5. ナノスケール有限要素法による変形解析
6. おわりに
-------------------------------------------------------------------------
シリーズ 生体組織光学―生体分子との相互作用基礎過程から臨床診断・治療まで―(9)
-------------------------------------------------------------------------
双積分球と逆モンテカルロ法による光学特性値の測定方法
Optical Properties Measurement by using a Double Integrating Sphere and Inverse Monte Carlo Method
粟津邦男 (大阪大学 大学院 工学研究科 環境・エネルギー工学専攻;大学院 生命機能研究科;臨床医工学融合研究教育センター 教授)
Steven L. Jacques (Oregon Health & Science University Departments of Biomedical Engineering and Dermatology Professor)
本多典広 (大阪大学 未来戦略機構 第二部門 特任助教)
間久直 (大阪大学 大学院 工学研究科 附属高度人材育成センター 助教)
前回まで、モンテカルロシミュレーションを用いた生体組織内での光のフルエンスの計算方法について記述した。本稿では、生体組織内での光の伝搬を理解するのに必要な生体組織の光学特性値の計測方法について記述する。
【目次】
1. 光学特性値の測定方法
2. 双積分球光学系
3. 逆モンテカルロ法
4. まとめ
-------------------------------------------------------------------------
機能材料マーケットデータ
-------------------------------------------------------------------------
一次,二次電池の市場
The Market of a Primary Battery and a Rechargeable Battery
【目次】
1. 電池市場の概要
2. 一次電池
3. 二次電池
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【特集 自己組織化がもたらす材料化学の新境地―若手研究者の飽くなき挑戦―】
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特集にあたって
Introduction
-------------------------------------------------------------------------
中西尚志((独)物質・材料研究機構 高分子材料ユニット 有機材料グループ 主幹研究員)
-------------------------------------------------------------------------
ナノ相分離を利用した新規液晶性半導体の電荷輸送
Carrier Transport of Liquid‒Crystalline Semiconductors through Nanosegregation
-------------------------------------------------------------------------
舟橋正浩(香川大学 工学部 材料創造工学科 教授)
アルキル鎖を導入した液晶性オリゴチオフェン誘導体の電界効果型トランジスターへの
応用と液晶相でのホール輸送特性,および,側鎖にオリゴシロキサン鎖を導入したペリレ
ンテトラカルボン酸ビスイミド誘導体の液晶性と電子輸送特性について,ナノ相分離によ
る構造形成の視点から論ずる。
【目次】
1. はじめに
2.液晶相での分子間相互作用制御とナノ相分離
3.液晶性半導体を利用した電界効果型トランジスター
4.オリゴシロキサン鎖を導入した新規液晶性半導体
4.1 側鎖型液晶性ポリシロキサンにおけるナノ相分離
4.2 オリゴシロキサン鎖を導入したペリレンテトラカルボン酸ビスイミド誘導体
5.結論
-------------------------------------------------------------------------
自己組織化材料のミクロ・マクロ光電気物性評価
Micro and Macro-scale Optoelectronic Properties of Self-Assembled Electronics
-------------------------------------------------------------------------
佐伯昭紀(大阪大学 大学院工学研究科 助教)
π共役平面をコアとする自己組織化材料において有機エレクトロニクスデバイスを志向
した研究が盛んに行われている。本稿では,時間分解マイクロ波伝導度法(TRMC)を用
いた自己組織化材料中でのミクロ・マクロ電荷キャリア移動度評価を,理論計算との比較
を交えて紹介する。
【目次】
1. はじめに
2.光電変換機能を有する自己組織化材料
2.1 有機薄膜太陽電池中のミクロ相分離構造
2.2 太陽電池デバイスにおける自己組織化材料の試み
2.3 p/n ヘテロジャンクションを有するナノチューブのミクロ・マクロ電気物性
3.おわりに
-------------------------------------------------------------------------
自己組織化超モルフォロジー材料:超撥水膜および光エネルギー応用
Self‒Assembled Super‒Morphological Materials:
Superhydrophobic Surfaces and Light-Energy Applications
-------------------------------------------------------------------------
中西尚志((独)物質・材料研究機構 高分子材料ユニット 有機材料グループ 主幹研究員)
分子間の比較的弱い相互作用のみで形成される自己組織化構造を如何にして有用な材料
に仕立てるのか? 分子自己組織化システムを学問としてとらえて研究するだけでは,なかなか
たどり着けない課題である。ここでは,工業応用的にも可能性を秘める「表面加工技術」や
「光エネルギー応用技術」へ向けた分子自己組織化構造の創製技術を取り上げる。
具体的には,フラーレン(C60)を素材とする自己組織化材料となっており,超撥水膜の創製を
中心に,有機材料の弱点でもある機械強度や環境耐性向上への解決アプローチも紹介する。
【目次】
1. はじめに
2.世界初のC60 素材超撥水膜
3.高い環境耐性を持つ自己組織化超撥水膜
4.構造転写による超撥水および超親水膜の創製
5.表面濡れ性の「光」リモートコントロール
6.今後の展望
-------------------------------------------------------------------------
シングルナノパターニングに向けた高分子自己組織化リソグラフィと材料設計
Block Copolymer Lithography and Material Design for Single Nanopatterning
-------------------------------------------------------------------------
早川晃鏡(東京工業大学 大学院理工学研究科 有機・高分子物質専攻 准教授)
次世代の微細加工技術として,高分子ブロック共重合体の自己組織化現象を利用するリ
ソグラフィ(ブロック共重合体リソグラフィ)が注目を集めている。微細加工サイズの究
極的な微小化と自己組織化に基づく低エネルギーで簡便な製法による低コストプロセスが
期待されている。本稿では,ブロック共重合体リソグラフィの概説を含め,ドメイン間距
離が10 nm を下回るサイズのパターン形成を目指したブロック共重合体材料の設計と自
己組織化誘導技術(Directed Self-Assembly, DSA)を利用した規則配列パターンの形成
について紹介する。
【目次】
1. はじめに
2.ブロック共重合体リソグラフィと材料への要求特性
3.新世代ブロック共重合体リソグラフィ材料:かご形シルセスキオキサン(POSS)
含有ブロック共重合体
4.階層構造を利用する超微細リソグラフィ用レジストの開発に向けて
5.まとめ
-------------------------------------------------------------------------
クリスチャンセンフィルター効果を利用した刺激に応じて色を変える相分離型発色材料
Stimuli‒sensitive Phase‒Separated Color Material using Christiansen Filter Effect
-------------------------------------------------------------------------
竹岡敬和(名古屋大学 大学院工学研究科 物質制御工学専攻 准教授)
本稿では,ポーラスな構造の高分子に溶媒や液晶を染みこませた材料がクリスチャンセ
ンフィルター効果によって発色すること,および,その色が温度などの環境変化に応じて
変えられることを見いだしたので紹介する。
【目次】
1. はじめに
2.相分離構造を有する高分子膜の調製とその発色性
3.クリスチャンセンフィルター効果のPolymerDispersed Liquid Crystal への利用
4.まとめ
-------------------------------------------------------------------------
生体材料を素材としたキラル発光自己組織化材料の創成
Circularly Polarized Luminescent Supramolecular Materials based on Biomaterials
-------------------------------------------------------------------------
内藤昌信((独)物質・材料研究機構 環境再生材料ユニット 主幹研究員)
円偏光発光(CPL)はこれまで励起状態での立体構造を解明するために用いられてきた
が,最近では高度な光情報プロセッシングのツールとして注目を集めている。本稿では,
円偏光発光材料についての原理と動向についてまとめ,生体材料のホモキラリティをソー
スとした円偏光発光性量子ドットについて解説する。
【目次】
1.キラリティと分光
2.CPL 活性な(超)分子群
3.CPL 活性な高分子群
4.CPL 活性な半導体ナノ粒子
4.1 CdS 内包フェリチンの合成および円偏光発光特性評価
4.2 アポフェリチンおよびCdS 内包フェリチンの吸収/蛍光/円偏光発光特性とCdS の構造相関
4.3 光エッチングによるCPL 発光波長制御
5.結 言
-------------------------------------------------------------------------
生体に迫る色素ナノ集合体のデザイン
Bio‒Inspired Synthetic Dye Assemblies
-------------------------------------------------------------------------
矢貝史樹(千葉大学 大学院工学研究科 共生応用化学専攻 准教授)
山内光陽(千葉大学 大学院工学研究科 共生応用化学専攻)
色素の集合体に関しては,基礎・応用問わず古くから活発に研究されてきた。最近,色
素が形成する明瞭な輪郭を有する集合体が,機能性ナノ材料として注目を集めている。本
稿では,従来の合成色素の集合には見られないリング状ナノ構造の形成について,著者ら
の最近の研究例を紹介する。
【目次】
1.はじめに
2.ナノリングの発見
3.離散型ナノリング
4.積層性ナノリング
5.おわりに
-------------------------------------------------------------------------
ウイルスに学んだペプチド自己組織化材料
Virus‒inspired Self‒assembled Peptide Materials
-------------------------------------------------------------------------
松浦和則(鳥取大学 大学院工学研究科 化学・生物応用工学専攻 教授)
天然ウイルスの殻(キャプシド)は,タンパク質が規則的に自己組織化して形成される
高度な対称性を有するナノ材料である。近年,ウイルスキャプシドを利用したナノテクノ
ロジーが盛んに研究されているが,キャプシド構造を化学的に構築する手法は未発達であ
る。本稿では,ウイルスに学んで分子設計したペプチドの自己集合によるナノカプセル構
築について概説する。
【目次】
1.はじめに
2.三回対称β‒シート形成ペプチドコンジュゲートの自己集合
3.三回対称グルタチオンコンジュゲートの自己集合
4.ウイルス由来β‒Annulus ペプチドの自己集合による人工ウイルス殻の構築
5.まとめ
-------------------------------------------------------------------------
Material Report―R&D―
-------------------------------------------------------------------------
クレイを用いたガスバリア材の現状と課題
The Present State and Problem to Solve of Gas Barrier Materials using the Clay
-------------------------------------------------------------------------
在間弘朗((株)KRI アドバンスド材料研究部 主席研究員)
荘所大策((株)KRI アドバンスド材料研究部 研究員)
クレイとポリマーからなるナノコンポジットは,20 年ほど前からガスバリア材として
のポテンシャルが認められている。しかし,未だ製品化例は少なく,技術的にも完成して
いるとは言い難い。このクレイガスバリア材の現状と解決すべき課題,そして今後につい
て概観する。
【目次】
1.はじめに
2.クレイを用いたガスバリア材
2.1 クレイ
2.2 クレイによるガスバリア機構8
2.3 構成
2.4 ガスバリア性
2.5 クレイガスバリア材の課題
3.研究動向
4.おわりに
-------------------------------------------------------------------------
シリーズ 生体組織光学―生体分子との相互作用基礎過程から臨床診断・治療まで―(8)
-------------------------------------------------------------------------
多層構造を持つ媒体内におけるモンテカルロシミュレーションを用いた光伝搬の計算
Calculation of the Light Propagation by Monte Carlo for Multi-layered Media
-------------------------------------------------------------------------
粟津邦男(大阪大学 大学院工学研究科 環境・エネルギー工学専攻
;大学院 生命機能研究科;臨床医工学融合研究教育センター 教授)
Steven L. Jacques(Oregon Health & Science University Department of Biomedical
Engineering and Dermatology Professo)
本多典広(大阪大学 未来戦略機構 第二部門 特任助教)
間 久直(大阪大学 大学院工学研究科 附属高度人材育成センター 助教)
前回,モンテカルロ(Monte Carlo; MC)シミュレーションの概要について説明した。
本稿では,MC シミュレーションを用いた生体組織内での光伝搬のシミュレーションの際
に,どのような過程に基づいて計算されているのかについて記述し,その後,多層構造の
媒体での光伝搬のシミュレーションについて,例を挙げて述べる。
【目次】
1.MC シミュレーションを用いた生体組織内の光伝搬
2.多層構造を持つ媒体内におけるMC シミュレーションを用いた光伝搬
3.まとめ
-------------------------------------------------------------------------
機能材料マーケットデータ
-------------------------------------------------------------------------
フラットパネルディスプレイの市場
The Market of Flat Panel Display
-------------------------------------------------------------------------
【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
-------------------------------------------------------------------------
特集にあたって
Introduction
-------------------------------------------------------------------------
中西尚志((独)物質・材料研究機構 高分子材料ユニット 有機材料グループ 主幹研究員)
-------------------------------------------------------------------------
ナノ相分離を利用した新規液晶性半導体の電荷輸送
Carrier Transport of Liquid‒Crystalline Semiconductors through Nanosegregation
-------------------------------------------------------------------------
舟橋正浩(香川大学 工学部 材料創造工学科 教授)
アルキル鎖を導入した液晶性オリゴチオフェン誘導体の電界効果型トランジスターへの
応用と液晶相でのホール輸送特性,および,側鎖にオリゴシロキサン鎖を導入したペリレ
ンテトラカルボン酸ビスイミド誘導体の液晶性と電子輸送特性について,ナノ相分離によ
る構造形成の視点から論ずる。
【目次】
1. はじめに
2.液晶相での分子間相互作用制御とナノ相分離
3.液晶性半導体を利用した電界効果型トランジスター
4.オリゴシロキサン鎖を導入した新規液晶性半導体
4.1 側鎖型液晶性ポリシロキサンにおけるナノ相分離
4.2 オリゴシロキサン鎖を導入したペリレンテトラカルボン酸ビスイミド誘導体
5.結論
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自己組織化材料のミクロ・マクロ光電気物性評価
Micro and Macro-scale Optoelectronic Properties of Self-Assembled Electronics
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佐伯昭紀(大阪大学 大学院工学研究科 助教)
π共役平面をコアとする自己組織化材料において有機エレクトロニクスデバイスを志向
した研究が盛んに行われている。本稿では,時間分解マイクロ波伝導度法(TRMC)を用
いた自己組織化材料中でのミクロ・マクロ電荷キャリア移動度評価を,理論計算との比較
を交えて紹介する。
【目次】
1. はじめに
2.光電変換機能を有する自己組織化材料
2.1 有機薄膜太陽電池中のミクロ相分離構造
2.2 太陽電池デバイスにおける自己組織化材料の試み
2.3 p/n ヘテロジャンクションを有するナノチューブのミクロ・マクロ電気物性
3.おわりに
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自己組織化超モルフォロジー材料:超撥水膜および光エネルギー応用
Self‒Assembled Super‒Morphological Materials:
Superhydrophobic Surfaces and Light-Energy Applications
-------------------------------------------------------------------------
中西尚志((独)物質・材料研究機構 高分子材料ユニット 有機材料グループ 主幹研究員)
分子間の比較的弱い相互作用のみで形成される自己組織化構造を如何にして有用な材料
に仕立てるのか? 分子自己組織化システムを学問としてとらえて研究するだけでは,なかなか
たどり着けない課題である。ここでは,工業応用的にも可能性を秘める「表面加工技術」や
「光エネルギー応用技術」へ向けた分子自己組織化構造の創製技術を取り上げる。
具体的には,フラーレン(C60)を素材とする自己組織化材料となっており,超撥水膜の創製を
中心に,有機材料の弱点でもある機械強度や環境耐性向上への解決アプローチも紹介する。
【目次】
1. はじめに
2.世界初のC60 素材超撥水膜
3.高い環境耐性を持つ自己組織化超撥水膜
4.構造転写による超撥水および超親水膜の創製
5.表面濡れ性の「光」リモートコントロール
6.今後の展望
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シングルナノパターニングに向けた高分子自己組織化リソグラフィと材料設計
Block Copolymer Lithography and Material Design for Single Nanopatterning
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早川晃鏡(東京工業大学 大学院理工学研究科 有機・高分子物質専攻 准教授)
次世代の微細加工技術として,高分子ブロック共重合体の自己組織化現象を利用するリ
ソグラフィ(ブロック共重合体リソグラフィ)が注目を集めている。微細加工サイズの究
極的な微小化と自己組織化に基づく低エネルギーで簡便な製法による低コストプロセスが
期待されている。本稿では,ブロック共重合体リソグラフィの概説を含め,ドメイン間距
離が10 nm を下回るサイズのパターン形成を目指したブロック共重合体材料の設計と自
己組織化誘導技術(Directed Self-Assembly, DSA)を利用した規則配列パターンの形成
について紹介する。
【目次】
1. はじめに
2.ブロック共重合体リソグラフィと材料への要求特性
3.新世代ブロック共重合体リソグラフィ材料:かご形シルセスキオキサン(POSS)
含有ブロック共重合体
4.階層構造を利用する超微細リソグラフィ用レジストの開発に向けて
5.まとめ
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クリスチャンセンフィルター効果を利用した刺激に応じて色を変える相分離型発色材料
Stimuli‒sensitive Phase‒Separated Color Material using Christiansen Filter Effect
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竹岡敬和(名古屋大学 大学院工学研究科 物質制御工学専攻 准教授)
本稿では,ポーラスな構造の高分子に溶媒や液晶を染みこませた材料がクリスチャンセ
ンフィルター効果によって発色すること,および,その色が温度などの環境変化に応じて
変えられることを見いだしたので紹介する。
【目次】
1. はじめに
2.相分離構造を有する高分子膜の調製とその発色性
3.クリスチャンセンフィルター効果のPolymerDispersed Liquid Crystal への利用
4.まとめ
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生体材料を素材としたキラル発光自己組織化材料の創成
Circularly Polarized Luminescent Supramolecular Materials based on Biomaterials
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内藤昌信((独)物質・材料研究機構 環境再生材料ユニット 主幹研究員)
円偏光発光(CPL)はこれまで励起状態での立体構造を解明するために用いられてきた
が,最近では高度な光情報プロセッシングのツールとして注目を集めている。本稿では,
円偏光発光材料についての原理と動向についてまとめ,生体材料のホモキラリティをソー
スとした円偏光発光性量子ドットについて解説する。
【目次】
1.キラリティと分光
2.CPL 活性な(超)分子群
3.CPL 活性な高分子群
4.CPL 活性な半導体ナノ粒子
4.1 CdS 内包フェリチンの合成および円偏光発光特性評価
4.2 アポフェリチンおよびCdS 内包フェリチンの吸収/蛍光/円偏光発光特性とCdS の構造相関
4.3 光エッチングによるCPL 発光波長制御
5.結 言
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生体に迫る色素ナノ集合体のデザイン
Bio‒Inspired Synthetic Dye Assemblies
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矢貝史樹(千葉大学 大学院工学研究科 共生応用化学専攻 准教授)
山内光陽(千葉大学 大学院工学研究科 共生応用化学専攻)
色素の集合体に関しては,基礎・応用問わず古くから活発に研究されてきた。最近,色
素が形成する明瞭な輪郭を有する集合体が,機能性ナノ材料として注目を集めている。本
稿では,従来の合成色素の集合には見られないリング状ナノ構造の形成について,著者ら
の最近の研究例を紹介する。
【目次】
1.はじめに
2.ナノリングの発見
3.離散型ナノリング
4.積層性ナノリング
5.おわりに
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ウイルスに学んだペプチド自己組織化材料
Virus‒inspired Self‒assembled Peptide Materials
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松浦和則(鳥取大学 大学院工学研究科 化学・生物応用工学専攻 教授)
天然ウイルスの殻(キャプシド)は,タンパク質が規則的に自己組織化して形成される
高度な対称性を有するナノ材料である。近年,ウイルスキャプシドを利用したナノテクノ
ロジーが盛んに研究されているが,キャプシド構造を化学的に構築する手法は未発達であ
る。本稿では,ウイルスに学んで分子設計したペプチドの自己集合によるナノカプセル構
築について概説する。
【目次】
1.はじめに
2.三回対称β‒シート形成ペプチドコンジュゲートの自己集合
3.三回対称グルタチオンコンジュゲートの自己集合
4.ウイルス由来β‒Annulus ペプチドの自己集合による人工ウイルス殻の構築
5.まとめ
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Material Report―R&D―
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クレイを用いたガスバリア材の現状と課題
The Present State and Problem to Solve of Gas Barrier Materials using the Clay
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在間弘朗((株)KRI アドバンスド材料研究部 主席研究員)
荘所大策((株)KRI アドバンスド材料研究部 研究員)
クレイとポリマーからなるナノコンポジットは,20 年ほど前からガスバリア材として
のポテンシャルが認められている。しかし,未だ製品化例は少なく,技術的にも完成して
いるとは言い難い。このクレイガスバリア材の現状と解決すべき課題,そして今後につい
て概観する。
【目次】
1.はじめに
2.クレイを用いたガスバリア材
2.1 クレイ
2.2 クレイによるガスバリア機構8
2.3 構成
2.4 ガスバリア性
2.5 クレイガスバリア材の課題
3.研究動向
4.おわりに
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シリーズ 生体組織光学―生体分子との相互作用基礎過程から臨床診断・治療まで―(8)
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多層構造を持つ媒体内におけるモンテカルロシミュレーションを用いた光伝搬の計算
Calculation of the Light Propagation by Monte Carlo for Multi-layered Media
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粟津邦男(大阪大学 大学院工学研究科 環境・エネルギー工学専攻
;大学院 生命機能研究科;臨床医工学融合研究教育センター 教授)
Steven L. Jacques(Oregon Health & Science University Department of Biomedical
Engineering and Dermatology Professo)
本多典広(大阪大学 未来戦略機構 第二部門 特任助教)
間 久直(大阪大学 大学院工学研究科 附属高度人材育成センター 助教)
前回,モンテカルロ(Monte Carlo; MC)シミュレーションの概要について説明した。
本稿では,MC シミュレーションを用いた生体組織内での光伝搬のシミュレーションの際
に,どのような過程に基づいて計算されているのかについて記述し,その後,多層構造の
媒体での光伝搬のシミュレーションについて,例を挙げて述べる。
【目次】
1.MC シミュレーションを用いた生体組織内の光伝搬
2.多層構造を持つ媒体内におけるMC シミュレーションを用いた光伝搬
3.まとめ
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機能材料マーケットデータ
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フラットパネルディスプレイの市場
The Market of Flat Panel Display
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【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
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【特集】ポリイミドのさらなる応用を探る―最新研究開発動向―
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非対称熱可塑性ポリイミドの開発
Development of Heat Sealable Asymmetric and Aromatic Polyimides
宮内雅彦 先端材料開発研究所 主任研究員;(独)宇宙航空研究開発機構 宇宙科学研究本部 共同研究員
横田力男 (独)宇宙航空研究開発機構 宇宙科学研究本部 共同研究員
近年、主鎖の内部回転が立体障害により著しく拘束された「剛直で非対称性の高い化学構造」を有する芳香族PIの研究が、目覚しい進展を遂げている。本稿では、高耐熱性複合材料、宇宙大型フレキシブル構造体などの様々な用途展開が期待されるこれら非対称芳香族PIの特異な物性について、構成する非対称酸二無水物の化学構造と熱的・力学的性質(溶融流動性・成形性)の関係を中心に紹介する。
1. はじめに
2. 非対称ビフェニル酸二無水物(BPDA)ポリイミドの合成と性質
3. 非対称オキシジフタル酸(ODPA)ポリイミドの性質
4. ソーラーセイル実証機「IKAROS」の膜面材料への適用にむけて
5. ソーラーセイル実証機「IKAROS」の大面積膜面の製造
6. まとめと今後の展開
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ポリイミド粒子の開発と応用展開
Development and Application of Polyimide Particles
浅尾勝哉 (地独)大阪府立産業技術総合研究所 経営企画室 経営戦略課 総括研究員
本稿ではサブマイクロメートルからマイクロメートルの範囲で単分散球状ポリイミド粒子の製造技術,高機能化(反応性の付与)および高性能化(超耐熱性)、高速気流中衝撃法によるポリイミド粒子と多孔性シリカゲルとの複合化、また遊星ボールミルを用いたポリイミド粒子とカーボンナノチューブとの複合化について紹介する。
1. はじめに
2. ポリイミド粒子の製造方法
3. ポリイミド粒子の高機能化および高性能化
4. ポリイミド粒子の複合化(高速気流中衝撃法による反応性ポリイミド粒子と球状多孔性シリカゲルとの複合化)
5. ポリイミド粒子とカーボンナノチューブとの複合化
6. おわりに
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次世代半導体保護膜向け低温硬化材料の開発
Development of Low Temperature Curable Photosensitive Coatings for Next Generation Semiconductor Applications
富川真佐夫 東レ(株) リサーチフェロー 電子情報材料研究所 研究主幹
半導体の表面保護のため、感光性ポリイミドが塗布されている。高機能化・高集積化のために半導体を積層することが行われ、ウェハーを薄く加工されている。ポリイミドの熱応力が大きいと、ウェハーの反りが大きくなり、実装できなくなるなどの問題が出ている。本稿では次世代の半導体保護膜材料として、低温で硬化できる低応力材料の研究・開発について紹介する。
1. はじめに
2. 半導体保護膜用感光性ポリイミド
3. 低温硬化感光性ポリイミドの設計
4. 低温硬化型感光性ポリイミド・LT シリーズの加工例と代表的な特性
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ポリイミドナノファイバーを利用した燃料電池電解質膜の開発
Development of Fuel Cells Composed of Sulfonated Polyimide Nanofi bers
川上浩良 首都大学東京 都市環境学部 分子応用化学コース 教授
首都大で行われている、燃料電池形固体電解質膜に用いるスルホン化ポリイミド膜に関する研究について紹介する。さらに、首都大で明らかにされた、スルホン化ポリイミドナノファイバー内をプロトンが超高速で移動できる現象を利用した新しい電解質膜に関する可能性も紹介する。
1. はじめに
2. 高分子形電解質膜の問題点
3. スルホン化ポリイミド電解質膜の現状
4. プロトン伝導性ナノファイバー含有複合膜の電解質膜特性
5. おわりに
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芳香族ポリイミドの炭素化による燃料電池用カソード触媒の開発
Preparation of Carbon‒based Catalysts for PEFC Cathodes from Aromatic Polyimides
畳開真之 東京工業大学 大学院 理工学研究科 有機・高分子物質専攻;帝人㈱ 新事業開発推進グループ 研究部門 融合技術研究所 第2 研究室
固体高分子形燃料電池(PEFC)は次世代の高効率・クリーンなエネルギー源として期待されるが、構成部材、特に白金からなる電極触媒の高コストがPEFC 普及の上で大きな障壁となっている。本稿ではカソード用触媒用非白金触媒「炭素触媒」の芳香族ポリイミドからの作製について報告する。
1. はじめに
2. 白金代替触媒としての炭素触媒
3. 芳香族ポリイミドからの炭素触媒の作製
4. 炭素触媒の酸素還元活性評価
5. 芳香族ポリイミドからなる炭素触媒の特性向上の試み
6. おわりに
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ポリイミドバインダを用いたリチウムイオン二次電池用Si 系負極の開発
Development of Silicon Based Anode for Lithium‒ion Batteries using Polyimide Binder
幸 琢寛 (独)産業技術総合研究所 ユビキタスエネルギー研究部門 電池システム研究グループ 博士(工学)
境 哲男 (独)産業技術総合研究所 ユビキタスエネルギー研究部門 上席研究員(兼)電池システム研究グループ グループ長(兼)エネルギー材料標準化グループ グループ長;神戸大学 大学院 併任教授;㈳日本粉体工業技術協会 電池製造技術分科会 コーディネーター
リチウムイオン二次電池分野では、従来の黒鉛系負極に比べて電気容量が大きい合金系負極の実用化が要望されている。しかし、これら高容量負極はリチウムの吸蔵放出に伴う体積変化が大きいため電極が劣化し電池寿命が短いという問題があった。近年、高強度のポリイミドバインダを用いることでこの課題を克服できることが示されており、その技術について紹介する。
1. はじめに
2. 電極および電池の作製と充放電試験条件
3. バインダの検討
4. 集電体箔の検討
5. SiO負極の電極厚み変化
6. LiFePO4/SiO 系電池の特性
6.1 サイクル特性
6.2 出力特性
6.3 温度特性
7. Si負極の電極特性とLiFePO4/Si系電池の特性
8. まとめ
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イオンゲッター剤「IXE®(イグゼ),IXEPLAS(R)(イグゼプラス)」の各種電子材料への応用─ 無機イオン捕捉剤─
大野康晴 東亞合成㈱ 先端化学品事業部 新材料研究所 主査
イオンゲッター剤「IXE(R)(イグゼ)、IXEPLAS(R)(イグゼプラス)」は、優れたイオン交換特性と耐熱性を兼ね備えたイオン捕捉剤であり、主にIC封止材やFPC接着剤などに添加して使用され、電子材料の信頼性向上に役立っている。ここでは、多くの封止材に添加されているイオンゲッター剤IXE、IXEPLASの特長と各種電子材料への応用例を紹介する。
1. はじめに
2. IXE,IXEPLASの特長
3. IXEのイオン捕捉能
3.1 封止樹脂中のハロゲンイオンの捕捉
3.2 高いイオン保持能力
3.3 高い耐熱性
4. IXEの応用例
4.1 エポキシ樹脂コンパウンドによるアルミ配線の腐食抑制実験および評価
4.2 Cu配線のマイグレーション防止効果
4.3 Ag電極のマイグレーション防止効果
5. おわりに
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Series 生体組織光学―生体分子との相互作用基礎過程から臨床診断・治療まで―(7)
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モンテカルロシミュレーションを用いた生体組織内での光伝搬の計算
Monte Carlo Simulation of Light Transport in Biological Tissues
粟津邦男 大阪大学 大学院 工学研究科 環境・エネルギー工学専攻 大学院
生命機能研究科;臨床医工学融合研究教育センター 教授
Steven L. Jacques Oregon Health & Science University Departments of Biomedical Engineering and Dermatology
Professor
本多典広 大阪大学 大学院 工学研究科 環境・エネルギー工学専攻
間 久直 大阪大学 大学院 工学研究科 附属高度人材育成センター 助教
これまで、生体組織内での光のフルエンスの定義、および拡散理論を用いたフルエンスの計算方法を述べた。今回、散乱媒質内での光のフルエンスの時空間分布を推定するために、非定常状態でのモンテカルロシミュレーションを用いて生体組織内での光のフレンス分布を計算する方法を述べる。
1. モンテカルロ法
2. 確率密度関数
3. モンテカルロ法を用いた生体組織内でフルエンスレートの非定常解析
3.1 相対密度とフルエンスレート
3.2 光吸収を加味したフルエンスレートの時空間分布の計算
3.3 実際の計算例
4. まとめ
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機能材料マーケットデータ
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国内外の半導体市場
The Semiconductor Market of Domestic and Overseas
1. 世界の半導体市場
2. 世界の半導体製品別市場動向
3. 世界の半導体メーカー動向
4. 世界のファウンドリー企業動向
5. 日本の半導体メーカー動向
6. 半導体周辺材料の市場
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【特集】ポリイミドのさらなる応用を探る―最新研究開発動向―
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非対称熱可塑性ポリイミドの開発
Development of Heat Sealable Asymmetric and Aromatic Polyimides
宮内雅彦 先端材料開発研究所 主任研究員;(独)宇宙航空研究開発機構 宇宙科学研究本部 共同研究員
横田力男 (独)宇宙航空研究開発機構 宇宙科学研究本部 共同研究員
近年、主鎖の内部回転が立体障害により著しく拘束された「剛直で非対称性の高い化学構造」を有する芳香族PIの研究が、目覚しい進展を遂げている。本稿では、高耐熱性複合材料、宇宙大型フレキシブル構造体などの様々な用途展開が期待されるこれら非対称芳香族PIの特異な物性について、構成する非対称酸二無水物の化学構造と熱的・力学的性質(溶融流動性・成形性)の関係を中心に紹介する。
1. はじめに
2. 非対称ビフェニル酸二無水物(BPDA)ポリイミドの合成と性質
3. 非対称オキシジフタル酸(ODPA)ポリイミドの性質
4. ソーラーセイル実証機「IKAROS」の膜面材料への適用にむけて
5. ソーラーセイル実証機「IKAROS」の大面積膜面の製造
6. まとめと今後の展開
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ポリイミド粒子の開発と応用展開
Development and Application of Polyimide Particles
浅尾勝哉 (地独)大阪府立産業技術総合研究所 経営企画室 経営戦略課 総括研究員
本稿ではサブマイクロメートルからマイクロメートルの範囲で単分散球状ポリイミド粒子の製造技術,高機能化(反応性の付与)および高性能化(超耐熱性)、高速気流中衝撃法によるポリイミド粒子と多孔性シリカゲルとの複合化、また遊星ボールミルを用いたポリイミド粒子とカーボンナノチューブとの複合化について紹介する。
1. はじめに
2. ポリイミド粒子の製造方法
3. ポリイミド粒子の高機能化および高性能化
4. ポリイミド粒子の複合化(高速気流中衝撃法による反応性ポリイミド粒子と球状多孔性シリカゲルとの複合化)
5. ポリイミド粒子とカーボンナノチューブとの複合化
6. おわりに
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次世代半導体保護膜向け低温硬化材料の開発
Development of Low Temperature Curable Photosensitive Coatings for Next Generation Semiconductor Applications
富川真佐夫 東レ(株) リサーチフェロー 電子情報材料研究所 研究主幹
半導体の表面保護のため、感光性ポリイミドが塗布されている。高機能化・高集積化のために半導体を積層することが行われ、ウェハーを薄く加工されている。ポリイミドの熱応力が大きいと、ウェハーの反りが大きくなり、実装できなくなるなどの問題が出ている。本稿では次世代の半導体保護膜材料として、低温で硬化できる低応力材料の研究・開発について紹介する。
1. はじめに
2. 半導体保護膜用感光性ポリイミド
3. 低温硬化感光性ポリイミドの設計
4. 低温硬化型感光性ポリイミド・LT シリーズの加工例と代表的な特性
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ポリイミドナノファイバーを利用した燃料電池電解質膜の開発
Development of Fuel Cells Composed of Sulfonated Polyimide Nanofi bers
川上浩良 首都大学東京 都市環境学部 分子応用化学コース 教授
首都大で行われている、燃料電池形固体電解質膜に用いるスルホン化ポリイミド膜に関する研究について紹介する。さらに、首都大で明らかにされた、スルホン化ポリイミドナノファイバー内をプロトンが超高速で移動できる現象を利用した新しい電解質膜に関する可能性も紹介する。
1. はじめに
2. 高分子形電解質膜の問題点
3. スルホン化ポリイミド電解質膜の現状
4. プロトン伝導性ナノファイバー含有複合膜の電解質膜特性
5. おわりに
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芳香族ポリイミドの炭素化による燃料電池用カソード触媒の開発
Preparation of Carbon‒based Catalysts for PEFC Cathodes from Aromatic Polyimides
畳開真之 東京工業大学 大学院 理工学研究科 有機・高分子物質専攻;帝人㈱ 新事業開発推進グループ 研究部門 融合技術研究所 第2 研究室
固体高分子形燃料電池(PEFC)は次世代の高効率・クリーンなエネルギー源として期待されるが、構成部材、特に白金からなる電極触媒の高コストがPEFC 普及の上で大きな障壁となっている。本稿ではカソード用触媒用非白金触媒「炭素触媒」の芳香族ポリイミドからの作製について報告する。
1. はじめに
2. 白金代替触媒としての炭素触媒
3. 芳香族ポリイミドからの炭素触媒の作製
4. 炭素触媒の酸素還元活性評価
5. 芳香族ポリイミドからなる炭素触媒の特性向上の試み
6. おわりに
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ポリイミドバインダを用いたリチウムイオン二次電池用Si 系負極の開発
Development of Silicon Based Anode for Lithium‒ion Batteries using Polyimide Binder
幸 琢寛 (独)産業技術総合研究所 ユビキタスエネルギー研究部門 電池システム研究グループ 博士(工学)
境 哲男 (独)産業技術総合研究所 ユビキタスエネルギー研究部門 上席研究員(兼)電池システム研究グループ グループ長(兼)エネルギー材料標準化グループ グループ長;神戸大学 大学院 併任教授;㈳日本粉体工業技術協会 電池製造技術分科会 コーディネーター
リチウムイオン二次電池分野では、従来の黒鉛系負極に比べて電気容量が大きい合金系負極の実用化が要望されている。しかし、これら高容量負極はリチウムの吸蔵放出に伴う体積変化が大きいため電極が劣化し電池寿命が短いという問題があった。近年、高強度のポリイミドバインダを用いることでこの課題を克服できることが示されており、その技術について紹介する。
1. はじめに
2. 電極および電池の作製と充放電試験条件
3. バインダの検討
4. 集電体箔の検討
5. SiO負極の電極厚み変化
6. LiFePO4/SiO 系電池の特性
6.1 サイクル特性
6.2 出力特性
6.3 温度特性
7. Si負極の電極特性とLiFePO4/Si系電池の特性
8. まとめ
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イオンゲッター剤「IXE®(イグゼ),IXEPLAS(R)(イグゼプラス)」の各種電子材料への応用─ 無機イオン捕捉剤─
大野康晴 東亞合成㈱ 先端化学品事業部 新材料研究所 主査
イオンゲッター剤「IXE(R)(イグゼ)、IXEPLAS(R)(イグゼプラス)」は、優れたイオン交換特性と耐熱性を兼ね備えたイオン捕捉剤であり、主にIC封止材やFPC接着剤などに添加して使用され、電子材料の信頼性向上に役立っている。ここでは、多くの封止材に添加されているイオンゲッター剤IXE、IXEPLASの特長と各種電子材料への応用例を紹介する。
1. はじめに
2. IXE,IXEPLASの特長
3. IXEのイオン捕捉能
3.1 封止樹脂中のハロゲンイオンの捕捉
3.2 高いイオン保持能力
3.3 高い耐熱性
4. IXEの応用例
4.1 エポキシ樹脂コンパウンドによるアルミ配線の腐食抑制実験および評価
4.2 Cu配線のマイグレーション防止効果
4.3 Ag電極のマイグレーション防止効果
5. おわりに
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Series 生体組織光学―生体分子との相互作用基礎過程から臨床診断・治療まで―(7)
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モンテカルロシミュレーションを用いた生体組織内での光伝搬の計算
Monte Carlo Simulation of Light Transport in Biological Tissues
粟津邦男 大阪大学 大学院 工学研究科 環境・エネルギー工学専攻 大学院
生命機能研究科;臨床医工学融合研究教育センター 教授
Steven L. Jacques Oregon Health & Science University Departments of Biomedical Engineering and Dermatology
Professor
本多典広 大阪大学 大学院 工学研究科 環境・エネルギー工学専攻
間 久直 大阪大学 大学院 工学研究科 附属高度人材育成センター 助教
これまで、生体組織内での光のフルエンスの定義、および拡散理論を用いたフルエンスの計算方法を述べた。今回、散乱媒質内での光のフルエンスの時空間分布を推定するために、非定常状態でのモンテカルロシミュレーションを用いて生体組織内での光のフレンス分布を計算する方法を述べる。
1. モンテカルロ法
2. 確率密度関数
3. モンテカルロ法を用いた生体組織内でフルエンスレートの非定常解析
3.1 相対密度とフルエンスレート
3.2 光吸収を加味したフルエンスレートの時空間分布の計算
3.3 実際の計算例
4. まとめ
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機能材料マーケットデータ
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国内外の半導体市場
The Semiconductor Market of Domestic and Overseas
1. 世界の半導体市場
2. 世界の半導体製品別市場動向
3. 世界の半導体メーカー動向
4. 世界のファウンドリー企業動向
5. 日本の半導体メーカー動向
6. 半導体周辺材料の市場
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【特集】非真空プロセスで実現する低コスト太陽電池研究の最前線
Cutting-edge Research on Low-cost Solar Cell based on Non-vacuum Process
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特集にあたって
Introduction
尾﨑雅則 / 大阪大学 大学院 工学研究科 電気電子情報工学専攻 教授
-------------------------------------------------------------------------
非真空プロセスで作製できる無機薄膜太陽電池の開発
Development of Inorganic Thin‒Film Solar Cells Made by Non‒Vacuum Processes
池田 茂 / 大阪大学 太陽エネルギー化学研究センター 准教授
松村道雄 / 大阪大学 太陽エネルギー化学研究センター 教授
非真空プロセスで製造できる無機系薄膜太陽電池は将来の太陽電池の有力な候補の一つであろう。そのような太陽電池の開発に向けて、いくつかの半導体材料、また異なる製造法が研究されている。本稿ではそれらの開発動向を概観するとともに、薄膜太陽電池としての期待が大きいCIS系およびCZTS太陽電池の現状について詳しく説明する。
1.はじめに
2.非真空プロセスでできる無機薄膜系太陽電池の種類とそれらの概要
3.CIGS系およびCZTS系
3.1 CIGS系太陽電池の概要
3.2 非真空プロセスによるCIGS系太陽電池の作製
3.2.1 微粒子塗布法
3.2.2 ヒドラジン溶液法
3.2.3 電気化学堆積法
3.3 CZTS系太陽電池への展開
4.おわりに
-------------------------------------------------------------------------
有機薄膜太陽電池の現状、課題と展望
Progress in Organic Solar Cells
大西敏博 / 大阪大学 太陽エネルギー化学研究センター 招聘教授
有機薄膜太陽電池の一層の効率向上のために、光電荷分離機構まで遡った検討として、種々の共役系高分子で励起子拡散長を測定した。さらにC60との2層積層構造で、エネルギー準位と開放電圧の関係を検討した。材料毎に励起子拡散長を考慮した光活性層のミクロ相分離構造を設計することでより高い効率への実現が可能となる。
1.再生可能エネルギーを取り巻く環境
2.有機薄膜太陽電池への期待
3.有機薄膜太陽電池の開発の経緯
4.共役系高分子
5.発電機構からの高効率化のアプローチ
6.太陽エネルギー化学研究センターでの検討
6.1 励起子拡散長の見積もり
6.2 2層積層素子の特性
6.3 溶液積層型素子の検討
7.超高効率化への試み
8.競争力の高い有機薄膜太陽電池の開発へ
-------------------------------------------------------------------------
有機薄膜太陽電池に用いられる電子アクセプター材料
Electron‒Accepting Materials for Organic Thin‒Film Solar Cells
松尾 豊 / 東京大学 大学院 理学系研究科 光電変換化学講座 特任教授
有機薄膜太陽電池のエネルギー変換効率の向上のため、電子アクセプター材料の研究開発が行われている。本稿では、フラーレン誘導体および非フラーレン系電子アクセプター材料について、フロンティア軌道エネルギーや立体構造の最適化を含む材料設計の指針と、この分野の最近の研究報告について紹介する。
1.はじめに
2.フラーレンが電子アクセプターとして優れる理由
3.高いLUMO準位をもつフラーレン誘導体
4.低いLUMO順位をもつフラーレン誘導体
5.非フラーレン電子アクセプター
6.おわりに
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有機薄膜太陽電池高効率化に向けたポリマー材料の開発動向
Development of Polymer Semiconductors toward High‒Efficiency Organic Photovoltaics
斎藤慎彦 / 広島大学 大学院 工学研究科
尾坂 格 / 広島大学 大学院 工学研究院 助教
瀧宮和男 / 広島大学 大学院 工学研究院 教授
有機薄膜太陽電池の高効率化に向けたポリマー材料の開発について、我々の取り組みを紹介する。特にチアゾロチアゾール系ポリマーを例に、分子量や側鎖が薄膜構造と素子特性に及ぼす影響について議論し、材料開発において如何に分子配向制御が重要であるか解説する。
1.はじめに
2.分子量と分子配向およびデバイス特性の相関関係
3.側鎖が配向およびOPV特性に及ぼす影響
4.まとめ
-------------------------------------------------------------------------
有機薄膜太陽電池の高寿命化に向けた劣化機構解明
Degradation Analysis of Organic Solar Cells for Realization of their Long-term Durability
山成敏広 / (独)産業技術総合研究所 太陽光発電工学研究センター 先端産業プロセス・低コスト化チーム 研究員
変換効率10%を超えるような有機薄膜太陽電池の報告もされ、実用化に向けて、高寿命化(高耐久化)が重要な課題になってきている。本稿では、高分子塗布型有機薄膜太陽電池の高耐久化に向けた劣化機構に関する研究について紹介する。
1.はじめに
2.高分子系有機薄膜太陽電池の劣化評価
2.1 光照射下での劣化
2.1.1 疑似太陽光の連続照射
2.1.2 照射光波長依存性
2.2 大気中暗所保存での劣化
2.3 劣化部位の可視化
3.おわりに
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過酸化水素を用いた半導体封止用エポキシ樹脂の合成技術
Green Synthesis of Epoxide using H2O2 and its Application to Encapsulant of Semiconductor
今 喜裕 / (独)産業技術総合研究所 環境化学技術研究部門 精密有機反応制御第3 グループ 研究員
内田 博 / 昭和電工㈱ 事業開発センター 応用化学品研究所 コーポレートフェロー
佐藤一彦 / (独)産業技術総合研究所 環境化学技術研究部門 主幹研究員
過酸化水素を酸化剤に用いる触媒的酸化技術によって、有機塩素化合物の混入量を低減させたエポキシ樹脂の高効率合成に成功した。本開発エポキシ樹脂を使用した半導体パッケージは、高い絶縁信頼性を示すと共に、従来品と同レベルのTgなど機械的物性、および従来と同程度のエポキシモールディング材作成時の作業性を示した。
1.はじめに
2.過酸化水素を用いたハロゲンフリーエポキシ樹脂の製造
3.半導体封止材用エポキシ樹脂の評価
4.まとめ
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希土類不使用型新規蛍光体「ガイアフォトン(R)」の開発
Development of the New Fluorescent Substance without Rare Earth Elements ‘Gaiaphoton’
杉山公寿 / レンゴー㈱ 中央研究所 新素材研究グループ 部長代理
蛍光体はプラズマディスプレイ用、液晶バックライト用、ランプ用、あるいは真贋を判定する偽造防止用材料として使用されている。著者はゼオライトに、ある一定の条件で銀イオンを含有させたときに、紫外線または紫光照射により通常の環境下で可視光を発光し、希土類を全く含まない新たな蛍光体となることを見出した。
1.はじめに
2.銀イオン含有ゼオライトが光る
3.金属銀クラスター
4.ガイアフォトン(R)の発光特性
5.ガイアフォトン(R)のその他の特徴
6.ガイアフォトン(R)の用途
7.おわりに
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新しい光電子顕微鏡PEEMの開発とその特徴
Design and Construction of a New PEEM (Photo Electron Emission Microscopy)
津野勝重 / 北海道大学 触媒化学研究センター 特任教授
武藤正雄 / ㈱北海光電子 代表取締役
菅 育正 / ㈱管製作所 代表取締役社長
朝倉清高 / 北海道大学 触媒化学研究センター 表面構造化学研究部門 教授
新しい表面観察用光電子顕微鏡(PEEM)を開発した。3段静電レンズ系を有し、最大倍率1000倍、試料は10kVに加速される。本PEEMの特徴は、対物レンズの直後に手動コントラスト絞りを配し、試料表面の細かな電位変化による焦点面上のパターンの変化を像に反映させた。
1.はじめに
2.どんなPEEMを作るか
3.PEEMの構成
4.放出電子軌道のシミュレーション
5.凹凸のある試料の場合のシミュレーション
6.磁性体試料の観察
7.おわりに
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機能材料マーケットデータ
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太陽電池の開発動向
The Development Trend of a Solar Cell
1.市場動向
2.日本の出荷量
3.太陽光発電の世界別導入状況
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 太陽電池)
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
5.今後の太陽電池のトレンド
6.セル・モジュールの国内市場
7.太陽電池の周辺材料・技術の動向
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【特集】非真空プロセスで実現する低コスト太陽電池研究の最前線
Cutting-edge Research on Low-cost Solar Cell based on Non-vacuum Process
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特集にあたって
Introduction
尾﨑雅則 / 大阪大学 大学院 工学研究科 電気電子情報工学専攻 教授
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非真空プロセスで作製できる無機薄膜太陽電池の開発
Development of Inorganic Thin‒Film Solar Cells Made by Non‒Vacuum Processes
池田 茂 / 大阪大学 太陽エネルギー化学研究センター 准教授
松村道雄 / 大阪大学 太陽エネルギー化学研究センター 教授
非真空プロセスで製造できる無機系薄膜太陽電池は将来の太陽電池の有力な候補の一つであろう。そのような太陽電池の開発に向けて、いくつかの半導体材料、また異なる製造法が研究されている。本稿ではそれらの開発動向を概観するとともに、薄膜太陽電池としての期待が大きいCIS系およびCZTS太陽電池の現状について詳しく説明する。
1.はじめに
2.非真空プロセスでできる無機薄膜系太陽電池の種類とそれらの概要
3.CIGS系およびCZTS系
3.1 CIGS系太陽電池の概要
3.2 非真空プロセスによるCIGS系太陽電池の作製
3.2.1 微粒子塗布法
3.2.2 ヒドラジン溶液法
3.2.3 電気化学堆積法
3.3 CZTS系太陽電池への展開
4.おわりに
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有機薄膜太陽電池の現状、課題と展望
Progress in Organic Solar Cells
大西敏博 / 大阪大学 太陽エネルギー化学研究センター 招聘教授
有機薄膜太陽電池の一層の効率向上のために、光電荷分離機構まで遡った検討として、種々の共役系高分子で励起子拡散長を測定した。さらにC60との2層積層構造で、エネルギー準位と開放電圧の関係を検討した。材料毎に励起子拡散長を考慮した光活性層のミクロ相分離構造を設計することでより高い効率への実現が可能となる。
1.再生可能エネルギーを取り巻く環境
2.有機薄膜太陽電池への期待
3.有機薄膜太陽電池の開発の経緯
4.共役系高分子
5.発電機構からの高効率化のアプローチ
6.太陽エネルギー化学研究センターでの検討
6.1 励起子拡散長の見積もり
6.2 2層積層素子の特性
6.3 溶液積層型素子の検討
7.超高効率化への試み
8.競争力の高い有機薄膜太陽電池の開発へ
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有機薄膜太陽電池に用いられる電子アクセプター材料
Electron‒Accepting Materials for Organic Thin‒Film Solar Cells
松尾 豊 / 東京大学 大学院 理学系研究科 光電変換化学講座 特任教授
有機薄膜太陽電池のエネルギー変換効率の向上のため、電子アクセプター材料の研究開発が行われている。本稿では、フラーレン誘導体および非フラーレン系電子アクセプター材料について、フロンティア軌道エネルギーや立体構造の最適化を含む材料設計の指針と、この分野の最近の研究報告について紹介する。
1.はじめに
2.フラーレンが電子アクセプターとして優れる理由
3.高いLUMO準位をもつフラーレン誘導体
4.低いLUMO順位をもつフラーレン誘導体
5.非フラーレン電子アクセプター
6.おわりに
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有機薄膜太陽電池高効率化に向けたポリマー材料の開発動向
Development of Polymer Semiconductors toward High‒Efficiency Organic Photovoltaics
斎藤慎彦 / 広島大学 大学院 工学研究科
尾坂 格 / 広島大学 大学院 工学研究院 助教
瀧宮和男 / 広島大学 大学院 工学研究院 教授
有機薄膜太陽電池の高効率化に向けたポリマー材料の開発について、我々の取り組みを紹介する。特にチアゾロチアゾール系ポリマーを例に、分子量や側鎖が薄膜構造と素子特性に及ぼす影響について議論し、材料開発において如何に分子配向制御が重要であるか解説する。
1.はじめに
2.分子量と分子配向およびデバイス特性の相関関係
3.側鎖が配向およびOPV特性に及ぼす影響
4.まとめ
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有機薄膜太陽電池の高寿命化に向けた劣化機構解明
Degradation Analysis of Organic Solar Cells for Realization of their Long-term Durability
山成敏広 / (独)産業技術総合研究所 太陽光発電工学研究センター 先端産業プロセス・低コスト化チーム 研究員
変換効率10%を超えるような有機薄膜太陽電池の報告もされ、実用化に向けて、高寿命化(高耐久化)が重要な課題になってきている。本稿では、高分子塗布型有機薄膜太陽電池の高耐久化に向けた劣化機構に関する研究について紹介する。
1.はじめに
2.高分子系有機薄膜太陽電池の劣化評価
2.1 光照射下での劣化
2.1.1 疑似太陽光の連続照射
2.1.2 照射光波長依存性
2.2 大気中暗所保存での劣化
2.3 劣化部位の可視化
3.おわりに
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過酸化水素を用いた半導体封止用エポキシ樹脂の合成技術
Green Synthesis of Epoxide using H2O2 and its Application to Encapsulant of Semiconductor
今 喜裕 / (独)産業技術総合研究所 環境化学技術研究部門 精密有機反応制御第3 グループ 研究員
内田 博 / 昭和電工㈱ 事業開発センター 応用化学品研究所 コーポレートフェロー
佐藤一彦 / (独)産業技術総合研究所 環境化学技術研究部門 主幹研究員
過酸化水素を酸化剤に用いる触媒的酸化技術によって、有機塩素化合物の混入量を低減させたエポキシ樹脂の高効率合成に成功した。本開発エポキシ樹脂を使用した半導体パッケージは、高い絶縁信頼性を示すと共に、従来品と同レベルのTgなど機械的物性、および従来と同程度のエポキシモールディング材作成時の作業性を示した。
1.はじめに
2.過酸化水素を用いたハロゲンフリーエポキシ樹脂の製造
3.半導体封止材用エポキシ樹脂の評価
4.まとめ
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希土類不使用型新規蛍光体「ガイアフォトン(R)」の開発
Development of the New Fluorescent Substance without Rare Earth Elements ‘Gaiaphoton’
杉山公寿 / レンゴー㈱ 中央研究所 新素材研究グループ 部長代理
蛍光体はプラズマディスプレイ用、液晶バックライト用、ランプ用、あるいは真贋を判定する偽造防止用材料として使用されている。著者はゼオライトに、ある一定の条件で銀イオンを含有させたときに、紫外線または紫光照射により通常の環境下で可視光を発光し、希土類を全く含まない新たな蛍光体となることを見出した。
1.はじめに
2.銀イオン含有ゼオライトが光る
3.金属銀クラスター
4.ガイアフォトン(R)の発光特性
5.ガイアフォトン(R)のその他の特徴
6.ガイアフォトン(R)の用途
7.おわりに
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新しい光電子顕微鏡PEEMの開発とその特徴
Design and Construction of a New PEEM (Photo Electron Emission Microscopy)
津野勝重 / 北海道大学 触媒化学研究センター 特任教授
武藤正雄 / ㈱北海光電子 代表取締役
菅 育正 / ㈱管製作所 代表取締役社長
朝倉清高 / 北海道大学 触媒化学研究センター 表面構造化学研究部門 教授
新しい表面観察用光電子顕微鏡(PEEM)を開発した。3段静電レンズ系を有し、最大倍率1000倍、試料は10kVに加速される。本PEEMの特徴は、対物レンズの直後に手動コントラスト絞りを配し、試料表面の細かな電位変化による焦点面上のパターンの変化を像に反映させた。
1.はじめに
2.どんなPEEMを作るか
3.PEEMの構成
4.放出電子軌道のシミュレーション
5.凹凸のある試料の場合のシミュレーション
6.磁性体試料の観察
7.おわりに
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機能材料マーケットデータ
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太陽電池の開発動向
The Development Trend of a Solar Cell
1.市場動向
2.日本の出荷量
3.太陽光発電の世界別導入状況
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 太陽電池)
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
5.今後の太陽電池のトレンド
6.セル・モジュールの国内市場
7.太陽電池の周辺材料・技術の動向
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【特集】「心地良さ」を生み出す技術―感性重視型技術の最前線―
The Technologies for “Comfort”
― New Development of Sensitivity‒oriented Material Design ―
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特集にあたって
秋山庸子/大阪大学 大学院工学研究科 環境・エネルギー工学専攻 講師
西嶋茂宏/大阪大学 大学院工学研究科 環境・エネルギー工学専攻 教授
-------------------------------------------------------------------------
―「心地良さ」をはかる―
-------------------------------------------------------------------------
ちらつき知覚の変化に基づく簡易疲労計測技術
Mental Fatigue Evaluation in the Daily Life based on the Changes in Flicker
Perception Threshold
-------------------------------------------------------------------------
岩木 直/(独)産業技術総合研究所 ヒューマンライフテクノロジー研究部門
研究グループ長
原田暢善/フリッカーヘルスマネジメント(株) 代表取締役
専用装置を用いた点滅光のちらつき知覚閾値の計測(フリッカー検査)は,疲労度合い
の定量的指標として,人間工学や産業衛生などの分野における研究ツールとして広く用い
られてきた。我々は,日常生活における実用的精神的疲労モニタリングの実現を目的とし
て,携帯端末などの汎用機器でのフリッカー検査を可能にする技術を開発した。
1.はじめに
2.ちらつき知覚のコントラストによる変化を用いた疲労検査
3.強制選択・上下法によるちらつき知覚閾値の決定方法
4.ネットワークを用いた日常疲労計測のためのプロトタイプシステム
5.まとめ
-------------------------------------------------------------------------
繊維製品における心地良さの計測技術
Measurement Technology of Comfort on Product made of Fiber
-------------------------------------------------------------------------
石丸園子/東洋紡(株) 総合研究所 コーポレート研究所 快適性工学センター 部長
「心地良さ」はあいまいな感覚用語で表現されるため,効率的に商品開発をすることが
難しい。そこで,主観評価法,生理評価法,機器評価法のそれぞれにおいて,感覚を数値
化する取り組みがされている。本報では,「心地良さ」の機器評価法,生理評価法の一例と,
その評価法を用いた商品開発事例について紹介する。
1.はじめに
2.心地良いと感じられる商品の開発手法
3.熱・水分特性に関する心地良さの数値化
4.肌触りに関する心地良さの数値化
5.圧力特性に関する心地良さの数値化
6.生理計測による心地良さの数値化
7.おわりに
-------------------------------------------------------------------------
―「心地良さ」をつくる―
-------------------------------------------------------------------------
感性を考慮したスキンケア化粧品設計
Formulation Studies of Skincare Products in Consideration of Sensitivity
-------------------------------------------------------------------------
早瀬 基/(株)カネボウ化粧品 スキンケア研究所 主任研究員
スキンケア化粧品は「実用品」であるとともに「嗜好品」であり,その開発には顧客が
共感できる「感性的な価値」を考慮する必要がある。ここではスキンケア化粧品の処方設
計における「高級感」などの感性価値の評価ポイントと,五感や意識へアプローチするた
めの処方構成技術に関し解説を試みた。
1.はじめに
2.感性価値の評価
3.感性価値を化粧品へ付加するために必要な処方ポイント
3.1 五感へアプローチする方法
3.1.1 視覚へのアプローチ
3.1.2 嗅覚へのアプローチ
3.1.3 触覚へのアプローチ
3.2 意識へアプローチする方法
4.おわりに
-------------------------------------------------------------------------
ヘアケア製品における感性設計―シャンプーのなめらかな洗いごごちを生み出す技術―
Sensitivity Design of Hair Care Products
-------------------------------------------------------------------------
松江由香子/クラシエ ホームプロダクツ(株) ビューティケア研究所 第二研究部
主任研究員
消費者の嗜好調査から判明したシャンプー使用時の心地良さを感じる機能「なめらかな
指どおり」についての物理化学的に評価を行った。この機能を実現する手段であるコアセ
ルベート技術のメカニズムの検討と,「毛髪すべり性」を数値化し,処方開発に応用した
例を紹介する。
1.シャンプー基本機能
2.シャンプーの組成
3.心地良さを感じる機能
4.なめらかな指どおりとは
5.なめらかな指どおりを生み出す技術
6.コアセルベート
7.反力積分値による毛髪すべり性測定
8.シャンプーの感性機能設計
9.今後の展望
-------------------------------------------------------------------------
―超高齢社会に求められる「心地良さ」―
-------------------------------------------------------------------------
認知症高齢者の「心地良さ」と環境づくり
Comfortable Living Environment for Elderly Persons with Dementia
-------------------------------------------------------------------------
白井みどり/大阪市立大学 大学院看護学研究科 教授
瓜崎美幸/認知症看護認定看護士
認知症高齢者は痛みや不快感,生活全般に対する違和感などをうまく伝えることができ
ない。しかし表情や行動を手がかりにその健康や生活上の欲求を理解し,「心地良さ」を
感じさせる環境によって「できること」を引き出すことが期待できる。認知症高齢者ケア
に関する研究のきっかけになることを期待し,その特徴と介入事例を解説する。
1.はじめに
2.認知症高齢者の特徴
2.1 認知症とは
2.2 認知症の症状
2.2.1 中核症状
2.2.2 BPSD
2.3 加齢に伴う変化
3.認知症高齢者の環境づくりに関する研究
3.1 認知症高齢者の環境づくりの意義・目的
3.2 認知症高齢者への環境支援のための指針(PEAP 日本版3)
3.3 環境づくりに関する介入研究の紹介
3.3.1 事例1
3.3.2 事例2
4.おわりに
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褥瘡予防寝具に求められる性能―シープスキン寝具の検討例―
Assessment for Characteristics of Bedsore Prevention Mattress
― Experimental Works on Bedsore Prevention Sheep Skin ―
-------------------------------------------------------------------------
木村裕和/(地独)大阪府立産業技術総合研究所 顧客サービス室 顧客サービス課
総括研究員
山本貴則/(地独)大阪府立産業技術総合研究所 製品信頼性科 主任研究員
少子高齢化の進行にともない寝たきりやそれに近い状態の要介護高齢者の増加が予測さ
れる。そのような状態の高齢者に頻発する褥瘡も深刻な問題の一つである。ここでは,心
地良い被介護生活を送るために褥瘡予防寝具に求められる性能について述べ,シープスキ
ン寝具を中心に行った高齢被験者実験の結果を紹介する。
1.はじめに
2.倫理的配慮
3.高齢被験者による実証実験と官能評価
4. 高齢被験者から得られた仙骨部接触圧および組織血流量と官能評価の関係
5. 高齢被験者の身体的特徴と仙骨部接触圧および組織血流量との関係
6.おわりに
-------------------------------------------------------------------------
看工融合領域におけるロボットによる心地良さへの試み
Evaluation of Comfort using Robotics Technology for Nursing Engineering
-------------------------------------------------------------------------
山田憲嗣/大阪大学 大学院医学系研究科 特任教授
武田真季/大阪大学 大学院医学系研究科 大学院生
大野ゆう子/大阪大学 大学院医学系研究科 教授
医工連携が進み,医療機器・診断機器の性能は大幅に進歩してきている。しかし,現場
に一番近い看護業務は,依然として人の力と経験に頼ったままである。本稿では,工学的
なアプローチで看護業務を支える看工融合領域について述べ,その一例として,ロボット
による洗髪業務による看護と工学の連携について紹介する。
1.はじめに
2.看工融合領域
3.看工融合領域とロボット
3.1 洗髪ロボット
3.2 心地よさを評価するポイントについて(洗浄効果に着目)
4.おわりに
-------------------------------------------------------------------------
Material Report―R&D―
-------------------------------------------------------------------------
マテリアルキュレーション―材料情報の俯瞰的編集・活用による革新的な材料探索法―
Materials Curation: an Innovative Method for Material Search
by Exploring Material Information from a Comprehensive Viewpoint
-------------------------------------------------------------------------
吉武道子/(独)物質・材料研究機構 MANAナノエレクトロニクス材料ユニット
半導体デバイス材料グループ MANA研究者
情報が爆発的に増加し,多くの知識が埋没して有効活用できていない現状に対し,それ
らの知識(埋没知)を活用して新しい価値を生み出す手法として,「キュレーション」は
ビジネスの世界で脚光を浴びつつある。その手法を材料開発に取り入れようと「マテリア
ルキュレーション」を提案し,その概念を説明した。
1.はじめに
2.科学技術におけるキュレーション
3.マテリアルキュレーションの例
4.マテリアルキュレーションとデータベース・インフォマティクス
5.マテリアルキュレーションの方法論
6.材料の分析・解析や合成・加工法におけるマテリアルキュレーション
7.おわりに
-------------------------------------------------------------------------
白金を使わない色素増感太陽電池
Dye‒sensitized Solar Cells without Using Platinum Counter Electrodes
-------------------------------------------------------------------------
白鳥世明/慶應義塾大学 理工学部 准教授
導電性高分子PEDOT‒PSS とカーボンブラックを用いて白金対極を使用しない色素増
感太陽電池を作製し,白金電極を用いた場合とほぼ同程度の性能を得た。カーボンブラッ
クはPEDOT‒PSS の表面積を増大させる役割を果たしていることが分かった。
1.はじめに
2.製膜方法および光電極作製方法
3.素子の組立および評価
4.カーボンブラック混合薄膜の評価
5.PEDOT‒PSS 溶液へのカーボンブラック添加の影響
6.Pt 対極との比較
7.まとめ
-------------------------------------------------------------------------
Market Data
-------------------------------------------------------------------------
世界におけるスマートハウス関連の動向
The Trend of the Smart House Relation in the World
-------------------------------------------------------------------------
1.アメリカでの動き
2.ヨーロッパでの動き
3.中国での動き
The Technologies for “Comfort”
― New Development of Sensitivity‒oriented Material Design ―
-------------------------------------------------------------------------
特集にあたって
秋山庸子/大阪大学 大学院工学研究科 環境・エネルギー工学専攻 講師
西嶋茂宏/大阪大学 大学院工学研究科 環境・エネルギー工学専攻 教授
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―「心地良さ」をはかる―
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ちらつき知覚の変化に基づく簡易疲労計測技術
Mental Fatigue Evaluation in the Daily Life based on the Changes in Flicker
Perception Threshold
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岩木 直/(独)産業技術総合研究所 ヒューマンライフテクノロジー研究部門
研究グループ長
原田暢善/フリッカーヘルスマネジメント(株) 代表取締役
専用装置を用いた点滅光のちらつき知覚閾値の計測(フリッカー検査)は,疲労度合い
の定量的指標として,人間工学や産業衛生などの分野における研究ツールとして広く用い
られてきた。我々は,日常生活における実用的精神的疲労モニタリングの実現を目的とし
て,携帯端末などの汎用機器でのフリッカー検査を可能にする技術を開発した。
1.はじめに
2.ちらつき知覚のコントラストによる変化を用いた疲労検査
3.強制選択・上下法によるちらつき知覚閾値の決定方法
4.ネットワークを用いた日常疲労計測のためのプロトタイプシステム
5.まとめ
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繊維製品における心地良さの計測技術
Measurement Technology of Comfort on Product made of Fiber
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石丸園子/東洋紡(株) 総合研究所 コーポレート研究所 快適性工学センター 部長
「心地良さ」はあいまいな感覚用語で表現されるため,効率的に商品開発をすることが
難しい。そこで,主観評価法,生理評価法,機器評価法のそれぞれにおいて,感覚を数値
化する取り組みがされている。本報では,「心地良さ」の機器評価法,生理評価法の一例と,
その評価法を用いた商品開発事例について紹介する。
1.はじめに
2.心地良いと感じられる商品の開発手法
3.熱・水分特性に関する心地良さの数値化
4.肌触りに関する心地良さの数値化
5.圧力特性に関する心地良さの数値化
6.生理計測による心地良さの数値化
7.おわりに
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―「心地良さ」をつくる―
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感性を考慮したスキンケア化粧品設計
Formulation Studies of Skincare Products in Consideration of Sensitivity
-------------------------------------------------------------------------
早瀬 基/(株)カネボウ化粧品 スキンケア研究所 主任研究員
スキンケア化粧品は「実用品」であるとともに「嗜好品」であり,その開発には顧客が
共感できる「感性的な価値」を考慮する必要がある。ここではスキンケア化粧品の処方設
計における「高級感」などの感性価値の評価ポイントと,五感や意識へアプローチするた
めの処方構成技術に関し解説を試みた。
1.はじめに
2.感性価値の評価
3.感性価値を化粧品へ付加するために必要な処方ポイント
3.1 五感へアプローチする方法
3.1.1 視覚へのアプローチ
3.1.2 嗅覚へのアプローチ
3.1.3 触覚へのアプローチ
3.2 意識へアプローチする方法
4.おわりに
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ヘアケア製品における感性設計―シャンプーのなめらかな洗いごごちを生み出す技術―
Sensitivity Design of Hair Care Products
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松江由香子/クラシエ ホームプロダクツ(株) ビューティケア研究所 第二研究部
主任研究員
消費者の嗜好調査から判明したシャンプー使用時の心地良さを感じる機能「なめらかな
指どおり」についての物理化学的に評価を行った。この機能を実現する手段であるコアセ
ルベート技術のメカニズムの検討と,「毛髪すべり性」を数値化し,処方開発に応用した
例を紹介する。
1.シャンプー基本機能
2.シャンプーの組成
3.心地良さを感じる機能
4.なめらかな指どおりとは
5.なめらかな指どおりを生み出す技術
6.コアセルベート
7.反力積分値による毛髪すべり性測定
8.シャンプーの感性機能設計
9.今後の展望
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―超高齢社会に求められる「心地良さ」―
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認知症高齢者の「心地良さ」と環境づくり
Comfortable Living Environment for Elderly Persons with Dementia
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白井みどり/大阪市立大学 大学院看護学研究科 教授
瓜崎美幸/認知症看護認定看護士
認知症高齢者は痛みや不快感,生活全般に対する違和感などをうまく伝えることができ
ない。しかし表情や行動を手がかりにその健康や生活上の欲求を理解し,「心地良さ」を
感じさせる環境によって「できること」を引き出すことが期待できる。認知症高齢者ケア
に関する研究のきっかけになることを期待し,その特徴と介入事例を解説する。
1.はじめに
2.認知症高齢者の特徴
2.1 認知症とは
2.2 認知症の症状
2.2.1 中核症状
2.2.2 BPSD
2.3 加齢に伴う変化
3.認知症高齢者の環境づくりに関する研究
3.1 認知症高齢者の環境づくりの意義・目的
3.2 認知症高齢者への環境支援のための指針(PEAP 日本版3)
3.3 環境づくりに関する介入研究の紹介
3.3.1 事例1
3.3.2 事例2
4.おわりに
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褥瘡予防寝具に求められる性能―シープスキン寝具の検討例―
Assessment for Characteristics of Bedsore Prevention Mattress
― Experimental Works on Bedsore Prevention Sheep Skin ―
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木村裕和/(地独)大阪府立産業技術総合研究所 顧客サービス室 顧客サービス課
総括研究員
山本貴則/(地独)大阪府立産業技術総合研究所 製品信頼性科 主任研究員
少子高齢化の進行にともない寝たきりやそれに近い状態の要介護高齢者の増加が予測さ
れる。そのような状態の高齢者に頻発する褥瘡も深刻な問題の一つである。ここでは,心
地良い被介護生活を送るために褥瘡予防寝具に求められる性能について述べ,シープスキ
ン寝具を中心に行った高齢被験者実験の結果を紹介する。
1.はじめに
2.倫理的配慮
3.高齢被験者による実証実験と官能評価
4. 高齢被験者から得られた仙骨部接触圧および組織血流量と官能評価の関係
5. 高齢被験者の身体的特徴と仙骨部接触圧および組織血流量との関係
6.おわりに
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看工融合領域におけるロボットによる心地良さへの試み
Evaluation of Comfort using Robotics Technology for Nursing Engineering
-------------------------------------------------------------------------
山田憲嗣/大阪大学 大学院医学系研究科 特任教授
武田真季/大阪大学 大学院医学系研究科 大学院生
大野ゆう子/大阪大学 大学院医学系研究科 教授
医工連携が進み,医療機器・診断機器の性能は大幅に進歩してきている。しかし,現場
に一番近い看護業務は,依然として人の力と経験に頼ったままである。本稿では,工学的
なアプローチで看護業務を支える看工融合領域について述べ,その一例として,ロボット
による洗髪業務による看護と工学の連携について紹介する。
1.はじめに
2.看工融合領域
3.看工融合領域とロボット
3.1 洗髪ロボット
3.2 心地よさを評価するポイントについて(洗浄効果に着目)
4.おわりに
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Material Report―R&D―
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マテリアルキュレーション―材料情報の俯瞰的編集・活用による革新的な材料探索法―
Materials Curation: an Innovative Method for Material Search
by Exploring Material Information from a Comprehensive Viewpoint
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吉武道子/(独)物質・材料研究機構 MANAナノエレクトロニクス材料ユニット
半導体デバイス材料グループ MANA研究者
情報が爆発的に増加し,多くの知識が埋没して有効活用できていない現状に対し,それ
らの知識(埋没知)を活用して新しい価値を生み出す手法として,「キュレーション」は
ビジネスの世界で脚光を浴びつつある。その手法を材料開発に取り入れようと「マテリア
ルキュレーション」を提案し,その概念を説明した。
1.はじめに
2.科学技術におけるキュレーション
3.マテリアルキュレーションの例
4.マテリアルキュレーションとデータベース・インフォマティクス
5.マテリアルキュレーションの方法論
6.材料の分析・解析や合成・加工法におけるマテリアルキュレーション
7.おわりに
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白金を使わない色素増感太陽電池
Dye‒sensitized Solar Cells without Using Platinum Counter Electrodes
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白鳥世明/慶應義塾大学 理工学部 准教授
導電性高分子PEDOT‒PSS とカーボンブラックを用いて白金対極を使用しない色素増
感太陽電池を作製し,白金電極を用いた場合とほぼ同程度の性能を得た。カーボンブラッ
クはPEDOT‒PSS の表面積を増大させる役割を果たしていることが分かった。
1.はじめに
2.製膜方法および光電極作製方法
3.素子の組立および評価
4.カーボンブラック混合薄膜の評価
5.PEDOT‒PSS 溶液へのカーボンブラック添加の影響
6.Pt 対極との比較
7.まとめ
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Market Data
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世界におけるスマートハウス関連の動向
The Trend of the Smart House Relation in the World
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1.アメリカでの動き
2.ヨーロッパでの動き
3.中国での動き
【特集】
低温合成による新材料創製
―異分野横断で見える無機化学の可能性―
New Materials Development by Low Temperature Synthesis
― an Interdisciplinary Approach to Inorganic Chemistry ―
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特集にあたって
Introduction
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陰山洋 / 京都大学 大学院 工学研究科 物質エネルギー化学専攻 教授
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水を溶媒に用いた機能性酸化物の低温合成のためのグリーンプレカーサーの開発
Development of “Green Precursors” for Low Temperature Synthesis of Functional Oxides using Water as a Solvent
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小林 亮 / 東北大学 多元物質科学研究所 新機能無機物質探索研究センター 助教
垣花眞人 / 東北大学 多元物質科学研究所 新機能無機物質探索研究センター センター長;教授
中性の水を溶媒に用いた酸化物セラミックス材料の低温合成のための、新しいグリーンプレカーサーの開発に関する研究を紹介する。具体的には、難水溶性かつセラミックスの基幹元素であるチタン、タンタル、ビスマスの水溶性錯体、および、開発した各種水溶性錯体を用いたセラミックスの低温合成例について記述する。
【目次】
1. はじめに
2. 水溶性金属錯体の開発
2.1 水溶性チタン錯体
2.2 水溶性タンタル錯体
2.3 水溶性ビスマス錯体
3. 水溶性金属錯体を用いた機能性材料の低温合成
3.1 水溶性錯体を用いた複合酸化物の低温合成
3.2 水溶性チタン錯体を用いた酸化チタンの水熱合成
4. おわりに
-------------------------------------------------------------------------
純鉄ナノ粒子の低温化学合成の現状と展望
Current Perspective on Low‒Temperature Synthesis of Fe Nanoparticles
-------------------------------------------------------------------------
小川智之 / 東北大学 大学院 工学研究科 電子工学専攻 助教
高飽和磁化を有し、かつ、ナノサイズの純鉄ナノ粒子は、将来の高品位・高機能デバイスなどへの応用に最適なナノ材料として注目されている。本稿では、低温化学合成による純鉄ナノ粒子の粒径制御技術と飽和磁化について、筆者らの成果を交えながら現状と課題を概観し、今後の展望について述べる。
【目次】
1. はじめに
2. 純鉄ナノ粒子の低温化学合成と粒径制御
3. 低温合成した純鉄ナノ粒子の飽和磁化とその粒径依存性
4. Fe(CO)5 熱分解法における純鉄ナノ粒子の生成・成長過程と高飽和磁化化指針
5. まとめと今後の展望
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原子配列制御による Si‒OH‒Al ブレンステッド酸点の高濃度合成
Synthesis of Concentrated Brønseted Acidic Sites by Controlling the Atomic Arrangement
-------------------------------------------------------------------------
大幸裕介 / 兵庫県立大学 物質系工学専攻 助教
シリカ―アルミナ複合体はその作製方法によって酸性度が大きく異なり、触媒活性などの向上にはSi‒O(H)‒Al ブレンステッド酸点の濃度を上げることが重要である。酸―塩基反応を利用してSi とAl 原子の配列制御を試みた。シリカ―アルミナ複合体の固体酸としての研究歴史などについても合わせて紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. シリカ―アルミナ複合体
3. 酸―塩基反応法
4.AlCl3とSi(OC2H5)4 の反応
5.X 線光電子分光解析
6.水素ガス応答性
7.おわりに
-------------------------------------------------------------------------
紫外レーザー照射を用いる酸化物材料の低温製膜
―結晶粒成長と配向制御―
Low Temperature Crystal Growth of Oxide Thin Films by using UV Lasers
-------------------------------------------------------------------------
中島智彦 / (独)産業技術総合研究所 先進製造プロセス研究部門 フレキシブル化学コーティング研究グループ 研究員
篠田健太郎 / (独)産業技術総合研究所 先進製造プロセス研究部門 フレキシブル化学コーティング研究グループ 研究員
土屋哲男 / (独)産業技術総合研究所 先進製造プロセス研究部門 フレキシブル化学コーティング研究グループ 研究グループ長
酸化物薄膜の低温製膜法の確立は次世代デバイスを構築していくために欠かせない。光MOD 法は化学溶液法と紫外パルスレーザー照射を組み合わせた手法であり、レーザー照射によって結晶化させることで製膜温度を大幅に低減することに成功している。レーザー照射下の結晶粒成長と配向制御の例を示し、結晶成長機構を概説する。
【目次】
1. はじめに
2. 光MOD 法を用いた酸化物薄膜成長の基本原理
2.1 エピタキシャル成長
2.2 多結晶成長
3. ナノ粒子光反応法
4. 光MOD 法による配向制御
-------------------------------------------------------------------------
有機溶媒中でのソルボサーマル法による金属酸化物ナノ結晶の低温合成
Synthesis of Metal Oxide Nanoparticles by Solvothermal Method in Organic Solvents under Mild Condition
-------------------------------------------------------------------------
細川三郎 / 京都大学 大学院 工学研究科 物質エネルギー化学専攻 助教
1,4‒ブタンジオール中でのソルボサーマル法を利用することで、固相法や共沈法において必要不可欠であった焼成を施すことなく、極めて温和な条件で複合酸化物ナノ結晶が合成可能である。本処方は独特の反応機構により酸化物の結晶化および結晶成長が進行するため、新材料および新機能の開発の面で興味深い材料合成法である。
【目次】
1. はじめに
2. ソルボサーマル法による単分散微結晶の低温合成
3. ソルボサーマル法による欠陥構造を豊富に有する複合酸化物ナノ結晶の合成
4. ソルボサーマル法によるナノ蛍光体の合成
5. ソルボサーマル法による触媒材料の合成
6. おわりに
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電位‒pH 図を利用した無機材料液相合成プロセスの設計
Process Designing of Liquid‒Phase Synthesis of Inorganic Materials using Potential‒pH Diagrams
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八木俊介 / 大阪府立大学 21 世紀科学研究機構 ナノ科学・材料研究センター 特別講師
液相中における無機材料の合成は、高温や真空を要さず低コストかつ環境に優しいプロセスとして古くから注目されてきた。無機材料の液相合成プロセスの設計には、電位‒pH図に代表されるポテンシャル図が非常に有効である。ここでは、いくつかの例を挙げ、実際に電位‒pH 図をプロセスの設計に応用する際の考え方についてご紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. 電解法による金属材料の形成
3. 電解法による酸化物材料の形成1
4. 電解法による酸化物材料の形成2
5. 無電解法による薄膜材料の形成
6. 無電解法による金属ナノ粒子の形成
7. おわりに
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化学溶液堆積法による誘電体薄膜の作製
Preparation of Dielectric Thin Films by Chemical Solution Deposition
-------------------------------------------------------------------------
細倉匡 / ㈱村田製作所 技術・事業開発本部 材料開発統括部 材料開発2部 主任研究員
化学溶液堆積(CSD)法は安価、簡便、低エネルギーの手法で、大量生産を行うには欠かせないプロセスとして様々な膜形成に用いられている。近年、CSD 法を利用した誘電体薄膜の形成においてナノレベルでの制御が可能になってきており、革新的な機能性薄膜作製のキーテクノロジーとして期待されている。本稿ではCSD 法を用いてナノレベルでの制御をした誘電体薄膜作製例について紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. 機能性セラミックス薄膜の形成方法
3. 電気泳動法による機能性セラミックス薄膜の形成
3.1 電気泳動法によるチタン酸バリウムマイクロ構造体の作製
4. スピンコート法による機能性セラミックス薄膜の形成
4.1 スピンコート法による膜構造と配向性の制御
4.2 スピンコート法による誘電体超格子薄膜の作製
5. おわりに
-------------------------------------------------------------------------
溶液に頼らない低温合成:新しい金属酸化物の開拓
Solventless Low Temperature Reactions for Novel Transition Metal Oxides
-------------------------------------------------------------------------
山本隆文 / 京都大学 大学院 工学研究科 物質エネルギー化学専攻
小林洋治 / 京都大学 大学院 工学研究科 物質エネルギー化学専攻 助教
陰山洋 / 京都大学 大学院 工学研究科 物質エネルギー化学専攻 教授
酸化物の合成には一般に高温固相反応法が用いられるが、近年は粒子径や多孔特性の制御、環境への負荷の軽減などの観点から、低温溶液反応をベースとする合成が盛んに用いられている。しかしながら、低温合成は、熱平衡相の壁を超えた“真に”新しい組成、構造を得ることにも威力を発揮する有効な手法である。本稿では、溶液を使わない低温反応、特に金属水素化物を低温還元剤として用いる新しい遷移金属酸化物の開発について、最新の成果を交えながら紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. 固体で進行する低温反応
3. 平面四配位をもつ鉄酸化物
4. アナターゼ薄膜への大量電子注入
5. チタン酸バリウムの水素化
6. おわりに
-------------------------------------------------------------------------
Material Report―R&D―
-------------------------------------------------------------------------
震災復興に貢献する唾液コルチゾール測定器の開発
Salivary Cortisol Sensor for the Diagnosis of the Stress in Disaster
-------------------------------------------------------------------------
山口昌樹 / 岩手大学 大学院 工学研究科 バイオ・ロボティクス部門 教授
丹羽大介 / ローム㈱ 研究開発本部 ナノバイオニクス研究開発センター 副センター長
本稿では、経済産業省の国家プロジェクトの一つ「唾液バイオマーカーによるストレス関連疾患評価システムの開発」として進めている唾液コルチゾール測定器について報告する。これは、臨床現場で非侵襲的な即時診断に利用できるストレス関連疾患の評価技術を提供し、被災者のストレス関連疾患の発症を未然に防ぐことを目的としている。
【目次】
1. はじめに
2. 唾液と血液の相関性
3. 唾液コルチゾール測定器
3.1 測定原理
3.2 ストレス関連疾患との関連性
4. おわりに
-------------------------------------------------------------------------
機能材料マーケットデータ
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水処理用機能材の市場動向
Market Trend of Functional Material for Water Disposal
-------------------------------------------------------------------------
【目次】
1. はじめに
2. イオン交換体(イオン交換膜・イオン交換樹脂・イオン交換繊維)
2.1 イオン交換膜
2.1.1 概要
2.1.2 市場動向
2.2 イオン交換樹脂
2.2.1 概要
2.2.2 市場動向
2.2.3 企業動向
3. 活性炭
3.1 概要
3.2 市場動向
3.3 輸出入動向
3.4 用途動向
3.5 企業動向
低温合成による新材料創製
―異分野横断で見える無機化学の可能性―
New Materials Development by Low Temperature Synthesis
― an Interdisciplinary Approach to Inorganic Chemistry ―
-------------------------------------------------------------------------
特集にあたって
Introduction
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陰山洋 / 京都大学 大学院 工学研究科 物質エネルギー化学専攻 教授
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水を溶媒に用いた機能性酸化物の低温合成のためのグリーンプレカーサーの開発
Development of “Green Precursors” for Low Temperature Synthesis of Functional Oxides using Water as a Solvent
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小林 亮 / 東北大学 多元物質科学研究所 新機能無機物質探索研究センター 助教
垣花眞人 / 東北大学 多元物質科学研究所 新機能無機物質探索研究センター センター長;教授
中性の水を溶媒に用いた酸化物セラミックス材料の低温合成のための、新しいグリーンプレカーサーの開発に関する研究を紹介する。具体的には、難水溶性かつセラミックスの基幹元素であるチタン、タンタル、ビスマスの水溶性錯体、および、開発した各種水溶性錯体を用いたセラミックスの低温合成例について記述する。
【目次】
1. はじめに
2. 水溶性金属錯体の開発
2.1 水溶性チタン錯体
2.2 水溶性タンタル錯体
2.3 水溶性ビスマス錯体
3. 水溶性金属錯体を用いた機能性材料の低温合成
3.1 水溶性錯体を用いた複合酸化物の低温合成
3.2 水溶性チタン錯体を用いた酸化チタンの水熱合成
4. おわりに
-------------------------------------------------------------------------
純鉄ナノ粒子の低温化学合成の現状と展望
Current Perspective on Low‒Temperature Synthesis of Fe Nanoparticles
-------------------------------------------------------------------------
小川智之 / 東北大学 大学院 工学研究科 電子工学専攻 助教
高飽和磁化を有し、かつ、ナノサイズの純鉄ナノ粒子は、将来の高品位・高機能デバイスなどへの応用に最適なナノ材料として注目されている。本稿では、低温化学合成による純鉄ナノ粒子の粒径制御技術と飽和磁化について、筆者らの成果を交えながら現状と課題を概観し、今後の展望について述べる。
【目次】
1. はじめに
2. 純鉄ナノ粒子の低温化学合成と粒径制御
3. 低温合成した純鉄ナノ粒子の飽和磁化とその粒径依存性
4. Fe(CO)5 熱分解法における純鉄ナノ粒子の生成・成長過程と高飽和磁化化指針
5. まとめと今後の展望
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原子配列制御による Si‒OH‒Al ブレンステッド酸点の高濃度合成
Synthesis of Concentrated Brønseted Acidic Sites by Controlling the Atomic Arrangement
-------------------------------------------------------------------------
大幸裕介 / 兵庫県立大学 物質系工学専攻 助教
シリカ―アルミナ複合体はその作製方法によって酸性度が大きく異なり、触媒活性などの向上にはSi‒O(H)‒Al ブレンステッド酸点の濃度を上げることが重要である。酸―塩基反応を利用してSi とAl 原子の配列制御を試みた。シリカ―アルミナ複合体の固体酸としての研究歴史などについても合わせて紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. シリカ―アルミナ複合体
3. 酸―塩基反応法
4.AlCl3とSi(OC2H5)4 の反応
5.X 線光電子分光解析
6.水素ガス応答性
7.おわりに
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紫外レーザー照射を用いる酸化物材料の低温製膜
―結晶粒成長と配向制御―
Low Temperature Crystal Growth of Oxide Thin Films by using UV Lasers
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中島智彦 / (独)産業技術総合研究所 先進製造プロセス研究部門 フレキシブル化学コーティング研究グループ 研究員
篠田健太郎 / (独)産業技術総合研究所 先進製造プロセス研究部門 フレキシブル化学コーティング研究グループ 研究員
土屋哲男 / (独)産業技術総合研究所 先進製造プロセス研究部門 フレキシブル化学コーティング研究グループ 研究グループ長
酸化物薄膜の低温製膜法の確立は次世代デバイスを構築していくために欠かせない。光MOD 法は化学溶液法と紫外パルスレーザー照射を組み合わせた手法であり、レーザー照射によって結晶化させることで製膜温度を大幅に低減することに成功している。レーザー照射下の結晶粒成長と配向制御の例を示し、結晶成長機構を概説する。
【目次】
1. はじめに
2. 光MOD 法を用いた酸化物薄膜成長の基本原理
2.1 エピタキシャル成長
2.2 多結晶成長
3. ナノ粒子光反応法
4. 光MOD 法による配向制御
-------------------------------------------------------------------------
有機溶媒中でのソルボサーマル法による金属酸化物ナノ結晶の低温合成
Synthesis of Metal Oxide Nanoparticles by Solvothermal Method in Organic Solvents under Mild Condition
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細川三郎 / 京都大学 大学院 工学研究科 物質エネルギー化学専攻 助教
1,4‒ブタンジオール中でのソルボサーマル法を利用することで、固相法や共沈法において必要不可欠であった焼成を施すことなく、極めて温和な条件で複合酸化物ナノ結晶が合成可能である。本処方は独特の反応機構により酸化物の結晶化および結晶成長が進行するため、新材料および新機能の開発の面で興味深い材料合成法である。
【目次】
1. はじめに
2. ソルボサーマル法による単分散微結晶の低温合成
3. ソルボサーマル法による欠陥構造を豊富に有する複合酸化物ナノ結晶の合成
4. ソルボサーマル法によるナノ蛍光体の合成
5. ソルボサーマル法による触媒材料の合成
6. おわりに
-------------------------------------------------------------------------
電位‒pH 図を利用した無機材料液相合成プロセスの設計
Process Designing of Liquid‒Phase Synthesis of Inorganic Materials using Potential‒pH Diagrams
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八木俊介 / 大阪府立大学 21 世紀科学研究機構 ナノ科学・材料研究センター 特別講師
液相中における無機材料の合成は、高温や真空を要さず低コストかつ環境に優しいプロセスとして古くから注目されてきた。無機材料の液相合成プロセスの設計には、電位‒pH図に代表されるポテンシャル図が非常に有効である。ここでは、いくつかの例を挙げ、実際に電位‒pH 図をプロセスの設計に応用する際の考え方についてご紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. 電解法による金属材料の形成
3. 電解法による酸化物材料の形成1
4. 電解法による酸化物材料の形成2
5. 無電解法による薄膜材料の形成
6. 無電解法による金属ナノ粒子の形成
7. おわりに
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化学溶液堆積法による誘電体薄膜の作製
Preparation of Dielectric Thin Films by Chemical Solution Deposition
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細倉匡 / ㈱村田製作所 技術・事業開発本部 材料開発統括部 材料開発2部 主任研究員
化学溶液堆積(CSD)法は安価、簡便、低エネルギーの手法で、大量生産を行うには欠かせないプロセスとして様々な膜形成に用いられている。近年、CSD 法を利用した誘電体薄膜の形成においてナノレベルでの制御が可能になってきており、革新的な機能性薄膜作製のキーテクノロジーとして期待されている。本稿ではCSD 法を用いてナノレベルでの制御をした誘電体薄膜作製例について紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. 機能性セラミックス薄膜の形成方法
3. 電気泳動法による機能性セラミックス薄膜の形成
3.1 電気泳動法によるチタン酸バリウムマイクロ構造体の作製
4. スピンコート法による機能性セラミックス薄膜の形成
4.1 スピンコート法による膜構造と配向性の制御
4.2 スピンコート法による誘電体超格子薄膜の作製
5. おわりに
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溶液に頼らない低温合成:新しい金属酸化物の開拓
Solventless Low Temperature Reactions for Novel Transition Metal Oxides
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山本隆文 / 京都大学 大学院 工学研究科 物質エネルギー化学専攻
小林洋治 / 京都大学 大学院 工学研究科 物質エネルギー化学専攻 助教
陰山洋 / 京都大学 大学院 工学研究科 物質エネルギー化学専攻 教授
酸化物の合成には一般に高温固相反応法が用いられるが、近年は粒子径や多孔特性の制御、環境への負荷の軽減などの観点から、低温溶液反応をベースとする合成が盛んに用いられている。しかしながら、低温合成は、熱平衡相の壁を超えた“真に”新しい組成、構造を得ることにも威力を発揮する有効な手法である。本稿では、溶液を使わない低温反応、特に金属水素化物を低温還元剤として用いる新しい遷移金属酸化物の開発について、最新の成果を交えながら紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. 固体で進行する低温反応
3. 平面四配位をもつ鉄酸化物
4. アナターゼ薄膜への大量電子注入
5. チタン酸バリウムの水素化
6. おわりに
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Material Report―R&D―
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震災復興に貢献する唾液コルチゾール測定器の開発
Salivary Cortisol Sensor for the Diagnosis of the Stress in Disaster
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山口昌樹 / 岩手大学 大学院 工学研究科 バイオ・ロボティクス部門 教授
丹羽大介 / ローム㈱ 研究開発本部 ナノバイオニクス研究開発センター 副センター長
本稿では、経済産業省の国家プロジェクトの一つ「唾液バイオマーカーによるストレス関連疾患評価システムの開発」として進めている唾液コルチゾール測定器について報告する。これは、臨床現場で非侵襲的な即時診断に利用できるストレス関連疾患の評価技術を提供し、被災者のストレス関連疾患の発症を未然に防ぐことを目的としている。
【目次】
1. はじめに
2. 唾液と血液の相関性
3. 唾液コルチゾール測定器
3.1 測定原理
3.2 ストレス関連疾患との関連性
4. おわりに
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機能材料マーケットデータ
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水処理用機能材の市場動向
Market Trend of Functional Material for Water Disposal
-------------------------------------------------------------------------
【目次】
1. はじめに
2. イオン交換体(イオン交換膜・イオン交換樹脂・イオン交換繊維)
2.1 イオン交換膜
2.1.1 概要
2.1.2 市場動向
2.2 イオン交換樹脂
2.2.1 概要
2.2.2 市場動向
2.2.3 企業動向
3. 活性炭
3.1 概要
3.2 市場動向
3.3 輸出入動向
3.4 用途動向
3.5 企業動向
【特集】 酸化物半導体の新しい応用展開
─酸化亜鉛,酸化ガリウム,さらに新しい材料を求めて─
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特集にあたって
-------------------------------------------------------------------------
藤田静雄/京都大学 大学院 工学研究科 光・電子理工学教育研究センター 教授
-------------------------------------------------------------------------
酸化亜鉛薄膜の放射線耐性
Radiation Hardness of Zinc Oxide
-------------------------------------------------------------------------
矢野満明/大阪工業大学 工学部 電子情報通信工学科 教授
小池一歩/大阪工業大学 工学部 電子情報通信工学科 准教授
佐々誠彦/大阪工業大学 工学部 電気電子システム工学科 教授
權田俊一/大阪大学 産業科学研究所 招聘教授
石神龍哉/ (財)若狭湾エネルギー研究センター 主任研究員
久米 恭/ (財)若狭湾エネルギー研究センター 主任研究員
半導体は放射線の入射によって特性が劣化するが,最近注目を集めている酸化亜鉛
は高い耐性を有することがわかった。酸化亜鉛では受光・発光デバイスや高出力トラ
ンジスタなどが試作されており、宇宙用途や原子炉用途などの放射線環境で使用する
機器への適用が期待される。
【目次】
1.はじめに
2.半導体デバイスと放射線
3.入射粒子のエネルギ損失過程と半導体の損傷
4.酸化亜鉛の特徴と放射線耐性
5.まとめ
-------------------------------------------------------------------------
融液法による酸化ガリウム半導体基板の作製とその特性
β-Ga2O3 Semiconductor Substrate:Crystal Growth from Melt and Properties
-------------------------------------------------------------------------
島村清史/(独)物質・材料研究機構 光学単結晶グループ グループリーダー
Encarnacion G. Villora/(独)物質・材料研究機構 光学単結晶グループ 主任研究員
青木和夫/ (株)光波 取締役
一ノ瀬昇/早稲田大学 名誉教授;理工学術院総合研究所 顧問研究員
酸化ガリウム単結晶はGaN やSiC よりも大きなバンドギャップを有し,高い透明性と
導電性を併せ持つため,高輝度LED 用の導電性基板結晶やパワーデバイス素子用結晶
として期待される。本稿では酸化ガリウム単結晶に関するこれまでの開発経緯と、
次世代の半導体材料としての可能性を紹介する。
【目次】
1.はじめに
2.結晶育成と基礎物性
3.GaN 系薄膜の結晶成長
4.β-Ga2O3単結晶薄膜の結晶成長とp 型化
5.単結晶の大型化とLED 化,その後
6.まとめと今後の展望
-------------------------------------------------------------------------
酸化ガリウム半導体の分子線エピタキシー(MBE)成長とショットキーダイオード
Molecular Beam Epitaxy of Semiconducting Gallium Oxide
and its Application to Schottky Barrier Diodes
-------------------------------------------------------------------------
佐々木公平/(株)タムラ製作所 コアテクノロジー本部 LED 開発室
;(独)情報通信研究機構
未来ICT 研究所 超高周波ICT 研究室
倉又朗人/(株)タムラ製作所 コアテクノロジー本部 LED 開発室 室長
増井建和/(株)光波 開発本部 光材料開発部 部長
Encarnacion G. Villora/(独)物質・材料研究機構 環境・エネルギー材料部門 光・電子材料ユニット 光学単結晶グループ 主任研究員
島村清史/(独)物質・材料研究機構 環境・エネルギー材料部門 光・電子材料ユニット 光学単結晶グループ グループリーダー
山腰茂伸/(株)タムラ製作所 コアテクノロジー本部 本部長
酸化ガリウム半導体の高速ホモエピタキシャル成長技術とn 型ドーピング技術を、
分子線エピタキシー(MBE)法を用いて開発した。基板面方位の検討により、3.5μm/h
以上の成長速度と、1016 ～ 1019cm-3 の広い範囲でのドナー濃度制御を実現した。
本技術を用いて試作したショットキーバリアダイオードは従来の報告値を大きく上回
る特性を示した。
【目次】
1.はじめに
2.β-Ga2O3 とは
2.1 パワーデバイス材料としての魅力
2.2 パワーデバイス応用への課題
3.試料作製条件
4.ホモエピタキシャル成長とデバイス試作結果
4.1 面方位と成長速度
4.2 高速成長
4.3 ホモエピタキシャル膜表面観察
4.4 n 型ドーピング
4.5 β-Ga2O3 SBDs
5.まとめと今後の展望
-------------------------------------------------------------------------
酸化ガリウムトランジスタ
Gallium Oxide Transistors
-------------------------------------------------------------------------
東脇正高/ (独)情報通信研究機構 未来ICT 研究所 総括主任研究員
;(独)科学技術振興機構 さきがけ 研究員
佐々木公平/(株)タムラ製作所 コアテクノロジー本部 LED 開発室
;(独)情報通信研究機構 未来ICT 研究所
倉又朗人/(株)タムラ製作所 コアテクノロジー本部 LED 開発室 室長
増井建和/(株)光波 開発本部 光材料開発部 部長
山腰茂伸/(株)タムラ製作所 コアテクノロジー本部 本部長
酸化ガリウム(Ga2O3)は,そのワイドギャップに代表される優れた材料物性、およ
び融液成長法により単結晶基板が安価かつ簡便に作製可能であることから、次世代
パワーデバイス半導体材料として非常に有望である。本稿では、我々が世界に先駆
けて動作実証に成功したGa2O3トランジスタについて、背景、材料物性が示す可能性、
今後の展開を含めて解説する。
【目次】
1.はじめに
2.Ga2O3 のパワーデバイス半導体材料としての特徴
2.1 Ga2O3 とは?
2.2 物性値から検討したGa2O3 パワーデバイス特性の見込み
2.3 単結晶Ga2O3 基板の意義
2.4 SiC,GaN とGa2O3 パワーデバイス特性の比較
3.世界初の酸化ガリウムトランジスタの動作実証
4.今後の展開,まとめ
-------------------------------------------------------------------------
ミストを用いた薄膜作製法の開発と電子デバイス実証
Development of Thin Film Growth Method using “Mist”and its Application Demonstrated by the Electrical Device
-------------------------------------------------------------------------
川原村敏幸/高知工科大学 ナノテクノロジー研究所 講師
安定な原料を用いて、効率よく、信頼性が高い機能薄膜を,安価でメンテナンスが簡便な
装置で作製する技術の開発は、機能薄膜作製装置の開発者全員の望みではなかろうか。
これは、持続可能(サステイナブル)な社会発展にも不可欠な要素である。
ミストCVD法はそのような要望に応えるべく開発を進めてきた技術である。
【目次】
1.はじめに
2.ミストCVD 法の原理および特徴
2.1 ミスト法
2.2 ミスト法の位置付け
3.ミストCVD 法で活躍する装置
3.1 ホットウォール(HW)方式
3.2 リニアソース(LS)方式
3.2 リニアソース(LS)方式
4.ミストCVD 法で作製した薄膜
4.1 ミストCVD 法で作製した薄膜とその特性
4.2 FC 式ミストCVD システムで作製した薄膜の均一性
5.ミストCVD 法によるIGZO/AlOx 酸化物薄膜トランジスタ(FT)の作製15)
5.1 大気圧プロセスで薄膜トランジスタを作製する意義
5.2 ミストCVD 法によるIGZO/AlOx 酸化物TFT の作製
5.3 IGZO/AlOx 酸化物TFT の特性
6.ここまで解明したミスト法
7.まとめ
-------------------------------------------------------------------------
酸化物ワイドギャップ半導体の将来展望
―酸化物プラズモニクスへの期待―
Perspectives of Oxide Wide Band Gap Semiconductors
―Possibility for Oxide Plasmonics―
-------------------------------------------------------------------------
田畑 仁/東京大学 大学院 工学系研究科 バイオエンジニアリング専攻
;電気系工学専攻 教授
ワイドギャップ酸化物半導体であるZnO やITO における不純物ドーピング量を制御
することで、プラズマ周波数を可視から赤外域へ任意に制御できることを実験、理論
両面から検証した。水の結合状態の指標となる水酸基(OH 基)の合成振動モードに(近
赤外)にプラズマ周波数を設計し、従来の赤外分光法に比べて約150 倍の検出感度を
実現した。これは糖尿病診断に必須の血糖値計測を非接触で可能とする技術である。
【目次】
1.はじめに
2.酸化物材料の特徴
3.酸化物プラズモン
4.おわりに
-------------------------------------------------------------------------
Material Report―R&D―
-------------------------------------------------------------------------
99%以上のセシウムを除去するゼオCa 漆喰の開発および適用施設例
Development of the Zeo-Ca-Plaster Removing more than 99% Ce and
Application Institution Example
-------------------------------------------------------------------------
森村 毅/近畿大学 工学部 建築学科 非常勤講師
多賀 淳/近畿大学 薬学部 医療薬学科 薬品分析学研究室 講師
石渡俊二/近畿大学 薬学部 臨床薬学部門 実践臨床薬学分野 准教授
緒方文彦/近畿大学 薬学部 医療薬学科 公衆衛生学研究室 助教
この度の地震で東北の太平洋沿岸部は巨大津波で甚大な被害を蒙った。特に東京電力
福島第一原子力発電所の原子炉は、電源関係が破滅的な被害を蒙ったため原子炉内がダ
メージを受け、水素爆発によってセシウムが建屋と共に飛散し近隣の農作物・土壌・家
屋などに降り注ぎ、それが付着して甚大なセシウム汚染を引き起こした。そのため汚染
地域の建物・土壌・汚染水・瓦礫などの除染を早く実施し、帰参可能な状況を作り出す
ことが重要な課題になっている。そこで筆者らは確実に汚染物質(Cs やSr)を取り除く
素材の開発と、それを適用する除染施設例を示した。
【目次】
1.はじめに
2.過去の原発事故による除染処理
3.ゼオライト
4.ゼオCa 漆喰に至るまでの経緯
4.1 漆喰の特徴
4.2 ゼオライト漆喰
4.3 ゼオCa 漆喰
5.セシウム吸着性能試験
5.1 吸着板の種類と板総数
5.2 各種吸着板のセシウム透水試験
5.3 吸着試験体の透水試験結果
5.4 考察
6.ゼオCa 漆喰による除染施設例
6.1 容器方式
6.2 浄化槽方式(瓦礫対応型)
6.3 処分施設方式
7.結 び
-------------------------------------------------------------------------
Series 生体組織光学―生体分子との相互作用基礎過程から臨床診断・治療まで―(6)
-------------------------------------------------------------------------
フルエンスレートの理論的取り扱い
Theoretical Treatment of Fluence Rate
-------------------------------------------------------------------------
粟津邦男/大阪大学 大学院 工学研究科 環境・エネルギー工学専攻 大学院
生命機能研究科;臨床医工学融合研究教育センター 教授
Steven L. Jacques/Oregon Health & Science University Departments of
Biomedical Engineering and Dermatology Professor
本多典広/大阪大学 大学院 工学研究科 環境・エネルギー工学専攻
間 久直/大阪大学 大学院 工学研究科 附属高度人材育成センター 助教
前回、フルエンスレートの定義,およびフルエンスレートの測定方法について述べた。
本稿では、フルエンスレートの理論的な扱いについて述べる。拡散近似を用いた吸収体
を含む散乱媒質中でのフルエンスレートの時空間分布、および定常解を得る方法を簡単
に紹介する。
【目次】
1.光の拡散理論について
1.1 光子密度
1.2 フィックの第1 法則
1.3 フィックの第2 法則
1.4 輸送理論とフィックの第1 法則とのつながり
1.5 拡散理論の限界
1.5.1 点光源付近での誤差
1.5.2 吸収物質による誤差
2.フルエンスレートの時空間分布
3.フルエンスレートの定常解
4.まとめ
2012 Vol. 32 『 機能材料』総目次 1 ～ 12 月号
─酸化亜鉛,酸化ガリウム,さらに新しい材料を求めて─
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特集にあたって
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藤田静雄/京都大学 大学院 工学研究科 光・電子理工学教育研究センター 教授
-------------------------------------------------------------------------
酸化亜鉛薄膜の放射線耐性
Radiation Hardness of Zinc Oxide
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矢野満明/大阪工業大学 工学部 電子情報通信工学科 教授
小池一歩/大阪工業大学 工学部 電子情報通信工学科 准教授
佐々誠彦/大阪工業大学 工学部 電気電子システム工学科 教授
權田俊一/大阪大学 産業科学研究所 招聘教授
石神龍哉/ (財)若狭湾エネルギー研究センター 主任研究員
久米 恭/ (財)若狭湾エネルギー研究センター 主任研究員
半導体は放射線の入射によって特性が劣化するが,最近注目を集めている酸化亜鉛
は高い耐性を有することがわかった。酸化亜鉛では受光・発光デバイスや高出力トラ
ンジスタなどが試作されており、宇宙用途や原子炉用途などの放射線環境で使用する
機器への適用が期待される。
【目次】
1.はじめに
2.半導体デバイスと放射線
3.入射粒子のエネルギ損失過程と半導体の損傷
4.酸化亜鉛の特徴と放射線耐性
5.まとめ
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融液法による酸化ガリウム半導体基板の作製とその特性
β-Ga2O3 Semiconductor Substrate:Crystal Growth from Melt and Properties
-------------------------------------------------------------------------
島村清史/(独)物質・材料研究機構 光学単結晶グループ グループリーダー
Encarnacion G. Villora/(独)物質・材料研究機構 光学単結晶グループ 主任研究員
青木和夫/ (株)光波 取締役
一ノ瀬昇/早稲田大学 名誉教授;理工学術院総合研究所 顧問研究員
酸化ガリウム単結晶はGaN やSiC よりも大きなバンドギャップを有し,高い透明性と
導電性を併せ持つため,高輝度LED 用の導電性基板結晶やパワーデバイス素子用結晶
として期待される。本稿では酸化ガリウム単結晶に関するこれまでの開発経緯と、
次世代の半導体材料としての可能性を紹介する。
【目次】
1.はじめに
2.結晶育成と基礎物性
3.GaN 系薄膜の結晶成長
4.β-Ga2O3単結晶薄膜の結晶成長とp 型化
5.単結晶の大型化とLED 化,その後
6.まとめと今後の展望
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酸化ガリウム半導体の分子線エピタキシー(MBE)成長とショットキーダイオード
Molecular Beam Epitaxy of Semiconducting Gallium Oxide
and its Application to Schottky Barrier Diodes
-------------------------------------------------------------------------
佐々木公平/(株)タムラ製作所 コアテクノロジー本部 LED 開発室
;(独)情報通信研究機構
未来ICT 研究所 超高周波ICT 研究室
倉又朗人/(株)タムラ製作所 コアテクノロジー本部 LED 開発室 室長
増井建和/(株)光波 開発本部 光材料開発部 部長
Encarnacion G. Villora/(独)物質・材料研究機構 環境・エネルギー材料部門 光・電子材料ユニット 光学単結晶グループ 主任研究員
島村清史/(独)物質・材料研究機構 環境・エネルギー材料部門 光・電子材料ユニット 光学単結晶グループ グループリーダー
山腰茂伸/(株)タムラ製作所 コアテクノロジー本部 本部長
酸化ガリウム半導体の高速ホモエピタキシャル成長技術とn 型ドーピング技術を、
分子線エピタキシー(MBE)法を用いて開発した。基板面方位の検討により、3.5μm/h
以上の成長速度と、1016 ～ 1019cm-3 の広い範囲でのドナー濃度制御を実現した。
本技術を用いて試作したショットキーバリアダイオードは従来の報告値を大きく上回
る特性を示した。
【目次】
1.はじめに
2.β-Ga2O3 とは
2.1 パワーデバイス材料としての魅力
2.2 パワーデバイス応用への課題
3.試料作製条件
4.ホモエピタキシャル成長とデバイス試作結果
4.1 面方位と成長速度
4.2 高速成長
4.3 ホモエピタキシャル膜表面観察
4.4 n 型ドーピング
4.5 β-Ga2O3 SBDs
5.まとめと今後の展望
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酸化ガリウムトランジスタ
Gallium Oxide Transistors
-------------------------------------------------------------------------
東脇正高/ (独)情報通信研究機構 未来ICT 研究所 総括主任研究員
;(独)科学技術振興機構 さきがけ 研究員
佐々木公平/(株)タムラ製作所 コアテクノロジー本部 LED 開発室
;(独)情報通信研究機構 未来ICT 研究所
倉又朗人/(株)タムラ製作所 コアテクノロジー本部 LED 開発室 室長
増井建和/(株)光波 開発本部 光材料開発部 部長
山腰茂伸/(株)タムラ製作所 コアテクノロジー本部 本部長
酸化ガリウム(Ga2O3)は,そのワイドギャップに代表される優れた材料物性、およ
び融液成長法により単結晶基板が安価かつ簡便に作製可能であることから、次世代
パワーデバイス半導体材料として非常に有望である。本稿では、我々が世界に先駆
けて動作実証に成功したGa2O3トランジスタについて、背景、材料物性が示す可能性、
今後の展開を含めて解説する。
【目次】
1.はじめに
2.Ga2O3 のパワーデバイス半導体材料としての特徴
2.1 Ga2O3 とは?
2.2 物性値から検討したGa2O3 パワーデバイス特性の見込み
2.3 単結晶Ga2O3 基板の意義
2.4 SiC,GaN とGa2O3 パワーデバイス特性の比較
3.世界初の酸化ガリウムトランジスタの動作実証
4.今後の展開,まとめ
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ミストを用いた薄膜作製法の開発と電子デバイス実証
Development of Thin Film Growth Method using “Mist”and its Application Demonstrated by the Electrical Device
-------------------------------------------------------------------------
川原村敏幸/高知工科大学 ナノテクノロジー研究所 講師
安定な原料を用いて、効率よく、信頼性が高い機能薄膜を,安価でメンテナンスが簡便な
装置で作製する技術の開発は、機能薄膜作製装置の開発者全員の望みではなかろうか。
これは、持続可能(サステイナブル)な社会発展にも不可欠な要素である。
ミストCVD法はそのような要望に応えるべく開発を進めてきた技術である。
【目次】
1.はじめに
2.ミストCVD 法の原理および特徴
2.1 ミスト法
2.2 ミスト法の位置付け
3.ミストCVD 法で活躍する装置
3.1 ホットウォール(HW)方式
3.2 リニアソース(LS)方式
3.2 リニアソース(LS)方式
4.ミストCVD 法で作製した薄膜
4.1 ミストCVD 法で作製した薄膜とその特性
4.2 FC 式ミストCVD システムで作製した薄膜の均一性
5.ミストCVD 法によるIGZO/AlOx 酸化物薄膜トランジスタ(FT)の作製15)
5.1 大気圧プロセスで薄膜トランジスタを作製する意義
5.2 ミストCVD 法によるIGZO/AlOx 酸化物TFT の作製
5.3 IGZO/AlOx 酸化物TFT の特性
6.ここまで解明したミスト法
7.まとめ
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酸化物ワイドギャップ半導体の将来展望
―酸化物プラズモニクスへの期待―
Perspectives of Oxide Wide Band Gap Semiconductors
―Possibility for Oxide Plasmonics―
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田畑 仁/東京大学 大学院 工学系研究科 バイオエンジニアリング専攻
;電気系工学専攻 教授
ワイドギャップ酸化物半導体であるZnO やITO における不純物ドーピング量を制御
することで、プラズマ周波数を可視から赤外域へ任意に制御できることを実験、理論
両面から検証した。水の結合状態の指標となる水酸基(OH 基)の合成振動モードに(近
赤外)にプラズマ周波数を設計し、従来の赤外分光法に比べて約150 倍の検出感度を
実現した。これは糖尿病診断に必須の血糖値計測を非接触で可能とする技術である。
【目次】
1.はじめに
2.酸化物材料の特徴
3.酸化物プラズモン
4.おわりに
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Material Report―R&D―
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99%以上のセシウムを除去するゼオCa 漆喰の開発および適用施設例
Development of the Zeo-Ca-Plaster Removing more than 99% Ce and
Application Institution Example
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森村 毅/近畿大学 工学部 建築学科 非常勤講師
多賀 淳/近畿大学 薬学部 医療薬学科 薬品分析学研究室 講師
石渡俊二/近畿大学 薬学部 臨床薬学部門 実践臨床薬学分野 准教授
緒方文彦/近畿大学 薬学部 医療薬学科 公衆衛生学研究室 助教
この度の地震で東北の太平洋沿岸部は巨大津波で甚大な被害を蒙った。特に東京電力
福島第一原子力発電所の原子炉は、電源関係が破滅的な被害を蒙ったため原子炉内がダ
メージを受け、水素爆発によってセシウムが建屋と共に飛散し近隣の農作物・土壌・家
屋などに降り注ぎ、それが付着して甚大なセシウム汚染を引き起こした。そのため汚染
地域の建物・土壌・汚染水・瓦礫などの除染を早く実施し、帰参可能な状況を作り出す
ことが重要な課題になっている。そこで筆者らは確実に汚染物質(Cs やSr)を取り除く
素材の開発と、それを適用する除染施設例を示した。
【目次】
1.はじめに
2.過去の原発事故による除染処理
3.ゼオライト
4.ゼオCa 漆喰に至るまでの経緯
4.1 漆喰の特徴
4.2 ゼオライト漆喰
4.3 ゼオCa 漆喰
5.セシウム吸着性能試験
5.1 吸着板の種類と板総数
5.2 各種吸着板のセシウム透水試験
5.3 吸着試験体の透水試験結果
5.4 考察
6.ゼオCa 漆喰による除染施設例
6.1 容器方式
6.2 浄化槽方式(瓦礫対応型)
6.3 処分施設方式
7.結 び
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Series 生体組織光学―生体分子との相互作用基礎過程から臨床診断・治療まで―(6)
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フルエンスレートの理論的取り扱い
Theoretical Treatment of Fluence Rate
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粟津邦男/大阪大学 大学院 工学研究科 環境・エネルギー工学専攻 大学院
生命機能研究科;臨床医工学融合研究教育センター 教授
Steven L. Jacques/Oregon Health & Science University Departments of
Biomedical Engineering and Dermatology Professor
本多典広/大阪大学 大学院 工学研究科 環境・エネルギー工学専攻
間 久直/大阪大学 大学院 工学研究科 附属高度人材育成センター 助教
前回、フルエンスレートの定義,およびフルエンスレートの測定方法について述べた。
本稿では、フルエンスレートの理論的な扱いについて述べる。拡散近似を用いた吸収体
を含む散乱媒質中でのフルエンスレートの時空間分布、および定常解を得る方法を簡単
に紹介する。
【目次】
1.光の拡散理論について
1.1 光子密度
1.2 フィックの第1 法則
1.3 フィックの第2 法則
1.4 輸送理論とフィックの第1 法則とのつながり
1.5 拡散理論の限界
1.5.1 点光源付近での誤差
1.5.2 吸収物質による誤差
2.フルエンスレートの時空間分布
3.フルエンスレートの定常解
4.まとめ
2012 Vol. 32 『 機能材料』総目次 1 ～ 12 月号
【特集】 スマートフォン・タブレット端末を支えるテクノロジー
-------------------------------------------------------------------------
タッチパネルに使用される材料の開発動向
Development Trends for Material of Touchpanel
-------------------------------------------------------------------------
板倉義雄/(株)タッチパネル研究所 副社長
急成長の静電容量式タッチパネルの材料動向について解説する。日本はタッチパネルモ
ジュールのシェアは小さくなってきたが材料は他を圧倒している。また永らく使用されて
きたITO 導電膜はITO 代替が主電極に実用化されてきた。最近注目のフィルム基板・ガ
ラス基板の長短ならびに，新規光学フィルム材料動向について解説する。
【目次】
1．はじめに
2．導電材
2.1 センサー電極材― ITO フィルム
2.2 ITO 代替フィルム
2.3 周辺回路材料
3．光学フィルム
3.1 ハードコートフィルム・飛散防止フィルム
3.2 OCA・OCR
4．タッチパネル用そのほか材料
4.1 FPC 関連
4.2 保護ガラス・シート
5．今後の技術動向（総括）
-------------------------------------------------------------------------
液状型透明絶縁材料の開発
Development of Liquid Transparent Insulating Material for Touchpanel LCDs
-------------------------------------------------------------------------
谷口裕亮/(株)タムラ製作所 電子化学事業本部 開発本部 開発統括部
第2開発グループ マネージャー
スマートフォンに続いて，タブレットの需要により，タッチパネルは薄型化だけでなく
大型化の傾向にある。薄膜化を実現しながら，より大面積での均一な膜形成，そして生産
性を高めていくことが必要となる。直接塗布し，なおかつ接着も可能な透明絶縁材を開発・
改良していくことで，市場のニーズに応えていく。
【目次】
1．はじめに
2．開発コンセプト
3．製品ラインナップ
3.1 スクリーンタイプの開発
3.2 インクジェットタイプの開発
4．今後の展望
-------------------------------------------------------------------------
ディスプレイ(タッチパネル・FPDなど)表面防汚・抗菌・ARコート膜技術の開発
Surface Technology Development for Displays “Antifouling, Antibacterial
and an Tireflection Coating”for Touch‒Panels and Flat Panel Displays
-------------------------------------------------------------------------
緒方四郎/サスティナブル・テクノロジー(株) 代表取締役 技術開発部門
近年，タッチパネル方式の情報コントロール機器が開発され，そのフェイス基板表面を
接触し操作するタイプでは，手（指）によって機能操作する。その表面に対する防汚技術
としての「親水」「親油」「静電反発」特性を利用した技術を紹介する。
【目次】
1．はじめに
2．STi・TPZ 防汚技術の特色
2.1 防汚技術の特色
2.2 STi・TPZ 防汚技術の技術コンセプト
2.3 STi 防汚技術とフッ素防汚技術の違い
3．機能化膜の形成方法とその特色
3.1 「親水」「親油」「両性電荷」チタニア・シリカ複合金属膜の特色
3.2 「両性電荷」形成原理
4．「親水」「親油」「両性電荷」防汚基本性能
5．反射率低減高透過技術の性能
6．今後の課題
-------------------------------------------------------------------------
リチウムイオン二次電池の蓄電容量を高めるバインダー
The Binder which Can Increase the Accumulation‒of‒electricity Capacity
of a Rechargeable Lithium‒ion Battery
-------------------------------------------------------------------------
荒井健次/日本ゼオン(株) 総合開発センター 高機能材料第2研究所 エナジー材料1チーム チームリーダー
多田 充/日本ゼオン(株) 総合開発センター 高機能材料第2研究所 所長
高機能化が急激に進んでいるスマートフォンやタブレット端末のバッテリーには，その
高いエネルギー密度によりリチウムイオン二次電池が広く採用されているが，近年さらに
蓄電容量を高めることが要求されている。本稿では，電極の高密度化，高容量活物質の活
用など蓄電容量を高める正極および負極用バインダーについて紹介する。
【目次】
1．はじめに
2．リチウムイオン二次電池内のバインダー
3．負極用バインダー
3.1 負極用バインダーの特徴
3.2 スラリー作製上の留意点
3.3 乾燥工程上の留意点
3.4 負極用バインダーの電池性能への影響事例
3.5 シリコン系活物質による高容量化
3.5.1 シリコン系活物質を活用する上での課題
3.5.2 シリコン系活物質向け新規バインダーによる寿命特性向上
4．正極用バインダー
5．おわりに
-------------------------------------------------------------------------
Material Report―R&D―
-------------------------------------------------------------------------
PZTを超える圧電性能を持つ非鉛系圧電セラミックスの開発は可能か?
―PZTの圧電特性を超えるための材料設計指針の新提案―
Possibility of New Development of Lead‒free Piezoelectric Ceramics with
Higher Performance over PZT Ceramics ― New Proposal of Material Design
Direction for High Performance Piezoceramics beyond PZT Ceramics ―
-------------------------------------------------------------------------
和田智志/山梨大学 大学院医学工学総合研究部 教授
PZT を超える圧電特性を非鉛系圧電セラミックスで実現する，つい最近まで夢物語で
絶対に無理だと考えられてきたこの定説が今覆されようとしている。本稿ではPZT の高
い圧電特性の起源と考えられている組成相境界（MPB）構造，すなわち複合ドメイン構
造を紹介し，その上でPZT の圧電特性を超える理想的な微構造とそれを実現する手法を
提案する。さらに，実際にその微構造（ナノ―マクロ複合ドメイン構造）を実現すること
で，PZT を超える巨大電気歪み導入の成功について報告する。
【目次】
1．はじめに
2．PZT セラミックスに存在する組成相境界（MPB）による圧電特性向上機構
3．ドメインエンジニアリングによる圧電特性向上機構
4．ナノドメインエンジニアリングによる高性能非鉛系圧電セラミックスの創生
4.1 BT‒BMT‒BFO 系セラミックスの作製とキャラクタリゼーション
4.2 BT‒BMT‒BF 系セラミックスの誘電・圧電特性
5．おわりに
-------------------------------------------------------------------------
不揮発性青色発光常温液体を母体とする白色発光インクの開発
Development of White Emitting Ink based on Nonvolatile, Blue Emitting, Room Temperature Liquid Material
-------------------------------------------------------------------------
中西尚志/(独)物質・材料研究機構 高分子材料ユニット 有機材料グループ 主幹研究員
電力消費全体の約20% を占める照明装置については，温室効果ガス排出量低減のため
革新的な材料・技術の向上が望まれている。中でも白色に光る有機材料は，白熱電球や蛍
光灯に代わる次世代照明の光源材料として期待が高く，加工プロセスの観点からは，高輝
度な白色発光を簡便な方法で調製できる有機材料であることが望まれている。本研究では，
青色発光する不揮発性の液体内に少量の固体色素を混ぜ込む非常に簡単な操作のみで良質
に白色発光する材料の開発に至った。
【目次】
1．はじめに
2．常温液状有機材料
3．青色発光OPV 常温液体の創製
4．不揮発性白色発光液体の開発
5．今後の応用展開
-------------------------------------------------------------------------
π共役系デンドリマーのキャリア移動特性
Carrier Transport Property for π‒Conjugated Dendrimers
-------------------------------------------------------------------------
水崎真伸/シャープ(株) 研究開発本部 表示技術研究所 主事
p‒フェニレンビニレンによってデンドロンを構成し，ジフェニルアミノ基によって末
端基を構成するデンドリマーを新規に合成した。合成したデンドリマーは有機溶媒に可溶
であり，薄膜状態でキャリア移動特性および発光特性を示すことから有機EL 用材料とし
て期待される。本稿では，デンドリマーの分子形状とキャリア移動特性の関係について調
べたので紹介する。
【目次】
1．はじめに
2．導電性デンドリマー
3．キャリア輸送特性
4．発光特性
5．おわりに
-------------------------------------------------------------------------
Series 生体組織光学―生体分子との相互作用基礎過程から臨床診断・治療まで―(5)
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フルエンス測定
Fluence Measurement
-------------------------------------------------------------------------
粟津邦男/大阪大学 大学院 工学研究科 環境・エネルギー工学専攻;大学院 生命機能研究科;
臨床医工学融合研究教育センター 教授
Steven L. Jacques/Oregon Health & Science University Department of Biomedical Engineering
and Dermatology Professor
本多典広/大阪大学 大学院 工学研究科
間 久直/大阪大学 大学院 工学研究科 附属高度人材育成センター 助教
光技術を医療へ応用する際，どのように光が生体組織内を伝搬し，どの程度光エネルギ
ーが生体組織内へ伝わるのかを定量的に理解することは重要である。この際，フルエンス
の概念の理解が重要となる。本稿では，フルエンスの定義や散乱媒体中でのフルエンスの
測定方法について述べる。
【目次】
1．フルエンスの定義
1.1 パワー密度
1.2 フルエンスレート
2．散乱媒体内でのフルエンスの測定方法
2.1 アイソトロピックコレクター
2.2 アイソトロピックコレクターの較正
2.3 アイソトロピックコレクターを用いた測定例
3．まとめ
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タッチパネルに使用される材料の開発動向
Development Trends for Material of Touchpanel
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板倉義雄/(株)タッチパネル研究所 副社長
急成長の静電容量式タッチパネルの材料動向について解説する。日本はタッチパネルモ
ジュールのシェアは小さくなってきたが材料は他を圧倒している。また永らく使用されて
きたITO 導電膜はITO 代替が主電極に実用化されてきた。最近注目のフィルム基板・ガ
ラス基板の長短ならびに，新規光学フィルム材料動向について解説する。
【目次】
1．はじめに
2．導電材
2.1 センサー電極材― ITO フィルム
2.2 ITO 代替フィルム
2.3 周辺回路材料
3．光学フィルム
3.1 ハードコートフィルム・飛散防止フィルム
3.2 OCA・OCR
4．タッチパネル用そのほか材料
4.1 FPC 関連
4.2 保護ガラス・シート
5．今後の技術動向（総括）
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液状型透明絶縁材料の開発
Development of Liquid Transparent Insulating Material for Touchpanel LCDs
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谷口裕亮/(株)タムラ製作所 電子化学事業本部 開発本部 開発統括部
第2開発グループ マネージャー
スマートフォンに続いて，タブレットの需要により，タッチパネルは薄型化だけでなく
大型化の傾向にある。薄膜化を実現しながら，より大面積での均一な膜形成，そして生産
性を高めていくことが必要となる。直接塗布し，なおかつ接着も可能な透明絶縁材を開発・
改良していくことで，市場のニーズに応えていく。
【目次】
1．はじめに
2．開発コンセプト
3．製品ラインナップ
3.1 スクリーンタイプの開発
3.2 インクジェットタイプの開発
4．今後の展望
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ディスプレイ(タッチパネル・FPDなど)表面防汚・抗菌・ARコート膜技術の開発
Surface Technology Development for Displays “Antifouling, Antibacterial
and an Tireflection Coating”for Touch‒Panels and Flat Panel Displays
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緒方四郎/サスティナブル・テクノロジー(株) 代表取締役 技術開発部門
近年，タッチパネル方式の情報コントロール機器が開発され，そのフェイス基板表面を
接触し操作するタイプでは，手（指）によって機能操作する。その表面に対する防汚技術
としての「親水」「親油」「静電反発」特性を利用した技術を紹介する。
【目次】
1．はじめに
2．STi・TPZ 防汚技術の特色
2.1 防汚技術の特色
2.2 STi・TPZ 防汚技術の技術コンセプト
2.3 STi 防汚技術とフッ素防汚技術の違い
3．機能化膜の形成方法とその特色
3.1 「親水」「親油」「両性電荷」チタニア・シリカ複合金属膜の特色
3.2 「両性電荷」形成原理
4．「親水」「親油」「両性電荷」防汚基本性能
5．反射率低減高透過技術の性能
6．今後の課題
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リチウムイオン二次電池の蓄電容量を高めるバインダー
The Binder which Can Increase the Accumulation‒of‒electricity Capacity
of a Rechargeable Lithium‒ion Battery
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荒井健次/日本ゼオン(株) 総合開発センター 高機能材料第2研究所 エナジー材料1チーム チームリーダー
多田 充/日本ゼオン(株) 総合開発センター 高機能材料第2研究所 所長
高機能化が急激に進んでいるスマートフォンやタブレット端末のバッテリーには，その
高いエネルギー密度によりリチウムイオン二次電池が広く採用されているが，近年さらに
蓄電容量を高めることが要求されている。本稿では，電極の高密度化，高容量活物質の活
用など蓄電容量を高める正極および負極用バインダーについて紹介する。
【目次】
1．はじめに
2．リチウムイオン二次電池内のバインダー
3．負極用バインダー
3.1 負極用バインダーの特徴
3.2 スラリー作製上の留意点
3.3 乾燥工程上の留意点
3.4 負極用バインダーの電池性能への影響事例
3.5 シリコン系活物質による高容量化
3.5.1 シリコン系活物質を活用する上での課題
3.5.2 シリコン系活物質向け新規バインダーによる寿命特性向上
4．正極用バインダー
5．おわりに
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Material Report―R&D―
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PZTを超える圧電性能を持つ非鉛系圧電セラミックスの開発は可能か?
―PZTの圧電特性を超えるための材料設計指針の新提案―
Possibility of New Development of Lead‒free Piezoelectric Ceramics with
Higher Performance over PZT Ceramics ― New Proposal of Material Design
Direction for High Performance Piezoceramics beyond PZT Ceramics ―
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和田智志/山梨大学 大学院医学工学総合研究部 教授
PZT を超える圧電特性を非鉛系圧電セラミックスで実現する，つい最近まで夢物語で
絶対に無理だと考えられてきたこの定説が今覆されようとしている。本稿ではPZT の高
い圧電特性の起源と考えられている組成相境界（MPB）構造，すなわち複合ドメイン構
造を紹介し，その上でPZT の圧電特性を超える理想的な微構造とそれを実現する手法を
提案する。さらに，実際にその微構造（ナノ―マクロ複合ドメイン構造）を実現すること
で，PZT を超える巨大電気歪み導入の成功について報告する。
【目次】
1．はじめに
2．PZT セラミックスに存在する組成相境界（MPB）による圧電特性向上機構
3．ドメインエンジニアリングによる圧電特性向上機構
4．ナノドメインエンジニアリングによる高性能非鉛系圧電セラミックスの創生
4.1 BT‒BMT‒BFO 系セラミックスの作製とキャラクタリゼーション
4.2 BT‒BMT‒BF 系セラミックスの誘電・圧電特性
5．おわりに
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不揮発性青色発光常温液体を母体とする白色発光インクの開発
Development of White Emitting Ink based on Nonvolatile, Blue Emitting, Room Temperature Liquid Material
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中西尚志/(独)物質・材料研究機構 高分子材料ユニット 有機材料グループ 主幹研究員
電力消費全体の約20% を占める照明装置については，温室効果ガス排出量低減のため
革新的な材料・技術の向上が望まれている。中でも白色に光る有機材料は，白熱電球や蛍
光灯に代わる次世代照明の光源材料として期待が高く，加工プロセスの観点からは，高輝
度な白色発光を簡便な方法で調製できる有機材料であることが望まれている。本研究では，
青色発光する不揮発性の液体内に少量の固体色素を混ぜ込む非常に簡単な操作のみで良質
に白色発光する材料の開発に至った。
【目次】
1．はじめに
2．常温液状有機材料
3．青色発光OPV 常温液体の創製
4．不揮発性白色発光液体の開発
5．今後の応用展開
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π共役系デンドリマーのキャリア移動特性
Carrier Transport Property for π‒Conjugated Dendrimers
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水崎真伸/シャープ(株) 研究開発本部 表示技術研究所 主事
p‒フェニレンビニレンによってデンドロンを構成し，ジフェニルアミノ基によって末
端基を構成するデンドリマーを新規に合成した。合成したデンドリマーは有機溶媒に可溶
であり，薄膜状態でキャリア移動特性および発光特性を示すことから有機EL 用材料とし
て期待される。本稿では，デンドリマーの分子形状とキャリア移動特性の関係について調
べたので紹介する。
【目次】
1．はじめに
2．導電性デンドリマー
3．キャリア輸送特性
4．発光特性
5．おわりに
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Series 生体組織光学―生体分子との相互作用基礎過程から臨床診断・治療まで―(5)
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フルエンス測定
Fluence Measurement
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粟津邦男/大阪大学 大学院 工学研究科 環境・エネルギー工学専攻;大学院 生命機能研究科;
臨床医工学融合研究教育センター 教授
Steven L. Jacques/Oregon Health & Science University Department of Biomedical Engineering
and Dermatology Professor
本多典広/大阪大学 大学院 工学研究科
間 久直/大阪大学 大学院 工学研究科 附属高度人材育成センター 助教
光技術を医療へ応用する際，どのように光が生体組織内を伝搬し，どの程度光エネルギ
ーが生体組織内へ伝わるのかを定量的に理解することは重要である。この際，フルエンス
の概念の理解が重要となる。本稿では，フルエンスの定義や散乱媒体中でのフルエンスの
測定方法について述べる。
【目次】
1．フルエンスの定義
1.1 パワー密度
1.2 フルエンスレート
2．散乱媒体内でのフルエンスの測定方法
2.1 アイソトロピックコレクター
2.2 アイソトロピックコレクターの較正
2.3 アイソトロピックコレクターを用いた測定例
3．まとめ
【特集】マルチスケール多孔質材料―多様な組成における構造制御と応用展開―
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特集にあたって
Introduction
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中西和樹/京都大学 大学院 理学研究科 化学専攻 准教授
金森主祥/京都大学 大学院 理学研究科 化学専攻 助教
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多結晶性セラミックスモノリスの階層的多孔構造制御
Controlling Hierarchical Porosity in Polycrystalline Ceramics Monoliths
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中西和樹/京都大学 大学院 理学研究科 化学専攻 准教授
多結晶セラミックス組成をもつ階層的多孔構造モノリスの作製法について，金属アルコ
キシドおよび金属塩を出発物質とした相分離を伴うゾル─ ゲル過程による，いくつかの
酸化物系，リン酸塩系の例を述べた。添加される高分子成分が，相分離誘起剤およびゲル
網目の支持成分として重要な役割を果たす。
【目次】
1．はじめに
2．加水分解と縮合・析出反応の制御
3．酸化チタン系
4．酸化アルミニウム系
5．酸化鉄系への拡張
6．アパタイトおよびリン酸塩系
7．おわりに
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有機―無機ハイブリッドエアロゲルの開発と断熱材への応用
Development of Organic-inorganic Hybrid Aerogels and their Application to Thermal Insulators
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金森主祥/京都大学 大学院 理学研究科 化学専攻 助教
中西和樹/京都大学 大学院 理学研究科 化学専攻 准教授
エアロゲルは熱伝導率が最も低い固体として知られているが，エネルギー問題が深刻化
する昨今，高性能断熱材としての応用が期待されている。本研究では有機─ 無機ハイブ
リッド組成による簡便なエアロゲルの作製に成功し，従来のシリカエアロゲルや有機高分
子エアロゲルよりも安価で安定した製造・供給の可能性が見えてきた。
【目次】
1．はじめに
2．MSQ エアロゲルの作製
3．得られたMSQ エアロゲルの構造・物性
4．MSQ エアロゲルの機械的特性と常圧乾燥の可能性
5．断熱材としての応用に向けて
6．まとめ
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電極材料
Materials for Batteries
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金村聖志/首都大学東京 大学院 都市環境科学研究科 分子応用化学域 教授
電池の電極は細孔を有する多孔質電極であり，この多孔性に依存して電池性能が大きく
変化する。本解説では，燃料電池や蓄電池の電極構造について紹介し，どのようにして実
用電極が作製されるのかについて紹介する。また，多孔性電極を使用することによる問題
点や利点について述べる。
【目次】
1．はじめに
2．電気化学システムの三次元化
3．食塩電解用の電極
4．燃料電池における多孔性電極
5．電池における多孔性電極
5.1 鉛蓄電池
5.2 リチウムイオン電池
6．リチウムイオン電池用材料の多孔性
7．まとめ
-------------------------------------------------------------------------
規則構造性カーボンナノ細孔体
Nano Porous Carbon of Structural Regularity
-------------------------------------------------------------------------
金子克美/信州大学 エキゾチック・ナノカーボン創成と応用プロジェクト拠点
特別特任教授
二村竜祐/信州大学 エキゾチック・ナノカーボン創成と応用プロジェクト拠点
博士研究員
カーボン細孔体は一般に規則構造性がないとされるが，近年カーボンナノチューブを筆
頭に，X 線回折を生ずる規則性カーボン細孔体が知られるようになった。また活性炭素繊
維やカーバイド由来カーボンなどは相当に細孔径分布が狭く，全く規則性がないわけでは
ない。これら細孔性カーボンの特徴と吸着性の原理，および吸着作用について概説する。
【目次】
1．はじめに
2．カーボン細孔体の特徴
3．相互作用ポテンシャル場
4．前吸着分子による吸着増強メカニズム
5．活性炭素繊維とカーバイド由来カーボン
6．鋳型カーボン
7．ミクロおよびメソ細孔性カーボン
8．ナノチューブとナノホーン
-------------------------------------------------------------------------
光機能性を有するメソポーラス有機シリカの合成と応用
Synthesis and Application of Optically-Functionalized Periodic Mesoporous Organosilicas
-------------------------------------------------------------------------
谷 孝夫/(株)豊田中央研究所 総合企画室 主任研究員
稲垣伸二/(株)豊田中央研究所 稲垣特別研究室 室長・シニアフェロー
メソポーラス有機シリカ（PMO）は，有機無機ハイブリッド骨格と規則メソ細孔構造
を有する新規な機能性材料である。骨格に導入する有機分子の機能と，細孔内に固定する
物質の機能を組み合わせることで多彩な機能構築が可能である。本稿では，最近研究の進
展が著しい光機能性PMO について，その設計・合成から物性・応用まで我々の最近の研
究成果を幅広く紹介する。また，光機能以外の最近のPMO 高機能化の事例として，PMO
骨格への金属配位性，電子機能性付与についても触れる。これら機能性PMO は，新規な
光エネルギー変換材料や電子機能材料として，今後の発展が期待される。
【目次】
1．はじめに
2．光捕集アンテナ機能
3．多色発光性蛍光材料
4．光触媒反応系
4.1 光捕集型光触媒反応系
4.2 ドナー／アクセプタ型光触媒反応系
5．そのほかの機能性PMO
5.1 金属配位性PMO
5.2 電子機能性PMO
6．まとめ
-------------------------------------------------------------------------
メソポーラス構造を有するナノ粒子
Nanoparticles with Mesoporous Structures
-------------------------------------------------------------------------
黒田一幸/早稲田大学 理工学術院 先進理工学研究科 応用化学専攻 教授
山田紘理/早稲田大学 大学院 先進理工学研究科 応用化学専攻
メソポーラス物質は，組成の多様性，種々のメソ構造，容易な形態制御，種々の機能発
現，多彩な応用可能性があり，極めて多くの研究がなされている。最近メソポーラス構造
を有するナノ粒子の研究が盛んになってきている。本稿では，それらの背景，作製方法，
分散性などについて最近の報告例を中心に紹介する。
【目次】
1．メソポーラスシリカ
2．メソポーラスシリカへの有機基の導入
3．メソポーラスシリカナノ粒子の作製
3.1 メソポーラスシリカナノ粒子の粒径制御
3.2 メソポーラスシリカナノ粒子の細孔径制御
4．メソポーラスシリカナノ粒子の分散性
5．メソポーラスナノ粒子の展開
5.1 組成制御
5.2 機能性ナノ粒子の内包
6．おわりに
-------------------------------------------------------------------------
導電性を有するチタン酸化物モノリス
Conductive Titanium Oxide Monoliths
-------------------------------------------------------------------------
北田 敦/京都大学 大学院 工学研究科 物質エネルギー化学専攻 博士課程
(現在は,工学研究科 材料工学専攻 助教)
長谷川丈二/京都大学 大学院 理学研究科 化学専攻 博士課程
(現在は,工学研究科 物質エネルギー化学専攻 博士研究員)
陰山 洋/京都大学 大学院 工学研究科 物質エネルギー化学専攻 教授
多孔性酸化物モノリスは，これまではシリカなどの絶縁体に対する研究例がほとんどで
あった。我々は，絶縁体である多孔性二酸化チタン（TiO2）モノリスに対して，酸素ゲッ
ターを用いる簡便な反応を施すことによって，マクロ多孔性を維持したまま一連のTinO2n－1
（n＝2, 3, 4, 6）のモノリスを，それぞれ単相で得ることに成功した。得られたモノリス
試料は高い電子伝導性をもち，細孔特性の精密制御も原理的に可能であるため，種々の電
気化学反応の電極材料として有効であると考えられる。
【目次】
1．なぜチタン酸化物か？
2．既存の多孔性酸化物モノリス
3．前駆体を利用した反応
4．合成方法
5．酸素欠損モノリス
6．おわりに
-------------------------------------------------------------------------
バイオベースポリマー多孔体
Porous Materials based on Bio-based Polymers
-------------------------------------------------------------------------
宇山 浩/大阪大学 大学院 工学研究科 応用化学専攻 教授
貫通した孔と骨格から構成され，網目状の共連続構造をもつ一体型の多孔体（モノリス）
は高い通気性・通液性，強度，比表面積といった特性を有する次世代多孔材料として注目
されている。本稿ではポリ乳酸，微生物産生ポリエステルといったバイオベースポリマー
を含む様々なポリマーのモノリス作製技術と用途展開について概説する。
【目次】
1．はじめに
2．バイオベースポリマーモノリスの作製
3．機能性モノリスの開発
4．おわりに
-------------------------------------------------------------------------
Material Report―R&D―
-------------------------------------------------------------------------
超伝導状態になる炭素系フラーレン繊維
Superconducting Fullerene Nanowhiskers
-------------------------------------------------------------------------
竹屋浩幸/(独)物質・材料研究機構 超伝導線材ユニット ナノフロンティア材料グループ 主席研究員
宮澤薫一/(独)物質・材料研究機構 先端材料プロセスユニット フラーレン工学グループ グループリーダー
高野義彦/(独)物質・材料研究機構 超伝導線材ユニット ナノフロンティア材料グループ グループリーダー
フラーレン自体の超伝導は既に1991 年に発見されていたが，今回初めて液─ 液界面析
出法で作成したフラーレンナノウィスカーという髭状の細長いファイバー状のものに，カ
リウムをドープすることにより超伝導になることを実証した。これまでのフラーレンと比
較して，ドープ反応の完結が早く，特性が良いことを中心に解説する。
【目次】
1．はじめに
2．実験に用いた物質と評価の方法
3.1 フラレーンナノウィスカーC60NW のモルフォロジー
3.2 磁化測定および粉末X 線回折によるK ドープ反応の追跡
3.3 臨界電流密度
4．おわりに
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Series 生体組織光学―生体分子との相互作用基礎過程から臨床診断・治療まで―(4)
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生体組織内での光伝搬
Light Distribution in Biological Tissues
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粟津邦男/大阪大学 大学院 工学研究科 環境・エネルギー工学専攻;
大学院 生命機能研究科;臨床医工学融合研究教育センター 教授
Steven L. Jacques/Oregon Health & Science University Department of Biomedical Engineering and Dermatology Professor
本多典広/大阪大学 大学院 工学研究科
間 久直/大阪大学 大学院 工学研究科 附属高度人材育成センター 助教
生体組織内における光の伝搬を理解することは光を用いた診断・治療において非常に重
要である。前回までに生体組織には吸収物質が含まれ，また，生体組織は散乱体であるこ
とを示した（機能材料4，5，6 月号参照）。この生体組織の吸収のしやすさを吸収係数と
して，また，散乱のしやすさを換算散乱係数として数値化した光学特性値について述べて
きた。ここでは，生体組織中での光の伝搬について，光と吸収物質，および散乱媒質との
相互作用という観点から考察する。
【目次】
1．生体組織内での光の振舞い
2．生体組織内における光の伝搬の時間変化
3．定常状態での生体組織内における光強度分布
4．まとめ
-------------------------------------------------------------------------
特集にあたって
Introduction
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中西和樹/京都大学 大学院 理学研究科 化学専攻 准教授
金森主祥/京都大学 大学院 理学研究科 化学専攻 助教
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多結晶性セラミックスモノリスの階層的多孔構造制御
Controlling Hierarchical Porosity in Polycrystalline Ceramics Monoliths
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中西和樹/京都大学 大学院 理学研究科 化学専攻 准教授
多結晶セラミックス組成をもつ階層的多孔構造モノリスの作製法について，金属アルコ
キシドおよび金属塩を出発物質とした相分離を伴うゾル─ ゲル過程による，いくつかの
酸化物系，リン酸塩系の例を述べた。添加される高分子成分が，相分離誘起剤およびゲル
網目の支持成分として重要な役割を果たす。
【目次】
1．はじめに
2．加水分解と縮合・析出反応の制御
3．酸化チタン系
4．酸化アルミニウム系
5．酸化鉄系への拡張
6．アパタイトおよびリン酸塩系
7．おわりに
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有機―無機ハイブリッドエアロゲルの開発と断熱材への応用
Development of Organic-inorganic Hybrid Aerogels and their Application to Thermal Insulators
-------------------------------------------------------------------------
金森主祥/京都大学 大学院 理学研究科 化学専攻 助教
中西和樹/京都大学 大学院 理学研究科 化学専攻 准教授
エアロゲルは熱伝導率が最も低い固体として知られているが，エネルギー問題が深刻化
する昨今，高性能断熱材としての応用が期待されている。本研究では有機─ 無機ハイブ
リッド組成による簡便なエアロゲルの作製に成功し，従来のシリカエアロゲルや有機高分
子エアロゲルよりも安価で安定した製造・供給の可能性が見えてきた。
【目次】
1．はじめに
2．MSQ エアロゲルの作製
3．得られたMSQ エアロゲルの構造・物性
4．MSQ エアロゲルの機械的特性と常圧乾燥の可能性
5．断熱材としての応用に向けて
6．まとめ
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電極材料
Materials for Batteries
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金村聖志/首都大学東京 大学院 都市環境科学研究科 分子応用化学域 教授
電池の電極は細孔を有する多孔質電極であり，この多孔性に依存して電池性能が大きく
変化する。本解説では，燃料電池や蓄電池の電極構造について紹介し，どのようにして実
用電極が作製されるのかについて紹介する。また，多孔性電極を使用することによる問題
点や利点について述べる。
【目次】
1．はじめに
2．電気化学システムの三次元化
3．食塩電解用の電極
4．燃料電池における多孔性電極
5．電池における多孔性電極
5.1 鉛蓄電池
5.2 リチウムイオン電池
6．リチウムイオン電池用材料の多孔性
7．まとめ
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規則構造性カーボンナノ細孔体
Nano Porous Carbon of Structural Regularity
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金子克美/信州大学 エキゾチック・ナノカーボン創成と応用プロジェクト拠点
特別特任教授
二村竜祐/信州大学 エキゾチック・ナノカーボン創成と応用プロジェクト拠点
博士研究員
カーボン細孔体は一般に規則構造性がないとされるが，近年カーボンナノチューブを筆
頭に，X 線回折を生ずる規則性カーボン細孔体が知られるようになった。また活性炭素繊
維やカーバイド由来カーボンなどは相当に細孔径分布が狭く，全く規則性がないわけでは
ない。これら細孔性カーボンの特徴と吸着性の原理，および吸着作用について概説する。
【目次】
1．はじめに
2．カーボン細孔体の特徴
3．相互作用ポテンシャル場
4．前吸着分子による吸着増強メカニズム
5．活性炭素繊維とカーバイド由来カーボン
6．鋳型カーボン
7．ミクロおよびメソ細孔性カーボン
8．ナノチューブとナノホーン
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光機能性を有するメソポーラス有機シリカの合成と応用
Synthesis and Application of Optically-Functionalized Periodic Mesoporous Organosilicas
-------------------------------------------------------------------------
谷 孝夫/(株)豊田中央研究所 総合企画室 主任研究員
稲垣伸二/(株)豊田中央研究所 稲垣特別研究室 室長・シニアフェロー
メソポーラス有機シリカ（PMO）は，有機無機ハイブリッド骨格と規則メソ細孔構造
を有する新規な機能性材料である。骨格に導入する有機分子の機能と，細孔内に固定する
物質の機能を組み合わせることで多彩な機能構築が可能である。本稿では，最近研究の進
展が著しい光機能性PMO について，その設計・合成から物性・応用まで我々の最近の研
究成果を幅広く紹介する。また，光機能以外の最近のPMO 高機能化の事例として，PMO
骨格への金属配位性，電子機能性付与についても触れる。これら機能性PMO は，新規な
光エネルギー変換材料や電子機能材料として，今後の発展が期待される。
【目次】
1．はじめに
2．光捕集アンテナ機能
3．多色発光性蛍光材料
4．光触媒反応系
4.1 光捕集型光触媒反応系
4.2 ドナー／アクセプタ型光触媒反応系
5．そのほかの機能性PMO
5.1 金属配位性PMO
5.2 電子機能性PMO
6．まとめ
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メソポーラス構造を有するナノ粒子
Nanoparticles with Mesoporous Structures
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黒田一幸/早稲田大学 理工学術院 先進理工学研究科 応用化学専攻 教授
山田紘理/早稲田大学 大学院 先進理工学研究科 応用化学専攻
メソポーラス物質は，組成の多様性，種々のメソ構造，容易な形態制御，種々の機能発
現，多彩な応用可能性があり，極めて多くの研究がなされている。最近メソポーラス構造
を有するナノ粒子の研究が盛んになってきている。本稿では，それらの背景，作製方法，
分散性などについて最近の報告例を中心に紹介する。
【目次】
1．メソポーラスシリカ
2．メソポーラスシリカへの有機基の導入
3．メソポーラスシリカナノ粒子の作製
3.1 メソポーラスシリカナノ粒子の粒径制御
3.2 メソポーラスシリカナノ粒子の細孔径制御
4．メソポーラスシリカナノ粒子の分散性
5．メソポーラスナノ粒子の展開
5.1 組成制御
5.2 機能性ナノ粒子の内包
6．おわりに
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導電性を有するチタン酸化物モノリス
Conductive Titanium Oxide Monoliths
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北田 敦/京都大学 大学院 工学研究科 物質エネルギー化学専攻 博士課程
(現在は,工学研究科 材料工学専攻 助教)
長谷川丈二/京都大学 大学院 理学研究科 化学専攻 博士課程
(現在は,工学研究科 物質エネルギー化学専攻 博士研究員)
陰山 洋/京都大学 大学院 工学研究科 物質エネルギー化学専攻 教授
多孔性酸化物モノリスは，これまではシリカなどの絶縁体に対する研究例がほとんどで
あった。我々は，絶縁体である多孔性二酸化チタン（TiO2）モノリスに対して，酸素ゲッ
ターを用いる簡便な反応を施すことによって，マクロ多孔性を維持したまま一連のTinO2n－1
（n＝2, 3, 4, 6）のモノリスを，それぞれ単相で得ることに成功した。得られたモノリス
試料は高い電子伝導性をもち，細孔特性の精密制御も原理的に可能であるため，種々の電
気化学反応の電極材料として有効であると考えられる。
【目次】
1．なぜチタン酸化物か？
2．既存の多孔性酸化物モノリス
3．前駆体を利用した反応
4．合成方法
5．酸素欠損モノリス
6．おわりに
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バイオベースポリマー多孔体
Porous Materials based on Bio-based Polymers
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宇山 浩/大阪大学 大学院 工学研究科 応用化学専攻 教授
貫通した孔と骨格から構成され，網目状の共連続構造をもつ一体型の多孔体（モノリス）
は高い通気性・通液性，強度，比表面積といった特性を有する次世代多孔材料として注目
されている。本稿ではポリ乳酸，微生物産生ポリエステルといったバイオベースポリマー
を含む様々なポリマーのモノリス作製技術と用途展開について概説する。
【目次】
1．はじめに
2．バイオベースポリマーモノリスの作製
3．機能性モノリスの開発
4．おわりに
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Material Report―R&D―
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超伝導状態になる炭素系フラーレン繊維
Superconducting Fullerene Nanowhiskers
-------------------------------------------------------------------------
竹屋浩幸/(独)物質・材料研究機構 超伝導線材ユニット ナノフロンティア材料グループ 主席研究員
宮澤薫一/(独)物質・材料研究機構 先端材料プロセスユニット フラーレン工学グループ グループリーダー
高野義彦/(独)物質・材料研究機構 超伝導線材ユニット ナノフロンティア材料グループ グループリーダー
フラーレン自体の超伝導は既に1991 年に発見されていたが，今回初めて液─ 液界面析
出法で作成したフラーレンナノウィスカーという髭状の細長いファイバー状のものに，カ
リウムをドープすることにより超伝導になることを実証した。これまでのフラーレンと比
較して，ドープ反応の完結が早く，特性が良いことを中心に解説する。
【目次】
1．はじめに
2．実験に用いた物質と評価の方法
3.1 フラレーンナノウィスカーC60NW のモルフォロジー
3.2 磁化測定および粉末X 線回折によるK ドープ反応の追跡
3.3 臨界電流密度
4．おわりに
-------------------------------------------------------------------------
Series 生体組織光学―生体分子との相互作用基礎過程から臨床診断・治療まで―(4)
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生体組織内での光伝搬
Light Distribution in Biological Tissues
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粟津邦男/大阪大学 大学院 工学研究科 環境・エネルギー工学専攻;
大学院 生命機能研究科;臨床医工学融合研究教育センター 教授
Steven L. Jacques/Oregon Health & Science University Department of Biomedical Engineering and Dermatology Professor
本多典広/大阪大学 大学院 工学研究科
間 久直/大阪大学 大学院 工学研究科 附属高度人材育成センター 助教
生体組織内における光の伝搬を理解することは光を用いた診断・治療において非常に重
要である。前回までに生体組織には吸収物質が含まれ，また，生体組織は散乱体であるこ
とを示した（機能材料4，5，6 月号参照）。この生体組織の吸収のしやすさを吸収係数と
して，また，散乱のしやすさを換算散乱係数として数値化した光学特性値について述べて
きた。ここでは，生体組織中での光の伝搬について，光と吸収物質，および散乱媒質との
相互作用という観点から考察する。
【目次】
1．生体組織内での光の振舞い
2．生体組織内における光の伝搬の時間変化
3．定常状態での生体組織内における光強度分布
4．まとめ
【特集】 食品包装材料の新展開
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食品包装材料の最近の動向
Recent Trends of Food Packaging Materials
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葛良忠彦/包装科学研究所 主席研究員
食品包装材料の要求特性の中で，シェルフライフ延長のためにはガスバリア性が重要で
ある。ガスバリア材としては，EVOH などの樹脂フィルム，ナノコンポジットコート系
フィルム，透明蒸着フィルムなどのパッシブバリア材と化学反応により酸素を吸収するタ
イプのアクティブバリア材がある。本稿ではこれらの種類と特性を紹介する。
【目次】
1．はじめに
2．包装材料の市場動向
3．パッシブバリアフィルムの開発動向
3.1 樹脂系バリアフィルム
3.2 ナノコンポジット系樹脂コート・バリアフィルム
3.3 透明蒸着バリアフィルム
4．アクティブパッケージングの動向
4.1 酸素吸収性アクティブバリア材
4.2 水分吸収性フィルム
5．バイオポリマーの包装・容器への適用状況
-------------------------------------------------------------------------
粘土を用いたガスバリアフィルムと自己修復機能
Clay Based Gas Barrier Film and its Self‒repairing Property
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蛯名武雄/(独)産業技術総合研究所 コンパクト化学システム研究センター
先進機能材料チーム チーム長
産総研が開発した粘土膜は，高い酸素ガスバリア性や水蒸気バリア性，透明性を持つた
め，この技術を利用し生産性・ハンドリング性などが改善されたガスバリアフィルムの開
発が盛んである。本稿では，主原料となる粘土の特性，そのシーズを用いたいくつかのガ
スバリアフィルム開発事例，最近発表した自己修復機能を有する酸素ガスバリアフィルム
について概説する。
【目次】
1．はじめに
2．粘土による自己修復層形成
3．粘土によるガスバリア層形成
4．粘土の成膜性
5．フィルム開発事例
5.1 水溶性高分子をバインダーとした粘土フィルム
5.2 超臨界処理による粘土のアスペクト比の増大とガスバリア性の向上
5.3 耐熱有機カチオン粘土フィルム
5.4 水蒸気バリア性の発現
6．自己修復性を有する酸素ガスバリアフィルム
6.1 ガスバリアフィルムの開発
6.2 自己修復性の確認
7．おわりに
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コメからのプラスチック合成―フェルラ酸利用植物由来プラスチックの開発―
Development of Bio-based Plastic made from Rice: Ferulic Acid-based Bioplastic
-------------------------------------------------------------------------
兼橋真二/明治大学 理工学部 応用化学科 ポストドクター
佐藤修一/明治大学 理工学部 応用化学科 助教
永井一清/明治大学 理工学部 応用化学科 教授
環境に優しい材料として注目を集めているバイオベースプラスチックの現状とその新展
開として，お米から抽出されるフェルラ酸を原料としたバイオベースプラスチックを開発
した。本稿ではその合成方法からフィルムの物性およびガスバリア特性とその展開である
包装材料への可能性について紹介する。
【目次】
1．はじめに
2．フェルラ酸を原料としたバイオベースプラスチックの開発
3．プラスチックフィルムのガス透過機構とガスバリア特性
4．今後の展望
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酸素吸収機能を付与したポーションパックの開発
Development of a Functionally Designed Portion Pack with an Innovative Oxygen
Absorbing Ability
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大串万葉/キユーピー（株） 研究開発本部 技術研究所
ディスペンパックは，片手で簡単に使えるという利便性から多くのお客様にご使用頂い
ているが，その特殊な形状・機能により制限が多く，「長期保存性」を付与できないこと
が長年の課題となっていた。そこで本研究では，酸素吸収樹脂を導入することで，シェル
フライフを延長できるかどうか検証を行ったので報告する。
【目次】
1．はじめに
2．ディスペンパックとは
2.1 構造
2.2 特長
2.3 課題
3．ディスペンパックの酸素バリア性能を向上させるために
3.1 蓋材の層構成の見直し
3.2 底材への酸素吸収層導入
3.3 外装袋の見直し
4．採用例と今後の展望
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透明蒸着ハイバリアフィルム「GLフィルム」の食品包装材用途への展開状況
Expansion of Transparent High Barrier GL Film to Use in Food Packaging
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中込顕一/凸版印刷（株）生活環境事業本部 開発販促本部 販売促進部
包装用フィルムでは，酸素ガスバリア性や防湿性というバリア機能を有する材料が，重
要な役割を担っている。当社が開発した透明ハイバリアフィルム「GL フィルム」は，透
明蒸着ハイバリアフィルム市場のトップとして，食品用途を始め，産業資材や工業部材に
も展開している。本稿では，その特長・製造工程・用途を中心にご紹介する。
【目次】
1．はじめに
2．GL フィルムの特長
3．GL フィルムの製造工程と層構成
4．GL フィルムのラインナップ
5．レトルト対応新グレード「GL─RD」について
6．おわりに
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Material Report―R&D―
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水溶性フォトポリマー
Water-soluble Photopolymers
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市村國宏/東京工業大学 名誉教授
水溶性フォトポリマーはnon-VOC 型フォトリソグラフィーとしてブラウン管製造工程
で大量に使われていたが，ブラウン管が姿を消してからもスクリーン印刷感材などに利用
されている。しかし，実用に供せられている水溶性フォトポリマーの種類も量も少ない。
そこで，PVA-SbQ などの水溶性フォトポリマーを概観し，いくつかの応用例について言
及する。
【目次】
1．はじめに
2．水溶性フォトポリマーの種類
2.1 分類
2.2 水溶性ポリマー＋光架橋剤
2.3 水溶性ポリマー＋光重合開始系
2.4 感光基をペンタントした水溶性フォトポリマー
2.5 化学増幅型水溶性フォトポリマー
2.6 PAG 分散型水系フォトポリマー
3．PVA‒SbQ
3.1 特徴
3.2 水中アセタール化と光架橋メカニズム
3.3 応用
3.4 フォトリソグラフィー
3.5 包括固定材料
3.6 生物付着抑制用ハイドロゲル
3.7 新たな応用
4．おわりに
-------------------------------------------------------------------------
誘電エラストマ人工筋肉を用いた発電へのチャレンジ
The Evolving Artifi cial Muscle using Dielectric Elastomer : Possibility of
Energy Saving by Actuator Mode and Possibility of High Effi ciency Power Generation
using Generation Mode
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千葉正毅/千葉科学研究所 代表 CEO;(独)産業技術総合研究所 関西センター 客員(外部)研究員
和氣美紀夫/(有)Wits 代表取締役;(独)産業技術総合研究所 関西センター 客員(外部)研究員
誘電エラストマ人工筋肉は，最速（Up to 60,000Hz），最大変位（Up to 400％），高圧
力（8MPa）のソフト型トラスデューサで，低コスト，軽量，高エネルギー密度で，かつ
優れた機械カップリング性などを有しているため，各種アクチュエータ，センサ，モータ
ー，ポンプ，スマートマテリアルなどに幅広く応用が可能である1）。また誘電エラストマ
は，従来のソフト型アクチュエータをはるかに超えた新しい機能として，「周波数特性に
依存しない効率発電装置」への応用が期待されている。
【目次】
1．はじめに
2．誘電エラストマ人工筋肉の概要
2.1 発電への応用
3．誘電エラストマ人工筋肉を用いた発電事例
3.1 人や動物の動きから得られる電気エネルギー
3.2 水車を利用した発電システム
3.3 風力による発電
3.4 波を利用した高効率発電システム
3.5 革新的直流発電システムのすすめ
4．まとめ
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Series ロボティクスと服飾の融合―未来のファッションを考える―(最終回)
-------------------------------------------------------------------------
ロボティクスと服飾
Fashioning Robotics
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谷口和弘/広島市立大学 大学院 情報科学研究科 システム工学専攻 講師
西川 敦/信州大学 繊維学部 機械・ロボット学系 バイオエンジニアリング課程 教授
岩城 敏/広島市立大学 大学院 情報科学研究科 システム工学専攻 教授
ファッションデザイナーの中でロボティクスを服飾へ応用しようとする動きがある。本
シリーズではヒトが服飾を身に着けることの根源的な意味を動物行動学的に考察し，その
結果を切り口としてロボティクスを応用した新しい服飾およびその機能材料について3 回
の連載を通して考えていく。最終回の今回はロボットスーツと服飾について考察し，さら
に全3 回のシリーズを通して見えてきたロボティクスと服飾の融合による未来のファッシ
ョンを考えてみたい。
【目次】
1．はじめに
2．ロボットスーツの現状
3．ロボティクスを応用した衣服の機能とヒトの能力
4．ロボティクスを応用した衣服の対人安全性
5．安全確保の実例
6．マネキンロボットの現状
7．ロボティクスと服飾の融合
-------------------------------------------------------------------------
機能材料マーケットデータ
-------------------------------------------------------------------------
セルロース誘導体応用製品の開発・市場動向―食品,建材,一般工業用途―
Product Development and Market Trend of the Application of Cellulose Derivatives
─ Food, Building Materials, General Industry ─
-------------------------------------------------------------------------
【目次】
1．概 要
2．開発動向
2.1 食品分野
2.2 セルロース系プラスチック
2.3 工業分野
2.3.1 添加剤
2.3.2 自動車用エンジン用フィルター
2.3.3 スピーカー用振動板
-------------------------------------------------------------------------
食品包装材料の最近の動向
Recent Trends of Food Packaging Materials
-------------------------------------------------------------------------
葛良忠彦/包装科学研究所 主席研究員
食品包装材料の要求特性の中で，シェルフライフ延長のためにはガスバリア性が重要で
ある。ガスバリア材としては，EVOH などの樹脂フィルム，ナノコンポジットコート系
フィルム，透明蒸着フィルムなどのパッシブバリア材と化学反応により酸素を吸収するタ
イプのアクティブバリア材がある。本稿ではこれらの種類と特性を紹介する。
【目次】
1．はじめに
2．包装材料の市場動向
3．パッシブバリアフィルムの開発動向
3.1 樹脂系バリアフィルム
3.2 ナノコンポジット系樹脂コート・バリアフィルム
3.3 透明蒸着バリアフィルム
4．アクティブパッケージングの動向
4.1 酸素吸収性アクティブバリア材
4.2 水分吸収性フィルム
5．バイオポリマーの包装・容器への適用状況
-------------------------------------------------------------------------
粘土を用いたガスバリアフィルムと自己修復機能
Clay Based Gas Barrier Film and its Self‒repairing Property
-------------------------------------------------------------------------
蛯名武雄/(独)産業技術総合研究所 コンパクト化学システム研究センター
先進機能材料チーム チーム長
産総研が開発した粘土膜は，高い酸素ガスバリア性や水蒸気バリア性，透明性を持つた
め，この技術を利用し生産性・ハンドリング性などが改善されたガスバリアフィルムの開
発が盛んである。本稿では，主原料となる粘土の特性，そのシーズを用いたいくつかのガ
スバリアフィルム開発事例，最近発表した自己修復機能を有する酸素ガスバリアフィルム
について概説する。
【目次】
1．はじめに
2．粘土による自己修復層形成
3．粘土によるガスバリア層形成
4．粘土の成膜性
5．フィルム開発事例
5.1 水溶性高分子をバインダーとした粘土フィルム
5.2 超臨界処理による粘土のアスペクト比の増大とガスバリア性の向上
5.3 耐熱有機カチオン粘土フィルム
5.4 水蒸気バリア性の発現
6．自己修復性を有する酸素ガスバリアフィルム
6.1 ガスバリアフィルムの開発
6.2 自己修復性の確認
7．おわりに
-------------------------------------------------------------------------
コメからのプラスチック合成―フェルラ酸利用植物由来プラスチックの開発―
Development of Bio-based Plastic made from Rice: Ferulic Acid-based Bioplastic
-------------------------------------------------------------------------
兼橋真二/明治大学 理工学部 応用化学科 ポストドクター
佐藤修一/明治大学 理工学部 応用化学科 助教
永井一清/明治大学 理工学部 応用化学科 教授
環境に優しい材料として注目を集めているバイオベースプラスチックの現状とその新展
開として，お米から抽出されるフェルラ酸を原料としたバイオベースプラスチックを開発
した。本稿ではその合成方法からフィルムの物性およびガスバリア特性とその展開である
包装材料への可能性について紹介する。
【目次】
1．はじめに
2．フェルラ酸を原料としたバイオベースプラスチックの開発
3．プラスチックフィルムのガス透過機構とガスバリア特性
4．今後の展望
-------------------------------------------------------------------------
酸素吸収機能を付与したポーションパックの開発
Development of a Functionally Designed Portion Pack with an Innovative Oxygen
Absorbing Ability
-------------------------------------------------------------------------
大串万葉/キユーピー（株） 研究開発本部 技術研究所
ディスペンパックは，片手で簡単に使えるという利便性から多くのお客様にご使用頂い
ているが，その特殊な形状・機能により制限が多く，「長期保存性」を付与できないこと
が長年の課題となっていた。そこで本研究では，酸素吸収樹脂を導入することで，シェル
フライフを延長できるかどうか検証を行ったので報告する。
【目次】
1．はじめに
2．ディスペンパックとは
2.1 構造
2.2 特長
2.3 課題
3．ディスペンパックの酸素バリア性能を向上させるために
3.1 蓋材の層構成の見直し
3.2 底材への酸素吸収層導入
3.3 外装袋の見直し
4．採用例と今後の展望
-------------------------------------------------------------------------
透明蒸着ハイバリアフィルム「GLフィルム」の食品包装材用途への展開状況
Expansion of Transparent High Barrier GL Film to Use in Food Packaging
-------------------------------------------------------------------------
中込顕一/凸版印刷（株）生活環境事業本部 開発販促本部 販売促進部
包装用フィルムでは，酸素ガスバリア性や防湿性というバリア機能を有する材料が，重
要な役割を担っている。当社が開発した透明ハイバリアフィルム「GL フィルム」は，透
明蒸着ハイバリアフィルム市場のトップとして，食品用途を始め，産業資材や工業部材に
も展開している。本稿では，その特長・製造工程・用途を中心にご紹介する。
【目次】
1．はじめに
2．GL フィルムの特長
3．GL フィルムの製造工程と層構成
4．GL フィルムのラインナップ
5．レトルト対応新グレード「GL─RD」について
6．おわりに
-------------------------------------------------------------------------
Material Report―R&D―
-------------------------------------------------------------------------
水溶性フォトポリマー
Water-soluble Photopolymers
-------------------------------------------------------------------------
市村國宏/東京工業大学 名誉教授
水溶性フォトポリマーはnon-VOC 型フォトリソグラフィーとしてブラウン管製造工程
で大量に使われていたが，ブラウン管が姿を消してからもスクリーン印刷感材などに利用
されている。しかし，実用に供せられている水溶性フォトポリマーの種類も量も少ない。
そこで，PVA-SbQ などの水溶性フォトポリマーを概観し，いくつかの応用例について言
及する。
【目次】
1．はじめに
2．水溶性フォトポリマーの種類
2.1 分類
2.2 水溶性ポリマー＋光架橋剤
2.3 水溶性ポリマー＋光重合開始系
2.4 感光基をペンタントした水溶性フォトポリマー
2.5 化学増幅型水溶性フォトポリマー
2.6 PAG 分散型水系フォトポリマー
3．PVA‒SbQ
3.1 特徴
3.2 水中アセタール化と光架橋メカニズム
3.3 応用
3.4 フォトリソグラフィー
3.5 包括固定材料
3.6 生物付着抑制用ハイドロゲル
3.7 新たな応用
4．おわりに
-------------------------------------------------------------------------
誘電エラストマ人工筋肉を用いた発電へのチャレンジ
The Evolving Artifi cial Muscle using Dielectric Elastomer : Possibility of
Energy Saving by Actuator Mode and Possibility of High Effi ciency Power Generation
using Generation Mode
-------------------------------------------------------------------------
千葉正毅/千葉科学研究所 代表 CEO;(独)産業技術総合研究所 関西センター 客員(外部)研究員
和氣美紀夫/(有)Wits 代表取締役;(独)産業技術総合研究所 関西センター 客員(外部)研究員
誘電エラストマ人工筋肉は，最速（Up to 60,000Hz），最大変位（Up to 400％），高圧
力（8MPa）のソフト型トラスデューサで，低コスト，軽量，高エネルギー密度で，かつ
優れた機械カップリング性などを有しているため，各種アクチュエータ，センサ，モータ
ー，ポンプ，スマートマテリアルなどに幅広く応用が可能である1）。また誘電エラストマ
は，従来のソフト型アクチュエータをはるかに超えた新しい機能として，「周波数特性に
依存しない効率発電装置」への応用が期待されている。
【目次】
1．はじめに
2．誘電エラストマ人工筋肉の概要
2.1 発電への応用
3．誘電エラストマ人工筋肉を用いた発電事例
3.1 人や動物の動きから得られる電気エネルギー
3.2 水車を利用した発電システム
3.3 風力による発電
3.4 波を利用した高効率発電システム
3.5 革新的直流発電システムのすすめ
4．まとめ
-------------------------------------------------------------------------
Series ロボティクスと服飾の融合―未来のファッションを考える―(最終回)
-------------------------------------------------------------------------
ロボティクスと服飾
Fashioning Robotics
-------------------------------------------------------------------------
谷口和弘/広島市立大学 大学院 情報科学研究科 システム工学専攻 講師
西川 敦/信州大学 繊維学部 機械・ロボット学系 バイオエンジニアリング課程 教授
岩城 敏/広島市立大学 大学院 情報科学研究科 システム工学専攻 教授
ファッションデザイナーの中でロボティクスを服飾へ応用しようとする動きがある。本
シリーズではヒトが服飾を身に着けることの根源的な意味を動物行動学的に考察し，その
結果を切り口としてロボティクスを応用した新しい服飾およびその機能材料について3 回
の連載を通して考えていく。最終回の今回はロボットスーツと服飾について考察し，さら
に全3 回のシリーズを通して見えてきたロボティクスと服飾の融合による未来のファッシ
ョンを考えてみたい。
【目次】
1．はじめに
2．ロボットスーツの現状
3．ロボティクスを応用した衣服の機能とヒトの能力
4．ロボティクスを応用した衣服の対人安全性
5．安全確保の実例
6．マネキンロボットの現状
7．ロボティクスと服飾の融合
-------------------------------------------------------------------------
機能材料マーケットデータ
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セルロース誘導体応用製品の開発・市場動向―食品,建材,一般工業用途―
Product Development and Market Trend of the Application of Cellulose Derivatives
─ Food, Building Materials, General Industry ─
-------------------------------------------------------------------------
【目次】
1．概 要
2．開発動向
2.1 食品分野
2.2 セルロース系プラスチック
2.3 工業分野
2.3.1 添加剤
2.3.2 自動車用エンジン用フィルター
2.3.3 スピーカー用振動板
【特集】 亜臨界水反応を用いた有価物への転換・回収技術
-------------------------------------------------------------------------
特集にあたって
-------------------------------------------------------------------------
吉田弘之/大阪府立大学 21世紀科学研究機構 特認教授
-------------------------------------------------------------------------
亜臨界水処理による廃液晶パネルからのインジウム,液晶およびガラスの完全回収
Complete Recovery of Indium, Liquid Crystal and Glass
from LCD Panel Wastes using Sub‒critical Water Technology
-------------------------------------------------------------------------
吉田弘之/大阪府立大学 21世紀科学研究機構 特認教授
Shamsul Izhar/大阪府立大学 21世紀科学研究機構 非常勤研究員
柿森伸明/シャープ(株) 環境安全本部 環境技術開発センター 所長
内海康彦/シャープ(株) 環境安全本部 環境技術開発センター 副参事
西尾英一郎/シャープ(株) ソーラーシステム事業本部 主事
液晶パネルからインジウム，液晶および高品質ガラスを同時にそれぞれほぼ100 ％回収
する技術を開発した。液晶パネルを0.1 N NaOH 共存亜臨界水処理すると反応温度140 ～
200 ℃，反応時間5 分で液晶を劣化させることなく95 ％回収することができた。さらに
反応温度が230 ～ 290 ℃でインジウムが多層有機膜に挟まれた状態で100 ％回収でき，同
時に高品質ガラス基板も100 ％回収できた。
【目次】
1．はじめに
2．亜臨界水と液晶パネルについて
3．試薬級液晶の亜臨界水処理による劣化の有無の確認
4．液晶パネルから液晶の回収
5．液晶パネルからインジウムおよび液晶の同時回収
6．純ガラスの回収
7．おわりに
-------------------------------------------------------------------------
亜臨界水処理によるリサイクル技術の開発と実用化
Development and Utilization of Recycling Technology
by using Sub‒critical Water Treatment
-------------------------------------------------------------------------
田中靖訓/リマテック(株) 取締役 副社長
亜臨界水は通常の水に比べて，「イオン積向上による加水分解能力増大」，「比誘電率低
下による有機物の溶解性向上」といった特徴を有する。当社は亜臨界水処理によるリサイ
クル技術開発を進め，2006 年に商用プラントを建設するに至った。本稿では亜臨界水の
特色を生かしたリサイクル事業と今後の展望について紹介する。
【目次】
1．はじめに
2．事業紹介１（亜臨界水技術による廃溶剤の脱塩素事業）
2.1 亜臨界水中における有機塩素化合物の脱塩素反応
2.2 流体解析を用いた縦型亜臨界水処理装置の開発と脱塩素事業
3．事業紹介２（亜臨界水技術による金属洗浄廃液からの硝酸リサイクル事業）
3.1 亜臨界水中における硝酸塩の遊離硝酸化反応
3.2 亜臨界水技術による硝酸リサイクル事業の実績
4．亜臨界水技術を用いた新事業
4.1 新事業のコンセプト（物理化学処理とバイオテクノロジーの融合）
4.2 亜臨界水処理―メタン醗酵事業の開発
-------------------------------------------------------------------------
亜臨界水処理による高効率メタン発酵のベンチスケール試験
Bench Scale Test for High Effi ciency Methane Fermentation
with Sub-critical Water Treatment
-------------------------------------------------------------------------
福田誠治/JXエンジニアリング(株) プロジェクト本部 技術部 開発グループ 技師長
長谷川栄一/JXエンジニアリング(株) プロジェクト本部 技術部 開発グループ
グループマネージャー
下水汚泥を対象とした実証設備を下水処理場に設置し，約1 年間の運転により亜臨界水
処理によるメタン発酵効率化の検証を行った。脱水汚泥を亜臨界水処理した液を原料とし
て，メタン発酵を行った。消化槽の滞留時間20 日で，バイオガス発生量の増大を確認す
るとともに長期連続運転の見通しを得ることができた。
【目次】
1．はじめに
2．亜臨界水処理技術を用いたメタン発酵
2.1 亜臨界水処理
2.2 亜臨界水処理を前処理に用いたメタン発酵
3．実証試験の概要
3.1 実証試験の目標
3.2 実証試験装置
3.2.1 実証試験装置フロー
3.3 各種測定項目と測定方法
4．実証試験結果
4.1 原料汚泥
4.2 無処理汚泥試験結果
4.3 亜臨界水処理汚泥試験
5．まとめ
-------------------------------------------------------------------------
FRPの亜臨界水リサイクル技術
Recycling Technology of FRP using Sub-critical Water
-------------------------------------------------------------------------
中川尚治/パナソニック(株)エコソリューションズ社 品質・環境革新統括室 参事
FRP（繊維強化プラスチック）は熱硬化性樹脂と無機物の複合材料で浴槽，プレジャー
ボートなどに幅広く使われているが，リサイクルが困難であることが課題である。本稿で
はFRP の熱硬化性樹脂を亜臨界水により，スチレン─フマル酸共重合体（SFC）という
機能性高分子に分解し，それを高機能添加剤として応用できる可能性を見出したので，そ
の概要について紹介する。
【目次】
1．はじめに
2．各種アルコールによるSFC の改質分離・改質と改質SFC の性能・品質評価
3．1‒オクタノールによるSFC の分離・改質プロセスと改質SFC の性能・品質評価
4．亜臨界水分解プロセスのパイロット実証
5．SFC 分離・改質プロセスのパイロット実証と改質SFC の性能・品質評価
6．おわりに
-------------------------------------------------------------------------
亜臨界水による食品成分の改質
Modifi cation of Food Ingredients by Sub‒critical Water
-------------------------------------------------------------------------
磯部洋祐/(株)J-オイルミルズ 生産戦略部 部長
後藤 勝/(株)J-オイルミルズ スターチ研究所 所長
佐藤俊郎/(株)J-オイルミルズ ファイン研究所 所長
筆者らは，亜臨界水を用いて，食品成分の改質に取り組んでいる。これまで，有機溶媒
や化学薬品もしくは酵素を用いなければできなかった，配糖体の加水分解による脱糖やデ
ンプンの低分子化および立体的構造改変を，水だけを用いて安価に改質して安全な製品を
製造することを可能にした。
【目次】
1．はじめに
2．亜臨界水処理による配糖体のアグリコン化
2.1 実験に用いた機器および条件
2.2 大豆サポニンのアグリコン化
2.3 大豆イソフラボンのアグリコン化
2.4 まとめ
3．亜臨界水処理によるデンプンの構造改質
3.1 原料および実験方法
3.2 反応条件の検討
3.3 亜臨界水処理デンプンの性状
3.4 亜臨界水処理の効果
3.5 まとめ
4．おわりに
-------------------------------------------------------------------------
亜臨界水を利用する架橋高分子の分解資化の試み
The Use of Sub‒critical Water for Eff ective Cleavage of Functionalized
Crosslinked Copolymers
-------------------------------------------------------------------------
高柳弘昭/三菱化学(株) 機能化学本部 イオン交換樹脂事業部
典型的な架橋高分子粒子であるイオン交換樹脂について亜臨界水処理による分解を検討
した。陽イオン交換樹脂はNa 形の処理で官能基であるスルホン酸基が遊離し，炭素分主
体の固形分が得られた。陰イオン交換樹脂ではCl 形または塩化物イオンの存在下の処理
で官能基がメチルアンモニウムイオン類として遊離することが示された。
【目次】
1．はじめに
2．イオン交換樹脂および関連製品
3．強酸性（スルホン酸型）陽イオン交換樹脂の分解
4．陰イオン交換樹脂の分解
4.1 強塩基性陰イオン交換樹脂
4.2 弱塩基性陰イオン交換樹脂
5．処理装置の考え方
-------------------------------------------------------------------------
Material Report―R&D―
-------------------------------------------------------------------------
プラスチックの切削加工の研究― 新しい切削工具動力計―
A Study on Cutting of Plastics― New Tool Dynamometer ―
-------------------------------------------------------------------------
鴨川昭夫/元 (独)理化学研究所 研究員;元 工学院大学・法政大学 非常勤講師
金属切削の研究は古くから行われている。理論と実験的研究に対応して，工作機械も発
達している。これに比較してプラスチックは，射出成形などによって製品が作られている
ために，切削理論と実際の切削技術は今もって進んでいない。その理由は，成型加工を中
心に作られているからである。しかし，現実は直接プラスチックを切削している場合と，
成型後，切削を必要とする場合がある。その意味で筆者は，プラスチックの切削理論と実
験的研究を約53 年間みてきた。その一端について述べる
【目次】
1．プラスチックの切削の必要性
2．新型工具動力計の駆動機構およびその原理
3．ポリアセタール樹脂の切削の基礎実験
4．結 論
-------------------------------------------------------------------------
Series ロボティクスと服飾の融合―未来のファッションを考える―(2)
-------------------------------------------------------------------------
装飾品としてのウェアラブルコンピュータ
Wearable Computers as Fashion
-------------------------------------------------------------------------
谷口和弘/広島市立大学 大学院 情報科学研究科 システム工学専攻 講師
西川 敦/信州大学 繊維学部 機械・ロボット学系 バイオエンジニアリング課程 教授
岩城 敏/広島市立大学 大学院 情報科学研究科 システム工学専攻 教授
ファッションデザイナーのなかでロボティクスを服飾へ応用しようとする動きがある。
本シリーズではヒトが服飾を身に着けることの根源的な意味を動物行動学的に考察し，そ
の結果を切り口としてロボティクスを応用した新しい服飾およびその機能材料について3
回の連載を通して考えていく。2 回目の今回は「化粧」と「装飾品」について考えていく。
またロボティクスを応用した化粧や装飾品としてウェアラブルコンピュータを紹介する。
【目次】
1．はじめに
2．化粧と装飾品
3．魅力的な「見た目」
4．ウェアラブルコンピュータ
5． みみスイッチ
6．第二の皮膚としてのロボティクスを応用した服飾
7．おわりに
-------------------------------------------------------------------------
機能材料マーケットデータ
-------------------------------------------------------------------------
産業廃棄物系バイオマスのエネルギー利用動向
Trend in Energy Use of Biomass in Industrial Waste
-------------------------------------------------------------------------
【目次】
1．概 要
1.1 メタノール合成
1.2 DME（ジメチルエーテル）合成
2．開発動向
3．市場・用途動向
4．業界・企業動向
-------------------------------------------------------------------------
特集にあたって
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吉田弘之/大阪府立大学 21世紀科学研究機構 特認教授
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亜臨界水処理による廃液晶パネルからのインジウム,液晶およびガラスの完全回収
Complete Recovery of Indium, Liquid Crystal and Glass
from LCD Panel Wastes using Sub‒critical Water Technology
-------------------------------------------------------------------------
吉田弘之/大阪府立大学 21世紀科学研究機構 特認教授
Shamsul Izhar/大阪府立大学 21世紀科学研究機構 非常勤研究員
柿森伸明/シャープ(株) 環境安全本部 環境技術開発センター 所長
内海康彦/シャープ(株) 環境安全本部 環境技術開発センター 副参事
西尾英一郎/シャープ(株) ソーラーシステム事業本部 主事
液晶パネルからインジウム，液晶および高品質ガラスを同時にそれぞれほぼ100 ％回収
する技術を開発した。液晶パネルを0.1 N NaOH 共存亜臨界水処理すると反応温度140 ～
200 ℃，反応時間5 分で液晶を劣化させることなく95 ％回収することができた。さらに
反応温度が230 ～ 290 ℃でインジウムが多層有機膜に挟まれた状態で100 ％回収でき，同
時に高品質ガラス基板も100 ％回収できた。
【目次】
1．はじめに
2．亜臨界水と液晶パネルについて
3．試薬級液晶の亜臨界水処理による劣化の有無の確認
4．液晶パネルから液晶の回収
5．液晶パネルからインジウムおよび液晶の同時回収
6．純ガラスの回収
7．おわりに
-------------------------------------------------------------------------
亜臨界水処理によるリサイクル技術の開発と実用化
Development and Utilization of Recycling Technology
by using Sub‒critical Water Treatment
-------------------------------------------------------------------------
田中靖訓/リマテック(株) 取締役 副社長
亜臨界水は通常の水に比べて，「イオン積向上による加水分解能力増大」，「比誘電率低
下による有機物の溶解性向上」といった特徴を有する。当社は亜臨界水処理によるリサイ
クル技術開発を進め，2006 年に商用プラントを建設するに至った。本稿では亜臨界水の
特色を生かしたリサイクル事業と今後の展望について紹介する。
【目次】
1．はじめに
2．事業紹介１（亜臨界水技術による廃溶剤の脱塩素事業）
2.1 亜臨界水中における有機塩素化合物の脱塩素反応
2.2 流体解析を用いた縦型亜臨界水処理装置の開発と脱塩素事業
3．事業紹介２（亜臨界水技術による金属洗浄廃液からの硝酸リサイクル事業）
3.1 亜臨界水中における硝酸塩の遊離硝酸化反応
3.2 亜臨界水技術による硝酸リサイクル事業の実績
4．亜臨界水技術を用いた新事業
4.1 新事業のコンセプト（物理化学処理とバイオテクノロジーの融合）
4.2 亜臨界水処理―メタン醗酵事業の開発
-------------------------------------------------------------------------
亜臨界水処理による高効率メタン発酵のベンチスケール試験
Bench Scale Test for High Effi ciency Methane Fermentation
with Sub-critical Water Treatment
-------------------------------------------------------------------------
福田誠治/JXエンジニアリング(株) プロジェクト本部 技術部 開発グループ 技師長
長谷川栄一/JXエンジニアリング(株) プロジェクト本部 技術部 開発グループ
グループマネージャー
下水汚泥を対象とした実証設備を下水処理場に設置し，約1 年間の運転により亜臨界水
処理によるメタン発酵効率化の検証を行った。脱水汚泥を亜臨界水処理した液を原料とし
て，メタン発酵を行った。消化槽の滞留時間20 日で，バイオガス発生量の増大を確認す
るとともに長期連続運転の見通しを得ることができた。
【目次】
1．はじめに
2．亜臨界水処理技術を用いたメタン発酵
2.1 亜臨界水処理
2.2 亜臨界水処理を前処理に用いたメタン発酵
3．実証試験の概要
3.1 実証試験の目標
3.2 実証試験装置
3.2.1 実証試験装置フロー
3.3 各種測定項目と測定方法
4．実証試験結果
4.1 原料汚泥
4.2 無処理汚泥試験結果
4.3 亜臨界水処理汚泥試験
5．まとめ
-------------------------------------------------------------------------
FRPの亜臨界水リサイクル技術
Recycling Technology of FRP using Sub-critical Water
-------------------------------------------------------------------------
中川尚治/パナソニック(株)エコソリューションズ社 品質・環境革新統括室 参事
FRP（繊維強化プラスチック）は熱硬化性樹脂と無機物の複合材料で浴槽，プレジャー
ボートなどに幅広く使われているが，リサイクルが困難であることが課題である。本稿で
はFRP の熱硬化性樹脂を亜臨界水により，スチレン─フマル酸共重合体（SFC）という
機能性高分子に分解し，それを高機能添加剤として応用できる可能性を見出したので，そ
の概要について紹介する。
【目次】
1．はじめに
2．各種アルコールによるSFC の改質分離・改質と改質SFC の性能・品質評価
3．1‒オクタノールによるSFC の分離・改質プロセスと改質SFC の性能・品質評価
4．亜臨界水分解プロセスのパイロット実証
5．SFC 分離・改質プロセスのパイロット実証と改質SFC の性能・品質評価
6．おわりに
-------------------------------------------------------------------------
亜臨界水による食品成分の改質
Modifi cation of Food Ingredients by Sub‒critical Water
-------------------------------------------------------------------------
磯部洋祐/(株)J-オイルミルズ 生産戦略部 部長
後藤 勝/(株)J-オイルミルズ スターチ研究所 所長
佐藤俊郎/(株)J-オイルミルズ ファイン研究所 所長
筆者らは，亜臨界水を用いて，食品成分の改質に取り組んでいる。これまで，有機溶媒
や化学薬品もしくは酵素を用いなければできなかった，配糖体の加水分解による脱糖やデ
ンプンの低分子化および立体的構造改変を，水だけを用いて安価に改質して安全な製品を
製造することを可能にした。
【目次】
1．はじめに
2．亜臨界水処理による配糖体のアグリコン化
2.1 実験に用いた機器および条件
2.2 大豆サポニンのアグリコン化
2.3 大豆イソフラボンのアグリコン化
2.4 まとめ
3．亜臨界水処理によるデンプンの構造改質
3.1 原料および実験方法
3.2 反応条件の検討
3.3 亜臨界水処理デンプンの性状
3.4 亜臨界水処理の効果
3.5 まとめ
4．おわりに
-------------------------------------------------------------------------
亜臨界水を利用する架橋高分子の分解資化の試み
The Use of Sub‒critical Water for Eff ective Cleavage of Functionalized
Crosslinked Copolymers
-------------------------------------------------------------------------
高柳弘昭/三菱化学(株) 機能化学本部 イオン交換樹脂事業部
典型的な架橋高分子粒子であるイオン交換樹脂について亜臨界水処理による分解を検討
した。陽イオン交換樹脂はNa 形の処理で官能基であるスルホン酸基が遊離し，炭素分主
体の固形分が得られた。陰イオン交換樹脂ではCl 形または塩化物イオンの存在下の処理
で官能基がメチルアンモニウムイオン類として遊離することが示された。
【目次】
1．はじめに
2．イオン交換樹脂および関連製品
3．強酸性（スルホン酸型）陽イオン交換樹脂の分解
4．陰イオン交換樹脂の分解
4.1 強塩基性陰イオン交換樹脂
4.2 弱塩基性陰イオン交換樹脂
5．処理装置の考え方
-------------------------------------------------------------------------
Material Report―R&D―
-------------------------------------------------------------------------
プラスチックの切削加工の研究― 新しい切削工具動力計―
A Study on Cutting of Plastics― New Tool Dynamometer ―
-------------------------------------------------------------------------
鴨川昭夫/元 (独)理化学研究所 研究員;元 工学院大学・法政大学 非常勤講師
金属切削の研究は古くから行われている。理論と実験的研究に対応して，工作機械も発
達している。これに比較してプラスチックは，射出成形などによって製品が作られている
ために，切削理論と実際の切削技術は今もって進んでいない。その理由は，成型加工を中
心に作られているからである。しかし，現実は直接プラスチックを切削している場合と，
成型後，切削を必要とする場合がある。その意味で筆者は，プラスチックの切削理論と実
験的研究を約53 年間みてきた。その一端について述べる
【目次】
1．プラスチックの切削の必要性
2．新型工具動力計の駆動機構およびその原理
3．ポリアセタール樹脂の切削の基礎実験
4．結 論
-------------------------------------------------------------------------
Series ロボティクスと服飾の融合―未来のファッションを考える―(2)
-------------------------------------------------------------------------
装飾品としてのウェアラブルコンピュータ
Wearable Computers as Fashion
-------------------------------------------------------------------------
谷口和弘/広島市立大学 大学院 情報科学研究科 システム工学専攻 講師
西川 敦/信州大学 繊維学部 機械・ロボット学系 バイオエンジニアリング課程 教授
岩城 敏/広島市立大学 大学院 情報科学研究科 システム工学専攻 教授
ファッションデザイナーのなかでロボティクスを服飾へ応用しようとする動きがある。
本シリーズではヒトが服飾を身に着けることの根源的な意味を動物行動学的に考察し，そ
の結果を切り口としてロボティクスを応用した新しい服飾およびその機能材料について3
回の連載を通して考えていく。2 回目の今回は「化粧」と「装飾品」について考えていく。
またロボティクスを応用した化粧や装飾品としてウェアラブルコンピュータを紹介する。
【目次】
1．はじめに
2．化粧と装飾品
3．魅力的な「見た目」
4．ウェアラブルコンピュータ
5． みみスイッチ
6．第二の皮膚としてのロボティクスを応用した服飾
7．おわりに
-------------------------------------------------------------------------
機能材料マーケットデータ
-------------------------------------------------------------------------
産業廃棄物系バイオマスのエネルギー利用動向
Trend in Energy Use of Biomass in Industrial Waste
-------------------------------------------------------------------------
【目次】
1．概 要
1.1 メタノール合成
1.2 DME（ジメチルエーテル）合成
2．開発動向
3．市場・用途動向
4．業界・企業動向
【特集】 窒化ガリウムの最新展開
-------------------------------------------------------------------------
特集にあたって
-------------------------------------------------------------------------
川上養一 京都大学 大学院工学研究科 電子工学専攻 教授
-------------------------------------------------------------------------
GaN基板上高出力InGaN LEDの開発
Study of High Power InGaN LED on GaN Substrate
-------------------------------------------------------------------------
横川俊哉 パナソニック㈱ デバイス・システム研究センター グループマネージャー
エネルギー使用量の削減や環境負荷低減が世の中の潮流となるなか,省エネで長寿命であるLED(Light Emitting Diode)照明機器の普及が急速に進展しつつある。この要望にこたえるべく,当社はその基幹部品である高効率,GaN基板上の高出力InGaN LEDの開発を行っている。特にm面GaN基板上の高品質InGaN結晶成長技術と低抵抗電極技術を駆使して,1Aで1.23Wを示す高出力LEDを実現した。c面のLEDでの顕著なドループによる効率低下は,m面GaN-LEDでは抑えられ,駆動電流密度500A/cm2においても外部量子効率の低下は約20%にとどまり,低ドループ特性を実現した。
【目次】
1.はじめに
2.m面GaNの要素技術
2.1 高品質InGaN結晶成長技術
2.2 低抵抗p型電極技術
3.高出力LED特性
3.1 低ドループ特性
4.まとめ
-------------------------------------------------------------------------
Naフラックス法によるGaN基板作製技術
Growth of GaN Substrate by Na Flux Method
-------------------------------------------------------------------------
森勇介 大阪大学 大学院工学研究科 電気電子情報工学専攻 教授
Naフラックス法は,Na/Ga溶液中に窒素を溶解させ,GaNを析出させる方法である。HVPE種基板上には2～4インチ径の大口径GaN結晶が,微小種結晶上には転位が観測されない高品質GaN結晶の育成が可能である。現在,高品質大口径化実現に向けて,複数の結晶を合体させる新規結晶育成技術の研究開発が進められている。
【目次】
1.はじめに
2.Naフラックス法によるGaN結晶育成技術
2.1 板状種結晶上のGaN結晶育成技術
2.2 微小種結晶上のGaN結晶育成技術
2.3 将来展望
3.まとめ
-------------------------------------------------------------------------
有機金属気相成長装置の現状と展望
Present Status and Future Prospect of MOCVD Equipment
-------------------------------------------------------------------------
松本 功 大陽日酸イー・エム・シー㈱ 代表取締役社長
有機金属気相成長(MOCVD)装置のコンセプトを紹介し,窒化物半導体の大口径基板上へのヘテロエピタキシーにおける課題を解説する。生産性向上には成長速度の高速化とデバイス構造の簡略化が重要である。生産性と成長速度の関係についてLEDとSi基板上の電子デバイスを例に解説する。最後に装置スケールアップの今後の動向について述べる。
【目次】
1.はじめに
2.LEDのスループットと成長速度
3.大口径Si基板上への成長
4.スケールアップの展望
-------------------------------------------------------------------------
GaN基板作製技術の開発 ―結晶欠陥およびひずみ低減技術―
Development of GaN Substrate Fabrication Technology ― Control of Dislocation and Strain ―
-------------------------------------------------------------------------
碓井彰 古河機械金属㈱ 研究開発本部 ナイトライド事業室 室長
GaN系レーザやパワー電子デバイスなどに用いられるGaN基板をHVPE法により作製している。この基板上に作製する光,電子デバイスの性能向上のためにはGaN基板の転位およびひずみを大幅に低減することが必要である。ここでは,GaN結晶成長の初期段階の工夫によりこれらを制御できる技術について紹介する。
【目次】
1.はじめに
2.HVPE法によるGaN結晶の作製
2.1 HVPE成長反応
2.2 FIELO法による転位削減
2.3 r-FIELO法による転位削減
3.GaN結晶のひずみ評価
4.まとめ
-------------------------------------------------------------------------
半極性GaN基板上への純緑色半導体レーザの開発
Development of True Green Semiconductor Laser Diodes Fabricated on Semipolar GaN Substrates
-------------------------------------------------------------------------
中村孝夫 住友電気工業㈱ 半導体技術研究所 光半導体技術研究部 部長
小型レーザディスプレイ用の光源として,緑色半導体レーザの実用化が期待されている。筆者らはGaN系半導体レーザの長波化の課題を解決するために,新規に半極性{2021}面を見出し,純緑色領域でのレーザ発振を実現した。本稿では{2021} 面発光層の優位性と,レーザ特性を紹介する。
【目次】
1.はじめに
2.GaN系緑色半導体レーザの課題
3.緑色レーザ実現へのアプローチ
4.半極性{2021}面上緑色発光層の優位性
5.半極性{2021}面上緑色レーザの特性
6.おわりに
-------------------------------------------------------------------------
Material Report―R&D―
-------------------------------------------------------------------------
マスタ・スレーブロボットで”傷が見えない”手術を応援―内視鏡手術の操作で単孔式内視鏡手術を実現するシステム―
A Master-slave Robot for Supporting “Scarless” Surgery ― Performing Single-incision Laparoscopic Surgery with Laparoscopic Techniques―
-------------------------------------------------------------------------
堀瀬友貴 大阪大学 大学院基礎工学研究科 機能創成専攻 日本学術振興会特別研究員
西川 敦 信州大学 繊維学部 機械・ロボット学系 バイオエンジニアリング課程 教授
谷口和弘 広島市立大学 大学院情報科学研究科 システム工学専攻 講師
宮崎文夫 大阪大学 大学院基礎工学研究科 機能創成専攻 教授
「傷が見えない」手術として注目を浴びている単孔式内視鏡手術は,一方で手術操作がたいへん困難であるため医師に大きな負担を与えている。本稿では,医師の負担軽減のための1 つの解決方法として,筆者らが開発した手術支援ロボットシステム―従来の内視鏡手術と同じ操作感覚で単孔式内視鏡手術が行える―について紹介する。
【目次】
1.はじめに
2.コンセプト―内視鏡手術と同じ感覚で手術器具を操作するだけで単孔式内視鏡手術ができる―
3.マスタ・スレーブロボットシステムの構成
3.1 マスタ側
3.2 スレーブ側
4.マスタ―スレーブの対応関係
5.マスタからスレーブへの情報変換
6.システムの評価実験―物体移動タスク―
6.1 3つの操作条件
6.2 物体移動タスク
7.おわりに
-------------------------------------------------------------------------
Series ロボティクスと服飾の融合― 未来のファッションを考える―(1)
-------------------------------------------------------------------------
ヒトはだから服を着るのです ―動物行動学の観点から―
Therefore Humans wear Dress
-------------------------------------------------------------------------
谷口和弘 広島市立大学 大学院情報科学研究科 システム工学専攻 講師
西川敦 信州大学 繊維学部 機械・ロボット学系 バイオエンジニアリング課程 教授
岩城敏 広島市立大学 大学院 情報科学研究科 システム工学専攻 教授
服飾にロボティクスを応用すると「おもしろい」。たとえばドレスやピアスが光ったり,音を出したり,変形したりできるようになる。これらの夢のような未来の服飾にはセンサやアクチュエータなどの能動的な材料と繊維などの受動的な材料を合成した新たな「機能材料」が必要である。本シリーズではヒトが服飾を身に着けることの根源的な意味を動物行動学的に考察し,その結果を切り口にしてロボティクスを応用した未来の服飾およびその機能材料について考えていく。
【目次】
1.はじめに
2.生物としてのヒトは何のために生きているのか?
3.ヒトはなぜ衣服を着たのか?
4.機能材料に求められる機能
5.服飾とロボティクス
6.e-テキスタイル
7.おわりに
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機能材料マーケットデータ
-------------------------------------------------------------------------
水処理用分離膜・ろ過膜の市場動向
Market Trend of Separation Membrane and Filtration Film for Water Treatment
-------------------------------------------------------------------------
【目次】
1.概要
1.1 MF膜(Micro Filtration Membrane:精密ろ過膜)
1.2 UF膜(Ultra Filtration Membrane:限外ろ過膜)
1.3 NF膜(Nano Filtration Membrane:ナノろ過膜)
1.4 RO膜(Reverse Osmosis Membrane : 逆浸透膜)
2.市場動向
3.開発動向
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特集にあたって
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川上養一 京都大学 大学院工学研究科 電子工学専攻 教授
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GaN基板上高出力InGaN LEDの開発
Study of High Power InGaN LED on GaN Substrate
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横川俊哉 パナソニック㈱ デバイス・システム研究センター グループマネージャー
エネルギー使用量の削減や環境負荷低減が世の中の潮流となるなか,省エネで長寿命であるLED(Light Emitting Diode)照明機器の普及が急速に進展しつつある。この要望にこたえるべく,当社はその基幹部品である高効率,GaN基板上の高出力InGaN LEDの開発を行っている。特にm面GaN基板上の高品質InGaN結晶成長技術と低抵抗電極技術を駆使して,1Aで1.23Wを示す高出力LEDを実現した。c面のLEDでの顕著なドループによる効率低下は,m面GaN-LEDでは抑えられ,駆動電流密度500A/cm2においても外部量子効率の低下は約20%にとどまり,低ドループ特性を実現した。
【目次】
1.はじめに
2.m面GaNの要素技術
2.1 高品質InGaN結晶成長技術
2.2 低抵抗p型電極技術
3.高出力LED特性
3.1 低ドループ特性
4.まとめ
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Naフラックス法によるGaN基板作製技術
Growth of GaN Substrate by Na Flux Method
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森勇介 大阪大学 大学院工学研究科 電気電子情報工学専攻 教授
Naフラックス法は,Na/Ga溶液中に窒素を溶解させ,GaNを析出させる方法である。HVPE種基板上には2～4インチ径の大口径GaN結晶が,微小種結晶上には転位が観測されない高品質GaN結晶の育成が可能である。現在,高品質大口径化実現に向けて,複数の結晶を合体させる新規結晶育成技術の研究開発が進められている。
【目次】
1.はじめに
2.Naフラックス法によるGaN結晶育成技術
2.1 板状種結晶上のGaN結晶育成技術
2.2 微小種結晶上のGaN結晶育成技術
2.3 将来展望
3.まとめ
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有機金属気相成長装置の現状と展望
Present Status and Future Prospect of MOCVD Equipment
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松本 功 大陽日酸イー・エム・シー㈱ 代表取締役社長
有機金属気相成長(MOCVD)装置のコンセプトを紹介し,窒化物半導体の大口径基板上へのヘテロエピタキシーにおける課題を解説する。生産性向上には成長速度の高速化とデバイス構造の簡略化が重要である。生産性と成長速度の関係についてLEDとSi基板上の電子デバイスを例に解説する。最後に装置スケールアップの今後の動向について述べる。
【目次】
1.はじめに
2.LEDのスループットと成長速度
3.大口径Si基板上への成長
4.スケールアップの展望
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GaN基板作製技術の開発 ―結晶欠陥およびひずみ低減技術―
Development of GaN Substrate Fabrication Technology ― Control of Dislocation and Strain ―
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碓井彰 古河機械金属㈱ 研究開発本部 ナイトライド事業室 室長
GaN系レーザやパワー電子デバイスなどに用いられるGaN基板をHVPE法により作製している。この基板上に作製する光,電子デバイスの性能向上のためにはGaN基板の転位およびひずみを大幅に低減することが必要である。ここでは,GaN結晶成長の初期段階の工夫によりこれらを制御できる技術について紹介する。
【目次】
1.はじめに
2.HVPE法によるGaN結晶の作製
2.1 HVPE成長反応
2.2 FIELO法による転位削減
2.3 r-FIELO法による転位削減
3.GaN結晶のひずみ評価
4.まとめ
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半極性GaN基板上への純緑色半導体レーザの開発
Development of True Green Semiconductor Laser Diodes Fabricated on Semipolar GaN Substrates
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中村孝夫 住友電気工業㈱ 半導体技術研究所 光半導体技術研究部 部長
小型レーザディスプレイ用の光源として,緑色半導体レーザの実用化が期待されている。筆者らはGaN系半導体レーザの長波化の課題を解決するために,新規に半極性{2021}面を見出し,純緑色領域でのレーザ発振を実現した。本稿では{2021} 面発光層の優位性と,レーザ特性を紹介する。
【目次】
1.はじめに
2.GaN系緑色半導体レーザの課題
3.緑色レーザ実現へのアプローチ
4.半極性{2021}面上緑色発光層の優位性
5.半極性{2021}面上緑色レーザの特性
6.おわりに
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Material Report―R&D―
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マスタ・スレーブロボットで”傷が見えない”手術を応援―内視鏡手術の操作で単孔式内視鏡手術を実現するシステム―
A Master-slave Robot for Supporting “Scarless” Surgery ― Performing Single-incision Laparoscopic Surgery with Laparoscopic Techniques―
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堀瀬友貴 大阪大学 大学院基礎工学研究科 機能創成専攻 日本学術振興会特別研究員
西川 敦 信州大学 繊維学部 機械・ロボット学系 バイオエンジニアリング課程 教授
谷口和弘 広島市立大学 大学院情報科学研究科 システム工学専攻 講師
宮崎文夫 大阪大学 大学院基礎工学研究科 機能創成専攻 教授
「傷が見えない」手術として注目を浴びている単孔式内視鏡手術は,一方で手術操作がたいへん困難であるため医師に大きな負担を与えている。本稿では,医師の負担軽減のための1 つの解決方法として,筆者らが開発した手術支援ロボットシステム―従来の内視鏡手術と同じ操作感覚で単孔式内視鏡手術が行える―について紹介する。
【目次】
1.はじめに
2.コンセプト―内視鏡手術と同じ感覚で手術器具を操作するだけで単孔式内視鏡手術ができる―
3.マスタ・スレーブロボットシステムの構成
3.1 マスタ側
3.2 スレーブ側
4.マスタ―スレーブの対応関係
5.マスタからスレーブへの情報変換
6.システムの評価実験―物体移動タスク―
6.1 3つの操作条件
6.2 物体移動タスク
7.おわりに
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Series ロボティクスと服飾の融合― 未来のファッションを考える―(1)
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ヒトはだから服を着るのです ―動物行動学の観点から―
Therefore Humans wear Dress
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谷口和弘 広島市立大学 大学院情報科学研究科 システム工学専攻 講師
西川敦 信州大学 繊維学部 機械・ロボット学系 バイオエンジニアリング課程 教授
岩城敏 広島市立大学 大学院 情報科学研究科 システム工学専攻 教授
服飾にロボティクスを応用すると「おもしろい」。たとえばドレスやピアスが光ったり,音を出したり,変形したりできるようになる。これらの夢のような未来の服飾にはセンサやアクチュエータなどの能動的な材料と繊維などの受動的な材料を合成した新たな「機能材料」が必要である。本シリーズではヒトが服飾を身に着けることの根源的な意味を動物行動学的に考察し,その結果を切り口にしてロボティクスを応用した未来の服飾およびその機能材料について考えていく。
【目次】
1.はじめに
2.生物としてのヒトは何のために生きているのか?
3.ヒトはなぜ衣服を着たのか?
4.機能材料に求められる機能
5.服飾とロボティクス
6.e-テキスタイル
7.おわりに
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機能材料マーケットデータ
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水処理用分離膜・ろ過膜の市場動向
Market Trend of Separation Membrane and Filtration Film for Water Treatment
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【目次】
1.概要
1.1 MF膜(Micro Filtration Membrane:精密ろ過膜)
1.2 UF膜(Ultra Filtration Membrane:限外ろ過膜)
1.3 NF膜(Nano Filtration Membrane:ナノろ過膜)
1.4 RO膜(Reverse Osmosis Membrane : 逆浸透膜)
2.市場動向
3.開発動向
【特集】 建築・構造物を守る機能材料
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新しい鉄系および銅系超弾性合金の開発
Development of New Fe- and Cu-Based Superelastic Alloys
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大森俊洋 東北大学 大学院 工学研究科 金属フロンティア工学専攻 助教
荒木慶一 京都大学 大学院 工学研究科 建築学専攻 准教授
須藤祐司 東北大学 大学院 工学研究科 知能デバイス材料学専攻 准教授
石田清仁 東北大学 大学院 工学研究科 金属フロンティア工学専攻 名誉教授
貝沼亮介 東北大学 大学院 工学研究科 金属フロンティア工学専攻 教授
超弾性合金は大きな変形に対し原点復元能を有し,制震ダンパーなど,建築・土木分野での研究も盛んに行われるようになってきた。最近見出した鉄および銅合金は加工性に優れ,建築・土木分野における超弾性合金の利用可能性を大きく広げることが期待できる。本稿では,新しい鉄および銅系超弾性合金の材料特性と建築・土木部材としての応用可能性について紹介する。
【目次】
1.はじめに
2.鉄系超弾性合金
2.1 Fe-Mn-Al-Ni合金のマルテンサイト変態
2.2 Fe-Mn-Al-Ni合金の超弾性特性
3.銅系超弾性合金
3.1 高加工性Cu-Al-Mn合金の合金設計
3.2 Cu-Al-Mn合金の超弾性特性
4.制震部材開発に向けた評価
5.おわりに
-------------------------------------------------------------------------
22世紀の建築は化学からはじまる―CO2で固まる砂の構造体の開発―
22-century Architecture begins by Chemical ― The Development of the Structure of Sand Solidifi ed by CO2―
-------------------------------------------------------------------------
今川憲英 東京電機大学 教授;㈱TIS & PARTNERS CEO/iCO2 Lab. CEO
人類は鉄を手にして以来,CO2を排出して建築をつくり続けてきた。しかし,自然界の原理を利用した建築をつくることで,これに少しずつストップをかけることができる。本稿は,コンクリートを使用した建築の実例を通して得た知見から,コンクリートに代わる素材として開発に至った,CO2エコストラクチャーについて紹介する。
【目次】
1.新素材開発の背景
1.1 建築の4大素材
1.2 4大素材の構造的特質
1.3 長寿命建築の実現に向けて
2.鉄筋コンクリート構造の特徴
2.1 コンクリート素材の長所・短所
2.2 鉄とコンクリートの相互補強のハイブリッドにも6つの弱点が!
3.CO2エコストラクチャー開発のコンセプト
3.1 CO2エコストラクチャー実現に至る課題
4.CO2エコストラクチャーの特徴
4.1 CO2エコストラクチャーの化学式と機械的性質
4.2 CO2エコストラクチャーの構造的可能性
5.CO2エコストラクチャーの展望
5.1 一夜城プロジェクトUIA2011 TOKYOチルドレンズガーデン
5.2 CO2エコストラクチャー既存ユニットの再使用プロジェクト
5.3 建築原理を体感する遊具のプロジェクト
5.4 沈下地盤復旧プロジェクト
6.まとめ
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建築免震災用積層ゴムの開発
Development of Seismic Isolation Rubber Bearings for Buildings
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鈴木重信 ㈱ブリヂストン インフラ資材開発部長
建物の免震用積層ゴムとして,新規に開発した2種類の積層ゴムについて概要を説明する。その一つは,減衰性を高めながら,繰り返し変形や温度による特性変化を極力小さく抑えた新高減衰ゴム系積層ゴムであり,もう一つは,鉛プラグでなく,高粘性材料に鉄粉を高充填に混合したプラグを用いたハイブリッドプラグ挿入型積層ゴムである。
【目次】
1.はじめに
2.免震構造と積層ゴム
2.1 免震構造
2.2 積層ゴム
3.新高減衰ゴム系積層ゴム
4.ハイブリッドプラグ挿入型積層ゴム
5.おわりに
-------------------------------------------------------------------------
超高強度コンクリートの開発と適用
Development and Application of High Strength Concrete
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陣内浩 大成建設㈱ 技術センター 建築構工法研究室 主席研究員
我が国では,一般的なコンクリートの5～10倍の圧縮強度をもつ超高強度コンクリートの開発が進み,実際の建物への適用例も増加している。本稿では,このような超高強度コンクリートを利用するメリットやコンクリートを超高強度化する手法について述べるとともに,最新の適用例について解説する。
【目次】
1.はじめに
2.超高強度コンクリートを利用するメリット
3.コンクリートを超高強度化する手法
4.超高強度コンクリートの最新の適用事例
5.まとめ
-------------------------------------------------------------------------
大型構造物の損傷を感知する「光るセラミックス」の開発
Elastico-Luminescence Ceramics for Structural Health Diagnosis
-------------------------------------------------------------------------
徐超男 (独)産業技術総合研究所 生産計測技術研究センター 応力発光技術チーム 研究チーム長
微弱な力にも敏感に応じて強い光を繰り返し放出する「応力発光」セラミックスを開発した。構造体表面にこの光る微粒子を分散塗付して発光を調べれば,その面分布から構造体の動的な応力分布が可視化され,表面はもとより内部に存在する構造欠陥,亀裂,破壊の現状や進行方向を瞬時に把握することができる。目に見えないマイクロ亀裂の検出から,橋梁の揺れや毀損部位の診断にも適用できる。
【目次】
1.はじめに
2.力を感知して光る「応力発光セラミックス」
2.1 応力発光とは
2.2 応力発光セラミックス材料
2.3 応力やひずみを感知する「応力発光」センサ
3.応力発光を用いた応力・ひずみ分布の可視化
4.構造物の損傷診断
4.1 金属疲労亀裂の可視化と診断
4.2 配管内の損傷とその危険レベルの可視化
4.3 鉄筋コンクリートのひび割れの可視化と損傷度診断
4.4 供用中の橋梁のモニタリング例
5.おわりに
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Material Report―R&D―
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マイクロ・ナノスプリング材料の創製と機能発現
Properties and Potential Applications of the Micro/Nano-Spring Multifunctional Materials
-------------------------------------------------------------------------
陳秀琴 東京理科大学 理工学部 工業化学科 特別研究員
楊少明 東京理科大学 理工学部 工業化学科 特別研究員
酒井秀樹 東京理科大学 理工学部 工業化学科 教授
阿部正彦 東京理科大学 理工学部 工業化学科 教授
マイクロ・ナノサイズのスプリング/コイルは,3D-へリカル/らせん構造の特異的形態をもち,マイクロデバイス,エネルギー変換材,エネルギー貯蔵材,電磁波吸収材,触覚センサ,アクチュエータ,触媒担体,生体活性化材,電極材など幅広い応用が期待できる革新的新素材である。本稿では,この究極の高度機能性材料の創製,特性および応用の最新動向をレビューする。
【目次】
1.はじめに
2.CMS の合成方法
2.1 カーボン材CMSの合成方法
2.2 そのほかのCMS合成方法
3.CMS単体の物性
3.1 機械特性
3.2 電磁気特性
4.バルク体の特性と応用
4.1 バルク体の燃料電池,エネルギー貯蔵への応用
4.2 バルク体の電磁波吸収特性
4.3 バルク体の生体への応用
4.4 複合材料としての機能と応用
4.4.1 電磁波吸収材
4.4.2 触覚・近接センサ素子
5.これまでの日本と全世界におけるCMS研究の歩み
6.むすび─日本における優位性と将来展望
-------------------------------------------------------------------------
有機材料を使用した高性能CMOS の開発
High-performance CMOS Inverters using Solution-crystalized Organic Semiconductors
-------------------------------------------------------------------------
竹谷純一 大阪大学 産業科学研究所 教授
添田淳史 大阪大学 産業科学研究所
最近,簡便な塗布法によって移動度が10cm2/Vs を超える高性能のp型有機トランジスタが得られるようになり,低コスト・フレキシブルで,かつ,これまでより格段に高性能のエレクトロニクス素子開発への期待が高まっている。本研究では,新たにn型有機半導体を塗布して結晶化させるプロセスを開発し,p型デバイスと組み合わせてCMOSインバーターを駆動した。
【目次】
1.はじめに
2.有機電界効果トランジスタの動作機構
3.p型トランジスタとn型トランジスタ
4.塗布法によるPDIF-CN2単結晶n型トランジスタの作製と評価
5.CMOSインバーターの作製と特性評価
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Series 連載「生体組織光学」―生体分子との相互作用基礎過程から臨床診断・治療まで― (3)
-------------------------------------------------------------------------
光散乱の理論を用いた生体組織の光学特性値の算出
Determination of the Scattering Properties of Biological Tissues by Scattering Theory
-------------------------------------------------------------------------
粟津邦男 大阪大学 大学院 工学研究科 環境・エネルギー工学専攻 教授
本多典広 大阪大学 大学院 工学研究科 環境・エネルギー工学専攻
Steven L.Jacques Oregon Health & Science University Departments of Biomedical Engineering and Dermatology Professor
ミー理論を用いた生体組織の光の散乱特性の評価法について述べる。ミー理論とは,任意の大きさの球形の粒子による,光の散乱の強度分布に対する解を得るための理論である。ミー理論を用いて算出した散乱係数μsや異方性因子gから,生体軟組織,および微細構造の換算散乱係数μs’を近似的に算出する方法を述べる。
【目次】
1.ミー理論の概要
2.生体軟組織による光散乱
3.生体の繊維構造による光散乱
4.まとめ
-------------------------------------------------------------------------
機能材料マーケットデータ
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プロジェクター用波長変換デバイス
Market Trend of Wavelength Conversion Device for Projector
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【目次】
1.概要
2.市場規模
3.企業動向
4.開発動向
-------------------------------------------------------------------------
新しい鉄系および銅系超弾性合金の開発
Development of New Fe- and Cu-Based Superelastic Alloys
-------------------------------------------------------------------------
大森俊洋 東北大学 大学院 工学研究科 金属フロンティア工学専攻 助教
荒木慶一 京都大学 大学院 工学研究科 建築学専攻 准教授
須藤祐司 東北大学 大学院 工学研究科 知能デバイス材料学専攻 准教授
石田清仁 東北大学 大学院 工学研究科 金属フロンティア工学専攻 名誉教授
貝沼亮介 東北大学 大学院 工学研究科 金属フロンティア工学専攻 教授
超弾性合金は大きな変形に対し原点復元能を有し,制震ダンパーなど,建築・土木分野での研究も盛んに行われるようになってきた。最近見出した鉄および銅合金は加工性に優れ,建築・土木分野における超弾性合金の利用可能性を大きく広げることが期待できる。本稿では,新しい鉄および銅系超弾性合金の材料特性と建築・土木部材としての応用可能性について紹介する。
【目次】
1.はじめに
2.鉄系超弾性合金
2.1 Fe-Mn-Al-Ni合金のマルテンサイト変態
2.2 Fe-Mn-Al-Ni合金の超弾性特性
3.銅系超弾性合金
3.1 高加工性Cu-Al-Mn合金の合金設計
3.2 Cu-Al-Mn合金の超弾性特性
4.制震部材開発に向けた評価
5.おわりに
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22世紀の建築は化学からはじまる―CO2で固まる砂の構造体の開発―
22-century Architecture begins by Chemical ― The Development of the Structure of Sand Solidifi ed by CO2―
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今川憲英 東京電機大学 教授;㈱TIS & PARTNERS CEO/iCO2 Lab. CEO
人類は鉄を手にして以来,CO2を排出して建築をつくり続けてきた。しかし,自然界の原理を利用した建築をつくることで,これに少しずつストップをかけることができる。本稿は,コンクリートを使用した建築の実例を通して得た知見から,コンクリートに代わる素材として開発に至った,CO2エコストラクチャーについて紹介する。
【目次】
1.新素材開発の背景
1.1 建築の4大素材
1.2 4大素材の構造的特質
1.3 長寿命建築の実現に向けて
2.鉄筋コンクリート構造の特徴
2.1 コンクリート素材の長所・短所
2.2 鉄とコンクリートの相互補強のハイブリッドにも6つの弱点が!
3.CO2エコストラクチャー開発のコンセプト
3.1 CO2エコストラクチャー実現に至る課題
4.CO2エコストラクチャーの特徴
4.1 CO2エコストラクチャーの化学式と機械的性質
4.2 CO2エコストラクチャーの構造的可能性
5.CO2エコストラクチャーの展望
5.1 一夜城プロジェクトUIA2011 TOKYOチルドレンズガーデン
5.2 CO2エコストラクチャー既存ユニットの再使用プロジェクト
5.3 建築原理を体感する遊具のプロジェクト
5.4 沈下地盤復旧プロジェクト
6.まとめ
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建築免震災用積層ゴムの開発
Development of Seismic Isolation Rubber Bearings for Buildings
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鈴木重信 ㈱ブリヂストン インフラ資材開発部長
建物の免震用積層ゴムとして,新規に開発した2種類の積層ゴムについて概要を説明する。その一つは,減衰性を高めながら,繰り返し変形や温度による特性変化を極力小さく抑えた新高減衰ゴム系積層ゴムであり,もう一つは,鉛プラグでなく,高粘性材料に鉄粉を高充填に混合したプラグを用いたハイブリッドプラグ挿入型積層ゴムである。
【目次】
1.はじめに
2.免震構造と積層ゴム
2.1 免震構造
2.2 積層ゴム
3.新高減衰ゴム系積層ゴム
4.ハイブリッドプラグ挿入型積層ゴム
5.おわりに
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超高強度コンクリートの開発と適用
Development and Application of High Strength Concrete
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陣内浩 大成建設㈱ 技術センター 建築構工法研究室 主席研究員
我が国では,一般的なコンクリートの5～10倍の圧縮強度をもつ超高強度コンクリートの開発が進み,実際の建物への適用例も増加している。本稿では,このような超高強度コンクリートを利用するメリットやコンクリートを超高強度化する手法について述べるとともに,最新の適用例について解説する。
【目次】
1.はじめに
2.超高強度コンクリートを利用するメリット
3.コンクリートを超高強度化する手法
4.超高強度コンクリートの最新の適用事例
5.まとめ
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大型構造物の損傷を感知する「光るセラミックス」の開発
Elastico-Luminescence Ceramics for Structural Health Diagnosis
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徐超男 (独)産業技術総合研究所 生産計測技術研究センター 応力発光技術チーム 研究チーム長
微弱な力にも敏感に応じて強い光を繰り返し放出する「応力発光」セラミックスを開発した。構造体表面にこの光る微粒子を分散塗付して発光を調べれば,その面分布から構造体の動的な応力分布が可視化され,表面はもとより内部に存在する構造欠陥,亀裂,破壊の現状や進行方向を瞬時に把握することができる。目に見えないマイクロ亀裂の検出から,橋梁の揺れや毀損部位の診断にも適用できる。
【目次】
1.はじめに
2.力を感知して光る「応力発光セラミックス」
2.1 応力発光とは
2.2 応力発光セラミックス材料
2.3 応力やひずみを感知する「応力発光」センサ
3.応力発光を用いた応力・ひずみ分布の可視化
4.構造物の損傷診断
4.1 金属疲労亀裂の可視化と診断
4.2 配管内の損傷とその危険レベルの可視化
4.3 鉄筋コンクリートのひび割れの可視化と損傷度診断
4.4 供用中の橋梁のモニタリング例
5.おわりに
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Material Report―R&D―
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マイクロ・ナノスプリング材料の創製と機能発現
Properties and Potential Applications of the Micro/Nano-Spring Multifunctional Materials
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陳秀琴 東京理科大学 理工学部 工業化学科 特別研究員
楊少明 東京理科大学 理工学部 工業化学科 特別研究員
酒井秀樹 東京理科大学 理工学部 工業化学科 教授
阿部正彦 東京理科大学 理工学部 工業化学科 教授
マイクロ・ナノサイズのスプリング/コイルは,3D-へリカル/らせん構造の特異的形態をもち,マイクロデバイス,エネルギー変換材,エネルギー貯蔵材,電磁波吸収材,触覚センサ,アクチュエータ,触媒担体,生体活性化材,電極材など幅広い応用が期待できる革新的新素材である。本稿では,この究極の高度機能性材料の創製,特性および応用の最新動向をレビューする。
【目次】
1.はじめに
2.CMS の合成方法
2.1 カーボン材CMSの合成方法
2.2 そのほかのCMS合成方法
3.CMS単体の物性
3.1 機械特性
3.2 電磁気特性
4.バルク体の特性と応用
4.1 バルク体の燃料電池,エネルギー貯蔵への応用
4.2 バルク体の電磁波吸収特性
4.3 バルク体の生体への応用
4.4 複合材料としての機能と応用
4.4.1 電磁波吸収材
4.4.2 触覚・近接センサ素子
5.これまでの日本と全世界におけるCMS研究の歩み
6.むすび─日本における優位性と将来展望
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有機材料を使用した高性能CMOS の開発
High-performance CMOS Inverters using Solution-crystalized Organic Semiconductors
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竹谷純一 大阪大学 産業科学研究所 教授
添田淳史 大阪大学 産業科学研究所
最近,簡便な塗布法によって移動度が10cm2/Vs を超える高性能のp型有機トランジスタが得られるようになり,低コスト・フレキシブルで,かつ,これまでより格段に高性能のエレクトロニクス素子開発への期待が高まっている。本研究では,新たにn型有機半導体を塗布して結晶化させるプロセスを開発し,p型デバイスと組み合わせてCMOSインバーターを駆動した。
【目次】
1.はじめに
2.有機電界効果トランジスタの動作機構
3.p型トランジスタとn型トランジスタ
4.塗布法によるPDIF-CN2単結晶n型トランジスタの作製と評価
5.CMOSインバーターの作製と特性評価
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Series 連載「生体組織光学」―生体分子との相互作用基礎過程から臨床診断・治療まで― (3)
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光散乱の理論を用いた生体組織の光学特性値の算出
Determination of the Scattering Properties of Biological Tissues by Scattering Theory
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粟津邦男 大阪大学 大学院 工学研究科 環境・エネルギー工学専攻 教授
本多典広 大阪大学 大学院 工学研究科 環境・エネルギー工学専攻
Steven L.Jacques Oregon Health & Science University Departments of Biomedical Engineering and Dermatology Professor
ミー理論を用いた生体組織の光の散乱特性の評価法について述べる。ミー理論とは,任意の大きさの球形の粒子による,光の散乱の強度分布に対する解を得るための理論である。ミー理論を用いて算出した散乱係数μsや異方性因子gから,生体軟組織,および微細構造の換算散乱係数μs’を近似的に算出する方法を述べる。
【目次】
1.ミー理論の概要
2.生体軟組織による光散乱
3.生体の繊維構造による光散乱
4.まとめ
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機能材料マーケットデータ
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プロジェクター用波長変換デバイス
Market Trend of Wavelength Conversion Device for Projector
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【目次】
1.概要
2.市場規模
3.企業動向
4.開発動向
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【特集：時空の起源】
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「時空の創発」ってどういうこと？ 細谷曉夫氏に聞く
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【特集：コロナで世界はどう変わったか】
データ解説 コロナ禍の社会変化？
ついに始まったmRNA 医薬の時代
変異株を追跡 暴かれたオミクロン株の正体
コロナ後遺症が変えた慢性病のとらえ方
実験室から現場へ 検査を革新したPCR技術
なおも消えないウイルス起源の陰謀論
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アンドロメダとの衝突 天の川銀河の最後の姿
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◇フロントランナー挑む
人間はなぜ攻撃的なのか 愛憎の根源に迫る：黒田公美（理化学研究所）
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Newton Special
ゼロからよくわかる
数学教養教室 指数・対数編
監修 小山信也
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スマホの「ギガ」，地震の規模をあらわす「マグニチュード」，ウイルスの感染者数の増加曲線など，指数・対数は身近にひそんでいる。指数・対数の基本をゼロからやさしく解説しよう。
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天気と気象の科学知識
異常気象や気象災害にそなえるためには，天気や気象のしくみを正しく知ることが重要だ。実際におきた気象現象や災害を通じて，天気と気象のメカニズムをやさしく解説する。
監修 筆保弘徳
執筆 今井明子
FOCUS Plus
工学
「第6の指」がひらく身体拡張の未来
協力 宮脇陽一／ゴウリシャンカー・ガネッシュ
執筆 山本尚恵
Super Vision
世界で最も完全なトリケラトプス
監修 林 昭次
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灼熱の物理学
300℃から5兆℃まで，私たちを取り巻く高温の世界
監修 鎌田 裕／川岸京子
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超大型から小型まで。官民がしのぎをけずる開発競争
監修 森田泰弘
執筆 加藤まどみ
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Topic
最期の閃光─超新星爆発
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監修 戸谷友則
執筆 小熊みどり
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進化をつづける「地図」の科学
人工衛星やデジタル化，地理情報システムによって，地図はここまで進化した
監修 若林芳樹
執筆 北原逸美
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南アメリカ─動物の楽園
多様性に富んだ生物たちが暮らす大陸
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ナショナル ジオグラフィック日本版
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2022年04月30日発売
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【特集】
○まるごと一冊 未来に残す 世界の森林
●森林の未来
世界各地で、猛暑と干ばつによって森林の木が次々に枯れている。しかし、世界の国々が力を合わせれば、被害を最小限に抑えることができる。
●火をもって火を制す
オーストラリア先住民の人々が伝統的な火入れを復活させて、増加傾向にある大規模な森林火災を抑えようとしている。
●マルミミゾウの森
ガボンの森林では、夜の気温上昇や降雨量の減少によって果実の量が減り、マルミミゾウが脅かされている可能性がある。
●森林を救う四つの方法
別の土地へ移植するか、植林を進めるか、DNAを改変するか、それとも、何もせずに自然に任せるか？炭素を吸収してくれる森林を助けるには、どの方法がベストだろう？
○特製付録：消える世界の森林／熱帯雨林のバランス
数十年の間に世界の森林がどのように変化してきたかを、詳細なグラフィックと地図で見てみよう。
【コラム】
●PROOF 世界を見る「春を告げる霧幻の森」
山形県の白川ダム湖では、雪解け水が流れ込み、1か月だけ、水の中から木々が生えているかのような幻想的な光景が現れる。写真家の小関一成が記録した。
●EXPLORE 探求するココロ
「伐採されなかった森」「3.6億年前の森は？」「森づくりで豊かな漁場を」「白いセコイアの木」
●読者の声
●テレビでナショジオ
●次号予告
●日本の百年「干潟に立つ大鳥居」
●今月の表紙:デンマークの首都コペンハーゲンの郊外にある森につくられた高さ45メートルのらせん形の通路。新しい視点で森を眺めて、楽しむことができる。
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定期購読(3年プラン)なら1冊：794円
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天文ガイド
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天文ガイド
2022年05月02日発売
目次:
【特集】
〇手軽なシステムで迫力の天体像を観る
自宅ではじめる電視観望／Sam
特集は「自宅で始める電視観望」。最近注目されている新たな観望スタイルが「電視観望」です。市街地の空からでも星雲などの天体を色味のある姿で観察することができ、かつ手軽な機材で始められるため、人気が高まっています。電視観望とはどのようなものかを紹介しながら、まずは自宅で楽しむための具体的な方法をじっくりと紹介します。
〇天体観望が変わる！？
デジタル望遠鏡 eVscope 2／沼澤茂美
ニコンとユニステラ社のコラボレーションによる新時代の望遠鏡「eVscope 2」。ワンタッチで見たい天体を視界に入れることができ、眼視で見にくい天体も明瞭な姿として観望することができる、新時代の望遠鏡です。フィールドでの試用インプレッッションを紹介します。
〇5月27日 昼間の金星食／早水 勉
5月27日の昼間に金星食が起こります。食が見られるのは九州南部～南西諸島で、九州南部の限界線の近くでは金星の一部がかくされます。そのほかの地域でも27日と28日の明け方に月と金星の接近を楽しむことができます。注目の現象を詳しく紹介します。
〇コニカミノルタ プラネタリアYOKOHAMAオープン／塚田 健
3月24日に横浜のみなとみらいエリアにオープンした「コニカミノルタ プラネタリアYOKOHAMA」。昨秋オープンの「コニカミノルタ プラネタリウム満天NAGOYA」と同じく自発光するドームシステムを採用した同社直営の最新型プラネタリウムです。プラタリアYOKOHAMAの目玉は番組投影中にプラネタリウムの空を視聴者がスマホで撮影できること。オープン初日に取材、注目のプラネタリウム館を紹介します。
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トップリーダーに訊く「環境配慮型経営」
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株式市場再編で加速するカーボンニュートラル
2022年４月より、東京証券取引所は「プライム」「スタンダード」「グロース」体制へ
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一橋大学CFO教育研究センター長 TCFDコンソーシアム会長 伊藤邦雄氏
CO2排出量算定・削減クラウドサービス＋ SXコンサル支援の両方を提供
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サステナビリティ戦略の強化が企業成長のカギ
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積極的な情報開示で脱炭素系技術を投資家にアピール
経済産業省
第24回環境ビジネスフォーラムレポート
脱炭素経営の実践へ
CO2削減とエネルギーの効率化
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緩和と適応で多角的な対策を推進
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カギは手法・削減量・費用の明確化
ソコティック・サーティフィケーション・ジャパン
特集2
環境先進企業が取り組むCO2排出削減量の可視化
カーボンニュートラル社会に向けた企業の長期戦略の重要性
三菱総合研究所
国内外サプライヤーの排出削減意識と調達側企業の意識との間に温度差
ジェトロ
カゴメはサプライヤーの削減努力をスコープ3に反映する算定方法を探る
カゴメ
配合飼料トップメーカーが業界を牽引し、 ESG/SDGsに取り組む
フィード・ワン
温室効果ガス排出量削減につながる可視化から実行まで伴走で支援
NTTデータ
特集3
COP26で注目が集まる市場メカニズムとビジネスチャンス
パリ協定６条運用ルールが合意 世界共通の巨大な COクレジット市場が誕生
環境省
クレジットの質が問われる時代 国内外の状況を見極めた戦略が重要
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需要と供給、守りと攻めのバランスがビジネスのポイント
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クレジットの本質を見極め正しい価値観でビジネスを行うことが重要
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三菱商事FIT上限の 1/2価格で総落札 洋上風力発電事業の根底を覆す
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洋上風力発電の入札上限額 29円の不具合 2040年30～45GW達成に早くも赤信号
環境ビジネス編集部
三菱商事は洋上風力の再エネ電力を産業界全体でフル活用する
環境ビジネス編集部
水揚げ日本一銚子漁港の 30年後を見据え 漁業との共生と新産業の創出を探る
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太陽光発電の現状と
2030年稼働目標達成へ“課題と重点施策”
公共建物50%に太陽光発電を導入し公共部門全体で 60GW導入を見込む
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市場が急縮小の中、野心的な目標を掲げる JPEA
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2030年に7円/kWhを達成し太陽光発電の自立化を実現するには、
事業者の開発意欲と市場規模の維持が必要
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気候原理主義？欧州社会にしっかり根をおろすグレタ世代
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企業の脱炭素経営と働き方改革をオフィス面からサポート
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洋上風力発電で「国内・地域サプライチェーン」
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デジタルとグリーンの融合で、新領域を開拓していくコンサル部隊
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企業の脱炭素に、“オンリーワン”のソリューション提供
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独自技術を社会実装し、脱炭素・循環型社会の構築に貢献
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百貨店が挑戦する環境配慮型の売り場づくり
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日本文明を環境から解き明かす 第19回
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日本文明を環境から解き明かす 第20回
「平和から生まれた国土と共同体－260年間の江戸時代－」
元国土交通省河川局長竹村公太郎氏
Circular Economy リーディングカンパニーの挑戦
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ハダニの薬剤抵抗性が教えてくれた多様性の意義
国立環境研究所五箇公一氏
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株式会社タイムマシーンアンダーライターズ稲田行祐氏／シティユーワ法律事務所齋藤崇氏
森田正光の一体何が問題なの！？
気象予報士森田正光氏
洋上風力発電と漁場
農林水産政策研究所上席主任研究官梶脇利彦氏
Offshore Wind
日本気象高祖研一氏
洋上風力発電を成功に導くために
渋谷潜水工業渋谷正信氏
漁業と洋上風力との共存の道を探る
一般社団法人海洋産業研究・振興協会塩原泰氏
再エネ海域利用法と漁業との関係
前水産庁計画課計画官（現加工流通課課長補佐）冨樫真志氏
新刊案内
GREEN CREATIVE TRANSFORMATION
一般社団法人炭素回収技術研究機構（ CRRA）代表理事・機構長村木風海氏
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設備と管理
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設備と管理
2022年05月11日発売
目次:
「設備と管理」創刊55周年 記念企画号
1967（昭和42）年3月に創刊した「設備と管理」は，
2022年4月号で創刊55周年を迎えました．
今月の記念号では，5月20日（金）に行われる
記念セミナー「高圧受電設備の操作・保守体験講座」の
補佐資料としても役立つ「受変電設備の基礎と操作」を特集としました．
時代は移り，ビル管理業界を取り巻く社会の情勢も，
ビル管理業務で用いられる技術や製品も大きく変化してきましたが，
今後も読者の皆様に役立つ記事を発信してまいりますので，
引き続きご愛読賜りますようお願い申し上げます．
■付録
ポケット版 4月1日改正対応版
ビル管理実務資料集 Part13［建築物衛生法編］
■ライセンス
法改正で正解が変わる!? ビル管理試験の過去問題
建築物衛生法施行令と施行規則が昨年に改正され，2022年4月1日に施行された．
改正された内容が今年のビル管理試験で出題される可能性があることをふまえ，
過去の問題がそのまま出題された場合，政省令改正が正解や解説内容に影響を及ぼす
13問を2012～2021年にわたって抽出し，解説した．
■特集
・受変電設備の基礎と操作［前編］
皆川 邦雄（第一種電気主任技術者）
受変電設備の構成を知り，具体的な操作方法や注意点，過去のトラブル事例を学ぶ．
それによって，維持管理者の知識・技能の向上を図り，
作業効率の向上や安全性を確保することを目的とする．
・換気設備のイロハ
換気設備の必要風量を計算してみよう［後編］
松本 健一，吉田 友夫（三機工業株式会社）
新型コロナウイルスとの共存が現実的になった昨今，
換気による空気清浄の知識は，ビル管理者にとって必須である．
換気・空気調和設備・排煙設備について，法規の確認と有効換気量法の計算方法について解説する．
■解説
現場DXを実現する スマートグラス最前線
編集部
人材不足に悩む中，ビル管理・建設業界では人材の確保とともに重要なのが
AI・IoTを利用した省人化の推進・技術継承である．
昨今，進化のスピードが目まぐるしいスマートグラスを使った最新の現場DXを紹介する．
■インタビュー
新製品ができるまで 技術の原点！
アイデアや技術を組み合わせて，これまでになかった製品をつくる．
その発想はどこからやってくるのか．製品の核となる「技術の原点」を探る．
■ニュースラインナップ
・二酸化炭素消火設備事故の検討結果報告書を公表
・除じん型床面清掃ロボットのJISを制定
・屋外設備の耐風設計の基本的考え方を公開
・2021年度空気調和・衛生工学会賞
■フォトギャラリー
東京都公文書館
■道草の拾い読み
東京・港区 微熱山丘 SunnyHills
■連載
・事例に学ぶ設備お悩み相談室／92. 改修提案の作成方法（その2）
・のぞき窓を閉めないで／人類はホントに進化しているのだろうか?!
・完全図解 電子回路とディジタル回路の基礎知識／第1編 電子回路／第4章 パルス回路
10. フリップフロップ回路とシュミット・トリガ回路
・マンションを100年持たせる再生シナリオ（実践編）／58. 大型店舗を保有するマンションの耐震化（前編）
・現場ではたらくビル管INTERVIEW／129. 谷口 亘さん（株式会社サンケイビルマネジメント）
・けろさんの設備探訪記／9. 設備が見える！ 歴史的建造物
・ビル管 キャリアUPガイド／10. 資格vs実務経験，試験取得vs認定取得
参考価格：
1,650円
ビル・工場の設備を管理するエンジニアとマネージャのための専門誌
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電気設備の保守管理｡電験・管理士受験指導
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