書籍一覧
30 件
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定期購読
月刊機能材料定期購読（電子版）￥50,600
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月刊機能材料2025年6月号（電子版）
￥4,620
【特集】光硬化材料の研究動向
★光硬化材料は,紫外線や可視光を活用して短時間で硬化を実現する技術として,塗料やインキ,接着,電子材料,医療,造形技術などの分野に応用されております。本特集では硬化機構の解説とともに,光硬化材料の開発事例・関連技術について紹介いたします。
＜著者一覧＞
有光晃二 東京理科大学
佐内康之 (株)UACJ
須賀健雄 早稲田大学
岡村晴之 大阪公立大学
田中佑耶 リンテック(株)
瀧健太郎 金沢大学
石塚尚吾 (国研)産業技術総合研究所
撹上将規 群馬大学
撹上健二 (株)ADEKA
久保田正人 日本原子力研究開発機構
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【特集】光硬化材料の研究動向
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はじめに
Preface
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光ラジカル硬化の概要と技術動向
Summary and Technological Trends in Radical Photo-Curing
光ラジカル硬化は,インキ,コーティング,接着剤,光学用途材料,3Dプリンティングなど多種多様な用途に応用されている。熱ラジカル重合では,ビニル基に結合する原子団が異なる様々なモノマーが使い分けられているのに対し,光ラジカル硬化では,用途に関わらずアクリレート化合物が多用されている。本稿では,アクリレートが好適に使用される理由および新しいモノマーの開発事例を中心に紹介する。
【目次】
1 光ラジカル硬化に適したモノマー
2 アクリレートの開発動向
3 光源や光開始剤の開発動向
4 まとめ
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光精密ラジカル重合のUV硬化への適用
UV-curing Process Based on Photo-induced Controlled Radical Polymerization
光硬化材料は,印刷インキ,塗料,コーティング,接着剤からフォトレジストなど広く産業利用されている。本稿では,迅速な光ラジカル重合に精密ラジカル重合機構を組み込むことで,硬化と同時に重合誘起型ミクロ相分離に基づくユニークな内部構造が形成できる独自技術を紹介する。高分子ドーマントと呼ばれる開始・制御剤の分子設計,UV硬化条件とナノ構造の相関,コーティングの機能化を例に,精密UV硬化技術について概説する。
【目次】
1 はじめに
2 汎用UV硬化反応の課題と光ラジカル重合の「精密」制御
3 光精密ラジカル重合のUV硬化への適用と重合誘起型相分離
4 重合誘起型ミクロ相分離に基づくコーティングへの機能付与
5 光解離性高分子ドーマントと同組成のポリマー添加による階層性構造の形成
6 おわりに
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光カチオン硬化
Cationic Photocuring
光カチオン硬化は光カチオン重合により硬化物を得る技術であり,光硬化技術で主流である光ラジカル硬化と比較して量は多くないものの重要である。本稿では光カチオン硬化の位置づけを概説した後,近年取り組まれている光カチオン硬化技術に関する研究動向を概説した。
【目次】
1 はじめに
2 光カチオン硬化の研究動向
2.1 光カチオン重合開始剤
2.2 環境にやさしい光カチオン硬化
2.3 三次元造形
3 おわりに
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光アニオン硬化
Photoanionic Curing
アセトアセテートとアクリレートのマイケル付加を利用した光アニオン硬化について紹介する。光塩基発生剤によって発生した塩基を触媒として利用するイオン反応であることから,光照射後も反応が徐々に進行する遅延硬化性が発現する。この特異な性質を巧みに利用した光粘接着材料への応用展開を検証した。
【目次】
1 はじめに
2 アセトアセテートマイケル付加反応を利用した光アニオン硬化
2.1 多官能アセトアセテートの設計と遅延硬化性の検証
2.2 1液混合樹脂の貯蔵安定性
2.3 光不透過基板同士の光接着評価
3 光アニオン架橋型ポリマーによる高感度化
3.1 高分子一体型の設計と反応性評価
3.2 粘着テープとしての応用検討
4 おわりに
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傾斜構造を有する有機-無機ハイブリッドハードコートの光作製
Photofabrication of Organic-Inorganic Hybrid Hard Coats with Gradient Structures
光ラジカル開始剤,光塩基発生剤を含む有機樹脂,無機樹脂の混合液をポリカーボネート(PC)基板に塗布し,表面は無機リッチ,PC基板付近は有機リッチとなるような傾斜構造を有する有機-無機ハイブリッドハードコートを光照射により作製することに成功した。また,傾斜構造を形成する因子についても明らかにすることができた。
【目次】
1 はじめに
2 傾斜構造の作製
3 傾斜構造の形成因子
4 ハードコート膜の物性
5 おわりに
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光硬化樹脂の硬化過程のシミュレーション技術
Simulation Technology of Photo Curing Process
光硬化技術は産業界で広く使われており,最近では微細構造成形,精密接着,精密コーティング,光造形などでほかの方法とは一線を画す優れた製品を作り出すことができる。光硬化技術は,光硬化樹脂の塗布,レベリング・乾燥,光硬化反応,冷却の各工程からなる。本稿では,特に光硬化反応の反応動力学シミュレーションに焦点をあてて説明する。
【目次】
1 はじめに
2 シミュレーション方法
3 3Dプリンタ
4 おわりに
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[Material Report-R&Dー]
CIS系薄膜太陽電池の高効率化技術
Enhancing Photovoltaic Efficiency in CIS-Based Thin-Film Solar Cells
光エネルギーを電気エネルギーに変換する光電変換素子,つまり太陽電池は,太陽光発電の構成において最も重要な要素と言える。太陽電池の変換効率向上や低コスト化は恒久的な課題であるが,ここではCIS系太陽電池に着目し,軽量フレキシブル型やタンデム型太陽電池の光電変換効率を向上させる技術開発について紹介する。
【目次】
1 はじめに
2 単接合型太陽電池
3 タンデム型太陽電池用ボトムセル
4 タンデム型太陽電池用トップセル
5 結言
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SPANファイバーを用いた世界最軽量リチウム-硫黄二次電池の開発
Development of the World’s Lightest Lithium-Sulfur Secondary Battery Using SPAN Fibers
リチウム-硫黄(Li-S)二次電池は,次世代の軽量エネルギー貯蔵デバイスとして期待されている。硫黄変性ポリアクリロニトリル(SPAN)は硫黄系活物質の一つであり,Li-S二次電池における正極主材として注目されている。本稿では,SPANの粒子とファイバーから構成される正極を用いた世界最軽量(著者調べ)のLi-S二次電池(Li-SPAN二次電池,761Wh/kg)の実証について解説する。
【目次】
1 はじめに
2 超高容量正極の作製
3 多孔質SPANファイバーの導入
4 充放電作動電位の拡張
5 まとめ
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省電力次世代記憶素子材料の開発に向けて
― アルミニウム酸化物を用いた新しい不揮発メモリの局所構造 ―
Toward the Development of Energy-Efficient Materials for Next-Generation Memory Devices
現在,AIやビックデータなどを活用した社会を実現する上で省エネ問題がある。これを克服するために,次世代不揮発メモリとして,遷移金属を用いた抵抗変化型不揮発メモリの研究が行われているが,メモリ性能の不十分さや有害・希少原料使用といった課題を抱えている。本研究では,全く新しいアルミ酸化物不揮発メモリの微細な構造を解明するために量子ビーム実験を行い,不揮発メモリ機能の発現にとって適した局所構造の特徴を解明した。
【目次】
1 はじめに
2 アルミ酸化物ReRAMについて
3 酸素空孔モデル
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[Market Data]
フラットパネルディスプレイ用ケミカルスの市場動向
フラットパネルの世界市場は,2022年は前年より減少し約18.9兆円と推定される。そのうち約70%を液晶ディスプレイが占めるが,有機ELディスプレイとの競合は大型パネルのみならず中小型市場においても激しさを増し,液晶のシェアは下がり続けると考えられる。液晶は中国メーカーが完全に主導権を握り,有機ELディスプレイにおいても同様の傾向が顕著に見られるようになってきている。
【目次】
1 フラットパネルディスプレイ市場
2 液晶ディスプレイ市場
3 有機EL市場
4 電子ペーパー市場
5 液晶ディスプレイ構成材料
5.1 概要
5.2 光学フィルム
5.3 バックライトユニット
6 有機EL構成材料
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[Material Profile]
ポリカプロラクトン
ポリヒドロキシ酪酸
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[連載企画]
大阪・関西万博 大阪ヘルスケアパビリオン「リボーンチャレンジ」
MOBIOの取り組み【第2回】 -
月刊機能材料2025年5月号（電子版）
￥4,620
【特集】ガラス材料の開発と活用
★ガラス材料は古くから建築や日用品,情報通信など多種多様な製品に用いられており,材料自体の強度をはじめとするより優れた物性の発現に向けた研究開発が進められております。本特集では,ガラス材料の物性向上や構造解析の取り組みや,活用に向けた展望を紹介しております。
＜著者一覧＞
篠崎健二 (国研)産業技術総合研究所
小野円佳 東北大学
加藤保真 AGC(株)
伊藤節郎 AGC(株)
梶原浩一 東京都立大学
藤野茂 九州大学
田中愛夢 九州大学
小野寺陽平 (国研)物質・材料研究機構
滝本康幸 AGC(株)
土屋博之 AGC(株)
李清 AGC(株)
田尻寛男 (公財)高輝度光科学研究センター
伊奈稔哲 (公財)高輝度光科学研究センター
小原真司 (国研)物質・材料研究機構
玉作賢治 (国研)理化学研究所
金子正治 (株)SPD研究所
太田俊一 (株)SPD研究所
Piyankarage,Viraj Vishwakantha Jayaweera (株)SPD研究所
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【特集】ガラス材料の開発と活用
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ガラス強靭化のためのナノ構造設計
Nanostructure Design for Toughening Glasses
ガラスは様々な優れた特性を持つ一方,最大の課題の一つとして使用時や加工時に割れや欠けが発生しやすいという脆さの問題がある。本稿では,ガラスの破壊靭性を向上させるためのナノ構造設計に焦点を当て,分相,結晶化,金属ナノ粒子の分散といった手法を概説する。特に,ガラス中に力学不均質性を導入することで,塑性変形の導入によりガラスの靭性を向上させる著者らの最新の研究成果について紹介する。
【目次】
1 はじめに
2 金属ナノ粒子の分散によるガラスの破壊靭性向上
3 総括
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易物理強化ガラスの組成設計技術―配置エントロピーを利用した新しい組成設計―
Compositional Design for Glass Appropriated for Physical Tempering - New Composition Utilizing Configuration Entropy
ガラスは,比較的簡単に表面を滑らかにでき,後処理で圧縮応力を加えて傷が広がるのを防げる材料である。建築材料などには,物理強化や熱強化と呼ばれる方法でこの後処理が行われる。我々は,ガラスの熱膨張の特性を活かした新しい組成を設計し,物理強化に必要なエネルギーを大幅に減らすことに成功した。
【目次】
1 はじめに
2 物理強化方法によるガラスの強化とその応用
3 ガラスの組成と膨張係数
4 物理強化デモンストレーション
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親水・熱硬化耐性深紫外透明低融点ガラスの合成と物性
Synthesis and Properties of Hydrophilic Thermoset-Resistant Deep-Ultraviolet-Transparent Glasses with Low Melting Temperatures
紫外吸収の原因となる不飽和結合を含まない環状飽和炭化水素基を有機官能基として有するポリシルセスキオキサンを無共溶媒合成した。かさ高く,かつ室温で変形しにくいシクロヘキシル基を有機官能基として用いたとき,未反応の SiOH 基を多量に含むが熱硬化しにくく,フラジリティも高い親水性深紫外透明低融点ガラスが得られた。
【目次】
1 はじめに
2 Poly(Ph-co-R-SQ)ガラスの合成と評価
3 Poly(c-Hx-co-R-SQ)ガラスの合成と評価
4 おわりに
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光造形法による多様な形状を有する透明シリカガラス焼結体の作製
Fabrication of Transparent Sintered Silica Glass with Various Shapes by Photopolymerization Method
シリカガラスは光・電子部品,医療機器分野を支える貴重な素材である。著者らの研究室では切削・成形加工を必要とせず,所望の形状を得るための,光造形法による透明シリカガラス焼結体の開発を行っている。本稿では,ガラス成形体・透明焼結体の物性を左右するシリカ粒子分散性の設計指針として粘度,溶解度パラメータ(SP 値),光硬化速度の観点から考察した。
【目次】
1 はじめに
2 実験方法
2.1 アクリルモノマーとシリカ粒子の溶解度パラメータ(SP 値)
2.2 シリカ粒子分散液の作製とシリカ粒子の分散性評価
2.3 シリカガラス焼結体の作製
3 結果および考察
3.1 シリカ粒子分散液の粘度とアクリルモノマーの溶解度パラメータ(SP 値)
3.2 モル凝集エネルギーEcoh,とモル体積Vの関係
3.3 シリカガラス焼結体の作製
4 おわりに
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X線マルチスケール構造解析によるアルミノケイ酸塩ガラスにおける
ZrO2結晶核形成初期過程の観察
Observation of a Zirconium Oxide Crystal Nucleus in the Initial Nucleation Stage in Aluminosilicate Glass Investigated by X-ray Multiscale Analysis
ZrO2添加リチウムアルミノケイ酸塩ガラスセラミックスの結晶核形成初期過程の構造変化を明らかにするため,回折,小角散乱,吸収分光,そして異常散乱を駆使した X 線マルチスケール構造解析が行われた。X 線異常散乱データを用いた元素選択二体分布関数解析により,結晶核形成の初期過程において,立方晶もしくは正方晶 ZrO2に類似した周期的な原子配列の周囲に,一般的なガラスには見られない ZrOx多面体と(Si/Al)O4 四面体の稜共有が形成されていくことが明らかになった。この(Si/Al)O4 四面体ネットワークに囲まれた周期的な原子配列は広い空間スケールで測定された実験データをすべて矛盾なく説明でき,ガラスセラミックスの初期の結晶核に相当するものと考えられた。
【目次】
1 はじめに
2 ガラスセラミックス試料の合成
3 ナノスケール構造解析
4 元素選択放射光計測によるZr周囲の短・中距離構造解析
5 ZrO2添加アルミノケイ酸塩ガラスにおける初期の結晶核形成メカニズム
6 おわりに
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[Material Report-R&Dー]
X線の空間変調器の開発
Development of Spatial Modulator for X-rays
X線のビームパターンを動的に制御可能な反射型の空間変調器を開発した。この装置ではフェムト秒赤外レーザーがシリコン結晶内に誘起する格子歪を利用して反射率を制御している。また,レーザー側にパターンを刻むことで,X 線のビームパターンが制御できる。波長1.25ÅのX線に対して空間周波数 25mm-1 以下で60%以上のコントラストが達成された。
【目次】
1 はじめに
2 X線空間変調器の原理と設計
2.1 結晶による X線の反射とその制御法
2.2 レーザー照射による衝撃波発生
2.3 X線空間変調器のデザイン
3 性能評価
3.1 動作点
3.2 感度補正
3.3 空間分解能とコントラスト
4 おわりに
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間欠式スプレー熱分解製膜法(i-SPD)とその大面積フッ素ドープ酸化スズ(FTO)
製造への応用
Intermittent Spray Pyrolysis Deposition Method (i-SPD) and it’s Application to the Production of Largearea Fluorine-Doped Tin Oxide (FTO)
間欠式スプレー熱分解薄膜形成法(i-SPD)は,大気中で加熱された基板に向かって前駆体溶液を間欠的に噴霧することで,簡単に高品質薄膜を得る方法である。前駆体溶液の成分と組成が得られる薄膜によく反映されるので,新物質の探索や興味深い物性の発現に繋がる可能性が高い。大型 SPD 装置を用いて次世代太陽電池に必須の300mm 角フッ素ドープ酸化すず膜の製膜を紹介する。
【目次】
1 はじめに
2 実験
2.1 i-SPDの操作手順
2.2 薄膜の特性評価
3 結果と考察
3.1 i-SPDによる薄膜の析出
3.2 特性評価
3.3 FTOの大面積化
3.3.1 透明性
3.3.2 可視光領域における透過率とシート抵抗
4 まとめ
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[Market Data]
レアアース工業の市場動向
レアアース(希土類)の需要は,ここ数年漸減傾向にある。2021年に新型コロナの影響から回復したレアアースの国内需要は,2022年には再び低下した。セリウム,ミッシュメタル等における需要の減少は,半導体不足に伴う自動車の生産量の低下などに起因している。電気自動車などに使用されているネオジム等の回復基調は見られるものの,全体的には 2022年と同様の状況が続いている。
【目次】
1 概要
2 需給動向
3 業界動向
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[Material Profile]
酢酸セルロース
フェノール
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[連載企画]
大阪・関西万博 大阪ヘルスケアパビリオン「リボーンチャレンジ」
MOBIO の取り組み【第1回】 -
月刊機能材料2025年4月号（電子版）
￥4,620
【特集】再生可能エネルギー関連技術の研究動向
★再生可能エネルギーとして代表的なものでは太陽光や風力が挙げられます。化石燃料と比べて温室効果ガスの排出量を抑えることができ,変換効率の向上や活用に関する研究は非常に注目されています。本特集では,エネルギーの利活用に向けた研究とその関連技術を紹介しております。
＜著者一覧＞
原豊 鳥取大学
押切友也 東北大学
中川勝 東北大学
家裕隆 大阪大学
多田昌平 北海道大学
森大和 北海道大学
岡崎未奈 茨城大学
菊地隆司 北海道大学
長谷川一徳 九州工業大学
田川義之 東京農工大学
William Kai Alexander Worby 東京農工大学
志賀敬次 (国研)産業技術総合研究所
藤原健 (国研)産業技術総合研究所
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【特集】再生可能エネルギー関連技術の研究動向
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低コスト小形垂直軸風車の実現に向けた取り組み
Efforts to Realize Low-Cost Small Vertical-Axis Wind Turbines
アルミ押出材の多用と可動アーム式空力ブレーキの発明で低コスト化を実現するユニークな垂直軸型のバタフライ風車を開発中である。社会実装に向けて必要な空力弾性解析および疲労解析に取り組んでいる。さらなる低コスト化に有効な風車の最適な密集配置の探索研究も開始した。バタフライ風車の社会実装を目指して実施している研究を紹介する。
【目次】
1 はじめに
2 可動アーム式過回転抑制機構を備えたバタフライ風車の開発
3 垂直軸風車の空力弾性解析システム
4 バタフライ風車の簡易疲労解析
5 垂直軸風車の最適配置探索の研究
6 おわりに
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ナノサイズのパラボラアンテナによる光強度の増強
Light Confinement Using Parabolic Nanoantenna
本稿では,光をナノ空間に捕集して光化学反応を促進する新規人工光反応場「メタサイト」として,高効率ナノ光アンテナ構造を設計・提案する。上記光アンテナはパラボラ型(お椀型)光共振器と金属ナノ粒子プラズモンから成り,入射光を4桁増強可能なことがわかった。この光捕集効果により,多電子過程を伴う人工光合成反応への利用が期待される。
【目次】
1 はじめに
2 メタサイト
3 光共振器とモード結合
4 パラボラ型光共振器
5 プラズモン-パラボラ型光共振器モード結合系
6 おわりに
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発電と農作物栽培の両立を実現する波長選択性を付与した有機太陽電池の開発
Development of Wavelength-selective Organic Solar Cells for Realization of Both Power Generation and Crop Cultivation
本稿では農業用ハウスにエネルギー創出機能を付与することを目的として,『青色と赤色光を農業,光合成への寄与が少ない緑色光を発電』に用いる緑色光波長選択型の有機太陽電池について,有機半導体の分子設計・開発指針と農作業生育評価の結果を概説する。
【目次】
1 はじめに
1.1 農林水産分野における食料安全保障と日本農業の社会課題
1.2 農業用ハウスにおけるエネルギー創出と温室効果ガス(GHG)排出削減の社会課題
2 緑色光波長選択型OPV
3 従来技術と本研究の比較
4 緑色光波長選択型OPVに向けた有機半導体材料の開発指針
5 緑色光波長選択型OPVに向けた新規アクセプターの開発
6 今後の展望
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CO2水素化反応によるメタノール合成に特化した触媒開発の動向
Recent Advances in Catalyst Development for Methanol Synthesis via CO2 Hydrogenation
CO2の有価物変換反応のひとつに,CO2水素化反応を活用したメタノール合成がある。太陽光や風力といった再生可能エネルギーを利用し,水電解をすることで水素を得る。この水素と先述のCO2を反応させ,メタノールを合成する反応である。本稿では,CO2水素化反応によるメタノール合成に特化した固体触媒に関して概説する。
【目次】
1 はじめに
2 これまでの触媒探索と反応機構
2.1 Cu触媒
2.2 Pd触媒
3 非晶質ZrO2を活用したメタノール合成触媒
4 おわりに
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再生可能エネルギーの普及拡大に必要不可欠なパワエレ回路寿命診断技術
Lifetime Estimation Technologies for Power Electronic Converters Indispensable
for Renewable Energy Resources
再生可能エネルギーの普及拡大に伴いパワーエレクトロニクス回路の導入数が大幅に増加すると予想されており,それに伴い回路の信頼性向上が求められている。なかでも,パワー半導体とキャパシタが回路の故障要因の半数を占めている。本稿では,パワー半導体とキャパシタの最新の寿命診断技術について概説する。
【目次】
1 はじめに
2 パワー半導体の信頼性
2.1 パワー半導体の故障要因
2.2 ジャンクション温度Tj測定
3 IGBTモジュールの劣化モニタリング
3.1 オン電圧Vce(sat)検出回路
3.2 ジャンクション温度Tjモニタリング実験結果
4 キャパシタの信頼性
4.1 キャパシタの故障要因
4.2 キャパシタ劣化指標
5 直流リンクキャパシタの劣化モニタリング
5.1 電流センサレスESR/キャパシタンスモニタリング
5.2 スイッチングリプル電圧を用いたESR測定精度向上
6 おわりに
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[Material Report-R&Dー]
三次元流体応力場計測の新展開:CNC 懸濁液と光弾性法の応用
New Developments in Three-Dimensional Fluid Stress Field Measurement:
Application of Cellulose Nanocrystal Suspensions and Photoelasticity
セルロースナノクリスタル(CNC)は高アスペクト比を持つ植物由来のナノ結晶材料である。我々は,CNC粒子の懸濁液が有する応力–光学特性に着目し,非接触型の三次元流体応力場計測システムの開発に取り組んでいる。本稿では,これまでの研究成果について紹介し,CNC粒子を用いた新しい計測手法の可能性について議論する。
【目次】
1 はじめに
2 光弾性法と応力光学則
3 CNC懸濁液を用いた二次応力光学則の検証
4 せん断速度制御による流動複屈折の特性解析
5 さいごに
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流動する溶融合金の凝固過程を可視化する装置の開発
Development of Equipment for Visualizing the Solidification Process of Flowing Molten Alloy
電磁撹拌下における金属溶湯の凝固過程を,従来技術に比べて100倍以上広い視野範囲で可視化するためのX線イメージング装置を開発した。本稿では,研究開発の背景および装置の仕組みについて説明する。装置改良により,ノイズの低減と空間分解能の向上を実現し,流動しながら凝固する金属の組織形成過程を詳細に解析できるツールとしての有用性について述べる。
【目次】
1 装置開発に至る研究の背景
2 開発したX線イメージング装置の詳細
2.1 X線源
2.2 二次元X線検出器
2.3 電磁撹拌装置
2.4 制御部
2.5 るつぼ
3 X線イメージング観察例
4 まとめ
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[Market Data]
プリンター用ケミカルスの市場動向
プリンター市場は日本のメーカーが強く,大きな市場シェアを占めている。国内市場は成熟化しているが,各社は海外市場で成長を図っている。一方,国内市場は多機能化が進んでいる。
【目次】
1 概要
2 国内プリンター市場
3 プリンター用ケミカルスの市場動向
3.1 インクジェット用色素
3.2 電子写真プリンター用材料
3.3 感熱記録用材料
3.4 感圧記録用材料
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[Material Profile]
高純度シリコン
ポリウレタン
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[連載のお知らせ]
大阪・関西万博 大阪ヘルスケアパビリオン「リボーンチャレンジ」MOBIO (ものづくりビジネスセンター大阪)の取り組み -
月刊機能材料2025年3月号（電子版）
￥4,620
【特集】複合材料の開発と活用に向けた取り組み
★複合材料は,活用に向けた物性の向上を目的として,様々な素材を組み合わせることで創製されてきました。環境に配慮した材料の活用や,機械的特性に秀でた複合材料の研究開発,また,材料の物性評価,解析技術に関する取り組みも盛んに報告されております。本特集では,近年の複合材料の研究開発事例および解析技術について紹介しております。
＜著者一覧＞
Rova Lovisa 東北大学
Gallet--Pandellé Alia 東北大学
王真金 東北大学
栗田大樹 東北大学
成田史生 東北大学
安藤義人 九州工業大学
川野哲聖 九州工業大学
高山哲生 山形大学
内藤公喜 (国研)物質・材料研究機構
宗像文男 東京都市大学
佐藤圭浩 東京都市大学
石割文崇 大阪大学
畠山歓 東京科学大学
藤田正博 上智大学
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【特集】複合材料の開発と活用に向けた取り組み
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手すき和紙を原料とした高強度で高生分解性の複合材料の開発
Japanese Washi-Paper-Based Green Composites
手すき和紙と生分解性プラスチックからなる複合材料を開発し,力学・物理特性および生分解性を解明した。また,力学・物理特性変化と生分解度の関係解明に成功した。本研究は,生分解性評価指針の提案に資するほか,低環境負荷の包装・農業用マルチフィルムなどとしての実用化,伝統和紙の用途開拓に寄与すると予想される。
【目次】
1 はじめに
2 作製および評価
3 結果および考察
4 おわりに
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オリーブ搾油滓と大理石加工屑を用いた廃棄物由来ポリマーコンポジットの開発
Waste Valorization: Polymer Composite Design Using Olive Pomace and Marble Powder Waste
トルコで大量に廃棄される大理石粉末とオリーブ搾りかすを再利用し,ポリプロピレン複合材料の補強材としての可能性を検討した。応答曲面法(RSM)を用いて,補強材の最適配合比率を導出し,機械的特性の向上を実現した。結果として,廃棄物の高付加価値化と持続可能な材料設計への貢献が示された。
【目次】
1 はじめに
2 結果と考察
2.1 材料特性の評価
2.2 イオン液体を用いたEOPpの処理
2.3 応答曲面法(RSM)による最適化
3 まとめ
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有機繊維強化ポリプロピレンの力学特性に及ぼすカーボンナノファイバーの分散効果
Effect of Carbon Nanofiber Dispersion on Mechanical Properties of Organic Fiber Reinforced Polypropylene
環境保全の観点より,廃棄されたプラスチック製品を資源として利活用することが注目されている。廃棄物を再成形するメカニカルリサイクルは環境負荷が小さい手法といえる。繊維強化熱可塑性プラスチック(FRTP)についても廃棄物の利活用が求められている。ガラス繊維や炭素繊維は本質的に脆性であるため,溶融成形加工時に受けるせん断や圧縮によって破損することがしばしば報告されている。持続可能な社会を形成するためには,サーマルリサイクルでは残渣がほとんど残らず,メカニカルリサイクルではFRTPで使用する繊維は強化剤としての性能を残すために,繊維が短くならないことが要求されると予想される。溶融成形加工で短くならない繊維としてアラミド繊維(AF)が挙げられる。この材料は優れた衝撃強さを発現することが知られている。その反面,ガラス繊維や炭素繊維で補強されたプラスチックと比べると,強度や弾性率が劣ることも報告されている。本研究ではアラミド繊維強化ポリプロピレン(PP/AF)に第3成分としてウイスカであるカーボンナノファイバー(CNF)を分散することを検討した。本研究の結果と考察により,PP/AFにCNFを分散させることは,その射出成形品の耐衝撃性を損なうことなく力学特性を底上げすることができることが明らかとなった。また,得られた力学特性はガラス繊維を分散させた複合材料よりも優れたものとなることもわかった。このことは有機繊維強化熱可塑性プラスチック複合材料を利用して,ガラス繊維強化熱可塑性プラスチック複合材料の代替えが可能であることを示している。
【目次】
1 はじめに
2 アラミド繊維強化ポリプロピレンの力学特性に及ぼすカーボンナノファイバー分散効果
2.1 曲げ特性
2.2 界面力学特性
2.3 ノッチ付きCharpy衝撃強さ
3 終わりに
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炭素繊維の構造と力学特性の異方性評価
Structure and Anisotropic Mechanical Property Evaluations of Carbon Fibers
本研究では,ナノインデンテーション法と理論的な解析を組み合わせて,異方性の程度の異なる4種類の炭素繊維の5つの弾性定数を調べた。また,炭素繊維の微細構造は走査型・透過型電子顕微鏡,ラマン分光分析およびX線回折解析を用いて調べた。これらの結果より炭素繊維の構造と弾性定数の関係を系統的に明らかにした。
【目次】
1 緒言
2 材料および実験方法
3 結果および考察
4 結言
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機能性複合材料組織の新しい画像解析技術の開発とその自己組織化/自己集積化組織への応用
Development of New Image Analysis Techniques for Functional Composite Material Textures and Their Application to Self-Organized/Self-Assembled Structures
本論文では,機能性複合材料の組織制御に自己組織化/自己集積化プロセスを適用することでフラクタル材料組織を実現し,多機能性複合材料組織構築の可能性を述べたものである。特に,材料組織の設計指針の立案にマルチフラクタル解析を用いた新しい画像解析技術の適用の試みたものである。
【目次】
1 はじめに
2 機能性材料組織と画像解析
2.1 フラクタル/マルチフラクタルとは
2.2 フラクタル/マルチフラクタル解析理論
2.3 機能性材料組織の画像解析
3 材料組織学への応用
3.1 マルチフラクタル一般化次元と複合材料組織
3.2 マルチフラクタルと複雑ネットワーク
3.3 材料組織学と情報熱力学
4 今後の展開
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[Material Report-R&Dー]
CISS(不斉誘起スピン選択性)を示すホモキラル二面性π共役ポリマー
Homochiral Bifacial π-Conjugated Polymer with CISS Property
近年,キラル物質におけるCISS(Chirality-Induced Spin Selectivity,不斉誘起スピン選択性)効果が,物理,化学,生物と言う広範な分野で大きな興味を持たれている。本稿では,CISS効果の概要と,我々が開発した顕著なCISS効果を示すホモキラル二面性π共役ポリマーについて,物性測定にも焦点を当てて紹介する。
【目次】
1 不斉誘起スピン選択性(Chirality Induced Spin Selectivity: CISS)とは
2 CISS効果を示す物質群
3 CISS効果の応用先
4 mc-AFMによるCISS効果測定法
5 ホモキラル二面性π共役ポリマーの合成とCISS特性
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マテリアルズ・インフォマティクスによる固体電解質の効率的な探索
Efficient Exploration of Solid Electrolytes Using Materials Informatics
可塑性とイオン伝導性を有する柔粘性イオン結晶(OIPC)は,固体電解質として電池用途への応用が期待されるものの,イオン伝導度のさらなる向上が必要である。本稿では,マテリアルズ・インフォマティクス(MI)を用いた高イオン伝導性OIPCの効率的な探索手法について紹介する。実験的アプローチとMIを組み合わせることで,構造と物性の相関について理解が深まることが期待される。
【目次】
1 はじめに
2 イオン伝導度の予測
3 高イオン伝導性OIPCの探索
4 イオン半径比とイオン伝導度の関係について
5 おわりに
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[Market Data]
接着剤工業の市場動向
2023年の接着剤の生産量は前年比1.0%増の75万8,249トンとなり,出荷金額は同11.8%減の2,687億円となった。2015年以降は合板など建築用途で需要が増加し,全体的な生産量は増加の傾向にあったが,2023年は,新型コロナウイルス感染症による影響も薄れ,生産量は微増したが,出荷金額は減少した。
【目次】
1 需給概要
2 品目別概要
3 需要動向
4 輸出入の概要
5 業界動向
6 環境問題への対応
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[Material Profile]
シリカゾル
パラフィン -
月刊機能材料2025年2月号（電子版）
￥4,620
【特集】コーティング材料・技術の研究と活用
★コーティング技術の活用は材料表面に様々な耐性を付与することにつながり,また,高分子や金属,ガラスなどの材質に適用できるように研究開発が進展していることから,活用分野も多岐にわたります。本特集では,コーティング材料・技術にまつわる研究およびその活用に関して紹介いたします。
＜著者一覧＞
田中一平 兵庫県立大学
須賀健雄 早稲田大学
市川 司 日本大学
根本修克 日本大学
林 智広 東京科学大学
沖村邦雄 東海大学
関根良博 熊本大学
北山雄己哉 大阪公立大学
原田敦史 大阪公立大学
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【特集】コーティング材料・技術の研究と活用
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複雑立体形状に対応したダイヤモンドコーティング技術の開発
Development of Diamond Coating Technology for Complex Three-Dimensional Shapes
三次元複雑形状に追従して高密度プラズマが形成可能なMicrowave sheath-voltage combination plasma(MVP)法を用いたダイヤモンド合成について,MVPの原理と装置概要について解説する。さらに装置を改良したアース型MVPによる棒状形状へのダイヤモンド膜の現状について紹介する。
【目次】
1 はじめに
2 MVPの生成原理
3 MVPによるダイヤモンド合成
4 高圧力化での3次元形状へのプラズマ生成
4.1 高圧領域でのプラズマ生成
4.2 棒状基材へのダイヤモンドコーティング
5 おわりに
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水中CO2捕捉に基づく親水性スマートコーティングへの展開
Wettability Switching of Smart Coating Based on CO2 Capture in Water
独自設計したジアミン部位を有するポリマーが,水中に浸漬するだけで微量の溶存CO2を捕捉し,両性イオンを形成することでコーティング表面を超親水化することを明らかにした。使用環境下で機能が自発的に発現する「環境適応」型のコーティングとして,防汚性,生体適合性,低摩擦性など多様な展開が期待される。
【目次】
1 はじめに
2 微量CO2の捕捉による両性イオンのその場形成
3 ジアミン誘導体の水中でのCO2付加反応
4 中性子反射測定(NR)によるジアミンポリマーのCO2応答親水化挙動
5 まとめと将来展望
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ケイ素系高分子によるコーティング膜の創製
Preparation of Coating Films Using Silicon-Containing Polymers
無機高分子であるポリシロキサンのうち,広い分野で利用されているポリジメチルシロキサンは,他材料との密着性が悪いため,表面改質材としての応用が困難である。ポリシロキサンの主鎖あるいは側鎖に置換基や官能基を導入することで,異種材料との密着性が向上し,材料表面に新たな機能を付与させることが可能となる。
【目次】
1 はじめに
2 ポリシロキサン誘導体の特性
3 側鎖に親水性置換基を有するポリ(シルアリーレンシロキサン)誘導体による表面改質
3.1 側鎖型ポリマーを用いた薄膜の作製
3.2 側鎖型ポリマーを用いて作製した薄膜の表面観察
3.3 側鎖型ポリマーを用いて作製した薄膜の接触角測定
4 ゾル-ゲル法を用いた有機-無機ハイブリッド薄膜による表面改質
4.1 ゾル-ゲル法を用いた有機-無機ハイブリッド薄膜の作製
4.2 ゾル-ゲル法により作製した有機-無機ハイブリッド薄膜の表面観察
4.3 ゾル-ゲル法により作製した有機-無機ハイブリッド薄膜の接触角測定
5 主鎖にエーテル部位を有するポリシロキサン誘導体による表面改質
5.1 主鎖にエーテル部位を有するポリシロキサン誘導体を用いた薄膜の作製
5.2 主鎖型ポリマーを用いて作製した薄膜の接触角測定
5.3 主鎖型ポリマーを用いて作製した薄膜の表面観察
6 おわりに
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機械学習を用いた抗タンパク吸着・抗細胞接着特性を持つ単分子膜・高分子ブラシ薄膜のデザイン
Design of Monolayer and Polymer Brush Thin Films with Anti-Protein Adsorption and Anti-Cell Adhesion Properties Using Machine Learning
望む機能を持つ材料を探索するにあたり,インフォマティクス(情報科学)を用いた手法の材料設計やスクリーニングへの応用が注目されている。しかし,バッテリー技術,触媒,磁性材料などの分野と比べると,バイオマテリアル(生体材料)分野における材料インフォマティクスの応用は少ない。序論ではインフォマティクスを用いたバイオマテリアル設計の代表的な研究を紹介し,この分野に特有の技術的課題について議論する。続いて,我々が行ったインフォマティクスを用いて単分子膜やポリマー薄膜へのタンパク質吸着を予測した事例を示す。データセットの構築,記述子やアルゴリズムの選択,回帰モデルの解釈について述べる。
【目次】
1 はじめに
2 バイオマテリアル設計へのインフォマティクスの応用
2.1 自己組織化単分子膜へのタンパク質吸着の予測と材料スクリーニングへの応用
2.2 高分子ブラシ薄膜へのタンパク質吸着の予測
3 結論
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相転移酸化物薄膜コーティングによる省エネルギー用スマートウィンドウ開発
Phase Transition Oxide Film Coatings for Energy-Saving Smart Windows
周囲温度上昇時に赤外光透過率を自動低減するスマートウィンドウ開発が活発化している。本稿ではガラス基板上に堆積した相転移VO2薄膜の省エネルギー用スマートウィンドウへの応用について述べる。ガラス上に良質な結晶性を有するVO2薄膜を堆積するために基板バイアススパッタ法及び酸化亜鉛(ZnO)バッファー層を導入した。更に可視光透過率向上に有効なトップ層コーティングについて触れる。
【目次】
1 はじめに
2 反応性スパッタ法によるVO2薄膜堆積方法とスマートウィンドウの性能評価法
2.1 基板バイアス印加反応性スパッタ法
2.2 酸化亜鉛バッファー層の堆積
3 作製した積層膜の基礎物性とスマートウィンドウ性能評価の結果
3.1 VO2/ZnO/glass積層膜の結晶性,IMT特性及び光学スイッチング特性
3.2 VO2/ZnO/glass積層膜のスマートウィンドウ性能評価
3.3 ZnOナノロッドバッファー導入による特性改善
4 光学設計に基づくSiO2反射防止膜堆積によるスマートウィンドウ性能の改善
4.1 光学シミュレーションによる性能予測
4.2 SiO2膜コーティング時の光学特性シミュレーション
4.3 SiO2/VO2/ZnO/glass 4層構造の光学特性とスマートウィンドウ性能評価結果
5 まとめ
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[Material Report-R&Dー]
水素結合集積化による磁気スイッチング機能の活性化:無用の分子から有用な分子への変換
Activation of Magnetic Switching by Hydrogen Bond Aggregation: Conversion from Useless Molecules to Useful Molecules
金属イオンと有機配位子からなる金属錯体は,金属イオンの種類や数,配位子のデザインによって,様々な構造,電子状態およびスピン状態をとる。電子状態を外部刺激で変化できれば,分子の色,磁性などの様々な機能を自由に制御可能となる。本稿では,水素結合集積化による外部刺激応答性分子の機能開拓について紹介する。
【目次】
1 はじめに
2 合成と磁気特性
3 まとめ
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微粒子界面光反応を利用した構造的・化学的機能をもつ高分子微粒子材料の開発
Development of Morphologically and Chemically Functionalized Polymer Particles via Interfacial Photoreaction
粒子内部に空隙をもつ中空高分子微粒子は,高い光散乱性を示すことから化粧品や塗料に用いられる。さらに,種々の機能性分子を内包した高分子カプセルはインク,香料および肥料など用途が多岐にわたる機能性微粒子である。本稿では,筆者らが独自に開発を進めてきた「微粒子界面光架橋反応」を利用した中空粒子や高分子カプセルの調製技術および機能化事例について解説する。
【目次】
1 はじめに
2 微粒子界面光反応を利用した中空高分子微粒子合成法
3 中空粒子のカプセル化と機能化
4 界面光架橋反応における反応波長の長波長化
5 核酸塩基を光反応性部位として利用した刺激応答性高分子カプセルの調製
6 おわりに
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[Market Data]
半導体用ケミカルスの市場動向
世界半導体市場統計(WSTS)は,2024年春季予測を2024年6月4日に発表した。それによると,2024年の半導体世界市場は前年比で16%増の6,112億3,100万米ドルで,不況を脱して増加に転じる見込みである。回復した半導体市場は2025年に向けてより一層の増加が見込め,2025年には6,874億8,100万米ドル(対2023年比30.5%増)に達するものとみられる。
【目次】
1 半導体市場動向
1.1 世界の半導体市場
1.2 半導体デバイスの分類
1.3 世界の半導体メーカー動向
1.4 世界のファブレス半導体メーカー動向
1.5 世界のファウンドリー企業動向
1.6 日本の半導体メーカーの動向
1.7 半導体製造装置の市場
1.8 半導体材料の市場
2 半導体製造用ガス
2.1 高純度キャリアガス
2.2 半導体デバイス製造用ガス
2.3 成膜用ガス
2.4 ドーピング用ガス
2.5 ドライエッチング用材料
3 フォトレジスト
4 半導体封止材料
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[Material Profile]
ポリエチレンイミン -
月刊機能材料2025年1月号（電子版）
￥4,620
【新春特集】金属錯体の研究開発動向
★金属錯体は,金属と配位子の組み合わせによって様々な機能を発現します。発色,発光などの光学特性や反応における触媒などに関する研究が行われておりますが,本特集では,材料・エレクトロニクスの面を中心に錯体の合成や物性評価,活用について紹介しております。
＜著者一覧＞
熊谷翔平 東京科学大学
高石慎也 東北大学
山下正廣 東北大学
植村一広 岐阜大学
Shabana Noor Jamia Millia Islamia
菊地瞭太 東京理科大学
中根大輔 東京理科大学
秋津貴城 東京理科大学
恩田健 九州大学
李万里 江南大学
李玲穎 (国研)物質・材料研究機構
三成剛生 (国研)物質・材料研究機構
東雅之 大阪公立大学
尾島由紘 大阪公立大学
福本吉洋 関西化工(株)
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【新春特集】金属錯体の研究開発動向
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一次元鎖白金三価錯体の合成
Synthesis of One-Dimensional Halogen-Bridged Pt (III) complexes
中心金属が三価の酸化数を有する強相関電子系一次元鎖ハロゲン架橋金属錯体は,巨大な三次非線形光学効果など興味深い物性を示す。これまではNi(III)やPd(III)錯体しか知られていなかったが,最近著者らは初のPt(III)錯体の合成に成功した。本稿ではまず当該物質群の研究背景を紹介した後,Pt(III)錯体の合成と同定について述べる。
【目次】
1 はじめに
2 MX錯体の歴史的背景と性質
3 モット絶縁体Ni(III)錯体の発見
4 モット絶縁体Pd(III)錯体の開発背景
5 モット絶縁体Pt(III)錯体へのアプローチと実現
6 おわりに
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3つもしくは 5つの金属が並んだ一次元金属オリゴマーの合成
Synthesis of One-Dimensional Metal Oligomers Consisting of Three or Five Metals
白金(Pt)とロジウム(Rh)に金属結合を有する金属錯体と,別の金属(M)を混合して,Rh-Pt-MもしくはRh-Pt-M-Pt-Rhと並んだ一次元金属オリゴマーを合成した。dz2軌道でのHOMO-LUMO相互作用を利用した合理的な合成法で,パラジウムや銅を組み込んで3種類の金属を並べられ,様々な金属種と核数を変えた量子細線への応用が期待される。
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サレン型金属錯体の結晶構造を用いた特性の数理的予測
Mathematical Prediction of Properties of Salen-type Metal Complexes Based on Crystal Structures
サレン型金属錯体の結晶構造と数理的方法を用いて,単分子磁石特性や過塩素酸塩結晶の爆発性要因部位を予測した研究を紹介する。前者では,深層学習モデルを構築し,約70%の正答率に達した。後者では,ハーシュフェルト表面解析のフィンガープリント・プロット画像を深層学習させ,爆発性は過塩素酸部位に起因することが示唆された。
【目次】
1 はじめに
2 配位原子の球状分布モデルによる,二核サレン型錯体の単分子特性予測
3 結晶構造データのDLによるSMM特性予測
4 サレン型錯体の過塩素酸塩結晶の爆発性部位の予測
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時間分解計測による光機能性金属錯体の動的過程の解明
-ホスト・ゲスト膜中の希土類錯体の発光過程を例に
Elucidation of Dynamical Processes in Photofunctional Metal Complexes Using Time-Resolved Measurements
―Photoluminescence Processes of Lanthanide Complex in a Host-Guest Film as an Example Semiconductors
光機能性金属錯体における機能発現過程をその時間スケールとともに解説し,それらを計測する手段について紹介した。さらに実際に光機能性材料の動的過程を明らかにした研究をいくつか紹介し,最後にホスト・ゲスト薄膜中の希土類錯体における全発光過程を明らかにした研究について,その計測手法,解析手法などを詳しく解説した。
【目次】
1 はじめに
2 金属錯体の励起状態過程と時間分解計測手段
3 ホスト・ゲスト膜中の希土類錯体の発光過程
4 おわりに
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耐酸化性を向上したプリンテッドエレクトロニクス向け銅インク
Air-Stable Conductive Copper Inks for Printed Electronics
印刷によって配線パターンを形成し,低温で純金属へと還元可能な,プリンテッドエレクトロニクス向けの銅・ニッケル錯体インクを開発した。ニッケルを添加したことで,酸化に弱い従来の銅インクの弱点を克服し,高い耐酸化性と導電性を実現した。フレキシブル基板への良好な密着性と柔軟性を持ち,ウェアラブルデバイスの製造に最適である。
【目次】
1 はじめに
2 金属錯体インク
3 銅・ニッケル錯体インク
4 厚膜導電性インク
5 まとめ
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[Material Report-R&Dー]
バイオフィルムの形成や窒素除去に対する発泡ポリプロピレン製担体の性能評価
Biofilm Formation and Nitrogen Removal Performance of Foamed Polypropylene Carriers
排水処理に使用される移動床バイオフィルムリアクターの処理効率は,使用するプラスチック担体に左右される。担体の材質はポリウレタンなど様々だが,ポリプロピレンに関しては研究報告例がほとんどない。発泡やバイオマスの添加がポリプロピレン担体に与える影響を,窒素化合物の除去を例に検討した研究を紹介する。
【目次】
1 はじめに
2 モデル脱窒菌を用いた発泡PP担体の評価
2.1 バイオフィルム形成
2.2 硝酸および亜硝酸の除去(脱窒)機能
3 活性汚泥由来のバイオフィルムを用いた発泡PP担体の評価
3.1 バイオフィルム形成
3.2 硝化槽活性汚泥由来のバイオフィルムの機能
3.3 2種類の活性汚泥由来バイオフィルムを用いた硝化及び脱窒反応の検討
4 2種類の活性汚泥由来バイオフィルムを用いた硝化及び脱窒反応の検討
4.1 バイオフィルム形成
4.2 硝酸除去(脱窒)機能
5 おわりに
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[Market Data]
水処理薬品工業の市場動向
上下水道処理をはじめ,製紙工程や工業用水などで利用される水処理薬品。いずれも原水の性質に応じて各種薬品が選択されているが,基本的な機能は,凝集・沈澱・ろ過の3つであり,さらに下水・排水処理では殺菌も行われる。国内の凝集剤市場の9割を占める硫酸アルミニウムとポリ塩化アルミニウムの2023年の需要は,硫酸アルミニウムが前年6%の減少,ポリ塩化アルミニウムは1%の減少だった。同じく無機系凝集剤であるポリ硫酸第二鉄は,その使いやすさから応用範囲を広げている。次亜塩素酸ソーダ生産量は同2%減となった。活性炭の生産量は同15%減となり,長期低落傾向が続く。高分子凝集剤の2023年の需要は前年と同水準だった。
【目次】
1 概要
2 硫酸アルミニウム(硫酸バンド)
3 ポリ塩化アルミニウム(PAC)
4 ポリ硫酸第二鉄(「ポリテツ」)
5 次亜塩素酸ソーダ
6 活性炭
7 高分子凝集剤
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自動車向けエンジニアリングプラスチックの材料特性と技術・市場動向
【目次】
1 PA6(ポリアミド6,6ナイロン,ナイロン6)
2 PA66(ポリアミド66,66ナイロン,ナイロン66)
3 PC(ポリカーボネート樹脂)
4 POM(ポリオキシメチレン樹脂,ポリアセタール樹脂)
5 m-PPE(変性ポリフェニレンエーテル)
6 PBT(ポリブチレンテレフタレート樹脂)
7 GF-PET(ガラス繊維強化ポリエチレンテレフタレート樹脂)
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[Material Profile]
コバルト
ポリビニルピロリドン -
月刊機能材料2024年12月号（電子版）
￥4,620
【特集】次世代通信システム関連材料と技術
★Beyond 5G/6Gの技術開発は,様々な産業・社会活動の基盤となることが期待されております。超高速・大容量の通信を実現する上での要求を満たすための材料や技術の開発が行われており,本特集では次世代通信の基盤となる研究動向について紹介いたします。
＜著者一覧＞
梶貴博 (国研)情報通信研究機構
桑野玄気 (国研)産業技術総合研究所
穂苅遼平 (国研)産業技術総合研究所
栗原一真 (国研)産業技術総合研究所
東島侑矢 (国研)産業技術総合研究所
木下基 (国研)産業技術総合研究所
中島拓 名古屋大学
中嶋誠 大阪大学
趙梓茜 大阪大学
Verdad C. Agulto 大阪大学
加藤康作 大阪大学
岩本敏志 日邦プレシジョン(株)
安井武史 徳島大学
時実悠 徳島大学
久世直也 徳島大学
棚橋満 富山県立大学
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【特集】次世代通信システム関連材料と技術
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電気光学ポリマー導波路とパッチアンテナアレイを用いたテラヘルツ光変調器の研究開発
Research and Development of Terahertz Optical Modulators Using Electro-Optic Polymer Waveguides and Patch Antenna Arrays
6G以降の無線通信システムの超高速大容量化に向けて,テラヘルツ波を用いた光ファイバー無線(Radio-over-Fiber(RoF))が注目されている。テラヘルツ波を用いたRoFにおけるテラヘルツ無線信号から光信号への直接変換を実現するためには,超高速なテラヘルツ光変調器の開発が必要である。本稿では,著者らの研究グループで提案している電気光学(EO)ポリマーの転写法と,転写法によって作製されたEOポリマー導波路と上下配置パッチアンテナアレイ用いたテラヘルツ光変調器について解説する。
【目次】
1 はじめに
2 電気光学(EO)ポリマー膜の転写法を用いたデバイス作製プロセス
3 上下配置パッチアンテナアレイを用いたアンテナ結合型EO ポリマー光変調器の開発
4 まとめと展望
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空間型テラヘルツパワーメーター用吸収体の開発
Development in Terahertz Absorbers for Absolute Power Meters in Free Space
電磁波の出力の絶対値を求めるパワーメーターの原理として,電磁波のエネルギーを吸収体で熱に変換し,吸収体の温度上昇を利用する手法が知られている。しかしながら,6Gの周波数帯では材料特性に起因して吸収率と熱応答性の両立が困難となり,高感度・高精度・数秒の応答時間を有するパワーメーターを実現できていない。そこで本研究では吸収率と熱応答性を両立した吸収体の開発に取り組んだ。本紙ではその詳細について記述する。
【目次】
1 研究背景
1.1 Beyond 5G/6Gと従来のテラヘルツパワーメーター
1.2 パワーメーターの応答時間の重要性
1.3 吸収率と熱応答性の両立を妨げる要因
2 吸収率と高速熱応答性を両立したテラヘルツ波吸収体の開発
2.1 吸収機構
2.2 熱伝達機構
2.2.1 金属薄膜による熱応答性の向上
2.2.2 準中空構造による熱応答性の向上
2.3 吸収体の作製方法
2.3.1 光造形3Dプリント技術を用いた樹脂中空構造体の製作
2.3.2 無電解めっき法を用いた金属薄膜の形成
2.4 作製サンプル及び評価方法
2.5 吸収特性および熱応答特性
2.5.1 Ni-Pめっき膜の導電損失による吸収率の向上
2.5.2 Ni-Pめっき膜厚が光学特性に与える影響
2.5.3 無電解めっき膜による熱応答特性の向上
2.6 構造最適化による熱応答性の向上
3 今後
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高周波電波の究極的低損失立体伝送路の実現
Development of Superconducting Waveguide for Ultra-Low-Loss Propagation in the Millimeter-Band
現在,多くのミリ波・サブミリ波帯受信機の伝送路には,高機能だが比較的複雑な導波管回路が使用されている。導波管材料に超伝導体を用いると,伝送損失を大幅に低減できる可能性があると考え,本研究では純ニオブ材を用いた100GHz 帯超伝導導波管を実際に製作して伝送特性を測定し,その有効性を確かめることに成功した。
【目次】
1 はじめに
2 超伝導導波管の研究状況
3 超伝導導波管の製作と評価方法
4 ミリ波(100 GHz 帯)の伝送特性
4.1 VNAを用いた常温での測定
4.2 超伝導ミクサを用いた極低温での測定
5 考察
6 まとめと今後～テラヘルツ波への応用にむけて～
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高精度テラヘルツ時間分解エリプソメトリによるワイドバンドギャップ半導体の伝導特性評価
High-Precision Terahertz Time Domain Ellipsometry for Evaluation of Conduction Properties in Wide Bandgap Semiconductors
高精度のテラヘルツ時間領域エリプソメトリの開発により,これまで産業的に扱うのが困難であったテラヘルツ分光による半導体のキャリア密度や移動度の電気的特性評価を可能にし,半自動的に計測できるシステム開発に成功した。Si等の従来の半導体のみならず,GaNやSiCをはじめとするワイドギャップ半導体の評価に有効である。
【目次】
1 はじめに
2 計測システムについて
3 解析方法
4 ワイドギャップ半導体GaNでの測定結果
5 まとめ
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マイクロ光コム駆動型テラヘルツ通信(Photonic 6G)
Microcomb-Driven Terahertz Communication (Photonic 6G)
本稿では,6G通信に向けたマイクロ光コムを利用したテラヘルツ(THz)波の生成と無線通信への応用について解説する。従来の電気的手法が持つ周波数や位相ノイズの問題を克服し,光学的手法による低位相ノイズのTHz 波生成と,テラヘルツ通信への応用が可能であることを示す。本技術は,次世代移動通信の基盤技術として期待される。
【目次】
1 はじめに
2 マイクロ光コムのフォトミキシングを用いたTHz波発生
3 マイクロ光コム駆動型THz通信(Photonic 6G)
4 まとめ
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[Material Report-R&Dー]
表面非改質親水性シリカナノフィラーの分散・凝集制御とポリマーとの複合化技術
Dispersion and Agglomeration Behavior Control of Hydrophilic Silica Nanofillers without Surface Modification for Fabricating Silica/Polymer Composites
一般的なポリマー系コンポジットの調製において採用される無機ナノフィラーの表面改質を施さずに,ぬれの悪い状態のままで親水性シリカナノ粒子の均一ナノ分散を可能とするポリマー系ナノコンポジットの調製技術を紹介した。さらに,この技術により調製したコンポジットの特性に及ぼす,表面非改質シリカナノフィラーの分散すなわち親水性表面を有するフィラーとポリマー母相間の界面の影響についても言及した。
【目次】
1 はじめに
2 (親水性シリカ)/ポリマー系ナノコンポジットの調製
2.1 ポリマー中への親水性シリカナノフィラーの分散戦略
2.2 ナノコンポジット調製法の概略
3 ナノシリカフィラー粉の一次粒子凝集状態に関する各種特性
4 ポリマーとのブレンドによるナノシリカフィラー粉の解凝集性
5 (親水性シリカ)/ポリマー系ナノコンポジットの特性
5.1 (親水性シリカ)/PP系ナノコンポジットの引張特性
5.2 (親水性シリカ)/エポキシ樹脂系ナノコンポジットの熱的特性
6 まとめ
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[Market Data]
界面活性剤工業の市場動向
2022年の界面活性剤工業は,2021年に比べ,国内生産も販売も減少した。近年では,2018年に120万トン台に乗せ,それ以外の年はずっと110万トン台であったが,2021年,2022年と連続して120万トン台を維持した。
【目次】
1 概要
2 各用途分野の動向
3 品目別需要動向
4 輸出入動向
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[Material Profile]
炭酸カルシウム -
月刊機能材料2024年11月号（電子版）
￥4,620
【特集】3Dプリンタ向け材料・技術の活用動向
★3Dプリンタは適用可能な材料が多種多様で,加えて複雑な形状も高精度かつ再現性よく作製できることから,様々な場面で利用されています。活用分野のひろがりに伴う材料や技術の研究開発も盛んに取り組まれており,注目を集めております。本特集では,3Dプリントに関わる材料・技術の研究および各分野への活用について紹介いたします。
＜著者一覧＞
竹澤晃弘 早稲田大学
鳴嶋弘明 (株)ニコン
小池綾 慶應義塾大学
三木崇之 DIC(株)
小川純 山形大学
武田亘平 愛知工業大学
石田哲也 東京大学
Ding Hanlin 筑波大学
辻村清也 筑波大学
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【特集】3Dプリンタ向け材料・技術の活用動向
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ラティス構造とレーザーパスの最適化による金属AMの残留変形低減
Reduction of Residual Deformation of Metal Additive Manufacturing by Lattice Structure and Laser Path Optimization
粉末床溶融方式の金属積層造形において,造形過程で発生する残留変形の低減は課題である。一つの解決法は,溶融池から発生する残留応力の非対称性を考慮してレーザーパスを工夫することである。また,別のアプローチとして対象物の内部にラティス構造を形成し,剛性に分布を持たせる方法がある。本記事ではこれらの同時最適化を行った研究を紹介する。
【目次】
1 はじめに
2 固有ひずみ法
3 最適化問題の設定
4 結果と考察
5 おわりに
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ニコン AMの取り組みとDED方式による補修ソリューションの提案
Nikon: AM Initiatives and DED Repair Solutions Proposal
ニコンでは,材料加工を推進していくにあたりデジタルマニュファクチャリング事業を立ち上げた。レーザーを用いた高精度除去加工機,金属3Dプリンターなどデジタルデータを活用した新たなモノづくりにマッチした加工機を販売している。今回は新たなモノづくりの取り組みの中で,金属3Dプリンターを用いた補修ソリューションについて紹介する。
【目次】
1 ニコンAMの取り組みと将来展望
2 Lasermeisterシリーズ 金属3Dプリンターの活用
2.1 ニコンが金属プリンターを手掛ける背景
2.2 エントリーモデル機から産業用向け機器への展開
3 新機種Lasermeister300A/SB100について
3.1 新機種の開発背景について
3.2 タービンブレードの上部摩耗を想定した補修プロセスの一例
3.3 金型補修を想定した事例
3.4 造形品の品質について
3.5 新たなものづくりへの提案
4 まとめ
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高重力場3Dプリンタの開発に向けた取り組みと展望
Challenges and Future Works for Development of High-gravitational 3D Printer
加工精度や加工効率を向上させるために,加工プロセスの安定化は生産工学における恒久的なテーマといえる。近年の宇宙工学では,無重力場で加工プロセスが不安定化することが課題となっているが,本研究は逆転の発想をもって,高重力場において3Dプリンタの飛躍的な安定化をもたらし,圧倒的な加工精度と加工効率を実現する高重力場3D造形を提案する。
【目次】
1 緒論
2 高重力場AMの原理
3 高重力場PBFの実験
4 高重力場AMの展望
5 結論
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樹脂設計による光造形用3Dプリンタ材料の機械物性向上検討
Mechanical Property Improvement of Stereolithography Material via Resin Design
光造形法による3Dプリンティング技術の適用範囲を広げるためには,現行材料における問題点である,「耐熱性と耐衝撃性のトレードオフ」を解消する必要がある。本報では,DICが有する樹脂合成技術,特にウレタンアクリレートの合成技術を応用し,このトレードオフを解消するために実施した検討内容について報告する。
【目次】
1 はじめに
2 光造形法
3 ウレタンアクリレートの合成
4 サンプル作製
5 耐熱性向上検討(耐熱性材料開発)
6 耐熱性と耐衝撃性の両立(タフ材料開発)
7 工業用材料 ラインナップ
8 まとめと今後の展望
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やわらかモノづくりにおける3Dプリンティング技術
3D Printing for Soft Fabrication
昨今 3Dプリンター技術の進展により,モノづくりの現場において3Dプリンターの活用事例が増えている。従来では 3D加工が難しいソフトマター材料においても,3Dプリンターで容易に立体化できるようになり,材料の物性と構造化による新たな機能性の追求がなされている。本稿は筆者のこれまでのソフトマターの 3Dプリンティングを中心とした研究開発事例を紹介する。
【目次】
1 緒言
2 やわらかアニマロイドによる新しいコミュニケーション媒体の形
3 3Dプリンター技術を駆使した新たなマッシュルーム生産技術
4 口腔構造のやわらかモノづくりから作り出す高精度な食感識別AI
5 緒言
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FDM3Dプリンタを利用した形状記憶ポリマー素子の開発
Development of Shape Memory Polymer Elements by FDM 3D Printing
大きな変形も加熱により回復することが可能な形状記憶ポリマー(SMP)と任意形状を簡単に造形可能な熱溶融積層造形(FDM)3Dプリンタを組み合せることで,SMPの分子配向を用いたアクチュエータが作製可能であり,本研究では,FDM3Dプリンタを用いて加熱により動作するSMPアクチュエータを作製し,その変形特性について明らかにする。
【目次】
1 緒言
2 供試材とFDM3Dプリンタ
3 造形方向と変形特性
4 造形速度と曲がり変形挙動
5 往復挙動を示す曲がりアクチュエータ
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建設分野における3Dプリンティング技術の開発動向
Development Trends of 3D Printing Technology in the Construction Field
本稿では,建設分野における3Dコンクリートプリンティング(3DCP)技術の最新動向を紹介する。国内外の研究や学会の活動並びに実用化の事例を紹介し,3DCPの利点と課題を述べる。型枠不要による省力化や構造物の性能向上などの可能性を探るとともに,今後の土木構造物への適用に向けた方向性について述べる。
【目次】
1 建設3Dプリンティング技術を取り巻く学会の動き
2 建設用途で使用される3Dプリンティング技術
3 3DCPの特徴を活かした新しい技術開発の例
4 まとめ
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[Material Report-R&Dー]
次世代ウェアラブル発汗モニタリングデバイスの開発
-超親水性スポンジで安静時の発汗も逃さない
Nature-Inspired Superhydrophilic Biosponge as Structural Beneficial Platform for Sweating Analysis Patch
活動時の汗だけでなく,従来の技術では計測が困難だった安静時の発汗(不感蒸泄)を連続的にモニタリングするウェアラブルデバイスを開発した。独自に開発した超親水性スポンジを用い不感蒸泄を速やかかつ確実に捕捉することが可能になった。ヒトに装着し,長時間にわたる発汗量と発汗速度,汗の各種イオンや代謝物を計測した。
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[Market Data]
半導体関連装置の用途別動向
【目次】
1 露光装置
2 エッチング装置
3 CMP装置
4 モールディング装置
5 フリップチップボンダー
6 半導体試験装置
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[Material Profile]
N,N-ジエチルアニリン
フマル酸 -
月刊機能材料2024年10月号（電子版）
￥4,620
【特集】材料分野における超臨界流体の活用
★超臨界流体は化合物の合成や抽出で溶媒として用いられるほか,物質の加工・改質などにも活用されております。本特集では,材料分野での活用に向けた取り組みを中心に紹介いたします。
＜著者一覧＞
松山清 福岡工業大学
庄司綾乃 福岡工業大学
永露将 福岡工業大学
松岡拓海 福岡工業大学
三浦大輝 福岡工業大学
宇敷育男 広島大学
織田耕彦 東京科学大学
廣垣和正 福井大学
松見紀佳 北陸先端科学技術大学院大学
長坂将成 分子科学研究所
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【特集】材料分野における超臨界流体の活用
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超臨界流体を用いた金属有機構造体MOFの高機能化
Imparting Functionality to Metal-Organic Framework (MOF) by Supercritical Fluid Processing
有機分子を構造単位に用いた金属有機構造体(MOF)や多孔性配位高分子(PCP)等の多孔性結晶は,規則正しいナノサイズの細孔構造を有し,既存の多孔質材料を凌駕する新規な工業材料として注目されている。本稿では,二酸化炭素等の超臨界流体を用いたMOF等の多孔質材料の高機能化について概説する。
【目次】
1 超臨界流体と機能性ナノ材料
2 MOFの活性化(高比表面積化)と高分子膜との複合化
3 MOFの金属ナノ粒子担持触媒の担体としての利用
4 おわりに
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超臨界CO2雰囲気下における多孔質材料への溶質吸着平衡
Adsorption Equilibria of Solutes on Porous Materials in the Presence of Supercritical CO2
本稿では,超臨界CO2雰囲気下における多孔質材料への溶質吸着平衡に関して,高比表面積かつ均一細孔径を有する金属有機構造体MOFをモデル吸着剤,揮発性有機化合物VOCをモデル溶質として吸着平衡を測定し,熱力学的吸着等温式による相関解析を行った。その結果,超臨界CO2中におけるMOFへのVOCの吸着現象を定量的に解釈可能であり,超臨界CO2含浸プロセスの効率的設計に向けた有用な知見を得ることができた。
【目次】
1 はじめに
2 実験方法
3 モデル
4 実験結果
5 おわりに
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表面修飾ナノ粒子のCO2洗浄乾燥プロセス
CO2 washing and Drying Process of Surface Modified Nanoparticles
無機コア表面に有機分子が結合した表面修飾ナノ粒子は,溶媒・樹脂との完全混和を可能とするため,各分野での応用利用が進められている。一方で,ナノ粒子の精製段階では,古典的な洗浄乾燥操作が用いられており,長時間プロセス・粒子凝集といった課題を招いている。本稿では,これらの課題解決を念頭に,著者らが開発した超臨界CO2洗浄乾燥プロセスを解説する。
【目次】
1 はじめに
2 CO2ナノ洗浄プロセスの開発
3 CO2ナノ乾燥プロセスの開発
4 まとめと今後の展望
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超臨界流体染色の特徴と展望
Future and Development of Supercritical Fluid Dyeing
染色は水を媒体に繊維へ染料を吸尽させる。地球人口の増大に伴う,将来的な水不足の問題がとりざたされるなか,染色産業が消費する多量の水資源および,大量に排出する廃液の削減が大きな課題となっている。その解決策として,染色媒体である水を超臨界二酸化炭素に置き換えた超臨界流体染色の開発が進んでいる。その特徴と今後の展望を解説する。
【目次】
1 はじめに
2 超臨界流体染色の歴史
3 超臨界流体染色の特徴
3.1 ポリエステル繊維の超臨界流体染色の特徴と課題
3.2 その他の繊維の超臨界流体染色
4 今後の展望
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金属イオン二次電池の高性能化のためのポリフマル酸バインダー
Polyfumaric Acid Binders for High Performing Metal-Ion Secondary Batteries
ポリフマル酸は高密度にカルボン酸基を有するバイオベースポリマーである。本ポリマーをリチウムイオン二次電池におけるグラファイト負極バインダー,及びナトリウムイオン二次電池におけるハードカーボン負極バインダーとして適用したところ,優れた集電体への接着性,負極内界面抵抗の低減,金属イオンの拡散促進につながった。
【目次】
1 研究背景
2 ポリフマル酸のナトリウムイオン二次電池負極バインダーとしての応用
3 ポリフマル酸のリチウムイオン二次電池負極バインダーとしての応用
4 終わりに
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[Material Report-R&Dー]
軟X線吸収分光法による高分子溶液の共貧性溶媒効果の解明
Cononsolvency Mechanism of Polymer Solution Revealed by Soft X-ray Absorption Spectroscopy
水やメタノールなどの純溶媒に可溶な高分子が,その混合溶媒では不溶となる,共貧性溶媒効果という現象がある。本研究では,軟X線吸収分光計測と計算機シミュレーションにより,水とメタノールの水素結合を含む高分子のカルボニル基周りの分子間相互作用を調べることで,共貧性溶媒効果のメカニズムを議論した。
【目次】
1 はじめに
2 軟X線吸収分光計測システム
3 高分子溶液の軟X線吸収分光計測
4 計算機シミュレーション
5 共貧性溶媒効果の原理の考察
6 おわりに
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[Market Data]
合成染料工業の市場動向
合成染料の2022年の国内生産量は1万3,998トンで,前年比93.4%と減少し,輸出量も6,856トンで前年比82.4%と減少した。国内出荷量を除き,国内向け販売量,国内投入量も軒並み減少となった。メーカーの海外生産へのシフトや長引く需要低迷を背景に,合成染料の国内生産は減少傾向にあり,2022年は低い水準で推移している。高級衣料分野を中心に付加価値の高い染料が求められていることを背景に,先端分野の機能性色素で新たな市場の開拓が期待される。
【目次】
1 生産概要
2 輸出入の概要
3 メーカー動向
4 開発動向
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ハロゲン系/リン系難燃剤メーカーの動向
【目次】
1 ハロゲン系難燃剤メーカー
2 リン系難燃剤メーカー
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[Material Profile]
イソドデカン
水酸化バリウム八水和物 -
月刊機能材料2024年9月号（電子版）
￥4,620
【特集】高分子微粒子の開発と活用
★微粒子材料は,顔料や接着剤,電子部品など幅広い分野で活用されております。高分子微粒子も,高分子の構造や微粒子の作製手法によって刺激応答性をはじめとする様々な機能を発現させることが可能です。本特集では,高分子微粒子の作製や物性,活用に向けた研究について紹介いたします。
＜著者一覧＞
伊藤大道 愛媛大学
森秀晴 山形大学
原口直樹 豊橋技術科学大学
緒方真希 立命館大学
松本浩輔 立命館大学
堤治 立命館大学
村上義彦 東京農工大学
桑田直明 (国研)物質・材料研究機構
長谷川源 (国研)物質・材料研究機構
小野篤史 静岡大学
水野文菜 静岡大学
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【特集】高分子微粒子の開発と活用
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光応答性架橋アゾベンゼン高分子微粒子の開発
Development of Photoresponsive Crosslinked Azobenzene Polymer Particles
光応答性のアゾベンゼンをもつモノマーを分散重合に適用することで,光の照射で形状を変化させる高分子微粒子を得た。この形状変化は微粒子内部でのアゾベンゼン部位の光異性化に伴う階層的な高分子構造の転移が引き起こしていた。さらに,架橋構造の導入で微粒子の光応答が可逆になり,再利用が可能な光応答性微粒子乳化剤となった。
【目次】
1 はじめに
2 異方的な形状をもつアゾベンゼン高分子微粒子の合成と光駆動変形
3 架橋アゾベンゼン高分子微粒子の合成と光機能
4 まとめ
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トレオニンを含有した多重刺激応答性ナノ粒子の開発
Development of Threonine-Containing Multi-Stimuli-Responsive Nanoparticles
アミノ酸の一つであるトレオニンを側鎖に有するポリアクリルアミドはカルボキシ基の解離状態変化や水酸基,アミド基の水素結合に由来する多重刺激(pH,塩,尿素)応答性を示す。また,カルボン酸部位のメチルエステル化により温度応答性を付与できる。本稿では,トレオニン残基をシェル部に持つコア架橋型発光性ナノ粒子とトレオニン/ビニルアミン含有共重合体から成るクラスター化トリガー発光を示すナノ粒子に関する筆者らの研究成果を紹介する。
【目次】
1 はじめに
2 トレオニンをシェル部に持つコア架橋型ナノ粒子の開発
3 トレオニン/ビニルアミン含有共重合体から成るクラスター化トリガー発光を示すナノ粒子の開発
4 おわりに
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官能基化コア-コロナ型高分子微粒子の創製と触媒機能
Synthesis and Catalytic Function of Functionalized Core-Corona Polymer Microspheres
スルホン酸エステルを有するモノマーに用いた沈殿重合,表面開始原子移動ラジカル重合およびスルホン酸の再生反応により,スルホン酸を有するコア-コロナ型高分子微粒子の精密合成に成功した。イオン結合型コア-コロナ型高分子微粒子固定化キラル触媒は不斉反応における不均一系キラル触媒として,高い触媒性能を示した。
【目次】
1 はじめに
2 スルホン酸を有するコア-コロナ高分子微粒子(CC)の合成
3 イオン結合型コア-コロナ高分子微粒子固定化キラル有機分子触媒(ICCC)の合成
4 ICCCを用いた不斉Diels-Alder反応
5 まとめ
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キラルネマチック液晶高分子微粒子の光学機能
Optical Properties of Chiral-Nematic Liquid Crystal Polymer Particle
液晶分子がらせん状に配向したキラルネマチック液晶は,らせんピッチに対応した波長の光を選択的に反射する特性をもつ。ここでは,われわれが開発した単分散キラルネマチック液晶高分子微粒子について概説する。微粒子内部のらせん軸配向に起因する特異的な光学機能を検証した。
【目次】
1 はじめに
2 N*LC
2.1 N*LCの構造
2.2 選択反射特性
2.3 らせん軸が三次元配向したN*LC液滴・微粒子
3 N*LC高分子微粒子の調製と光学機能特性
3.1 微粒子調製と分子配向評価
3.2 反射スペクトル測定
3.3 入射角依存性
3.4 微粒子間反射
3.5 混色によるマルチバンド化
4 おわりに
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多糖のゾル-ゲル転移を利用した温度応答性粒子の開発
Development of Temperature-Responsive Particles Using Sol-Gel Transition of Polysaccharides
固有の温度においてゾルからゲルに状態が変化する性質(ゾル-ゲル転移)を有する多糖を利用することによって,温度に応答して内包物を放出する粒子を作製することができる。本稿では,薬物(あるいは,薬物の入れ物である薬物キャリア)を吸入して肺へ送達する手法(経肺投与)への応用を目指した温度応答性粒子の開発について概説する。
【目次】
1 経肺投与
2 刺激応答性粒子
3 カラギーナン
4 ゾル-ゲル転移を利用したκ-カラギーナン粒子の作製
5 カラギーナン粒子の温度応答挙動
6 カラギーナン粒子の肺送達能
7 おわりに
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[Material Report-R&D-]
全固体電池材料における粒界拡散を定量化する新しい手法
New Technique for Quantifying Grain Boundary Diffusion in All Solid-State Battery Materials
次世代蓄電システムとして期待されている全固体電池ではリチウムイオンの粒界拡散が課題となっている。粒界拡散の向上のためには原理解明に資する正確な定量評価が必要である。本稿では二次イオン質量分析法(SIMS)に基づく拡散測定法を紹介する。試料を冷却しながら観測するクライオSIMSを用いることで高分解能なイメージングを実現し,粒構造に基づく粒界拡散係数の評価が可能となった。
【目次】
1 はじめに
2 SIMSを用いた同位体拡散測定
3 LLTO固体電解質における同位体分布のイメージング
4 長距離拡散の計測と粒界・バルク拡散との比較
5 まとめ
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金ナノ粒子でできた高色彩性カラーフィルム
Highly Chromatic Film Made of Gold Nanoparticles
金属コロイドは局在型表面プラズモン共鳴により固有の色を呈し,半永久的に褪色しない着色剤としてステンドグラス等に古くから利用されている。金コロイドはマゼンタ色を呈することがよく知られているが,金ナノ粒子の粒径や形状を変えるとシアン色,青色,緑色を示すようになる。本研究ではこれら金ナノ粒子のフィルム化に成功した。
【目次】
1 はじめに
2 局在型表面プラズモン共鳴
3 金ナノ粒子単層集積膜の表面プラズモン共鳴特性
4 プラズモニックカラーフィルムの開発
5 結論
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[Market Data]
有機顔料工業の市場動向
2022年の有機顔料の生産量は前年比93.1%の1万1,297トンとなった。有機顔料の主要需要分野である印刷インキや塗料への需要はここ数年低迷しており,2021年には回復傾向がみえたが,フタロシアニン系顔料,アゾ顔料ともに再び生産量は減少した。また,原材料となる基礎有機化学品の価格が上昇していることに加え,有機顔料の生産大国である中国とインドにおいて,排水処理等の環境対策の強化が進み,製造コストの上昇が続いている。原料価格の上昇は今後も続く可能性があり,各メーカーともに原料の安定供給が求められる。今後は新興国への販売拡張に向けた生産拠点の整備と顧客のニーズへの対応が求められるだろう。
【目次】
1 生産概要
2 需要先概要
3 輸出入の概要
4 メーカー動向
5 製品開発動向
6 環境問題への対応
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印刷インキ工業の市場動向
2022年の印刷インキ生産量は前年比98.4%の約27万5,777トン,出荷量は前年比99.0%の31万8,099トン,出荷額は前年比101.0%の2,663億9,300万円と微増した。新型コロナウイルスの影響による経済活動の停滞を受け,各種インキの需要は低迷したが,包装業界の成長が市場を牽引している。
【目次】
1 需要動向
2 製品別動向
3 輸出入動向
4 メーカー動向
5 環境対応製品開発動向
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[Material Profile]
ジクミルパーオキサイド
ジフェニルアミン -
月刊機能材料2024年8月号（電子版）
￥4,620
【創刊43周年記念特集】エラストマーの研究開発動向
★エラストマーは原料の選択・配合や混練技術によって特性の付与が可能で,耐熱性をはじめとする物性の向上や,活用のための研究例が報告されております。本特集では,エラストマーの材料開発や活用に向けた取り組みについて紹介いたします。
＜著者一覧＞
北嶋裕一 三菱ケミカル(株)
木下佑真 三菱ケミカル(株)
村井威俊 住友ベークライト(株)
鈴木裕司 住友ベークライト(株)
小林潤矢 新潟大学
浦野凜大 新潟大学
三俣哲 新潟大学
三田博亮 東京工業大学
藤枝俊宣 東京工業大学
千葉正毅 千葉科学研究所
和氣美紀夫 (有)Wits
大背戸豊 奈良女子大学
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【創刊43周年記念特集】エラストマーの研究開発動向
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バイオマス原料・リサイクル原料含有熱可塑性エラストマーの開発について
Development of Thermoplastic Elastomers Containing Biomass and Recycled Materials
近年,世界的なSDGsの取り組みや各国の環境規制強化を受けて,三菱ケミカル㈱ではサステナブルな製品開発を積極的に取り進めている。本稿では,当社の保有する高機能コンパウンド材料の中から,熱可塑性エラストマー材料テファブロックTM・トレックスプレーンTMのリサイクルおよびバイオマスグレードについて紹介する。
【目次】
1 はじめに
2 プラスチックリサイクルの動向
3 リサイクル原料を用いた熱可塑性エラストマーの開発
4 良触感・良耐摩耗性テファブロックTM QEシリーズへのリサイクル原料の適用
5 バイオマス原料を用いた熱可塑性エラストマーの開発
6 天然物由来原料を用いた熱可塑性エラストマーの開発
7 終わりに
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非可食バイオマスを用いた熱安定バイオゴムの開発
Development of Heat stable Rubber Derived from Non-Edible Biomass
非可食バイオマスをベースとして,ほぼ100%バイオマス由来の液状バイオゴムを開発した。開発した液状バイオゴムは2種類あり,常温では無溶剤で液状であり,加熱して硬化すると柔らかいゴムと硬いゴムになる。いずれも耐熱性(耐熱重量減少性)が高く,特に含浸体では低温から高温まで熱安定な粘弾性を示した。
【目次】
1 はじめに
2 非可食バイオマス由来の熱安定バイオゴムについて
3 熱安定ゴムの硬化特性と硬化物特性
4 熱安定バイオゴムの溶剤希釈性
5 熱安定バイオゴム希釈液の複合体への適用
6 おわりに
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空隙を有する磁場応答性エラストマーの可変弾性挙動
Variable Elasticity for Magnetic-Responsive Elastomers Containing Voids
磁性粒子を高充填した磁性エラストマーは,空隙がない状態では磁場を印加しても弾性率は変化しない。しかし,空隙を造ると空隙率に比例して弾性率変化量が大きくなる。空隙によって磁性粒子の移動が可能になることに起因する。空隙を有する磁性エラストマーでは,磁場なしの高い弾性率を維持したまま,大きな弾性率変化を実現できる。
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エラストマー薄膜と骨格筋細胞からなるバイオアクチュエータの開発
Development of Bioactuator with Elastomer Thin Film and Skeletal Muscle Cells
筋細胞を駆動力とするバイオアクチュエータは,生体動作を模倣したソフトロボットや,薬剤試験のための臓器チップへの応用が期待されている。本稿では,UVレーザーにて成形した微細溝を有するエラストマー製薄膜の作製と,微細溝薄膜を培養基材として利用した筋細胞からなる薄膜状バイオアクチュエータの開発について紹介する。
【目次】
1 はじめに
2 自立可能な高分子薄膜の作製技術と特徴
3 高分子薄膜上の微細パターンの成形手法とそれを用いた骨格筋細胞の配列手法
4 薄膜状バイオアクチュエータの収縮動作制御
5 おわりに
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誘電エラストマセンサと触覚デバイス
Dielectric Elastomer Sensors and Haptic Devices
変形や圧力等の特性を測定するために使用される従来のセンサでは,多くの場合,金属,セラミック,ピエゾ,ポリマー等の材料が使用される。しかし,これらの材料は硬いものが多く,対象物にかかる圧力や伸びが変化すると,単一のセンサで計測することが困難になる場合がある。誘電エラストマ薄膜圧力センサ(膜厚0.2 mm)は,1 gfから20 kgf,または4 kgfから120 kgfまでの圧力を正確に測定可能である。また誘電エラストマストレッチセンサは,400%伸長時でもセンサとして動作することが可能になった。
【目次】
1 はじめに
2 誘電エラストマの概要
3 高性能な小型薄膜圧力DESの製作
4 高性能ストレッチDESの製作
5 人の指の動きをロボットの指の動きにシンクロさせるデバイス
6 纏め
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[Material Report-R&Dー]
アルキル-D-グルカミドを基盤とする低分子ゲル化剤の創製
Creation of Low-Molecular-Weight Gelator Based on Alkyl-D-Glucamide
低分子化合物でありながら溶媒とともにゲル状物質を形成できる低分子ゲル化剤は,機能性ソフトマテリアルとしての基礎と応用に興味が持たれている。本解説では,単純な分子構造の低分子ゲル化剤として知られるアルキル-D-グルカミドを化学修飾した化合物群から得られたゲルの物性,特に力学物性について検討した結果を紹介する。
【目次】
1 はじめに
2 N-アルキルアミド-D-グルカミン系低分子ゲル化剤
3 オレオイルアミド-D-グルカミン系低分子ゲル化剤
4 メチルキャップしたステアロイルアミド-グリシン-D-グルカミン系低分子ゲル化剤
5 まとめ
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[Market Data]
石けん・洗剤工業の市場動向
石けん・洗剤市場は成熟市場といわれて久しいが,2022年は前年比で生産量102%,販売量101%,販売金額100%と前年水準にある。2022年はコロナ禍後も手洗い習慣が根付いたとみられ,手洗い用洗剤の需要が好調である。台所用洗剤においては汚れ落ちの早い新商品が発売され好調に推移している。停滞する石けん・洗剤市場においては,より消費者ニーズを喚起する商品展開が模索されており,除菌剤や柔軟剤いるなどの機能性洗剤や,すすぎ時間の短縮を狙う洗剤などが上市されている。今後も上記分野は活発化していくものと推測される。
【目次】
1 業界概要
2 需給動向
3 輸出入動向
4 環境問題への対応
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石油製品添加剤工業の市場動向
石油製品添加剤の需要は,その用途先となる燃料油や潤滑油などの需要に大きく左右される。2008年秋からの世界同時不況の影響で自動車,機械,電気機器などが大幅減産となり,その影響で石油製品,石油製品添加剤需要も落ち込みが続いた。2010年に回復の兆しが見られたものの,東日本大震災や景気低迷,エネルギー政策の迷走等により,先行きは不透明なものとなり,その後も需要は長く横ばいもしくは微増状態が続いている。
【目次】
1 概要
2 需給動向
2.1 燃料油添加剤
2.2 潤滑油添加剤
3 添加剤メーカーの動向
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[Material Profile]
過硫酸アンモニウム
水素化ビスフェノールA
ビスフェノールA -
月刊機能材料2024年7月号（電子版）
￥4,620
【特集】カーボンナノチューブの研究開発動向
★カーボンナノチューブは導電性や熱伝導性をはじめ,多彩な性質をもつことからエレクトロニクス,エネルギー,マテリアルといった様々な分野への応用が期待されています。本特集では,近年のカーボンナノチューブの研究開発動向について紹介しております。
＜著者一覧＞
杉目恒志 近畿大学
前田優 東京学芸大学
高尻雅之 東海大学
髙口豊 富山大学
行本万里子 富山大学
西野雄大 大阪ガスケミカル(株)
岩見健太郎 東京農工大学
山口眞和 東京農工大学
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【特集】カーボンナノチューブの研究開発動向
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長尺カーボンナノチューブフォレストの成長
Growth of Ultra Long Carbon Nanotube Forest
カーボンナノチューブ(Carbon nanotube, CNT)はその優れた特性から様々な分野での応用が期待されている。一方で,性能を引き出す構造制御や大量生産などに課題があり実用化されている例は少ない。本研究で着目している,センチメートルスケールの垂直配向CNTフォレストの成長は,長さや数密度制御などの観点から重要な技術である。成長の自発的停止の制御による新たな成長方法の開発と長尺CNTフォレスト成長技術について解説する。
【目次】
1 はじめに
2 CNTフォレストの自発的な成長停止とガドリニウム添加触媒の開発
3 センチメートルスケールの長尺CNTフォレスト成長
4 結言
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化学修飾によるカーボンナノチューブ近赤外蛍光材料の創製
Creation of Near infrared Photoluminescent Materials Based on Carbon Nanotubes by Chemical Functionalization
ナノ炭素物質であるカーボンナノチューブ(SWCNT)は,一次元に拡張したπ電子共役系に起因する近赤外発光を示す。近年,側面π電子共役系に化学修飾を行うと局所的にバンド構造が減少し,効率が化学修飾率に依存する近赤外発光が長波長域に発現することが明らかにされた。本稿では,筆者らが開発したSWCNTの近赤外発光の波長と効率を化学修飾によって制御する方法について紹介する。
【目次】
1 はじめに
2 化学修飾したSWCNTの主要な分析方法
3 化学修飾によるSWCNTの発光スペクトル制御
4 おわりに
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新しい発電機構を持つPN接合型カーボンナノチューブ熱電発電デバイス
PN Junction Carbon Nanotube Thermoelectric Generation Device with Novel Power Generation Mechanism
熱電発電技術は熱を電気に直接変換できる環境発電技術の1つである。従来の熱電発電デバイスでは熱電変換材料に重金属を使用することが多く,環境への負荷が大きい。そこで最近注目されているのがカーボンナノチューブ(carbon nanotube : CNT)を使った熱電発電デバイスである。本稿では,新しい発電機構を持つCNT熱電発電デバイスについて解説する。
【目次】
1 はじめに
2 熱電発電技術の現状と課題
3 熱電変換材料の現状と課題
4 N型単層CNT膜の長期安定化
5 PN接合型単層CNT熱電発電デバイス
5.1 デバイスの作製プロセス
5.2 デバイスの性能評価
5.3 デバイスの出力電圧の発生メカニズム
6 おわりに
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カーボンナノチューブ光触媒を用いた人工光合成
Catalyzing Artificial Photosynthesis with Carbon Nanotubes
半導体性カーボンナノチューブ(CNT)光触媒は,一般的な光触媒が活性を示さない近赤外光照射下で高い水分解水素生成活性を示し,植物の光合成を超える人工光合成系の構築に利用できる。高活性化の鍵は,ヘテロ接合界面の構造を制御し,電子抽出効率を上げるとともに活性波長の広帯域化を可能とすることである。
【目次】
1 はじめに
2 カーボンナノチューブ(CNT)光触媒
3 CNT光触媒を用いる水の完全分解
4 CNT光触媒の活性向上にむけた取り組み
4.1 CNTのカイラリティーの組み合わせの最適化
4.2 有機色素の利用
4.3 ホットエレクトロンの活用
5 おわりに
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大阪ガスケミカルのカーボンナノチューブ造粒品およびコンパウンド
Osaka Gas Chemical’s Carbon Nanotube Granules and Compounds
カーボンナノチューブの課題である飛散性と分散性を解決のため開発した,従来の粉末品と比べ微粉化しにくく取り扱いに優れたカーボンナノチューブ造粒品,および機械特性や各機能性を安定的に発現できるカーボンナノチューブコンパウンドについて,カーボンナノチューブの性質や分散等のメカニズムを交えて紹介する。
【目次】
1 はじめに
2 カーボンナノチューブの課題
3 カーボンナノチューブ造粒品
4 カーボンナノチューブコンパウンド
5 さいごに
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[Material Report R&D]
メタサーフェスホログラフィによるフルカラー動画投影
Full color Movie Projection Based on Metasurface Holography
光波長以下の微細構造の配列からなるメタサーフェスを用いたホログラフィでは,広い視域角が実現できるが,製作時に光学特性が固定されるため,動画を投影できない問題があった。本研究では,超高速電子線描画装置を用いて3波長×30コマのメタサーフェスを作成し,順次照明することで,再生速度 55.9 Frames per secondの投影に成功した。
【目次】
1 はじめに
2 メタサーフェスホログラフィの原理と設計
2.1 メタサーフェスとは
2.2 CGHとメタサーフェスホログラフィ
2.3 メタ原子の設計
3 製作と評価
3.1 製作プロセスと結果
3.2 ホログラフィ投影試験
3.3 投影像の評価
4 おわりに
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[Market Data]
触媒工業の市場動向
2022年度の国内の触媒工業市場は,新型コロナウイルス感染症の世界的流行の影響を受けた2020年度から回復基調が続いているが,工業用の生産量は前年比97.5%と減少したのに対して環境保全用は同109.5%と増加した。触媒全体の生産量は前年とほぼ変わらず9万7,620トン,出荷量は同4.5%増の9万7,632トンであった。出荷金額は同15.6%増の8,869億4,300万円に増加した。工業用触媒の最大用途である石油精製用触媒の生産量は前年比6.2%減の3万9,512トンに減少した。低燃費車や電気自動車の普及,自動運転技術の開発などにより,国内需要は今後,減少傾向が続くと予想されるが,中国やインドをはじめアジア圏の新興国における石化産業の発展と,自動車保有台数の増加は今後も続き,グローバル需要は堅調に推移すると予想される。それに伴い,環境保全用触媒の主力である自動車排気ガス浄化用触媒は,排ガス規制の世界的な厳格化の影響を受けて需要の増加が見込まれるが,国内では自動車生産台数が減少しているため触媒の生産量・出荷量ともに減少傾向にある。
【目次】
1 業界概要
2 市場動向
2.1 石油精製用
2.2 石油化学製品製造用
2.3 高分子重合用
2.4 油脂加工・医薬・食品製造用
2.5 自動車排気ガス浄化用
2.6 その他の環境保全用
3 輸出入動向
4 需要
5 企業・技術動向
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積層セラミックコンデンサの概要と部材の動向
【目次】
1 積層セラミックコンデンサ(MLCC)とは
2 MLCCの歴史
2.1 セラミックスとファインセラミックス
2.2 セラミックコンデンサの発明
2.3 飛躍的に発展させたチタン酸バリウム
3 MLCCの大容量化と用途拡大
4 小型化や高密度実装化に貢献するチップ型
5 サイズ別市場推移
6 MLCC部材の動向
6.1 酸化チタン(TiO2)の市場動向
6.2 炭酸バリウム(BaCO3)の市場動向
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[Material Profile]
アセチレンブラック
エピクロロヒドリン
ポリプロピレン -
月刊機能材料2024年6月号（電子版）
￥4,620
【特集】イオン液体の開発と活用動向
★イオン液体は,カチオンとアニオンの組み合わせを変えることで物性を変えることができます。優れた性質を発現するものの探索や開発によって,電気化学分野をはじめとする様々な領域での活用が期待されます。本特集では,イオン液体の開発や活用に向けた研究動向を紹介しております。
＜著者一覧＞
大平慎一 熊本大学
守谷誠 静岡大学
芹澤信幸 慶應義塾大学
片山靖 慶應義塾大学
渡邉貴一 岡山大学
水谷友南 岡山大学
小野努 岡山大学
佐川拓矢 東京理科大学
橋詰峰雄 東京理科大学
懸橋理枝 (地独)大阪産業技術研究所
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【特集】イオン液体の開発と活用動向
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高純度・多種多様なイオン液体のワンショット合成法
One-shot Synthesis Method of Highly Pure and Various Ionic Liquids
陽イオンと陰イオンの組み合わせにより多様な物性が得られるイオン液体は,水,有機溶媒につぐ第3の溶媒として,また,高い電気伝導性や低い蒸気圧から触媒や分離の場としても活用されている。多様なイオン液体をユニバーサルに合成可能な溶存イオンハンドリング技術によるワンショット合成法を構築したので報告する。
【目次】
1 はじめに
2 イオン液体の合成
3 電気透析による溶存イオンのハンドリング
4 電気透析による高純度イオン液体の合成
5 まとめと今後の展望
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イオン液体を用いた Mgイオン伝導性分子結晶電解質の作製
Synthesis of Mg-ion Conductive Molecular Crystalline Electrolytes Using Ionic Liquids
本研究では,高い安全性を持つイオン液体を用いた分子結晶電解質の開発を検討した。アンモニウムイオンとTFSAアニオンからなるイオン液体類縁体とMg(TFSA)2の反応により,80℃で10-4 S cm-1というイオン伝導性と,0.46というMgイオン輸率を示す新規電解質材料を得た。この結果は,従来のセラミック電解質に比べて,分子結晶電解質が温和な条件で高いMgイオン伝導性を示すことを意味するものであり,全固体Mg電池向け固体電解質の開発において分子結晶が有望な候補となることを示している。
【目次】
1 はじめに
2 結果と考察
3 まとめ
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イオン液体中におけるレドックス反応と電池への応用
he Redox Reactions of Soluble Species in Ionic Liquids and Their Application to the Redox Flow Batteries
イオン液体は種々の電気化学反応の電解液として検討されてきた。水溶液に比べて一般に電気化学的安定性が高い非プロトン性イオン液体中では,水溶液中で不安定な化学種の電極反応が実現できる。本稿では酸化体,還元体ともにイオン液体中に溶存するレドックス対の電極反応について解説する。また,レドックスフロー電池への応用展開について述べる。
【目次】
1 イオン液体中におけるレドックス反応
2 レドックス反応の速度
3 レドックスフロー電池への展開
4 おわりに
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高強度イオンゲルの開発と展望
Development of Tough Poly(ionic liquid)-based Ion Gels and Their Perspective
イオンゲルは,高イオン伝導性と二酸化炭素吸収能から固体電解質や二酸化炭素分離膜への応用が期待される材料である。しかし,その機械的強度の低さが実用化の妨げとなっている。本稿では,イオンゲルにナノ粒子を添加することで機械的強度を向上させる技術とイオンゲルの今後の展望について紹介する。
【目次】
1 はじめに
2 イオンゲルの高強度化に関する取り組み
3 シリカ/PIL複合DNイオンゲルの特徴と高強度化の指針
4 添加するナノ粒子形状がPILイオンゲルの力学特性に与える影響
5 高強度イオンゲルの展望
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[Material Report-R&Dー]
多糖複合フィルム中における分子の振る舞いとその制御に向けての検討
Behaviors of Molecules in Polysaccharide Composite Films and Investigation of Their Control
多糖は生体適合性をもつ構造材料の素材として期待される。我々は相反する電荷をもつ多糖同士からなるポリイオンコンプレックスをフィルムへと成形し,その機能評価を進めてきた。本稿では,取り込み・放出や透過など外部分子とフィルムとの相互作用について概説したのち,フィルム中に担持された分子のpH応答性について紹介する。
【目次】
1 はじめに
2 多糖複合フィルムの分子の担持・放出能および分子透過性
3 多糖複合フィルムに担持した分子のpH応答性
3.1 FL担持フィルムの作製と評価
3.2 溶液中におけるFL担持フィルムのpH応答性
3.3 乾燥状態におけるFLのpH応答性
4 おわりに
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界面活性剤が形成する超分子ヒドロゲルの物性制御
Rheological Properties of Supramolecular Hydrogels Formed by Amidoamine Oxide Surfactants
汎用な界面活性剤である長鎖アルキルアミンオキシドに複数のアミド基を導入することで,超分子ヒドロゲル化剤として作用するアミドアミンオキシド型界面活性剤を開発した。疎水部やアミド基間のメチレン鎖長,アミド基の数や配置などの化学構造が,ゲル中の会合体構造およびゲルのレオロジー物性に与える影響について紹介する。
【目次】
1 序論
2 AAOの化学構造
3 ゲル化温度Tgel
4 アミド基導入の効果
5 メチレン鎖長の効果
6 まとめ
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[Market Data]
プラスチック添加剤の市場動向
プラスチック材料やプラスチック製品には,その物性や性能を向上させるために多くの添加剤が用いられている。2022年のプラスチック材料の生産量は,前年比9.0%減の951万1,217トンとなった。
【目次】
1 概要
2 添加剤の需給動向
2.1 可塑剤
2.2 安定剤
2.3 酸化防止剤
2.4 紫外線吸収剤・光安定剤
2.5 難燃剤
2.6 その他の添加剤
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リチウムイオン電池用バインダーの市場動向
【目次】
1 概要
1.1 バインダーの概要
1.2 負極用バインダー
1.3 正極用バインダー
2 ポリフッ化ビニリデン(polyvinylidene difluoride)
2.1 製品概要
2.2 市場動向・販売企業
3 スチレンブタジエンゴム(styrene butadiene rubber)
3.1 製品概要
3.2 市場動向・販売企業
4 カルボキシメチルセルロース(carboxymethyl cellulose)
4.1 製品概要
4.2 市場動向・販売企業
5 ポリテトラフルオロエチレン(polytetrafluoroethylene)
5.1 製品概要
5.2 市場動向・販売企業
6 アクリルエマルジョン
6.1 製品概要
6.2 市場動向・販売企業
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[Material Profile]
ケイ皮酸
ジアミノプロパン
トリグリコールジメルカプタン -
月刊機能材料2024年5月号（電子版）
￥4,620
【特集】CO2吸着・吸収・分離技術の開発と活用
★カーボンニュートラルや炭素循環が目標として掲げられる中で,二酸化炭素の排出抑制や有効利用に向けた研究が行われております。中でも二酸化炭素の回収技術に関する取り組みは目標の実現に向けて重要な役割を果たすことが期待されます。本特集では,吸着・吸収・分離をキーワードとした研究を紹介しております。
＜著者一覧＞
樋口雄斗 関西大学
田中俊輔 関西大学
吉川聡一 東京都立大学
山添誠司 東京都立大学
甲斐照彦 (公財)地球環境産業技術研究機構
山下祐樹 東レ(株)
三原崇晃 東レ(株)
野崎智洋 東京工業大学
李玲慧 筑波大学
近藤剛弘 筑波大学
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【特集】CO2吸着・吸収・分離技術の開発と活用
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ゲート開閉型CO2吸着挙動の安定化に向けた異種骨格コンポジットゼオライトの開発
Development of Zeolite Composed of Heterogeneous Frameworks Toward Stabilization of Gate-Opening/Closing-Type CO2 Adsorption Behavior
近年,カーボンニュートラルな社会の実現に向けて,CO2の分離・回収に有望な機能性材料の開発が求められている。本研究では,省エネルギーなCO2吸着分離プロセスへの応用に期待できる「ゲート開閉型」吸着挙動を示すゼオライトの紹介と異種ゼオライト骨格のコンポジットによるCO2吸着挙動の安定化について報告する。
【目次】
1 はじめに
2 ゼオライトを用いたCO2回収プロセスの課題
3 ゲート開閉型吸着挙動を示す材料
4 異種ゼオライト骨格の複合によるゲート開閉型CO2吸着挙動の安定化
5 CO2吸着時のPHIゼオライトの結晶構造観察
6 ゲート開閉型吸着挙動を示すゼオライトの課題と利点
7 おわりに
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液-固相分離を利用したDirect Air Capture技術の開発
Development of Direct Air Capture System Using Liquid-Solid Phase Separation
2050 年度のカーボンニュートラル実現にむけ,大気中の二酸化炭素を直接回収するDirect Air Capture(DAC)技術の開発が望まれている。本稿では,DAC技術の最近の動向について簡単にご紹介したのち,我々が開発を進めている液-固相分離による低濃度二酸化炭素(400 ppm)の高効率吸収および低温での二酸化炭素脱離技術について紹介する。
【目次】
1 はじめに
2 二酸化炭素回収技術
3 相分離を利用したCO2回収技術
3.1 液-液相分離を利用した二酸化炭素回収技術
3.2 液-固相分離を利用したCO2回収技術
4 イソホロンジアミンを用いた液-固相分離によるCO2回収技術
4.1 イソホロンジアミンを用いた液-固相分離によるDirect Air Capture
4.2 イソホロンジアミン溶液による二酸化炭素吸収・放出実験
4.3 IPDAを用いた液-固相分離によるCO2吸収・脱離機構
5 IPDA水溶液を用いた液-固相分離によるDAC実験
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二酸化炭素分離膜モジュール実用化研究開発の成果について
Achievements of the Project “CO2 Separation Membrane Module Practical Research and Development”
次世代型膜モジュール技術研究組合は,高性能のCO2選択透過膜(分子ゲート膜)を基盤技術とし,低コスト,省エネルギーのCO2分離膜モジュールの研究開発を進めている。本稿では,NEDO事業「二酸化炭素分離膜モジュール実用化研究開発」において行われた分子ゲート膜及び膜モジュールの研究開発について紹介する。
【目次】
1 はじめに
2 分子ゲート膜
3 次世代型膜モジュール技術研究組合による分子ゲート膜モジュールの開発
4 おわりに
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オールカーボンCO2分離膜の創出と展望
Creation and Prospects of Dual All-Carbon Membrane for CO2 Gas Separation
カーボンニュートラル社会の実現に向け,高効率なCO2分離手法である膜分離法が着目されている。当社は,新たに炭素骨格と空隙の共連続多孔構造を有する多孔質炭素繊維の支持体と,薄膜の炭素膜とを複合化したオールカーボンCO2分離膜を開発した。本稿では,従来CO2分離膜と比較しながら,当社のオールカーボンCO2分離膜の特徴と今後の展望について紹介する。
【目次】
1 はじめに
2 ガス分離膜
2.1 ガス分離膜の種類と分離メカニズム
2.2 CO2分離膜の設計
2.3 既存CO2分離膜の課題
3 オールカーボンCO2分離膜
3.1 特徴
3.1.1 多孔質炭素支持体
3.1.2 オールカーボンCO2分離膜
3.2 性能
3.2.1 ガス分離性能
3.2.2 不純物耐久性・耐圧性
4 今後の展望
4.1 社会実装に向けた取り組み
4.2 応用展開
5 まとめ
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[Material Report-R&Dー]
非平衡プラズマによる新しいCO2転換技術
Advanced CO2 Conversion Technology by Nonthermal Plasma
再生可能エネルギーの利用を前提に,プラズマによる化学プロセスの電化は次世代の低炭素技術として注目を集めている。本稿では,プラズマを使った CO2の高効率転換について,プラズマだけで CO2をCOに分解する研究の概要を紹介したあと,プラズマと触媒を併用してCO2をCH4に転換するメタネーション技術を解説する。
【目次】
1 はじめに
2 プラズマ vs プラズマ触媒
3 無触媒プラズマ技術
3.1 CO2の直接分解反応
3.2 エネルギー効率
4 プラズマと触媒の複合反応
4.1 プラズマ触媒の反応装置
4.2 CO2メタネーション反応
4.3 プラズマ触媒によるメタネーション反応の基本特性
4.4 オートメタネーション反応
5 おわりに
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典型元素を利用した高活性アルカリ水電解触媒の開発
Development of Highly Active Catalyst for Alkaline Water Electrolysis Using Typical Elements
我々はホウ素と硫黄で構成される菱面体硫化ホウ素(r-BS)とグラフェンナノプレート(GNP)の混合体が,市販の酸化ルテニウムを上回る高い酸素生成反応に対する触媒活性を示すことを見出した。さらに,r-BSとGNPの混合体をニッケルフォームに担持すると100時間以上の高出力での連続運転でも劣化しないことが示された。これらの結果を紹介する。
【目次】
1 はじめに
2 r-BSの合成と評価
3 r-BSとGNPの複合体(r-BS+G)のOER活性
4 NFに担持したr-BS+G触媒(r-BS+G-NF)
5 おわりに
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[Market Data]
紙・パルプ用化学薬品工業の市場動向
製紙用薬剤は,紙・板紙の製造において様々な用途で用いられる。国内需要は紙・板紙の成熟市場に連動して縮小傾向にあるが,製紙用薬剤メーカー各社は,ニーズの高機能化に取り組むとともに,中国や東南アジア地域の発展をにらみ,同地域における市
場展開,生産体制の強化を行っている。
【目次】
1 概要
2 紙・板紙需要動向
2.1 紙
2.2 板紙
3 製紙パルプ需要動向
4 古紙需要動向
5 製紙用薬剤需要動向
5.1 製紙パルプ用薬品
5.2 古紙処理工程用薬剤
5.3 抄紙工程用薬剤
5.4 二次加工用薬品
5.5 その他
6 製紙用薬剤メーカーの動向
6.1 国内メーカーの中国,東南アジア地域への進出
6.2 各社の国内動向
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コンクリート用化学混和剤工業の市場動向
全国生コンクリート工業組合連合会によると,2022年度の生コンクリート出荷量は,前年度比2.2%減の7,445万m3となり,基準年度比(平成2年度比)37.6%の低い水準となった。また(一社)セメント協会によると,2022年度のセメント国内需要は3,748万8,000トン,前年度比1.4%減となり,前年に続きマイナスとなった。これら生コン・セメント需要の動きに連動して,2022年のコンクリート用化学混和剤の需要も微減しているとみられる。
【目次】
1 概要
2 種類と性能
3 需要動向
4 技術動向
4.1 高性能減水剤の動向
4.2 AE減水剤の動向
4.3 高性能AE減水剤の動向
5 おわりに
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[Material Profile]
インジウム
セレン -
月刊機能材料2024年4月号（電子版）
￥4,620
【特集】電池電極スラリーの研究開発動向
★電池電極の製造において,活物質や導電助剤,バインダーを分散させたスラリーは性能に大きな影響を及ぼすことから,スラリーの分散性の向上や粘度制御,評価技術が注目されております。本特集では,電極スラリーの特長や性質,評価・解析等に関する動向を紹介いたします。
＜著者一覧＞
立花和宏 山形大学
鈴木崇弘 大阪大学
津島将司 大阪大学
四反田功 東京理科大学
山縣義文 (株)アントンパール・ジャパン
宮本圭介 (株)アントンパール・ジャパン
滝本大裕 琉球大学
宇都甲一郎 (国研)物質・材料研究機構
荏原充宏 (国研)物質・材料研究機構
秋根茂久 金沢大学
尾松孝茂 千葉大学
柚山健一 大阪公立大学
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【特集】電池電極スラリーの研究開発動向
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電池電極スラリーの調整,分散,塗工技術が電池性能に及ぼす影響
Effects of Battery Electrode Slurry Preparation, Dispersion, and Coating Technology on Battery Performance
内部抵抗を減らし,発熱を抑え,寿命を延ばし,エネルギー密度を上げ,品質を管理し,コストを抑え,環境負荷も抑える。これらの電池性能要求に対する最適解をLIBの電極スラリーの調整,分散,塗工に見出すには,それらの工程と電池性能がどのように紐づいているのかを把握する必要がある。
【目次】
1 はじめに
2 電池性能
2.1 電池のエネルギー変換効率と電池の内部抵抗
2.2 電池の容量とエネルギー密度
2.3 電池の寿命
2.4 製造コストと環境負荷
3 電池電極の動作
3.1 活物質の酸化還元反応
3.2 電子伝導パス
3.3 イオン電導パス
3.4 三相界面とコンタクトライン
4 電極スラリーの調整,分散,塗工
4.1 合材電極と合材スラリー
4.2 パーコレーション理論と電極スラリーの組成
4.3 活物質の比表面積と電極スラリーの組成
4.4 活物質と導電助剤の分散
4.5 電極厚みと塗工と乾燥
4.6 電極スラリーの不純物
5 おわりに
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電極スラリー乾燥過程のその場計測と物質移動解析
In-situ Measurements and Mass Transport Analysis of Electrode Slurries during Drying
多孔質電極は電極材料を液中に分散させた電極スラリーを塗布・乾燥することにより作製される。この乾燥過程においては,分散媒の蒸発に伴い,材料の移動現象によって多孔質構造が形成されるが,濃厚・多分散な電極スラリーの非定常過程における構造形成のメカニズムは明らかになっていない。本稿では,固体高分子形燃料電池用の電極スラリーにおける乾燥過程のその場計測と物質移動解析による現象解明と電極構造制御に向けた取り組みを紹介する。
【目次】
1 固体高分子形燃料電池用電極スラリーの特徴と乾燥過程の電極材料移動現象
2 乾燥速度の評価と表面イメージング
3 乾燥過程その場インピーダンス計測
4 物質移動解析
5 乾燥と構造形成
6 まとめ
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レオ・インピーダンス法によるカーボンスラリーの分散性評価
Dispersibility Evaluation of Carbon Slurry by Rheo-impedance Method
リチウムイオンや燃料電池に用いられるカーボン分散液(スラリー)の分散性は,電極特性に大きく影響する。このため,電極スラリーの分散性の評価は重要である。我々は最近,レオメーターでせん断応力を与えながら,電気化学インピーダンスを測定することでスラリーの分散性を評価する新たな手法を開発した。本稿では,インピーダンスの基礎からレオ・インピーダンス法を用いたスラリー分散評価法について概説する。
【目次】
1 はじめに
2 電気化学インピーダンス法
3 レオ・インピーダンス法
4 カーボンスラリーの分散性評価
5 まとめ
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ナノ空間にレドックス活性分子を束縛させたスラリー電極の開発
Development of Slurry Electrodes with Redox-Active Molecules Confined in Nanospace
本稿では,レドックスフローバッテリーの電極反応場として,1nm未満という極めて狭いナノ空間反応場について概説する。ナノ空間に束縛させたキノン誘導体分子の電極反応速度は,物質拡散律速から電荷移動律速に変化するため,見かけの電極反応速度が速くなることがわかった。本稿の最後には,バッテリー性能の更なる向上に向け,取組むべき技術開発について説明する。
【目次】
1 はじめに
2 キノン誘導体の電極反応特性
3 ナノ空間の特異的な現象
4 ナノ空間に起因する特異的な電極応答の検討
5 マイクロポア中におけるBQDSの吸着状態
6 高速充放電型レドックスフロー流動電極
7 優れたパワー・エネルギー密度を達成しうるスラリー電極の設計指針
8 まとめ
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[Material Report-R&Dー]
湿度に応答して形状記憶効果を発動するポリマーコンポジット材料の開発とヘアスタイリング剤への応用
Development and Application of Polymer Composite Materials with Humidity-Responsive Shape Memory Effects in Hair Styling Product
天然由来のセルロース微結晶(CM)の強固な「分子内・分子間水素結合」ネットワーク形成能と,ポリビニルアルコール(PVA)が有する湿度に応答し発現する「形状記憶効果」をうまく融合することで,湿度応答性形状記憶コンポジットを作製し,形状記憶効果を有する新奇スタイリング用材料としての応用について検討した。
【目次】
1 はじめに
2 ポリビニルアルコール(PVA)とセルロース材料
3 ポリビニルアルコール(PVA)/セルロース微結晶(CM)コンポジット材料の開発
4 PVA/CMコンポジット材料の吸湿性と力学特性の評価
5 PVA/CMコンポジット材料の湿度応答性形状記憶効果
6 PVA/CMコンポジット材料の髪の毛への応用
7 おわりに
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三重らせん型メタロクリプタンドにおけるキラリティー反転速度の制御
Control of Chirality Inversion Kinetics of Triple-helical Metallocryptands
動的なキラリティー反転の速度を自在に制御できる分子として,三重らせん構造とゲスト認識場を併せ持つメタロクリプタンドを設計・合成した。クリプタンド内部空孔でのゲスト包接によるキラリティー反転の加速・減速や骨格金属上での配位子交換によるキラリティー反転の時間プロファイルの制御について紹介する。
【目次】
1 はじめに
2 ホスト-ゲスト錯形成によるP/Mキラリティー反転速度の制御
2.1 空孔内でのゲスト包接によるラセミ化の抑制とキラルメモリー
2.2 アルカリ金属イオンの包接によるキラリティー反転の加速と減速
3 配位子交換反応によるP/Mキラリティー反転速度の制御
3.1 アミン配位子の交換に駆動されるキラリティーの制御
3.2 アミン配位子の交換によるラセミ化の際の一時的なキラリティー反転
4 結論
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光渦レーザー誘起前方転写法
Optical Vortex Laser Induced Forward Transfer
螺旋波面に由来する軌道角運動量を持つ光渦を印刷したいドナー材料に照射すると,自転しながら直線飛翔するドナー液滴が吐出し,高精細な印刷が可能になる。このような技術を光渦レーザー前方転写法と呼ぶ。光渦レーザー前方転写法は,ドナー材料の粘度を選ばない。また,ドナーと印刷したい基板(レシーバー)間の作動距離を大きくとれる。光渦レーザー前方転写法は,次世代のプリンタブルエレクトロニクス・フォトニクス,さらには,バイオプリンティングを支える基盤印刷技術となりうる可能性を秘めている。
【目次】
1 はじめに
2 光渦
3 光渦レーザー誘起前方転写法(OV-LIFT)
4 まとめ
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[Market Data]
プリンター用ケミカルスの市場動向
2021年のプリンターの世界市場は,対前年比99%とほぼ横ばいであった。すべての方式でマイナスとなったが,市場の縮小自体は小さい。プリンター市場はここ数年横ばいが続いており停滞している。
【目次】
1 世界のプリンター市場
2 国内プリンター市場
3 プリンター用ケミカルスの市場動向
3.1 インクジェット用色素
3.2 電子写真プリンター用材料
3.3 感熱記録用材料
3.4 感圧記録用材料
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[Material Profile]
フルオレン -
月刊機能材料2024年3月号（電子版）
￥4,620
【特集】セラミックスの製造・開発と活用動向
★セラミックスは様々な元素の組み合わせにより多様な特性を実現することが可能であり,耐熱性,耐食性,電気絶縁性などに優れた性質を有しております。本特集では,様々な領域での活躍が期待されているセラミックスに関して,製造・開発や活用動向を紹介しております。
＜著者一覧＞
伊藤暁彦 横浜国立大学
井上遼 東京理科大学
新井優太郎 東京理科大学
鴨田紀一 (株)リコー
田中諭 長岡技術科学大学
青山慎治 東京工業大学
ロレンツォ カッティ 東京工業大学
吉沢道⼈ 東京工業大学
澤原馨登 筑波大学
川波肇 (国研)産業技術総合研究所
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【特集】セラミックスの製造・開発と活用動向
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透明セラミックス結晶の高効率製造
Rapid Production Process for Transparent Ceramic Thick Films
化学気相析出プロセスをレーザー照射により活性化することで,透明セラミックス結晶の高効率製造を実現できる。ガーネット型シンチレータ結晶では,従来製法を凌駕する発光収率を達成し,放射線撮像装置の高分解能化や低コスト化に貢献する。一方,機能性セラミックス結晶の迅速探索研究など,様々な用途への展開が期待できる。
【目次】
1 緒言
2 高分解能X線撮像向け透明セラミックス
3 化学気相析出法
4 透明セラミックス結晶の高速CVD
4.1 希土類アルミネート系蛍光体
4.2 フェライト系磁性体
5 結論
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多元素セラミックスの設計とその性能の可能性
Prospective for Design and Performance of Compositionally Complex Ceramics
近年,5種類以上の元素をおよそ等量含む合金であるハイエントロピー合金の設計思想を応用した多元素セラミックスの研究・開発が国際的に盛んである。本稿では多元素セラミックスを設計するうえで重要な「ハイエントロピー」という概念と著者らが取り組んでいる多元素セラミックスの研究について解説する。
【目次】
1 「ハイエントロピー」とは何か?
2 セラミックスにおける「ハイエントロピー」を定義する
3 耐熱構造材料としての多元素セラミックス
3.1 耐熱多元素セラミックスが求められる背景
3.2 計算熱力学を応用した耐熱多元素セラミックス複合材料の創成
4 転写した薄膜の損傷を抑制するPt保護層の形成
5 終わりに
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リコーが挑む構造用セラミックス三次元造形技術の開発と特徴
Ricoh’s Challenge for Structural Ceramics 3D Printing Technology
本稿では,リコーが研究開発を行っている構造用セラミックスの製造を目的とした粒子均質化モデリング(PHM)法を紹介する。これは,バインダージェッティング法と呼ばれる造形法を発展させた新しい方法である。既存技術では困難であった厚さ10mmから30mmの部品の造形と焼結・評価を通して,本技術の特徴と造形時の挙動について解説する。
【目次】
1 イントロダクション
1.1 背景
1.2 粒子均質化造形法の構想
2 実験目的
2.1 材料
2.2 造形
2.3 乾燥,脱脂,焼結
2.4 造形物の解析
3 結果と考察
3.1 グリーン体の緻密化挙動
3.2 PHM 法の仮説検証
4 結論
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セラミックス製造プロセスにおける三次元可視化評価技術
Three-Dimensional Visualization Evaluation Technology in Ceramic Powder Processing
セラミックスの特性に影響を及ぼしかねない重要な構造は,従来の二次元観察に加えて,三次元で観察すべきである。本稿では,緻密体及び成形体のような多孔質体での三次元観察手法について,その方法や観察事例を用いて概説する。三次元観察に工程や時間の次元を加えた多次元観察が“新たな気づき”をもたらすはずである。
【目次】
1 はじめに
2 パウダープロセス
3 セラミックス成形体及び焼結体の欠陥構造の三次元可視化
3.1 光学顕微鏡による薄片及び浸液含浸した試料の透過観察
3.2 共焦点走査型レーザー顕微鏡による浸液含浸した試料の三次元観察
3.3 X線コンピュータトモグラフィ(CT)による試料の三次元可視化
4 三次元可視化技術を用いたパウダープロセスでの構造発達の解明
4.1 浸液透光法による脱脂前後での三次元観察
4.2 浸液透光法による焼結途中での三次元観察
4.3 X線CTによる焼結中の三次元観察
4.4 共焦点走査型レーザー顕微鏡によるスラリー中粒子運動の三次元観察
5 おわりに
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[Material Report-R&Dー]
超難溶性ポリマーのナノカプセル化による水溶化の実現
Water Solubilization of Virtually Insoluble Polymers through Encapsulation by Aromatic Micelles
芳香環骨格を主軸に持つポリマーは高機能性材料の原料として注目されているが,置換基の導入なしでは,高い剛直性と強い凝集性から水や有機溶媒に溶解しない。今回,無置換の芳香環ポリマーとV型両親媒性分子の混合により,ナノカプセル化を介した効率的な水溶化に初めて成功した。また,薄層フィルムが簡便に作製できる新ポリマー加工法を開発した。
【目次】
1 はじめに
2 ナノカプセルによる芳香環ポリマーの水溶化
3 芳香環ポリマーの構造解析と物性評価
4 芳香環ポリマーの薄層フィルム作製
5 まとめと今後の展開
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フロー式によるギ酸からの発電システムの開発
Power Generation by the Flow Type Hydrogen Production from Formic Acid
新たなギ酸脱水素化用の固定化触媒を開発し,フロー式による連続した水素生成システムを開発した。その水素を用いて燃料電池による発電を実証した。固定化触媒は,従来の均一系イリジウム触媒と同等の高活性を維持しつつ,2000時間以上の長時間運転を実現し,生成ガス中の一酸化炭素濃度も0.2ppm以下を達成した。
【目次】
1 はじめに
2 固定化触媒の開発
3 触媒活性評価
4 発電試験
5 まとめ
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[Market Data]
レアアース工業の市場動向
レアアースの需要は,ここ数年増減を繰り返している。2021年に新型コロナの影響型回復したレアアース(希土類)の国内需要は,2022年ふたたび低下した。セリウム,ミッシュメタル等における需要の減少は,半導体不足に伴う自動車の生産量の低下などの要因に起因している。
【目次】
1 概要
2 需給動向
2.1 酸化セリウム(CeO2)・セリウム化合物
2.2 酸化イットリウム(Y2O3)・酸化ユーロピウム(Eu2O3)
2.3 酸化ランタン(La2O3)
2.4 ミッシュメタル
2.5 その他製品
3 業界動向
3.1 供給先確保
3.2 リサイクル関連
3.3 使用量低減・代替材料関連
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[Material Profile]
酸化マグネシウム
水酸化マグネシウム -
月刊機能材料2024年2月号（電子版）
￥4,620
【特集】フレキシブルデバイスおよび構成部材の研究開発動向
★フレキシブルデバイスは,ディスプレイやバッテリー,生体応答のモニタリングなどに応用されています。名前の通り柔軟性を有することを特徴としており,そこに用いられる部材は可撓性や伸縮性に優れていることが求められています。本特集では,フレキシブルデバイスの構成部品(素材)およびデバイスの開発に関する動向について紹介しております。
＜著者一覧＞
野本淳一 (国研)産業技術総合研究所
西川博昭 近畿大学
松田貴文 富士化学(株)
太田裕貴 横浜国立大学
荒木徹平 大阪大学
植村隆文 大阪大学
関谷毅 大阪大学
熊谷翔平 東京工業大学
渡邉峻一郎 東京大学
竹谷純一 東京大学
竹下覚 (国研) 産業技術総合研究所
小野巧 (国研) 産業技術総合研究所
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【特集】フレキシブルデバイスおよび構成部材の研究開発動向
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近赤外帯域で高透明なフレキシブル高伝導フィルムの開発
Development of Flexible Transparent Conductive Films with High-Conductivity and High-Transparency in the Near-Infrared Range
高温熱処理により結晶化することで高電子移動度の特徴が発現する酸化インジウムを耐熱性の低いフレキシブル樹脂シート上に形成できる技術を開発した。得られたキャリア移動度は 133 cm2/Vsであり,フレキシブルシート上では世界最高値である。高移動度のため,電子密度を制御することで従来品よりも高い導電性を維持した状態で,可視域から近赤外域へと透明領域を拡張することが出来た。その優れた特性から,近赤外線を利用する電子デバイスの高性能化,軽量化,フレキシブル化,に大きく貢献できる。
【目次】
1 はじめに
2 前駆体薄膜および結晶化薄膜の特性に対する気相成膜技術の影響
3 光照射によるフレキシブルシート上透明導電膜の固相結晶化
4 おわりに
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機能性酸化物の単結晶薄膜をポリマー基板上に形成したフレキシブル複合材料の開発
Development of Flexible Composite Materials by Fabricating Single Crystalline Thin Films of Functional Oxides on Polymer Substrates
強誘電体・圧電体や強磁性体など,優れた機能性を示す酸化物材料とフレキシブルなポリマー基板を組み合わせたフレキシブル複合材料の開発を進めている。機能性酸化物は異方性が顕著なために単結晶薄膜での応用が望ましい。そこで,MgO基板上に作製した機能性酸化物の単結晶薄膜をポリマー基板に転写するプロセスの確立を検討した。
【目次】
1 はじめに
2 機能性酸化物の単結晶薄膜
3 機能性酸化物の単結晶薄膜を基板から「剥がす」プロセス
4 転写した薄膜の損傷を抑制するPt保護層の形成
5 おわりに
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カーボンナノチューブ(CNT)の分散技術開発とフレキシブル電極への応用
Development of Carbon Nanotube Dispersion Technology and Its Applications for Flexible Electrode
カーボンナノチューブ(CNT)は高い導電性を有しており次世代の電極材料として期待されている。均一で低抵抗のCNT電極を実現するため,無機材料による CNT分散技術を開発してきた。この無機系CNT分散液を用いて作製したCNT膜の電気・機械特性とフレキシブルデバイス用の電極への適用の可能性を紹介する。
【目次】
1 はじめに
2 CNT分散技術の開発
3 CNT導電膜の特性
4 CNT電極のフレキシブルデバイスへの応用
5 おわりに
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液体金属による伸縮ガス・湿度バリアフィルムを用いた伸縮リチウムイオンバッテリーの実現
Stretchable Lithium Ion Battery Using Stretchable Gas/Humidity Barrier Film with Liquid Metal
近年,低融点金属に注目が集まっている。特に,ガリウム系の液体金属は,水銀などと異なり生体適合性が高いことから,この材料を用いた様々なアプリケーションが提案されている。本論では,それら応用の中でも,今後の超柔軟デバイスへの適応が期待されているストレッチャブルバッテリーのガスバリアフィルムに関する加工と特徴に関して論ずる。
【目次】
1 液体金属概要
2 液体金属を用いたガス・湿度バリアフィルムの概要
3 液体金属を用いたガス・湿度バリアフィルムの特性
3.1 材料特性
3.2 ガス透過測定
3.3 高変形性電池の特徴
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柔軟・透明な導電性材料の開発と生体信号計測センサシートへの応用
Development of Stretchable and Transparent Conductors and Their Applications toward Biometric Sensor Sheets
近年,生体信号用のウェアラブルデバイスが開発されつつある。しかし,身体の個体差による電極の浮きや装着圧による痛みなどの課題があった。著者らは,ゴムのように伸縮する生体電極や超柔軟な薄膜トランジスタを開発し,しっかり皮膚に密着して生体安全性の高いパッチ式電位計測システムを創出した。肌に貼るだけで医療機器と同様な信号の質で,長期にワイヤレス計測できる。さらに,目に見えない透明性を備えるセンサシートを開発し,日常生活で自然な生体信号計測を捉えるための活用を検討している。
【目次】
1 はじめに
2 生体電極プローブ
3 金属ナノワイヤを用いた透明配線
4 透明トランジスタ
5 脳波計測
6 まとめ
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塗布型半導体を用いた相補型発振回路の開発
Complementary Ring Oscillators Based on Solution-Based Semiconductors
本研究では,高キャリア移動度を示す塗布型半導体として,単結晶有機半導体とアモルファス酸化物半導体とを合理的に組み合わせるための集積化プロセスを開発した。実例として5段相補型リングオシレータを作製したところ,大気下で77 kHzの発振周波数を示し,塗布型半導体による最高クラスの高周波応答性を実証することに成功した。
【目次】
1 はじめに
2 塗布型半導体相補型発振回路の作製
3 塗布型半導体相補型発振回路の特性評価
4 おわりに
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[Material Report-R&Dー]
ポリシロキサン-バイオポリマー複合エアロゲルの開発
Development of Polysiloxane-Biopolymer Composite Aerogels
ポリシロキサンの多孔体と,バイオポリマーの架橋体を,同じ空間内に逐次的に形成させることで,均質な複合エアロゲルを作製する手法を開発した。撥水性と曲げ変形の両立など,単体の素材では実現できなかった機能を,ひとつの材料で実現できる。エアロゲル材料の新しいカテゴリーとして,幅広い組合せと機能の開拓が期待される。
【目次】
1 エアロゲルとは
2 さまざまな素材のエアロゲル
3 バイオポリマーエアロゲルのむずかしさ
4 ポリシロキサン-バイオポリマー複合エアロゲル
5 課題と展望
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[Market Data]
フラットパネルディスプレイ用ケミカルスの市場動向
フラットパネルの世界市場は,2021年はピークを迎え約19.9兆と推定される。そのうち約74%を液晶ディスプレイが占めるが,有機ELディスプレイとの競合は大型パネルのみならず中小型市場においても激しさを増し,液晶のシェアは下がり続けると考えられる。液晶は中国メーカーが完全に主導権を握り,有機ELディスプレイにおいても同様の傾向が顕著に見られるようになってきている。
【目次】
1 フラットパネルディスプレイ市場
2 液晶ディスプレイ市場
3 有機EL市場
4 電子ペーパー市場
5 液晶ディスプレイ構成材料
5.1 概要
5.2 光学フィルム
5.3 バックライトユニット
6 有機EL構成材料
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[Material Profile]
ビニルエステル樹脂
モノクロロ酢酸ビニル -
月刊機能材料2024年1月号（電子版）
￥4,620
【新春特集】エレクトロニクス分野における熱対策の動向
★電子機器の開発・製造において,熱対策は機器の性能や寿命,さらに安全性を向上させるうえで重要となります。電子機器の小型化にともなう放熱対策や自動車のエネルギー効率の維持に対する熱マネジメントが注目されており,本特集では関連する材料や取り組みについて紹介いたします。
＜著者一覧＞
西剛伺 足利大学
向井剛 (株)村田製作所
伊東邦夫 住友理工(株)
金原輝佳 住友理工(株)
日比野委茂 住友理工(株)
丸山直樹 レゾナック(株)
味岡将平 ダイキン工業(株)
生野孝 東京理科大学
川本益揮 (国研)理化学研究所
伊藤嘉浩 (国研)理化学研究所
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【新春特集】エレクトロニクス分野における熱対策の動向
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半導体パッケージの熱モデルの概要とその課題
Technical Summary and Challenges of The Thermal Model for Semiconductor Packages
近年,機器の電動化及び小型・軽量化が進展している。このような状況下,半導体の温度管理が改めて注目されている。本稿では,温度予測に用いられる半導体の熱モデルの概要について解説するとともに,従来の熱モデルが有する課題とそれを解決すべく規格化された熱モデルについて紹介する。
【目次】
1 はじめに
2 半導体パッケージとは
3 半導体の温度予測と熱モデル
3.1 半導体の温度予測の必要性
3.2 半導体の温度予測における課題
4 3次元熱モデルの課題への対応と新たな熱モデルの規格化
4.1 半導体パッケージのコンパクト熱モデル
4.2 新たなニーズに対応するコンパクト熱モデル
4.3 異なるアプローチによる半導体パッケージの熱モデル
5 まとめ
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薄型ベイパーチャンバーの設計技術紹介
Introduction to Design Techniques for Thin Vapor Chamber
熱拡散デバイスであるベイパーチャンバーは,スマートフォンの熱管理に使用され,低温やけどを防ぐ。部品の搭載スペースが制約されるスマートフォンでは,熱拡散デバイスの薄型化のニーズが強い。本稿ではベイパーチャンバーの原理説明から始まり,薄型化に向けた構造と熱性能の熱伝導率,最大熱輸送量との関係を示しつつ,薄型化への解決事例を紹介する。
【目次】
1 はじめに
2 ベイパーチャンバーの原理
2.1 ベイパーチャンバーの構造と熱輸送サイクル
2.2 ベイパーチャンバーの設計
2.2.1 熱設計
2.3 構成部材の選定
3 ベイパーチャンバーの薄型化
4 まとめ
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薄膜高断熱材「ファインシュライト ®」
High Performance Heat Insulation “finesulight®”
高断熱性材料である「シリカエアロゲル」を高充填した水系塗料化に成功し,薄膜高断熱材を開発した。この断熱材は,空気断熱による最高クラスの断熱性能(静止空気に匹敵)を持ち,厚み1 mm以下でもその性能を発揮する。今後,電子部品をはじめとするエレクトロニクス分野では,発熱密度が年々増加していく傾向にあり,弊社でもこの分野への適用化を検討していく考えである。
【目次】
1 はじめに
2 高断熱材料「シリカエアロゲル」
3 シリカエアロゲルを用いた塗料の開発
4 高断熱塗料を用いた商品化検討
5 基本特性(1)
5.1 標準タイプ(遮熱タイプ)の構成
5.2 高温断熱評価
5.3 低温断熱評価
6 基本特性(2)
6.1 高耐熱タイプの構成
6.2 高温断熱評価
6.3 難燃性評価
7 今後の取り組み
8 最後に
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BEV の熱輸送時のエネルギーロスを防ぐ塗布式断熱材
Thermal Insulating Coatings for Preventing Energy Loss in Heat Transport for EV
近年,カーボンニュートラルの実現に向けて省エネ,脱炭素化のニーズが高まっており,モビリティ分野では電動化の動きが加速している。本稿では,BEVの熱マネジメントにも応用可能性のある断熱材料技術として,ナノ細孔構造により優れた断熱性を発現しかつ液状であるため複雑形状にも施工,密着可能な塗布式断熱材を紹介する。
【目次】
1 はじめに
2 塗布式断熱材の特長
2.1 断熱性
2.2 厚膜塗布性
2.3 基材への密着性
3 塗膜の断熱性能
4 施工例
5 おわりに
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自動車用新冷媒「R-474A」
New Automotive Refrigerant “R-474A”
ダイキン工業㈱が開発した次世代自動車用冷媒「R-474A」は,BEV(バッテリー式電気自動車)の省エネルギー化に貢献する。ヒートポンプシステムでの室内空調や,駆動系のインバータ,モータ,電池を熱管理するシステムの高効率化,高能力化を達成して電費を改善し,電池の劣化による車両価値の低下抑制にもソリューションを提供する。
【目次】
1 まえがき
2 冷媒特性
2.1 新冷媒R-1132(E)について
2.2 自動車用新冷媒 R-474A について
2.3 他冷媒の特徴
3 性能試験比較
3.1 コンプレッサー単体試験
3.2 システム性能試験
3.2.1 システム評価方法
3.2.2 システムベンチテスト
3.2.3 最大冷凍能力
3.2.4 効率試験
4 規制下でのシステムと冷媒の組み合わせ(1-システム多種冷媒)
5 まとめ
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[Material Report-R&Dー]
室温・大気圧下におけるプラスチックフィルムへのナノチューブ配線技術
Formation of Multi-Walled Carbon Nanotube Wirings on Polypropylene Plastic Films at Room Temperature Under Atmospheric Pressure
プラスチックフィルム上にカーボンナノチューブ(CNT)配線を直接作製する室温・大気圧プロセスを開発した。本手法はCNTの高い光熱変換効率を利用したものであり,レーザ局所加熱によりプラスチックとCNTが融合した導電性配線を形成できる。配線抵抗は0.789〜114 kΩ/cmの範囲であり,レーザの照射条件を変更することで,異なる抵抗値を持つ領域を単一配線内に作製することが可能である。本プロセスにおいて配線として利用されなかった未利用CNTは回収され,再びCNT配線の原料として繰り返し利用できる。
【目次】
1 はじめに
2 配線プロセスおよび分析方法
3 結果と考察
4 まとめ
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ペロブスカイト化合物を用いたアンモニア貯蔵
Ammonia Storage Using Perovskite Compounds
常温常圧でアンモニアを貯蔵するペロブスカイト化合物を発見した。化合物は腐食性のアンモニアを窒素化合物に化学変換した後で貯蔵するため,安全性の高い貯蔵方法である。また,窒素化合物を真空下50℃で加熱するとアンモニアとして容易に取り出せることから,繰り返し使用可能なアンモニア貯蔵材料として期待できる。
【目次】
1 はじめに
2 ペロブスカイト化合物
3 一次元柱状ペロブスカイト化合物によるNH3貯蔵
4 ペロブスカイト化合物によるNH3貯蔵のメカニズム
5 まとめ
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[Market Data]
半導体用ケミカルスの市場動向
世界半導体市場統計(WSTS)は2023年秋季予測を2023年11月に発表した。それによると,2023年の半導体世界市場は前年比で9.4%減の5,201億2,600万米ドルで,2019年以来4年ぶりのマイナス成長になる見込みである。しかし,2024年には回復して,世界半導体市場規模は2023年比13.1%増の5,883億6,400万米ドルに再拡大するとしている。
【目次】
1 半導体市場動向
1.1 世界の半導体市場
1.2 世界の半導体製品別市場動向
1.3 世界の半導体メーカー動向
1.4 世界の半導体需要
1.5 世界のファブレス半導体メーカー動向
1.6 世界のファウンドリー企業動向
1.7 日本の半導体メーカーの動向
1.8 半導体製造装置の市場
1.9 半導体材料の市場
2 半導体製造用ガス
2.1 高純度キャリアガス
2.2 半導体デバイス製造用ガス
2.3 成膜用ガス
2.4 ドーピング用ガス
2.5 ドライエッチング用材料
3 フォトレジスト
4 半導体封止材料
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[Material Profile]
4-ヒドロキシブチルビニルエーテル
ジメチルエーテル -
月刊機能材料2023年12月号（電子版）
￥4,070
【特集】ポリマーアロイによる高機能材料の創製と開発動向
★ポリマーアロイは,異なるポリマーを組み合わせることによって得られる材料であり,様々な物理的・化学的特性を持たせることが可能となります。本特集では,高分子材料の多様な用途展開に向けたポリマーアロイに関する展開と,近年の取り組みを紹介しております。
＜著者一覧＞
今井昭夫 テクノリエゾン事務所
船津公人 奈良先端科学技術大学院大学
小林定之 東レ(株)
石井佑弥 京都工芸繊維大学
丸山純 (地独)大阪産業技術研究所
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【特集】ポリマーアロイによる高機能材料の創製と開発動向
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ポリマーアロイのモルフォロジー制御と相容化剤の分子設計
Polymer Alloy Morphology and Molecular Design of Compatibilizer
ポリマーアロイのモルフォロジー制御に有効な相容化剤としては,非相溶系のポリマー相界面に選択的に存在できるようなブロック共重合体等が選択されてきた。中でも,混合混練中に異種高分子鎖間に化学結合を生じて生成する反応型相容化剤が工業的にも多用されてきた。近年では,このように生成した相容化剤がマトリックス相中にもナノサイズ分散して,特殊な機能を発現させるような新世代ポリマーアロイの開発がすすんでいる。
【目次】
1 はじめに
2 ポリマーの相溶化と相容化
2.1 相溶と非相溶
2.2 相溶化と相容化
3 相容化剤の種類
3.1 非反応型相容化剤
3.2 反応型相容化剤
4 リアクティブプロセッシングと相容化剤
4.1 混練過程での相容化剤の生成
4.2 ナノサイズ分散ポリマーアロイ
5 ボトムアップ戦略とナノサイズ相分離ポリマー
6 第四世代ポリマーアロイ
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プロセスインフォマティクスとポリマーアロイを題材とした有機材料の設計
Design of Organic Materials on the Subject of Process Informatics and Polymer Alloys
高分子材料の開発においては,高分子のもととなるモノマー分子の設計や異なるモノマーの配合比率による共重合の設計が進んでいる。分子設計,材料設計というように目的物性に注目した構造設計も重要であるが,特にいくつかの原材料を配合して目的とする材料を作る場合,その作り方も最終的な物性を左右する重要な要因となる。つまり,何を作るかという時にその作り方まで同時に考慮することが求められる。この考え方をProcess informatics(プロセスインフォマティクス)と呼んでいる。さらに,目的のものを合成,製造している際に,リアルタイムに目的物性を監視し,目的物性を維持するように操作を制御する必要もある。ここではソフトセンサーと呼ばれる仕組みが重要な役割を果たしている。
【目次】
1 はじめに
2 プロセスも含めたポリマーアロイ設計戦略
3 新材料創出とその作り方の一体化:プロセスインフォマティクス
4 マテリアルズインフォマティクスは研究の仕方のフィロソフィーである
5 おわりに
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PBT/PC 共連続型高性能ナノアロイの開発と応用
Development and Industrialization of PBT/PC Co-Continuous High-Performance NanoAlloy
ナノオーダーで3次元連続構造形成を実現し,飛躍的な高性能化を実現する技術開発に成功した。本技術を,ポリカーボネート(PC)樹脂とポリブチレンテレフタレート(PBT)樹脂のアロイに適用すると,ナノオーダーで共連続構造を形成し,耐衝撃性,耐薬品性,耐熱性,剛性,透明性等の特性を飛躍的に高めた新材料を実現した。
【目次】
1 はじめに
2 スピノーダル分解による相分離構造の形成機構
3 PBT/PC共連続型高性能ナノアロイ
4 PBT/PC共連続型高性能ナノアロイ開発と応用
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[Material Report-R&Dー]
1回で編みあげることが可能であり無給電で動作可能な編物型タッチ/圧力センサ
Active Signal-Generating Touch/Pressure Sensor Produced with Single Step Knitting
1回で編みあげた編物からなり,無給電動作可能なタッチ/圧力センサを新規に開発した。本センサは,スペーサー構造を有し,糸のみからなる編構造体である。肌触りが良好であり,軽量かつ通気性に優れ,洗濯可能である。タッチ/圧力センシングには,環境中に常時放散されている電磁波を利用しているため無給電のセンシングが可能である。
【目次】
1 はじめに
2 開発したタッチ/圧力センサの構造
3 基本的な特徴
4 ヒトの指で接触および押込んだときの電圧出力特性
5 動作メカニズム
6 想定される活用事例と実用化に向けた課題
7 おわりに
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金属と窒素が添加された 3次元規則性多孔質炭素材料における触媒反応の選択性
Preference of Catalytic Reactions in Three-Dimensionally Ordered Porous Carbon Materials Doped with Metals and Nitrogen
3次元的に規則性細孔構造を有する炭素材料は,理想的に配置された細孔が効果的に機能し,かつ導電性を有するため電極材料として有望である。また,金属を窒素とともに炭素材料中に添加すると触媒能が付与される。本研究では,炭素源として新たな有機化合物を合成し,3次元規則性細孔の形成と効率的な金属添加の両立に成功した。またこの金属種によって触媒反応が選択されることを明らかにした。
【目次】
1 はじめに
2 3次元規則的多孔質炭素材料の合成
3 3次元規則的多孔質炭素材料の構造とmetal-N-Cサイト
4 電気化学反応に対する触媒活性
5 終わりに
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[Market Data]
全固体電池用添加剤の動向
【目次】
1 無機固体電解質(ガラス,ガラスセラミックス)
1.1 概要
1.2 硫化物系
1.3 酸化物系
1.4 錯体水素化物
2 有機固体電解質
2.1 概要
2.2 高分子
2.3 ゲル
2.4 分子結晶(結晶性有機物)
3 導電助剤
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積層セラミックコンデンサ(MLCC)の用途別動向
【目次】
1 自動車
2 スマートフォン・携帯電話
3 タブレット端末
4 ノートパソコン・パソコン
5 薄型テレビ
6 デジタルカメラ
7 第5世代移動通信システム(5G)インフラ
8 その他
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[Material Profile]
ポリカーボネートジオール
シクロヘキサノール -
月刊機能材料2023年11月号（電子版）
￥4,070
【特集】難燃剤・難燃材料の開発と活用動向
★「難燃性」は,初期火災で加熱を受けた時に着火しにくく,また,着火後も燃え広がる速度を遅らせる機能を指しており,電気・電子,車両,建築分野などにおいて幅広く活用されております。本特集では,生活環境の安全性を確保する上で重要な役割を果たす難燃剤や難燃材料の開発や活用に向けた取り組みについて紹介しております。
＜著者一覧＞
野寺明夫 PSジャパン(株)
若山恵英 大成建設(株)
梅森浩 大成建設(株)
郭碧濤 晉一化工股份有限公司
山中翔 (公財)鉄道総合技術研究所
伊藤幹彌 (公財)鉄道総合技術研究所
望月政嗣 元・京都工芸繊維大学
天野義久 神奈川工科大学
井上秀雄 神奈川工科大学
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【特集】難燃剤・難燃材料の開発と活用動向
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5G向け低誘電性ノンハロゲン難燃ポリスチレン
Low-Dielectric Non-Halogen Flame-Retardant Polystyrene for 5G
5Gなど高周波用途では材料の低誘電性が必要となり,通信システムの安全性や信頼性より難燃性が要求される。ポリスチレンは低誘電性に優れる材料であり,今回,NOR型HALSを使用し,低誘電性を阻害しないノンハロゲン難燃ポリスチレン材料を開発した。この材料は,透明性を保持し,耐候性や熱安定性,リサイクル特性に優れる。
【目次】
1 はじめに
2 NOR型HALSによるノンハロゲン難燃化
3 NOR型HALS系難燃PSの特性
4 リサイクル特性
5 おわりに
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木質材料用難燃塗布材の開発
Development of Fire Protection Coating for Wood Materials
木材に塗布するだけで防火性能を向上できる難燃塗布材を開発した。本難燃塗布材は,ほぼ透明で木目を視認することが可能である。また,本難燃塗布材をスギCLT表面に塗布し,発熱性試験を実施した結果,準不燃性材料の基準を満たすことを確認できた。さらに本難燃塗布材を実建物の柱の仕上材であるCLT面に適用した。塗布は工場にて一般塗装に使用するスプレーにより行い,塗布後は自然乾燥後にラッピングを施した桟木を介して重ね積みを行い現場まで運搬した。実建物においては,若干白味があるが,ほぼ透明で木目をはっきりと視認でき,木質感を十分に感じられる仕上がりとなっていることを確認した。
【目次】
1 はじめに
2 既存材料との比較
3 CLTへの適用
4 実建物への適用
4.1 実施適用建物の概要
4.2 難燃塗布材の塗布
4.3 養生と運搬
4.4 塗布面の状況
5 まとめ
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低誘電ハロゲンフリー難燃剤「PQ-60」の特長と展望
Features and Prospects of Low Dielectric Halogen-free Flame Retardant “PQ-60”
5Gと6G通信の分野における,プリント基板や半導体パッケージ材料に使用されるPPEや変性BMI,スチレン系樹脂では難燃性が不十分であり,難燃性を向上させるためには難燃剤の添加が必要である。PQ-60を加えた耐熱性高分子材料は,超低誘電損失,難燃性,低熱膨張などの機能を実現し,高周波通信部品やエネルギーモジュールの信頼性と安全性を確保する。
【目次】
1 はじめに
2 伝送遅延と伝送損失
3 誘電理論と分子設計
3.1 比誘電率とClausius-Mossottiの式
3.2 誘電正接とデバイ緩和
4 PQ-60難燃剤の特徵
5 PQ-60難燃剤の応用例
6 おわりに
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車両用材料の燃えにくさを定量的に評価する
Quantitatively Evaluation of the Flammability of Materials for Railway Rolling Stock
鉄道車両の車体内装材に使用される材料(以下,車両用材料)には,火災に対する安全性の確保のため,燃えにくい性質が求められる。このため,車両用材料には国土交通省令によって,燃えにくさを示す基準として燃焼区分が定められている。例えば,炎は上方へと広がるため,天井や壁等の車内の高い位置にある材料ほど,より燃えにくい燃焼区分が必要になる。本稿では,車両用材料の燃焼区分に関する国土交通省令による基準や試験方法を紹介するとともに,燃焼区分を定量的に評価した結果および燃焼時に発生する有毒ガス量を測定する手法を紹介する。
【目次】
1 はじめに
2 車両用材料の燃えにくさとは
3 燃えにくさを定量的に評価する
3.1 CCM試験とは
3.2 試験方法
3.3 評価項目
3.3.1 発熱速度
3.3.2 煙生成速度
3.4 試験対象とした材料
3.5 試験結果
4 燃焼区分の定量的な分類
5 有毒ガス評価への取り組み
5.1 CCM-IR試験装置の概略
5.2 CCM-IR試験装置による測定結果例
6 おわりに
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[Material Report-R&Dー]
プラスチックリサイクルの先進的モデルとしてのポリ乳酸
―自然界が有する真のリサイクルシステムへのリンク―
Polylactic Acid as An Advanced Model of Plastic Recycling Linking to Natural Carbon Cycle of True Recycling System
これまでの石油系プラのPETボトルのマテリアルリサイクルなどはローカルな目先の対症療法に過ぎず,真の解決策とはなり得ない。本稿では,自然界が有する真のリサイクルシステムである物質循環(炭素循環)にリンクした生分解性バイオマスプラのポリ乳酸のリサイクルを地球的規模のグローバルな視点から論考する。
【目次】
1 はじめに
2 自然界が有する真のリサイクルシステムとは
2.1 物質循環としての炭素循環
2.2 バイオプラスチックの分類と識別表示制度
3 ポリ乳酸の物質循環(炭素循環)とリサイクル
3.1 グローバルな視点から
3.2 ローカルな視点から
3.2.1 バイオリサイクル…堆肥化(好気性下)又はバイオガス化(嫌気性下)
3.2.2 ケミカルリサイクル…熱分解による原料ラクチドへの還元
3.2.3 マテリアルリサイクル
4 ライフサイクルアセスメント(LCA)による環境負荷の客観的・定量的評価
5 真に持続可能な資源循環型社会へ
5.1 生分解性プラスチックの理想像
5.2 日本における先進的モデルとしての富良野市
6 おわりに
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自動運転用の仮想空間シミュレータ
A Virtual World Simulator for Autonomous Driving Cars
世界の自動運転開発は既に社会実装(実用化)の段階に入っており,ここ数年の米中日の目まぐるしい動きを説明する。日本については国家プロジェクトが重要な役割を果たしており,その体制を説明する。筆者等の国プロ「DIVP」は,実車テストとはデジタルツインの関係になる「仮想空間シミュレータ」を開発し,現状では世界トップレベルの現実世界再現性を達成している。「仮想空間シミュレータ」は,単なるシミュレータの枠を超えて,自動運転開発を支える幅広い基盤技術へと発展しつつある。この現状を,2つの例で説明する。
【目次】
1 自動運転の社会実装を巡る,世界と日本の状況
2 自動運転車の開発には,なぜ仮想空間シミュレータが必須か?
3 仮想空間シミュレータは,自動運転車の「眼」であるセンサの,不完全さの再現が重要
4 仮想空間シミュレータの更なる応用①:複雑な統合センサシステムのための研究プラットフォーム
5 仮想空間シミュレータの更なる応用②:HILSコントローラ
6 まとめ
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[Market Data]
試薬工業の市場動向
科学の発展や研究開発,環境分析などに貢献する試薬工業は,景気の変動に大きく左右されないといわれているが,景気回復に伴い増加傾向にあった医薬品製造業における研究費は,2021年は対前年比1.7%の減少となっている。近年はバイオ,環境,食品などの用途で新しい試薬が開発されているが,新型コロナウィルス感染症の拡大により,感染検査薬として試薬のニーズが高まっている。
【目次】
1 概要
2 需給動向
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タッチパネル工業の市場動向
タッチパネルの需要は,スマートフォン向けを中心に堅調に拡大を続けていたが,2014年ごろからスマートフォンやタブレットPCの成長鈍化により,上げ幅が鈍化傾向となった。2021年もその傾向が続いたとみられる。インセル型,オンセル型の普及は着実に進んでいて,メーカーの淘汰,再編の動きは相変わらず活発であり,タッチパネル業界は依然として市場での生き残りを賭けた競争が続いている。
【目次】
1 概要
2 市場動向
3 材料・開発動向
4 企業動向
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[Material Profile]
液体アンモニア
ヨウ素
炭化ケイ素 -
月刊機能材料2023年10月号（電子版）
￥4,070
【特集】SDGs・CASE 対応!自動車内外装を中心としたプラスチック加飾・塗装代替技術の最新動向
★自動車の内装や外装の加飾は,付加価値の高いデザインを生み出しつつも,加工段階,あるいはフィルムなどの材料自体の環境負荷の低減をはじめとする課題への対応も求められております。本特集では,プラスチック加飾・塗装代替技術について,技術の内容や特徴,動向を解説していただきました。
＜著者一覧＞
桝井捷平 MTO技術研究所
近藤要 出光ユニテック(株)
矢葺勉 布施真空(株)
岸本学 三菱ケミカル(株)
上村泰二郎 (株)GSI クレオス
湊遥香 信州大学
鈴木大介 信州大学
田中慎二 (国研)産業技術総合研究所
小野英明 (国研)産業技術総合研究所
吉田勝 (国研)産業技術総合研究所
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【特集】SDGs・CASE 対応!自動車内外装を中心としたプラスチック加飾・塗装代替技術の最新動向
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はじめに
Preface
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SDGs対応プラスチック加飾・塗装レス技術の最新動向
Latest Trends in Plastic Decoration and Paintless Technologies for SDGs
近年,モノづくりの世界は“低コスト価格競争”から“高付加価値競争”への移行が進み,人の感性に訴えかける製品開発が求められている。2次品質(官能品質,質感)を向上させる手段として「加飾技術」への関心は,ますます高くなっている。現在,SDGs,COPなどの世界共通目標,ならびにCASE,MaaSなど自動車産業の共通目標があり,今後の加飾は,これらに対応したものになっていく必要があると考えられる。本稿では,SDGs,サステナブル対応に向けたプラスチック加飾技術・塗装代替技術の最新動向について説明する。
【目次】
1 今後の加飾に関連する国際社会の目標,自動車メーカー(産業)の目標
1.1 国際社会の目標
1.2 自動車メーカー(産業)の目標
2 今後の加飾
2.1 塗装・めっき代替(塗装・めっきレス)加飾
2.1.1 加飾フィルム貼合による塗装代替
2.1.2 高外観原着材料によるモールドインカラー(MIC)
2.1.3 インモールド塗装(IMP)
2.2 塗装代替以外の環境対応加飾技術
2.2.1 植物由来材料,植物由来繊維複合材料使用の加飾
2.2.2 軽量化と加飾,マルチマテリアルの加飾
2.2.3 易解体,モノマテリアル化,リサイクル材利用加飾
2.3 高付加価値製品につながるその他の加飾
2.3.1 機能付加加飾
2.3.2 バイオミメティクスと構造色加飾
2.3.3 3Dプリント着色加飾
2.3.4 3次元形状品への直接インクジェット印刷
3 自動車内装部品への適用,展開
3.1 各加飾技術の展開状況
3.1.1 フィルム加飾
3.1.2 NSD(Non Skin Decoration)
3.1.3 型内塗装
3.1.4 ソフト表面加飾
3.1.5 繊維複合材加飾
3.1.6 伝統工芸を用いた加飾
3.1.7 間接照明を利用した加飾
3.2 次世代モビリティキャビン
4 塗装代替以外の自動車外装への適用,展開
4.1 今後の自動車外装部品の代表例
4.2 今後の自動車外装イメージ
5 まとめ(今後の加飾の予想)
6 おわりに
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高透明ポリプロピレンシートによるポリプロピレン成形品の機能性向上と環境負荷低減
Improvement Functionality and Reduction of Environmental Burdens of Polypropylene Parts with High Transparent Polypropylene Sheets
我が社では,独自のポリプロピレン(PP)の結晶化コントロール技術による高透明PPシートを1981年に上市以来,食品包装を中心に展開してきた1)。高透明PPシートの特徴である優れた透明性,成形性に加え,屋外で使用可能な耐候性の付与や易接着機能,蓋材とのイージーピール性等の付与により,輸送機器(二輪車,自動車)や医薬品包装の分野へ展開している。近年では,プラスチックの資源循環への社会的要望の高まりに伴い,リサイクル特性に優れる高透明PPシートが注目されている。本稿では,高透明PPシートである出光加飾シートTMによるポリプロピレン成形品の機能性向上と環境負荷低減について紹介する。
【目次】
1 高透明PPシート・出光加飾シートの概要
1.1 透明性と意匠表現性
1.2 独自の結晶構造による優れた成形性と成形時の結晶化進展による物性向上
1.3 出光加飾シートの表面硬度
2 出光加飾シートを用いた加飾成形によるPP成形品の塗装代替と環境負荷低減
2.1 成形品塗装の環境負荷と塗装代替技術
2.2 出光加飾シートをクリア層として用いた塗装代替
2.3 出光加飾シートを用いた加飾成形品のリサイクル適性
3 出光加飾シートによるプラスチック成形品の高意匠化・高機能化
3.1 出光加飾シートとテクスチャー転写成形の組み合わせによる高意匠成形品
3.2 出光加飾シートの誘電特性を活かした用途展開
4 おわりに
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TOM 工法による自動車内外装の3次元表面加飾技術
3D Surface Decoration Technology for Automotive Interiors and Exteriors Using the TOM Method
自動車の内装や外装部品には金属,非金属,プラスチック,複合材,ガラス等多くの素材が使用されており,しかも形状は平面だけではなく曲面を有したものも多く,これらの加飾には高意匠性に加えブランドの独自性とカーボンニュートラル社会の実現に向けた環境適合性が求められている。本稿では塗装の代替技術として注目されているTOM(Three dimension Overlay Method)工法を中心に自動車内装及び外装部品への3次元表面加飾技術について解説する。
【目次】
1 はじめに
2 TOM(Three dimension Overlay Method=3次元表面被覆工法)
3 TOM工法を進化させたNeo-TOM工法
3.1 Neo-TOM工法の原理
3.2 Neo-TOM工法のプロセス
4 自動車へのTOM及びNeo-TOM工法の応用
4.1 内装への応用
4.2 外装への応用
4.3 フィルム加飾による環境負荷の低減
5 TOM工法で使用されるフィルム(表皮材)
6 近未来の自動車工場
7 おわりに
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DURABIO (デュラビオ)の自動車内外装の塗装レス化と環境への対応
DURABIO’s Paintless Automotive Interiors and Exteriors and its Environmental Friendliness
三菱ケミカルは,KAITEKIの実現に向けた取組みを推進する製品群として,枯渇しない原料,すなわちサスティナブルリソースを用いたバイオポリマーの開発と実用化に鋭意取り組んでおり,自然環境に負荷をかけない生分解性プラスチック「Bio PBSTM」に加え,植物由来の透明バイオエンジニアリングプラスチック「DURABIOTM(デュラビオ)」の開発と市場導入を推進してきている。
【目次】
1 はじめに
2 DURABIOTMとは
3 DURABIOTMの製造方法
4 DURABIOTMの材料特性
4.1 光学特性
4.2 耐光性・耐候性
4.3 表面硬度・耐傷付き性
4.4 衝撃特性
4.5 耐薬品性
4.6 意匠性
4.7 成形性
4.8 撥菌細菌低付着機能
5 用途展開
5.1 自動車内外装材着部品への適用
5.2 車載ディスプレイ用透明パネルカバーへの適用
5.3 自動車分野以外への適用
6 DURABIOの環境特性
7 終わりに
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SDGsの観点からみる型内塗装技術の最新情報
In-Mold Coating Technology Latest Information from SDGs View
ここ数年投稿記事や講演会,及び展示会などのメディア媒体を通じて独Krauss Maffei社が提唱する型内塗装技術(Color Form)による欧米の採用事例や機能・特徴について言及し,環境に優しい工法として紹介してきたが,既存のプラスチック塗装工程と比べた具体的なCO2削減効果の数値検証は十分ではなかった。最近になって先行する欧州でもColor Form設備を導入した顧客による協力を得て深く精査され,また国内においても自動車部品メーカー,並びに当社のパートナーであるプラスチック塗料専門メーカー武蔵塗料による協力を得て,対環境に焦点を当てたCO2削減効果の数値精査が進んでいる。今回の記事では型内塗装技術の欧米を中心とした最新の採用動向とSDGsの観点からみた本技術の特徴について展開する。
【目次】
1 最新の型内塗装採用事例
2 SDGs視点から見た型内塗装の優位性
3 スプレー塗装と比較したCO2削減効果
4 型内塗装技術の魅力
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[Material Report-R&Dー]
高分子微粒子を活用した新たなマテリアルリサイクルの実現
Sustainable Material Recycling Using Polymeric Microparticles
高分子材料は私たちの生活を豊かにする一方,近年,環境汚染や資源の枯渇などの社会問題として取り上げられる。そのため,品質の高い製品をより長く使うだけでなく,効率的にリサイクルし,再利用することが求められている。そのような背景の中,本稿では,高分子微粒子を活用したクローズドループ可能なマテリアルリサイクルについて述べる。
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バイオポリエステル・バイオポリアミドマルチブロック共重合体の合成および評価
Synthesis and Characterization of Multiblock Copolymer Composed of Biopolyester and Biopolyamide
高い生分解性をもつポリアミド4(PA4)と,ポリブチレンサクシネート(PBS)とのマルチブロック共重合体を合成した。PBSとPA4のブロックサイズを系統的に変えた共重合体のキャストフィルムの物性を評価した結果,透明で柔靭な機能を発現させることができた。広角X線回折により,この機能発現はフィルムの結晶化度に起因すると示唆された。
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[Market Data]
有機ゴム薬品工業の市場動向
有機ゴム薬品はユーザー企業の海外生産シフトという構造的な問題のもとで,2009年以降生産量を減少させてきた。2017年,2018年は生産量,販売量ともに増加に転じたが,2019年,2020年は一転して減少となった。2021年は新型コロナ影響から経済が回復しつつあり,コロナ前の水準に戻りつつある。
【目次】
1 需要動向
2 新ゴムの需給動向
3 有機ゴム薬品の輸出入推移
4 メーカー動向・製品開発
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[Material Profile]
メタクリル酸クロライド -
月刊機能材料2023年9月号（電子版）
￥4,070
【特集】軟磁性材料の研究開発動向
★軟磁性材料はモーターやトランス,記録媒体など多くの電気機器に活用されており,近年ではパワーエレクトロニクス機器の高周波化への対応や,自動車の電動化に向けて注目されています。本特集では,幅広い産業分野での貢献が期待される軟磁性材料の研究開発動向を紹介しております。
＜著者一覧＞
本塚智 九州工業大学
佐藤尚 名古屋工業大学
遠藤恭 東北大学
齋藤章彦 大同特殊鋼(株)
久保田啓義 (株)東北マグネットインスティテュート
熊谷宗修 (株)東北マグネットインスティテュート
平本尚三 (株)東北マグネットインスティテュート
峠哲雄 JFEテクノリサーチ(株)
玉手亮多 (国研)物質・材料研究機構
西川慶 (国研)物質・材料研究機構
駒場京花 筑波大学
後藤博正 筑波大学
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【特集】軟磁性材料の研究開発動向
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電磁気応用製品用鉄心への応用を指向した軟磁性鉄粉
Soft Magnetic Iron Powder for Soft Magnetic Composite
周波数の低い領域で用いられる電磁気応用製品用の鉄心としては積層鉄心が圧倒的なシェアを占めている。しかし,世界的な運輸部門の電動化の進展やパワーエレクトロニクス技術の発達に伴って,積層鉄心とは異なるその特性から圧粉鉄心が再注目されている。本稿では圧粉鉄心およびその主要材料である軟磁性鉄粉と,その高性能化に関する研究開発の状況について概説する。
【目次】
1 はじめに
2 軟磁性鉄粉の種類とその特徴
3 磁性鉄粉の高機能化
4 おわりに
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磁気ひずみの大きなソフト磁性薄膜材料の開発
Development of Large Magnetostrictive Soft Magnetic Films
大きな磁気ひずみを有する薄膜形状のFe-Ga合金ではデバイス応用する上で,それらの軟・高周波磁気特性を著しく改善する必要がある。これらの課題を解決する方法の一つとして第三元素添加があげられる。本稿では,第三元素としてBを選択し,B添加したFe-Ga(Fe-Ga-B)膜の基本特性を検討した。その結果,Bを十分に添加すると良好な静・高周波磁気特性が得られることがわかった。したがって,Fe-Ga-B膜は次世代電磁気デバイスやマイクロ波磁気デバイスの有力な材料候補の一つである。
【目次】
1 はじめに
2 Bを添加したFe-Ga膜の構造
3 Bを添加したFe-Ga膜の静磁気特性
4 Bを添加したFe-Ga膜の静磁気特性
5 まとめ
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高感度・高磁束密度軟磁性帯鋼『MEN（R）PB, MEN（R）PC』
High-Sensitivity, High-Magnetic Permeability and High Magnetic Flux Density Material 『MENPB, MENPC』
自動運転やxEV化やCASEに必須の自動車センサの高感度化や電装部品の小型化等のニーズが増大中である。特にセンサの高感度化・小型化が求められる。そこで,主にニッケル,その他の微量添加元素の成分バランスとプロセスの最適化を図り,パーマロイ系材料MENPB,MENPC系の高感度(高透磁率)・高磁束密度化に成功したので紹介する。
【目次】
1 はじめに
2 開発の概要
3 開発の背景
4 開発の目標
5 開発の内容
5.1 最適成分設計
5.2 製造プロセスの最適化
5.3 技術の特徴,従来技術との相違等
5.4 従来技術の内容と問題点
6 開発した製品の特徴と用途
6.1 高磁束密度高透磁率材MENPB-S
6.2 超高透磁率材MENPC-2S
7 社会への波及効果
7.1 開発材の産業界への貢献や波及効果
7.2 開発成果の社会生活への貢献度
7.3 開発材の将来性
8 おわりに
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ナノ結晶軟磁性材料NANOMET（R）の特徴
Features of Nanocrystalline Soft Magnetic Material NANOMET （R）
NANOMET（R）は,2009年に東北大学金属材料研究所のA. Makinoらによって発明されたナノ結晶軟磁性材料であり,電磁鋼板に匹敵する高い飽和磁束密度とアモルファス合金を超える低損失を兼備した従来材料にない特徴を持つ。その社会実装に向けて様々な取り組みが行われている。本章では,NANOMET（R）の特徴と応用例について紹介する。
【目次】
1 NANOMET（R）の開発
2 NANOMET（R）の製造
2.1 アモルファス薄帯の鋳造
2.2 NANOMET（R）の熱処理
3 半導体封止材料の高耐熱化技術
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軟磁性材料の特性評価
Characteristic Evaluation of Soft Magnetic Material
軟磁性材料には様々な材料があり,自動車の電動化をはじめ,環境配慮・カーボンニュートラルへの貢献が期待されている。本稿では,代表的な軟磁性材料である電磁鋼板を中心に,要求される特性と評価方法を紹介する。また,材料開発や実機応用につなぐ観点でも,特性評価手法の最近の動向を紹介する。
【目次】
1 はじめに
2 軟磁性材料と電磁鋼板
3 軟磁性材料に要求される特性と評価方法
3.1 リング試験片による磁気特性試験
3.2 エプスタイン試験
3.3 単板磁気特性試験
3.4 高磁場・高周波での磁気特性試験
3.5 層間抵抗と占積率
4 材料開発や実機応用に関わる特性評価
4.1 応力下での磁気特性試験
4.2 磁気特性の温度変化
4.3 結晶方位解析へのEBSD活用
5 おわりに
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[Material Report-R&Dー]
高い力学強度をもつ高分子ゲル電解質の創製とリチウム金属負極保護被膜への適用
Fabrication of Polymer Gel Electrolytes with High Mechanical Strength and Their Application to Artificial Protective Layer of Lithium Metal Anode
次世代リチウム二次電池の負極材料として期待されるリチウム金属負極は,充放電サイクル寿命や安全性に問題がある。本研究では高濃度リチウム塩を含む電解液と水素結合性高分子から形成される非常に高強度なゲル電解質を創製し,リチウム金属負極の保護被膜に適用することで,リチウム金属電池のサイクル性能を大幅に向上した。
【目次】
1 はじめに
2 高強度な高分子ゲル電解質の開発
3 ゲル電解質のリチウム金属負極人工保護被膜への適用
4 おわりに
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温泉水中でのポリアニリンおよびポリアニリン/繊維コンポジットの合成
Synthesis of Polyaniline/Textile Composites in Volcanic Water
温泉水は,地下から湧水する水資源である。温泉は人々に安らぎや健康を与える。美容や食物,エネルギーなどの分野にも利用されるが,物質化学への応用は未発達である。本研究では,日本各地の酸性温泉水を用いて導電性高分子の一種であるポリアニリンの合成を行った。酸の強い温泉水ほど高い電気伝導度が得られることが分かった。
【目次】
1 はじめに
1.1 温泉とは
1.2 ポリアニリン
2 使用した温泉水
2.1 玉川温泉
2.2 蔵王温泉
2.3 箱根温泉
2.4 草津温泉
2.5 那須湯本温泉
3 ポリアニリンおよびポリアニリン/繊維コンポジットの合成
3.1 ポリアニリンの合成
3.2 ポリアニリン/繊維コンポジットの合成
4 得られたポリアニリンおよびポリアニリン/繊維コンポジットの特徴
4.1 分子構造
4.2 分光測定
4.3 電気伝導度
4.4 ヨウ素吸着材料への応用
5 おわりに
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[Market Data]
有機顔料工業の市場動向
2021年の有機顔料の生産量は前年比106.0%の1万2,135トンとなった。有機顔料の主要需要分野である印刷インキや塗料への需要はここ数年低迷していたが,2021年には回復傾向がみえ,フタロシアニン系顔料,アゾ顔料ともに生産量は増加した。また,原材料となる基礎有機化学品の価格が上昇していることに加え,有機顔料の生産大国である中国とインドにおいて,排水処理等の環境対策の強化が進み,製造コストの上昇が続いている。原料価格の上昇は今後も続く可能性があり,各メーカーともに原料の安定供給が求められる。今後は新興国への販売拡張に向けた生産拠点の整備と顧客のニーズへの対応が求められるだろう。
【目次】
1 生産概要
1.1 フタロシアニン系顔料
1.1.1 銅フタロシアニンブルー
1.1.2 銅フタロシアニングリーン
1.2 アゾ顔料
1.2.1 不溶性アゾ顔料
1.2.2 溶性アゾ顔料
2 需要先概要
2.1 印刷インキ関係
2.2 塗料関係
2.3 プラスチック関係
2.4 繊維関係
2.5 IT関係
2.6 その他
3 輸出入の概要
4 メーカー動向
5 製品開発動向
6 環境問題への対応
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水処理薬品工業の市場動向
上下水道処理をはじめ製紙工程や工業用水などで利用される水処理薬品。いずれも原水の性質に応じて各種薬品が選択されているが,基本的な機能は,凝集・沈澱・ろ過の3つであり,さらに下水・排水処理では殺菌も行われる。国内の凝集剤市場の9割を占める硫酸アルミニウムとポリ塩化アルミニウムの2021年の需要は,硫酸アルミニウムが前年比3%増,ポリ塩化アルミニウムは1%の増加だった。同じく無機系凝集剤であるポリ硫酸第二鉄は,その使いやすさから応用範囲を広げている。次亜塩素酸ソーダ生産量は前年比2%増となった。活性炭の生産量は前年比3%減となり,長期低落傾向が続く。高分子凝集剤の2021年の需要は前年と同水準だった。
【目次】
1 概要
2 硫酸アルミニウム(硫酸バンド)
2.1 概要
2.2 市場動向
2.3 企業動向
2.4 価格
3 ポリ塩化アルミニウム(PAC)
3.1 概要
3.2 市場動向
3.3 企業動向
3.4 価格
4 ポリ硫酸第二鉄(「ポリテツ」)
4.1 概要
4.2 市場動向
4.3 価格
5 次亜塩素酸ソーダ
5.1 概要
5.2 市場動向
5.3 企業動向
5.4 価格
6 活性炭
6.1 概要
6.2 市場動向
6.3 用途動向
6.4 企業動向
6.5 価格
7 高分子凝集剤
7.1 概要
7.2 市場動向
7.3 企業動向
7.4 価格
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[Material Profile]
ゼオライト -
月刊機能材料2023年8月号（電子版）
￥4,070
【創刊42周年記念特集】エレクトロニクス分野におけるエポキシ樹脂の活用
★エポキシ樹脂は,汎用性の高さから基板材料・封止材料・接着剤など,様々な電子材料に利用されています。また,5G技術の普及による無線通信の高周波化が進み,伝送損失の抑制といった材料開発への要求も高まっております。本特集では,電子材料として広く採用されているエポキシ樹脂の特長や,研究開発について掲載しております。
＜著者一覧＞
野村和宏 NBリサーチ
木田紀行 三菱ケミカル㈱
中村吉伸 大阪工業大学
平井智康 大阪工業大学
藤井秀司 大阪工業大学
田中祐介 住友ベークライト㈱
川野真太郎 (地独)大阪産業技術研究所
望月政嗣 元・京都工芸繊維大学
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【特集】エレクトロニクス分野におけるエポキシ樹脂の活用
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半導体封止材における高周波対応
Semiconductor Encapsulants Technology for High Frequency Application
基板や封止材には現在エポキシ樹脂が広く適用されており，この樹脂は環境耐性や電気特性において優れた性能を有しているのだが，高周波に対応するための低誘電特性は有していない。そこでエポキシ樹脂を高周波用途に使用するために硬化剤や添加剤，希釈剤などに対して新しい技術が開発されてきている。本稿では，そのいくつかを紹介する事とする。
【目次】
1 はじめに
2 高周波による伝送損失
3 化学構造と誘電特性
4 低誘電エポキシ樹脂のための材料技術
4.1 活性エステル
4.2 ポリフェニレンエーテル（PPE）の硬化剤としての可能性
4.3 低誘電エポキシモノマー
4.4 低誘電酸無水物
5 低誘電半導体封止材の開発
5.1 低誘電 NCF
5.2 低誘電封止材
6 まとめ
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高周波対応に向けたエポキシ樹脂の低誘電化技術
Low Dielectric Technology of Epoxy Resin for High-Frequency Applications
エポキシ樹脂は良好な機械物性とデバイスへの加工性を併せ持つため，プリント基板の素材として使われてきた。近年，通信および計算の高速大容量化により，電子機器の高周波対応（低伝送損失）が強く求められている。最も重視される特性が低誘電性であり，エポキシ樹脂が不得意な領域である。他方，エポキシ樹脂は設計自由度が広い材料でもあるため，筆者らは低誘電エポキシ樹脂の開発に取り組んでいる。本稿では，低誘電エポキシ樹脂の設計手法および開発事例を解説する。
【目次】
1 はじめに
2 低誘電エポキシ樹脂とその硬化物の設計
2.1 低誘電エポキシ樹脂の設計手法
2.2 エポキシ樹脂の低誘電硬化システム
3 低誘電エポキシ樹脂の実際の開発事例
3.1 低分子タイプ
3.1.1 フッ素原子含有エポキシ樹脂 YX7760
3.1.2 フッ素原子非含有エポキシ樹脂 YL9133
3.2 中分子タイプ
3.3 高分子タイプ
4 おわりに
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エポキシ樹脂のフィラーと界面の設計
Optimum Modification of Epoxy Composite Using Silane Coupling Agent
充てんエポキシ樹脂の強度向上や吸水率低減のためのシランカップリング剤変性について検討した。目的に対するシランカップリング剤の最適分子構造，添加方法の影響（前処理とインテグラルブレンド法），界面の接着とマトリックスの改質効果を比較した。インテグラルブレンド法やマトリックス改質の有用性が分かった。
【目次】
1 はじめに
2 充てんエポキシ樹脂の強度
3 熱膨張係数の低減
4 吸水率の低減
5 おわりに
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先端 PKG に対する半導体封止用エポキシ樹脂成形材料の展開
Development of Epoxy Molding Compound for Advanced PKGs
次世代半導体素子のSiCや GaNを用いたパワーデバイスには高耐熱性などの特性が要求される。著者らは，パワーデバイス用エポキシ樹脂モールドコンパウンド（EMC）において，樹脂の分子運動の抑制によりHTRBなどの信頼性を向上させ，EMCとPKG部品のCTE 調整にて温度サイクル試験での剥離を防止させ，さらに，高Tgと高耐熱性を両立できる新型エポキシ樹脂と硬化剤を見出した。
【目次】
1 はじめに
2 先端半導体向け封止材料の開発コンセプト
2.1 半導体封止材料の高耐熱化
2.2 HTRB 耐性向上（High Temperature Reverse Bias：高温逆バイアス）
2.3 CTI（Comparative Tracking Index：耐トラッキング指数）特性向上
2.4 放熱性向上
2.5 半導体封止材料の耐温度サイクル性向上
3 半導体封止材料の高耐熱化技術
3.1 レジンの高耐熱化技術
3.2 新規高 Tg・低吸水レジンを用いた封止材料の開発
4 おわりに
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[Material Report－R＆Dー]
シクロデキストリンと光機能性クマリンのホスト-ゲスト架橋ハイドロゲルの創出
Fabrication of Host-Guest Crosslinked Hydrogels Using Cyclodextrin and Photo-Functional Coumarin
アクチュエーターなどに応用可能な高分子ハイドロゲルは，柔軟性・高弾性に加え，メンテナンスフリーな機能が求められる。本稿では，ハイドロゲル架橋部位に，ホスト-ゲスト包接錯体として，光反応性のゲスト分子をホスト内に包接させた超分子構造を導入し，光・熱に応答した粘弾性の制御や自己修復が可能なハイドロゲルの創出事例について紹介する。
【目次】
1 はじめに
2 ホスト-ゲスト超分子架橋系の導入例と光反応場の構築
3 1：2 包接錯体の化学量論と光機能性ゲスト分子の特性評価
4 1：2 三元系超分子架橋剤の in situ重合で得られるハイドロゲルの刺激
応答粘弾性制御
4.1 ハイドロゲルの作製と光応答性粘弾性制御
4.2 三元系超分子架橋ゲルの動的粘弾性測定による自己修復性評価
4.3 温度に応答した三元系架橋ハイドロゲルの粘弾性制御
5 おわりに
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ポリ乳酸の生分解機構から理解する長期使用耐久性と抗菌・防カビ性の発現
Long-term Durability and Anti-Bacterial/Fungal Activity of Polylactic Acid Understandable from Its Biodegradation Mechanism
微生物産生ポリエステルに代表される酵素分解型生分解性プラスチックは，生分解性と長期使用耐久性や抗菌・防カビ性はトレードオフの関係にあるのに対し，非酵素分解（加水分解）型のポリ乳酸は 2段階 2様式の特異的な生分解機構から，生分解性であるにもかかわらず長期使用耐久性や抗菌・防カビ性を両立させることが可能である。
【目次】
1 はじめに
2 生分解性プラスチックの生分解機構
3 ポリ乳酸の生分解機構
3.1 非酵素分解（加水分解）型…2段階 2様式の特異的な生分解機構
3.2 ポリ乳酸が内包する分解制御機構…生分解性と耐久性の両立
4 生分解性プラスチックの分解速度と製品寿命
4.1 生分解性プラスチックの理想像とは
4.2 ポリ乳酸の分解速度の制御と長期使用耐久性（10年以上）
5 ポリ乳酸が内包する抗菌・防カビ性と発現機序
5.1 プラスチックのカビ抵抗性試験（JIS Z-2911）
5.2 抗菌防臭加工新基準…繊維製品新機能性評価協議会
5.3 ポリ乳酸の抗菌・防カビ性発現機序
6 おわりに
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[Market Data]
石油製品添加剤工業の市場動向
石油製品添加剤の需要は，その用途先となる燃料油や潤滑油などの需要に大きく左右される。2008年秋からの世界同時不況の影響で自動車，機械，電気機器などが大幅減産となり，その影響で石油製品，石油製品添加剤需要も落ち込みが続いた。2010年に回復の兆しが見られたものの，東日本大震災や景気低迷，エネルギー政策の迷走等により，先行きは不透明なものとなり，その後も需要は長く横ばい状態が続いている。
【目次】
1 概要
2 需給動向
2.1 燃料油添加剤
2.2 潤滑油添加剤
3 添加剤メーカーの動向
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[Material Profile]
クロロメチルスチレン
酸化セリウム（IV）
酸化チタン（IV）
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月刊機能材料2023年7月号（電子版）
￥4,070
【特集】異種材料接着・接合技術の最新動向
★工業製品や輸送機器などの小型化・軽量化を実現する上で,異種材料の接着・接合にまつわる技術の進展が期待されております。本特集では,マルチマテリアル化において重要な役割を果たす異種材料接着・接合技術の開発や評価について紹介しております。
＜著者一覧＞
白須圭一 東北大学
水谷正義 東北大学
安藤元彦 日本アビオニクス(株)
梅木鉄平 ナガセケムテックス(株)
島本一正 (国研)産業技術総合研究所
首藤雄大 (国研)産業技術総合研究所
根岸雄一 東京理科大学
ダス サイカット 東京理科大学
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【特集】異種材料接着・接合技術の最新動向
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3D積層造形した金属基板とCFRPを直接圧着した接合体の作製
CFRP/3D-Printed Titanium Alloy Adhesive Joint Prepared by Hot-Press-Aided Co-Bonding
本稿では,3D造形したTi基板(3DP-Ti)と熱硬化性CFRPとのホットプレス接合に関する著者らの研究事例について紹介する。まず,3D金属積層造形によるTi基板の造形手法,形状・構造評価ついて簡単に述べ,この3DP-Ti基板に対してCFRPをホットプレスにて接合したマルチマテリアル化について著者らの結果を紹介する。
【目次】
1 はじめに
2 金属3D積層造形による基板作製
3 ホットプレスによるCFRPの直接接合
4 おわりに
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パルスヒート工法による樹脂と金属の直接接合
Direct Bonding of Resin and Metal by Pulse Heat Method
近年,マルチマテリアル化を実現する樹脂と金属の異種材接合が盛んに研究開発されている。本稿では当社製品であるパルスヒートユニットを応用して開発した,樹脂と金属を直接接合する異種材接合技術の概略と特徴,装置,接合事例を紹介する。
【目次】
1 はじめに
2 異種材接合技術の概要と特徴
3 異種材接合プロセスの適用例
4 今後の展開
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異材接着向け環境配慮型エポキシ接着剤
Eco-friendly Epoxy Adhesive for Bonding Dissimilar Materials
地球環境の保全は,今や国際社会が直面する喫緊の課題であり,製品開発活動においても,いかに環境に配慮した製品であるかが問われている。そこで,弊社で開発中の環境配慮型エポキシ接着剤として,常温硬化系に新たな価値を加えた機能性常温硬化接着剤と,植物由来の原材料を使用したバイオベース接着剤の取り組みをご紹介する。
【目次】
1 はじめに
2 異材接着(マルチマテリアル接合)
3 常温硬化型接着剤
3.1 高接着タイプ(DENATITE ASA-3000)
3.2 高靭性(高弾性&高伸び)タイプ(DENATITE ASA-3001)
3.3 高伸びタイプ(DENATITE ASA-3002)
3.4 高放熱タイプ(DENATITE ASA-3003)
4 バイオベースエポキシ接着剤
5 まとめと今後の展開
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接着接合部の破断時における強度分布の推定手法の開発
Development of a Method for Estimating the Strength Distribution of Adhesive Joints
接着接合の構造体等への適用が敬遠される理由の一つに長期耐久性への不安が挙げられる。長期耐久性保証につながる技術として,本稿では耐久性に特に大きな影響を与えることが知られている水に起因した接着接合部の強度低下に関して,接着面内の接着強度分布を推定する手法について紹介する。
【目次】
1 はじめに
2 水が接着接合部に与える影響
3 接着剤層への水の拡散
4 実験
4.1 実験手順
4.2 材料
4.3 接着剤硬化物(バルク)試験片
4.4 引張試験およびIR測定
5 実験結果および考察
5.1 引張試験およびIR測定結果
5.2 機械学習によるモデル化
6 おわりに
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[Material Report-R&Dー]
Mn-Coプルシアンブルー類似体を用いた水蒸気を含むガスからの純メタノールの回収
Mn-Co Prussian Blue Analogue for the Purification of Pure Methanol from Moist Gas
水蒸気を含むメタノールガスからメタノールを効率的に除去できる吸着材,Mn-Coプルシアンブルー類似体(MnHCC)を開発した。従来の吸着材では,水蒸気が存在する条件下ではメタノールをほとんど吸着できないという課題があった。しかしMnHCCは水蒸気を含んでいても,吸着脱離にて高濃度のメタノール(95%)として回収ができた。
【目次】
1 はじめに
2 MnHCCの特性評価
3 MnHCCのメタノール吸着脱離特性
4 MnHCCのメタノール濃縮プロセスエネルギー
5 終わりに
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新規トポロジーを有する3次元COF『TUS-84』の合成と活用
Synthesis and Application of Three-dimensional COF “TUS-84” with Novel Topology
相互貫入型のscu(scu-c)トポロジーを持つ新たな3次元共有結合性有機構造体,すなわちTUS-84の合成に成功した。得られたTUS-84は,秩序あるマイクロポーラス構造と優れた安定性のため,ドラッグデリバリー媒体として高い可能性を有していることが明らかとなった。
【目次】
1 はじめに
2 合成と構造解析
3 ドラッグデリバリーへの応用
4 まとめ
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[Market Data]
接着剤工業の市場動向
2021年の接着剤の生産量は前年比100.4%の85万4,751トンとなり,出荷金額は前年比102.3%の2,419億円となった。2015年以降は合板など建築用途で需要が増加し,全体的な生産量は増加の傾向にあったが,2020年は,新型コロナウイルス感染症による景気の停滞により,生産量,出荷金額は減少した。2021年は,経済の回復傾向から生産量・出荷金額とも微増した。
【目次】
1 需給概要
2 品目別概要
3 需要動向
4 輸出入の概要
5 業界動向
6 環境問題への対応
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水素エネルギーの動向
【目次】
1 概要
2 開発動向
3 市場動向
4 業界・企業動向
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燃料電池の動向
【目次】
1 概要
2 開発動向
3 市場動向
4 業界・企業動向
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排熱利用の動向
【目次】
1 概要
2 開発動向
3 市場動向
4 業界・企業動向
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[Material Profile]
カーボンナノチューブ
カーボンブラック
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月刊機能材料2023年6月号（電子版）
￥4,070
【特集】食品ロス削減に向けた食品包装の鮮度保持技術
★昨今,SDGsの一環として食品ロス削減に向けた取り組みが企業において活発に行われています。包装材料メーカーにおいては,材料のバリア性や水蒸気透過性を改善することにより,鮮度保持・消費期限の延長に向けて開発が進められております。本特集では,青果物や肉など,食材によって要求性能が異なる食品包装技術やその活用について紹介しております。
＜著者一覧＞
馬場正 東京農業大学
大槻みどり 住友ベークライト(株)
大槻彰良 住友ベークライト(株)
山口啓太 住友ベークライト(株)
黒沢高博 東洋製罐(株)
吉田卓真 旭化成(株)
向田雅一 (国研)産業技術総合研究所
福井彰 (株)半導体熱研究所
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【特集】食品ロス削減に向けた食品包装の鮮度保持技術
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Active MA 包装による青果物の品質保持
Active Modified Atmosphere Packaging to Improve the Keeping Quality of Fruits and Vegetables
収穫した青果物の品質保持技術のひとつに,包装内を品質保持に適したガス組成に人為的に改変する方法があり,Active MA包装と呼ばれる。中でも大気よりも高い濃度の酸素を利用したActive MA包装は,今までにない消費期限の延長効果が認められる。高濃度酸素を利用したActive MA包装の効果を,収穫後青果物の品質劣化要因である異臭と褐変の抑制の観点から概説した。
【目次】
1 はじめに
2 異臭の発生抑制
3 酵素的褐変の抑制
4 まとめ
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鮮度保持フィルム(P-プラス(R)・おいしさスキン(R))
Freshness Preserving Films (P-PlusR & Skin Pack)
近年,環境に対する意識と高まる中,社会の重要課題であるフードロス削減に貢献することが可能な青果物鮮度保持用のMA包装資材「P-プラス(R)」と,精肉・加工食品用のバリアスキンパックフィルム「おいしさスキン(R)」の2製品について,特徴や効果の一例について説明する。
【目次】
1 青果物用鮮度保持フィルム「P-プラス(R)」について
1.1 はじめに
1.2 青果物の鮮度保持
1.2.1 環境ガス組成
1.2.2 温度
1.2.3 湿度
1.2.4 微生物
1.3 鮮度保持フィルムの種類
1.3.1 MA包装
1.3.2 抗菌フィルム
1.3.3 活性フィルム
1.4 サステイナブル(持続可能)な生産消費体制の構築
1.5 事例紹介
1.5.1 かんしょ
1.5.2 メロン
1.6 まとめと今後の課題
2 スキンパックフィルム「おいしさスキン(R)」について
2.1 はじめに
2.2 スキンパック包装について
2.3 スキンパック用の包装フィルムについて
2.4 スキンパックの鮮度保持効果について
2.4.1 牛サーロイン
2.4.2 牛モモ
2.5 バリアスキンパックの採用事例
2.6 まとめと今後の課題
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酸素吸収オキシガード(R)容器による品質の保持
Quality Maintenance with Oxygen-Absorbing OXYGUARD(R)
Containers
東洋製罐では,常温流通,長期保存可能な機能性樹脂容器として「オキシガード(R)」技術を用いた無菌包装米飯向けトレイやレトルト殺菌可能なカップ及びパウチを製造している。これらの長期保存可能な容器は食品ロス削減の一助になっていると考えている。本稿では「オキシガード(R)」技術とその特徴について述べ,賞味期限延長による食品ロス削減について考察する。
【目次】
1 はじめに
2 「オキシガード(R)」技術
2.1 パッシブバリア技術とアクティブバリア技術
2.2 「オキシガード(R)」技術とその特徴
3 「オキシガード(R)」容器の進化
4 「オキシガード(R)」容器の賞味期限延長による食品ロス削減の考察
4.1 食品ロスの現状
4.2 食品ロスが引き起こす問題
4.3 賞味期限延長の食品ロス削減効果
5 結び
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青果物鮮度保持技術によるフードサプライチェーンのスマート化
Smartification of Food Supply Chains with Freshness Retention Technologies
旭化成㈱が開発したクラウド型生鮮品物流ソリューション「Fresh LogiTM(フレッシュ・ロジ)」は,常温環境下において,エネルギーを使わずに青果物の鮮度保持を可能にする。現在,冷蔵機能に依存した青果物物流において,「Fresh LogiTM」はモーダルシフトや貨客混載,常温品・冷蔵品混載を可能にすることで,来る物流危機への解決策を提供する。
【目次】
1 流通過程でのフードロス
1.1 生産地から消費地への輸送力不足
1.2 流通過程での鮮度劣化
1.3 消費地での廃棄
2 クラウド型生鮮品物流ソリューション「Fresh LogiTM(フレッシュ・ロジ)」
2.1 密閉ボックス
2.2 鮮度予測・管理システム
3 Fresh LogiTMの活用
3.1 密閉ボックスの活用事例
3.2 鮮度予測・管理システムの活用事例
4 今後の展望
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[Material Report-R&Dー]
リチウムイオン二次電池の充電ができ電源使用も可能な多層型有機熱電素子の開発
Development of Laminated Organic Thermoelectric Modules for Lithium-ion Battery Charging and Power Source Applications
熱電変換は,熱エネルギーから直接電気エネルギーを得る方法である。耐熱性の観点から,無機材料を用いた熱電変換素子の開発がすすめられてきたが,高温廃熱はほぼ再利用されつくされた。未利用のまま残された廃熱の多くは200℃以下となり,有機材料を用いた素子開発が進んでいる。本稿では,産総研で開発してきた,IT機器等の低消費電力機器の電源として利用でき,さらにはそれらのバッテリーの充電にも使える有機熱電素子の研究成果について説明する。
【目次】
1 はじめに
2 有機熱電材料の発電原理と構造
3 有機熱電素子の設計
4 IoTセンサー用電源に60℃の熱源で利用できる有機熱電素子
5 まとめ
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EV 車用のサイズとコストを 1/10 に低減した空冷 SiCインバーターシステムのための接合技術
Bonding Technology for Air-Cooled SiC Inverter System Reducing Size and Cost to 1/10 for Implementing Electric Vehicle (EV Car)
種々の電動車で使用するために安価な空冷インバーターが検討されているが,その開発は難航している。本稿では,EV 車用のサイズとコストを1/10に低減した空冷SiCインバーターシステムの要素技術として当社が開発した,高い熱伝導性と高温のヒートサイクル耐性を兼ね備え,低コストで実施することができる新たな接合技術を紹介する。
【目次】
1 はじめに
2 電気自動車(EV車)用インバーターシステムの開発の経緯
3 SiCデバイスを搭載したインバーターシステムの現状
4 当社が設計した空冷SiCインバーターシステム
5 空冷SiCインバーターシステムにおける接合の要素技術
5.1 ダイボンド
5.1.1 ダイボンド
5.1.2 ナノAg,粉末Ag/Cu
5.1.3 当社が開発した新ダイボンド
5.2 TIM
5.2.1 従来のTIM
5.2.2 当社が開発した新TIM
6 特許出願,市場,価格
7 まとめ
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[Market Data]
プラスチック添加剤工業の動向
【目次】
1 概要
2 添加剤の需給動向
2.1 可塑剤
2.2 安定剤
2.3 酸化防止剤
2.4 紫外線吸収剤・光安定剤
2.5 難燃剤
2.6 その他の添加剤
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太陽光発電の市場動向
【目次】
1 概要
2 開発動向
2.1 脱FIT化
2.2 FIP制度
2.3 卒FITビジネスの動向
2.4 発電技術の動向
3 市場動向
3.1 市場環境
3.2 需要動向
3.3 供給動向
4 業界・企業動向
4.1 国内メーカー
4.2 海外メーカー
4.3 リサイクル,リユースサービス
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風力発電の市場動向
【目次】
1 概要
2 開発動向
3 市場動向
4 業界・企業動向
4.1 発電事業者
4.2 風力発電機メーカー
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[Material Profile]
4-ヒドロキシブチルアクリレート
不織布 -
月刊機能材料2023年5月号（電子版）
￥4,070
【特集】自動運転社会に向けた車載ミリ波レーダ技術
★先進運転支援システム(ADAS)の機能が車両に搭載されるようになり,ミリ波レーダーは車両の周囲の状況を認知する上で大きく貢献しております。本特集では,自動運転社会の実現において重要な技術のひとつであるミリ波レーダーにまつわる研究開発動向について紹介しております。
＜著者一覧＞
磯村孝人 ポリプラスチックス(株)
高尾和希 豊田合成(株)
鈴木洋介 キーコム(株)
時枝幸伸 JRCモビリティ(株)
星将広 JRCモビリティ(株)
赤池幸紀 (国研)産業技術総合研究所
細貝拓也 (国研)産業技術総合研究所
小野裕太郎 筑波大学
鶴田諒平 筑波大学
山田洋一 筑波大学
渡辺義見 名古屋工業大学
湯浅友暉 名古屋工業大学
佐藤尚 名古屋工業大学
大久保智 (地独)東京都立産業技術研究センター
藤巻研吾 (地独)東京都立産業技術研究センター
塚本眞幸 名古屋大学
若林知紀 名古屋大学
尾山公一 名古屋大学
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【特集】自動運転社会に向けた車載ミリ波レーダ技術
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レーダー部品に求められる特性とジュラネックス ®
Characteristics Required for Radar Parts, and Introduce of DURANEX®
ミリ波レーダーのエンプラ部品には,「アンテナ基板を保護し車両と締結されるケース」,「アンテナ基板を保護し電波を透過させるレドーム」,「誤検知抑制のための電磁波吸収部品(Absorber)」がある。これらの部品の要求特性について述べ,「長期信頼性」,「レーザー溶着性」,「電磁波吸収性」のそれぞれに優れたジュラネックス®PBTを紹介する。
【目次】
1 はじめに
2 ポリブチレンテレフタレート(PBT)
3 ミリ波レーダーのエンプラ部品と必要特性
3.1 ケース
3.2 レドーム
3.3 電磁波吸収部品(Absorber)
4 おわりに
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ミリ波レーダー対応ガーニッシュ開発のこれまでと今後の方向性
Development and Future Direction of Garnish for Millimeter-Wave Radar
近年,道路交通法の改定により自動運転を解禁する動きが加速しており,各OEMともに自動運転化を見据え,自動車の安全性を高めるための予防安全システムを普及させようとしており,予防安全システム市場は今後も拡大していくと予想される。本稿では予防安全システムの1つであるミリ波レーダーに対応したガーニッシュの開発事例と今後の動向を紹介する。
【目次】
1 はじめに
2 製品の概要
3 これまでのニーズ
4 製品の特徴
4.1 ミリ波透過性への対応
4.2 広角検知への対応
4.3 低コスト化への対応
4.4 寒冷地への対応
5 BEV・自動運転化に伴うミリ波透過製品開発の方向性
6 おわりに
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自動車用ミリ波レーダーを支える表面処理技術
Surface Finishing Technology for Improving a Radar Performance on Automobile
ミリ波レーダーのアンテナ前面にはミリ波レーダーを保護するがミリ波は通すレドームがある。このレドームの前には多くの場合,自動車のマークの入ったエンブレムやカバーがあり,それらもミリ波を通し,しかもミリ波を曲げたり拡散したりしてはいけない。一方,例えばエンブレムの後ろのレーダーを囲む材料はエンブレムからの反射波を吸収した方が好ましい。これらに用いる表面処理技術とその評価方法について述べる。
【目次】
1 レドームやカバーの最適厚さ,反射防止膜の設計法およびその評価法
1.1 最適厚さ
1.2 反射防止膜の最適化
1.3 評価法
2 エンブレムの構造と評価法
2.1 電波が透過する金属皮膜
2.2 電波透過性の試験
3 レーダーを囲む材料の電波吸収とその評価法
3.1 試作シートの複素誘電率測定
3.2 電波吸収率の測定
4 別な電波吸収法とその測定法
5 撥水処理法
6 親水化処理法
7 まとめ
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ミリ波レーダによる速度情報に着目した物標識別
Target Classification Based on Velocity Information Acquired by Millimeter-Wave Radar
自動運転の実現において,車両,構造物,人物の物標識別は歩行者保護の観点で重要な機能である。昨今,ディープラーニングによる人工知能技術が飛躍的に進歩していることから,カメラ画像を用いた物標識別の研究開発が活発に進んでいる。多くの画素から構成される画像による物標識別に膨大な演算を要することに対し,レーダの検出情報を利用すると小規模の人工知能(AI)で物標識別を実現することが可能である。本稿では,ミリ波レーダによる速度情報を利用した物標識別について報告する。
【目次】
1 はじめに
2 ミリ波レーダによる物標識別
2.1 レーダ検知処理
2.1.1 速度検出原理
2.1.2 速度検出処理
2.2 物標識別処理
2.2.1 歩行者の速度成分
2.2.2 人工知能による識別
3 評価結果
3.1 特徴量の有効性
3.2 屋外識別実験
4 まとめ
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[Material Report-R&Dー]
極性植物分子を用いた仕事関数制御
Controlling Work Function by Utilizing a Polar Phytochemical
有機デバイスの持続可能な普及には,廃棄環境負荷を考慮したデバイス作りが欠かせない。本研究では,コーヒーなどの植物に普遍的に存在するカフェ酸を電極上に選択的に配向させることで,様々な電極の仕事関数を0.5eV程度増加できることを見出した。カフェ酸修飾電極を用いると,有機半導体に流れる電流密度が大幅に増加し,バイオ材料の可能性を実証した。
【目次】
1 研究の背景
2 電極修飾層への応用
3 仕事関数の増加と分子配向
4 電流密度増加の検証
5 まとめ
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ヘテロ凝固理論に基づく積層造形用ステンレス鋼粉末の開発
Development of Stainless Steel Powder for Additive Manufacturing
Based on Heterogeneous Nucleation Theory
ヘテロ凝固理論を積層造形に応用すれば,結晶粒の微細化,凝固の均一化および欠陥発生の抑制が期待され,造形性の向上が見込まれる。さらに,積層造形における繰り返し加熱による結晶粒の粗大化も,ヘテロ凝固核粒子のピン止めにより阻止できる。本稿では,SrOヘテロ凝固核粒子を添加したSUS316Lステンレス鋼粉末の積層造形について解説する。
【目次】
1 はじめに
2 ヘテロ凝固核の探索
3 粉末の作製と評価
4 ヘテロ凝固核粒子を添加した積層造形
5 ヘテロ凝固核粒子のピン止め効果
6 おわりに
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ビスマレイミドへの炭素求核剤のマイケル付加反応によって生成するポリイミド
Polyimides Formed by the Michael Addition Reaction of Carbon Nucleophiles to Bismaleimides
ビスマレイミド系樹脂は,繊維強化複合材料のマトリックス樹脂などとして産業界で重要な役割を担っている。この基盤となっているのは,電子受容体としてのビスマレイミドが織りなす多彩な反応である。マレイミド部の二重結合は,ジアミンとのマイケル付加反応,アリル化合物とのエン反応,ジエンとのディールス・アルダー反応などに関与する。本稿では,アルコキシベンゼンを二つ持つ求核剤のビスマレイミドへのマイケル付加反応によって生成する新規なポリイミドについて紹介する。
【目次】
1 はじめに
2 マイケル付加反応によるポリイミドの合成
3 ポリイミド7aの構造決定
4 ポリイミドの物性
5 まとめ
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[Market Data]
難燃剤の概要と市場動向
【目次】
1 難燃剤の概要
1.1 難燃剤のメカニズム
1.2 難燃剤の種類
1.3 有機難燃剤
1.3.1 ハロゲン系難燃剤
1.3.2 リン系難燃剤
1.3.3 窒素系難燃剤
1.4 無機系難燃剤
1.4.1 水酸化アルミニウム
1.4.2 水酸化マグネシウム
1.4.3 三酸化アンチモン/アンチモン化合物
1.4.4 スズ酸亜鉛
1.4.5 ホウ酸亜鉛/ホウ酸化合物
1.4.6 その他フィラー系難燃剤
2 難燃剤の市場動向
2.1 ハロゲン系難燃剤
2.1.1 臭素系難燃剤
2.1.2 塩素系難燃剤
2.2 リン系難燃剤
2.3 窒素系難燃剤
2.4 無機系難燃剤
3 主要難燃剤の適用樹脂
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[Material Profile]
ブロモベンゼン -
月刊機能材料2023年4月号（電子版）
￥4,070
【特集】熱電変換技術の開発と応用
★熱電変換は,熱エネルギーを電気エネルギーへ変換する技術であり,工場や自動車由来の廃熱を再資源化する技術として注目されています。また,長寿命,メンテナンスフリーなどのメリットからIoT機器への応用にも期待されており,それを構成する素子の開発も盛んに行われております。本特集では,性能の向上が進む熱電変換材料の研究開発動向を紹介しております。
＜著者一覧＞
太田裕道 北海道大学
森孝雄 (国研)物質・材料研究機構
片瀬貴義 東京工業大学
神谷利夫 東京工業大学
永岡章 宮崎大学
山科雅裕 東京工業大学
豊田真司 東京工業大学
上谷幸治郎 東京理科大学
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【特集】熱電変換技術の開発と応用
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Ba1/3CoO2 ―高温・空気中で安定した性能を示す実用的な熱電変換材料―
Ba1/3CoO2 ―A Practical Thermoelectric Material that Exhibits Reliable Properties at High-Temperatures in Air―
層状コバルト酸化物は,1990 年代から高温熱電材料候補として期待されているが,カルコゲン化物と比較して性能指数ZTが小さく,高温空気中では不安定性という問題があった。本稿では,筆者らが見出した,空気中,600℃でZT=0.55を示し,かつ安定な層状コバルト酸化物Ba1/3CoO2について解説する。
【目次】
1 はじめに
2 Ba1/3CoO2エピタキシャル薄膜の作製
3 Ba1/3CoO2エピタキシャル薄膜の熱的安定性
4 Ba1/3CoO2エピタキシャル薄膜の熱電特性
5 おわりに
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熱電発電・ペルチェ冷却の半世紀以上チャンピオンビスマステルルに匹敵・凌駕する Mg-Sb 系材料の開発
Development of Mg-Sb Materials for Thermoelectric Power Generation and Peltier Cooling which Rival and Exceed the Half Century Champion Bismuth Telluride
界面制御および欠陥制御の新原理により,Mg-Sb系材料において電荷の輸送,すなわち電気伝導率,およびフォノンの輸送,すなわち格子が運ぶ熱伝導率を高度に制御することに成功して,熱伝導率の低い多結晶試料でありながら,単結晶並みの高移動度を実現し,熱電高性能化を達成した。熱電発電およびペルチェ冷却応用において,半世紀以上チャンピオンとして君臨したビスマステルルに初めて匹敵・凌駕する新規材料を開発した。
【目次】
1 はじめに
2 Mg3Sb2系の欠陥・界面の制御による高性能化,デバイス実証
3 Mg3(Bi,Sb)2系による室温近傍の高性能化,熱電発電およびペルチェ冷却デバイス実証
4 まとめ
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電気伝導度と熱起電力のトレードオフ解消による酸化物熱電変換材料の高性能化
Breaking the Trade-off Problem of Thermoelectric Materials to Improve Energy Conversion Efficiency
無毒で資源量が豊富な酸化物熱電変換材料は熱的・化学的に安定であり,長期メンテナンスフリーの熱電変換素子への応用が期待されるが,熱電変換効率は未だ低いままである。本稿では,酸化物の人工構造を利用して,性能向上の妨げになっている電気伝導度と熱起電力(ゼーベック係数)のトレードオフを解消し,熱電特性を大きく高める新手法について紹介する。
【目次】
1 はじめに
2 熱電変換性能を制限する電気伝導度と熱起電力のトレードオフ問題
3 酸化物に歪みを加えて電気伝導度とゼーベック係数のトレードオフを解消
4 圧縮歪みによってσとSのトレードオフが破れる起源
5 フォノンドラッグ効果:低温のゼーベック係数を増大させるアプローチ
6 金属と絶縁体を重ねてフォノンドラッグ効果を増強:ゼーベック係数を10倍に増大
7 おわりに
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廃熱を有効活用する環境調和型熱電変換デバイスの開発
Environmentally Friendly Thermoelectric Device for Waste Heat Recovery
カーボンニュートラルを実現するためには今後ますます熱エネルギーの積極的な利用が求められる。特に身の回りの廃熱を電気エネルギーとして再利用する熱電発電が注目されている。本稿では有毒元素やレアメタルを使わずに高い熱電性能指数を示す環境調和型熱電材料をベースとしたデバイスの開発と本分野の現状について紹介する。
【目次】
1 はじめに
2 身の回りの熱エネルギー
3 熱電材料の開発
4 環境調和型熱電デバイスの開発
5 今後の課題
6 まとめ
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[Material Report-R&Dー]
レアメタルを使わない巨大人工分子の新たな構築法
New Construction Method of Giant Artificial Molecules without Rare Metals
レアメタルは有機分子同士の継ぎ手となることで,既存の有機合成では達成できないような巨大分子の構築を可能とする。一方著者らは,複数のピンセット形の有機分子に「互いをつかませる」ことで,直径約2ナノメートルの環状集合体が形成されることを見出した。また,この環状集合体をさらに集積させてウイルスを模した巨大な球状集合体の構築にも成功した。
【目次】
1 はじめに
2 モノマー分子設計と環状6量体の構築
3 環状6量体の選択性と物性評価
4 階層的自己組織化による巨大球状集合体の構築
5 おわりに
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熱拡散の面内指向性を制御した複合材料フィルムの開発
Development of Composite Films with Enhanced In-Plane Anisotropy of Thermal Diffusion
柔軟な薄型電子デバイス(ペーパー・エレクトロニクス)の高密度実装に伴う排熱問題を解消するため,近接熱源間の熱干渉を避けつつ熱拡散が可能な,高い面内指向性を有した熱拡散フィルムが有望と考えられる。本稿では2次元フィルムの面内で熱拡散方向を制御した複合フィルムとその放熱性能について紹介する。
【目次】
1 はじめに
2 一軸配向フィルムの調製と機能
3 ELデバイスにおける放熱性能
4 近接熱源に対する放熱性
5 フィラーの抽出と再利用性
6 おわりに
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[Market Data]
電池用材料・ケミカルスの市場動向
2021年の一次電池・二次電池の合計出荷数量は,前年比18%増の46億7,100万個となった。二次電池は,2010年の民生需要の回復,車載用リチウムイオン電池市場の立ち上がりなどにより,高い成長を達成していたが,2011年の東日本大震災の影響により,生産量が減少した。現在では環境負荷軽減の要請が高く,今後もHV,EV車需要の拡大とそれに伴う二次電池の需要増加が期待されている。一方,一次電池は環境負荷軽減や二酸化炭素排出削減対策として,二次電池へのシフトが起こっており,低い水準で推移している。電池用構成材料は,使用される電池の出荷数量にほぼ比例した推移となっており,ハイブリット自動車向けの需要拡大に加え,電気自動車向けの需要がより拡大しているリチウムイオン電池向けの構成材料に大きな期待が寄せられている。
1 電池市場の概要
1.1 一次電池
1.2 二次電池
2 開発動向と構成材料
2.1 一次電池
2.2 二次電池
3 二次電池構成材料の市場動向
3.1 リチウムイオン電池構成材料の市場
3.1.1 正極材
3.1.2 負極材
3.1.3 電解液
3.1.4 セパレータ
3.2 ニッケル水素電池構成材料の市場
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[Material Profile]
エチレンカーボネート
ジメチルカーボネート -
月刊機能材料2023年3月号（電子版）
￥4,070
【特集】更なる高周波化に向けた電波吸収材料の開発
★beyond 5G,6G通信や車載レーダーといった無線通信技術の発展により,高周波の電波が一層活用されるようになり,これに伴い電波吸収材料もノイズなどへの対策が求められております。本特集ではミリ波,ギガヘルツ・テラヘルツ帯域の対応に向けた電波吸収材料の研究開発動向についてご執筆いただきました。
＜著者一覧＞
須賀良介 青山学院大学
大谷知行 (国研)理化学研究所
彌田智一 同志社大学
藤田真男 マクセル(株)
竹田裕孝 ユニチカ(株)
中嶋孝宏 (株)KRI
紀太悠 大阪市立大学
天尾豊 大阪公立大学
勝木友洋 新潟大学
坪ノ内優太 新潟大学
Zaki Zahran 新潟大学
八木政行 新潟大学
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【特集】更なる高周波化に向けた電波吸収材料の開発
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電波吸収体の動作原理およびその設計
Foundation of Radio Wave Absorber and its Design
近年,IoT,5G,空間伝送型ワイヤレス電力伝送などの新しいワイヤレスシステムの実用化の進む中,電波吸収体に対する需要や期待は今後も高まっていくと考えられる。本稿では,この電波吸収体の動作原理とその設計例について概説する。
【目次】
1 はじめに
2 電波吸収体の分類と設計パラメータ
3 動作原理と設計手法
4 設計例
5 まとめ
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藻類由来金属微小コイル分散を用いたギガヘルツ・テラヘルツ帯電波吸収材料
Radio Absorbing Material in Gigahertz and Terahertz Frequencies with
Dispersed Metallic Microcoils Derived from Spirulina
螺旋型藍藻類であるスピルリナの表面に金属めっき被膜したマイクロコイルを用いて製作したミリ波・テラヘルツ波吸収体の研究開発について述べる。試作した吸収体は広い帯域で優れた低反射性を有し,超高速無線通信Beyond5G/6Gの帯域の良好な吸収体として期待される。
【目次】
1 はじめに
2 藻類由来金属微小コイルを用いたミリ波・テラヘルツ波吸収体
3 今後の課題と展望
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テラヘルツ帯域に向けた透明電波吸収シート
Transparent Electromagnetic-wave Absorber for Terahertz Band
275～450 GHzなど様々な超高周波帯域が想定される今後の通信環境では,不要な電波(EM波)の放射を抑える方法が求められる。ここでは透明性と可撓性を備えた電波吸収シートを開発し,特に300 GHz帯および,400 GHz帯をターゲットとするテラヘルツ帯域での電波吸収シートを解説する。
【目次】
1 はじめに
2 テラヘルツ帯域電波吸収シートの基礎
3 テラヘルツ帯域電波吸収シートの開発
4 アプリケーション用途
5 今後の展開
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磁性ナノワイヤーの高周波向け電波吸収体への応用
Application of Magnetic Nanowires to Electromagnetic Wave Absorbers in the Gigahertz to Terahertz Range
コバルト,鉄,ニッケルの強磁性金属を主成分とする磁性ナノワイヤー(ナノ繊維状物質)は,高アスペクト比(長さ/径)の形状に由来する特性により,球状やフレーク状の磁性粒子とは異なる用途展開が期待できる。今回は,無線通信を中心にトレンドであるギガヘルツ帯以上の電磁波を使用する際に発生する高周波ノイズに対する電波吸収体への応用について報告する。
【目次】
1 はじめに
2 高周波(GHz～THz帯)のノイズ対策
3 電波吸収体の設計
4 磁性ナノワイヤー複合材料の作製
5 5Gおよび高分解能ミリ波レーダー向け電波吸収体の開発
6 6G向け電波吸収体の開発
7 おわりに
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GHz 帯用広帯域電磁波吸収材
Wide Band Electromagnetic Wave Absorption Materials at GHz region
GHz帯の高周波の電磁波を吸収するためには,低周波とは異なる材料の設計が必要となる。この帯域の吸収材として,樹脂にカーボン系フィラーを添加したもの等が知られているが,吸収する帯域が狭かったり,厚みや形状が限定されたりするという課題がある。著者は,樹脂中でのフィラーの分散状態を制御するという手法によって,これまでになかった広帯域の電磁波吸収材を開発中である。本稿では,その設計コンセプトや開発品の性能について述べる。
【目次】
1 はじめに
2 従来の電磁波吸収材と課題
3 広帯域の吸収材開発の狙いと設計コンセプト
4 電磁波吸収フィラーの分散状態制御
5 フィラーの分散状態を制御した材料の作製と評価
6 開発品の性能
7 まとめと今後の展望
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[Material Report-R&Dー]
可視光利用による二酸化炭素およびアセトンを原料とした生分解性プラスチック原材料合成
Synthesis of Biodegradable Polymer Raw Material from CO2 and Acetone under Visible-light Irradiation
再生可能エネルギーである太陽光を利用し,二酸化炭素を生分解性プラスチック原材料等の有価物質へと変換する技術は新たな人工光合成技術として期待される。本稿では,光合成細菌中に発現させた2種の生体触媒および可視光駆動型NADH再生系を複合化し,二酸化炭素およびアセトンから生分解性プラスチックのモノマーが合成可能な光化学合成系について紹介する。
【目次】
1 はじめに
2 炭酸水素イオンを原料としたワンポット3-ヒドロキシ酪酸合成
2.1 酵素抽出液に含まれるAC酵素活性
2.2 酵素抽出液に含まれるHBDH酵素活性
2.3 炭酸水素イオンを原料としたワンポット3-ヒドロキシ酪酸合成系
3 可視光駆動型ワンポット3-ヒドロキシ酪酸合成系への展開
3.1 可視光駆動型アセト酢酸還元系
3.2 可視光駆動型ワンポット3-ヒドロキシ酪酸合成系
3.3 CO2を出発物質とした可視光駆動型ワンポット3-ヒドロキシ酪酸合成系
4 まとめ
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カーボンニュートラル社会の実現に向けた太陽光グリーン水素製造システムの開発
Development of Green Hydrogen Production Systems Based on Solar Water Splitting toward Realizing a Sustainable Carbon-neutral Society
持続可能なカーボンニュートラルの実現に向けて,太陽光などの再生可能エネルギー由来の電力を用いた水電解水素製造(グリーン水素製造)技術は重要である。本稿では,著者らが独自に開発した混合金属酸化物膜合成法と,それにより合成したFeNiWOxアノードの酸素発生触媒性能について紹介し,FeNiWOxアノードを搭載した水電解セルを太陽電池と組み合わせた高効率な太陽光水分解水素製造システムについて解説する。
【目次】
1 はじめに
2 混合金属酸化物FeNiWOxアノード
2.1 MiMIC法を用いたFeNiWOxアノードの作製
2.2 FeNiWOxアノードの酸素発生触媒性能
3 高効率な太陽光水分解水素製造システム
3.1 太陽光水分解水素製造システムの設計指針
3.2 FeNiWOxアノード用いた水電解セルの作製と性能評価
3.3 太陽光水分解水素製造システムの作製と性能評価
4 おわりに
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[Market Data]
レアアース工業の市場動向
1 概要
2 需給動向
2.1 酸化セリウム(CeO2)・セリウム化合物
2.2 酸化イットリウム(Y2O3)・酸化ユーロピウム(Eu2O3)
2.3 酸化ランタン(La2O3)
2.4 ミッシュメタル
2.5 その他製品
3 業界動向
3.1 供給先確保
3.1.1 双日
3.1.2 豊田通商
3.1.3 その他
3.2 リサイクル関連
3.2.1 日立グループ
3.2.2 プロテリアル
3.2.3 三菱電機
3.2.4 信越化学工業
3.2.5 三菱マテリアル
3.2.6 トヨタ自動車
3.2.7 本田技術研究所
3.2.8 日本原子力研究開発機構(シーエムシー技術開発)
3.3 使用量低減・代替材料関連
3.3.1 愛知製鋼
3.3.2 トヨタ自動車
3.3.3 大同特殊鋼/本田技研工業
3.3.4 日本電産
3.3.5 TDK
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[Material Profile]
ネオジム
ランタン
-
月刊機能材料2023年2月号（電子版）
￥4,070
【特集】空中ディスプレイの開発動向と展開
★空中ディスプレイは新しい映像体験をもたらす技術として注目を集めております。エンタテインメント面での活用に加え,最近ではモノとの接触をできるだけ回避する「非接触型」へのニーズが急速に高まっており,不特定多数の人々が利用する端末への適用が期待されています。本特集では空中ディスプレイの開発動向とその展開を中心に紹介いたします。
＜著者一覧＞
山本裕紹 宇都宮大学
中野宏人 日本カーバイド工業(株)
小泉直也 電気通信大学
水野慎士 愛知工業大学
代工康宏 凸版印刷(株)
増田紘士 東京大学
吉田英弘 東京大学
牧浦理恵 大阪公立大学
新地智昭 DIC(株)
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【特集】空中ディスプレイの開発動向と展開
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空中ディスプレイの基礎と社会実装の最新動向
Fundamentals and Social Implementations of Aerial Display
空中ディスプレイ技術は,広い範囲から光を集めることで,何もない空間に映像を表示する技術である。空中ディスプレイの基本原理と再帰反射による空中結像の光学系について,国際標準化の動向とともに解説する。さらに,自動車,アミューズメント,公衆向け空中ディスプレイなどの社会実装の取り組みについて紹介する。
【目次】
1 はじめに
2 空中ディスプレイの分類
2.1 広義の空中ディスプレイ
2.2 狭義の空中ディスプレイ
2.3 空中ディスプレイの構成
3 空中ディスプレイの光学系の実際
3.1 再帰反射による空中結像(AIRR)
3.2 空中ディスプレイの機能化
4 社会実装に向けた取り組み
5 おわりに
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空中ディスプレイ用リフレクター
Aerial Display Reflector
何もない空中に鮮明な映像を再表示させることができる「空中ディスプレイ用リフレクター」。近未来を先取りしたようなこの技術は,自動車などの工業製品への搭載をはじめ,エンタテインメントの分野,さらに,パネルなどに直接触れず空中で操作でき,衛生面にも優れることから,医療や食品業界でも注目を集めている。今後,必ず訪れるデジタルサイネージ時代。その一翼を担い,お客様のニーズに幅広く応えていきたい。
【目次】
1 はじめに
2 再帰反射シートの構造と特徴
2.1 プリズム型再帰反射シート
2.2 プリズム素子の形状
2.3 プリズム型再帰反射シートの種類
2.3.1 内部全反射タイプのプリズム型再帰反射シート
2.3.2 鏡面反射タイプのプリズム型再帰反射シート
3 再帰反射性能の評価
4 空中ディスプレイ用リフレクター
4.1 リフレクターの設計
4.2 リフレクターの表面処理
4.3 空中ディスプレイ装置の各材料配置
4.4 空中ディスプレイ装置の応用
5 まとめ
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光沢平面上に直立空中像を表示する可搬式光学系
Portable Optical System for Displaying Upright Mid-Air Images on a Glossy Plane
本稿では,空中像を光沢平面上に反射させて表示する環境反射型空中像光学系に関して,その設計の狙いや実装に関して述べる。その上で,再帰透過光学素子,位相板,ルーバーフィルムなどの各種機能材料を組み合わせ,それを可搬式にした例を説明する。
【目次】
1 はじめに
2 再帰透過光学素子の原理
3 直立空中像の提示手法例
4 可搬型光学系の設計
5 レイトレーシングによる設計の改良
6 おわりに
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空中立体視CG映像の表示と直接的インタラクション技術
Displaying and Direct Interaction Technology of Mid-Air Stereoscopic CG Images
本稿では,マイクロミラーアレイプレート(MMAP)による空中映像に運動視差を組み合わせることで,空中への立体視三次元CG映像の表示を実現する手法を紹介する。この手法では,ユーザの指先位置に応じてCG物体の移動,変形,生成を行うなど,空中立体視三次元CG映像との直接的なインタラクションも可能である。さらに,プロジェクションマッピングを組み合わせることで,操作中の手と空中立体視三次元CG映像との正しいオクルージョンも実現している。システムを実装した実験では,空中に立体的なCG物体が実在するような感覚で,観察したり変形したりできることを確認した。
【目次】
1 はじめに
2 マイクロミラーアレイプレート(MMAP)について
3 空中立体視CG映像の表示と手による直接的インタラクションの実現方法
3.1 概要
3.2 システム構成
3.3 空中立体視CG映像表示の実現方法
3.4 直接的インタラクションの実現法
4 空中三次元CG物体と手とのオクルージョン矛盾の発生とその解消手法
4.1 オクルージョン矛盾の発生について
4.2 オクルージョン矛盾の解消手法の概要
4.3 システム構成
4.4 実現方法
5 実装と実験
5.1 実装
5.2 実験
5.3 空中CG物体と手との相互作用の明確化
6 おわりに
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非接触で衛生的空間をデザインするLa+touchTM～空中像インタラクションシステム～
La+touch™, an Aerial Image Interaction System for Contactless and Hygienic Space Design
空中表示は何もない空中に映像を生成する技術である。凸版印刷では新たなユーザーインターフェースとして,空中像の操作でインタラクションを可能とするシステムの研究を進めている。その一つの成果として,独自設計により操作画面の視認性が高く,また省スペースが求められる環境でも設置可能な空中像インタラクションシステム「La+touch™(ラプラスタッチ)」を開発した。本稿で展開を紹介する。
【目次】
1 はじめに
2 先行する空中像結像技術
2.1 2面直交リフレクタアレイ方式
2.2 2面コーナーリフレクタアレイ方式
2.3 再帰反射方式
2.4 マイクロレンズ方式
3 凸版印刷の空中像インタラクションシステム
3.1 光学方式
3.1.1 小型化(薄型化)
3.1.2 広視野角
3.1.3 表示性能
3.2 センサ素子
3.3 システム
4 採用事例
5 今後の展開
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[Material Report-R&Dー]
通電焼結技術を利用した柔軟なセラミックスの創出
Elastically Flexible Ceramics Obtained by a Flash Sintering Technique
セラミックスは硬くて脆い性質をもつ材料であるが,通電焼結技術を利用することで,硬度を維持しつつ弾性的に柔軟な性質をもち得ることが明らかとなった。本稿では,この著者らの発見のきっかけとなったフラッシュ焼結技術と,そこから得られた柔軟なセラミックスの創出事例および将来展望について紹介する。
【目次】
1 はじめに
2 フラッシュ焼結技術
3 柔軟なセラミックスの創出
4 将来展望
5 おわりに
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多孔性ナノシート材料の水面合成と機能
Synthesis and Functions of Porous Nanosheets Assembled at the Water Surface
厚さが数ナノ～十数ナノメートルのシート状のナノ材料は,ナノシートと呼ばれ,究極に薄い機能材料として,小型化,省資源性の観点から注目を集めている。常温常圧下で水面上にナノシートの構成要素となる有機分子を含む溶液を滴下するという極めて簡便な方法で,結晶性かつ多孔質の配位高分子(MOF: metal-organic framework)や,有機分子が水素結合により連結した水素結合フレームワーク(HOF: hydrogen-bonded organic framework)のナノシートを作製する方法とその機能に関して紹介する。
【目次】
1 はじめに
2 ポルフィリンを有するMOFナノシート
3 トリフェニレン誘導体を有する導電性MOFナノシート
3.1 気水界面におけるナノシート合成
3.2 フレームワーク構造の直接観察
3.3 高い電気伝導と光透過能
3.4 放射光を用いたナノシートの構造評価と高い電気伝導実現の理由
4 気水界面で特異に形成するHOFナノシート
4.1 参照バルク結晶の単結晶構造解析
4.2 気水界面におけるHOFナノシート(LINAS-1)の形成とその場X線回折測定
4.3 固体基板に転写後のHOFナノシート(LINAS-1)の同定と評価
4.4 HOFナノシート(LINAS-1)の細孔評価と分子吸着特性
5 気水界面により2次元ナノ材料合成の特異性と優位性
6 まとめと今後の展開
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速硬化炭素繊維強化プリプレグDICARBO® LF の開発と展望
Development and Prospects of Fast Curable Carbon Fiber Reinforced Prepreg “DICARBO® LF”
速硬化炭素繊維強化プリプレグ「DICARBO® LF」は,炭素繊維複合材料(CFRP)の中間基材である熱硬化型プリプレグとして長年の課題であった生産性を解決する素材として開発した。本稿では,その技術的特長(速硬化,低温硬化,良好な保管安定性,低い金型汚染性等)とハイサイクル成形例について紹介する。
【目次】
1 はじめに
2 「DICARBO® LF」の特長―速硬化・低温硬化・良好な保管安定性・低い金型汚染性―
3 「DICARBO® LF」の成形例
3.1 金型プレス成形
3.2 オートクレーブ成形
3.3 3シートワィンディング成形
3.4 ダブルベルトプレス成形
4 今後の展望
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[Market Data]
プリンター用ケミカルスの市場動向
1 世界のプリンター市場
2 国内プリンター市場
3 プリンター用ケミカルスの市場動向
3.1 インクジェット用色素
3.2 電子写真プリンター用材料
3.3 感熱記録用材料
3.4 感圧記録用材料
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[Material Profile]
三フッ化窒素 -
月刊機能材料2023年1月号（電子版）
￥4,070
【新春特集】メタマテリアルの応用展開
★メタマテリアルは構成する物質以外にも,形状や配列によって特性を制御できるものであり,様々な場面での活用が期待されております。今回の特集では,設計と評価,熱電変換,遮音,通信を例に最新の研究開発動向をご執筆いただきました。
＜著者一覧＞
久保若奈 東京農工大学
田中拓男 (国研)理化学研究所
山本崇史 工学院大学
玉山泰宏 長岡技術科学大学
江南俊夫 積水化学工業(株)
野本博之 積水化学工業(株)
内村弘志 京セラ(株)
平松信樹 京セラ(株)
吉川博道 京セラ(株)
舟橋正浩 香川大学
寺崎正 (国研)産業技術総合研究所
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【新春特集】メタマテリアルの応用展開
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メタマテリアル熱電変換
Metamaterial Thermoelectric Conversion
均一な熱輻射環境における熱電発電素子を実現した。赤外吸収メタマテリアルを熱電変換デバイスの片側の電極のみに装着すると,メタマテリアルは周囲の熱輻射を吸収し,吸収損失として局所的な熱を生成する。その局所的な熱は伝導熱伝搬により熱電変換素子に伝搬し,熱電変換素子上に新たな温度勾配を形成する。
【目次】
1 はじめに
2 メタマテリアル熱電変換の実験検証
2.1 メタマテリアル熱電変換素子の作製
2.2 均一な熱輻射環境における,メタマテリアル熱電変換素子の熱電発電特性
2.3 均一な熱輻射環境におけるメタマテリアル熱電変換素子の発電機構
2.4 メタマテリアル電極の局所熱温度
2.5 メタマテリアルの必要性
3 まとめ
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遮音性能向上を実現する音響メタマテリアル
Acoustic Metamaterial to Enhance Sound Transmission Loss
自然界に存在する均質材料では実現できない,特異な応答を示す人工構造材料であるメタマテリアルが注目されている。メタマテリアルは共振・共鳴を含む波長以下のユニット構造による周期構造となっている。本稿では,レゾネーターを用いてコインシデンスあるいは共鳴透過による性能低下を抑制する音響メタマテリアルを紹介する。
【目次】
1 はじめに
2 ヘルムホルツレゾネーターを用いた一重壁音響メタマテリアル
3 ヘルムホルツレゾネーターの底面を薄膜化した二重壁音響メタマテリアル
4 まとめ
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プラズマの生成および消滅を利用した動的メタマテリアルの設計と作製
Design and Fabrication of Dynamic Metamaterials Based on Generation and Annihilation of Plasma
外部信号により動的に特性が変化させられるような媒質を用いると,電磁波の変調やビーム操作等の能動的な制御が行えるようになる。そのような技術を発展させるために,動的メタマテリアルについて様々な研究がなされている。ここでは,電磁波による電磁波の制御を可能とする動的メタマテリアルとして,プラズマを構成要素として含むようなメタマテリアルの設計法や作製法,および,その特性の評価結果について紹介する。
【目次】
1 はじめに
2 動的メタマテリアル設計の考え方
3 電気回路モデルを用いた動的メタマテリアルの設計
4 動的メタマテリアルの作製と評価
5 まとめ
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透明フレキシブル電波反射フィルムのsub-THz帯における反射特性
Experimental Evaluations with Transparent Flexible Reflectors at Sub-THz
近年,PC,スマートフォン,ウェアラブル端末などの急速な普及と動画像伝送利用の拡大により,移動体通信のデータトラヒックが急増している。今後さらにセンシングデータの活用が進むことによる,社会的なデマンド増加が見込まれる中,次世代移動体通信として第5世代移動通信システム(5G)の導入が進んでいる。5Gに用いられる高周波は直進性が高いため,アンテナ見通し外への通信に難がある。一般的には,安定したリンクを形成するために反射板を用いて電波を反射する方法で解決が図られるが,それら反射板は基本的に金属材料であり,重大な景観負荷が避けられない。そこで我々は,電波を拡散反射する透明なメタマテリアルを用いて,アンテナ見通し外のエリアに5Gの電波を届ける,透明フレキシブル反射フィルムを開発した。本稿では,透明性といった特長と,28GHz,39GHz,120GHz,144GHz帯域の異なる周波数における透過損失と反射特性を,一般的な室内材(天井タイル,乾式壁,合板,金属)との比較を交えて報告する。
【目次】
1 背景
2 開発品の概要
3 電波環境改善効果についての検証実験(電波死角評価シミュレーション)
4 透過損失および反射特性評価
4.1 透過損失評価
4.2 反射特性評価
5 まとめ
6 今後の予定
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メタマテリアルによる小形・薄形アンテナの開発
Development of Small and Low-Profile Antenna Using Metamaterial
金属上でも利用できるアンテナを開発するために,メタマテリアルの1種である人工磁気導体(AMC)に着目した。AMCを構成する単位セルの小型化と数セルAMC基板の小型化を検討した。その結果,AMC基板の対向する一対の側面を電気壁にすることで小型化できた。また,この電気壁付AMC基板に直接給電して,金属上でも放射効率が低下しない小形・薄形アンテナ:Amcenna®(アムセナ)を開発した。
【目次】
1 はじめに
2 代表的なAMCの特性
2.1 無限セルAMCの特性と単位セルの小型化
2.2 数セルAMCの特性
3 AMC基板の小型化
3.1 電気壁付AMCの特性
3.2 数セルAMCの電界分布
4 Amcenna®
4.1 Amcennaの構造と特性
4.2 Amcennaの電磁界
4.3 Amcennaの試作と評価
5 おわりに
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[Material Report-R&Dー]
ナノ相分離型電子活性液晶材料の電気化学機能材料への展開
Application of Nanosegregated Electroactive Liquid Crystal Materials to Electrochemical Functional Materials
側鎖に重合性のシクロテトラシロキサン環とイオンに配位するトリエチレンオキシド鎖やクラウンエーテル環を導入することにより,液晶相においてイオン種が透過可能なイオンチャンネルと電子輸送性のπスタックが形成された混合伝導体薄膜を作製できた。重合・不溶化した薄膜は電解質溶液中でエレクトロクロミズムを示した。
【目次】
1 序論
2 ナノ相分離型液晶性半導体
3 酸蒸気暴露による薄膜の不溶化
4 ナノ相分離による液晶性混合伝導体
5 クラウンエーテル環を導入した液晶性ペリレンビスイミドのエレクトロクロミズム
6 結論と展望
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静電気を可視化する機能性材料―静電気発光材料―
Static Electricity Induced Luminescent (SEL) Material
我々はこれまでにない“静電気に作用して発光する機能材料”を発見した。電荷が発光に関与する既知発光物質を系統的に探索し,ある種の SrAl2O4:Eu2+(機能性セラミック材料)が空気中のイオンや帯電粒子などの微弱な電気に反応して発光する静電気発光(SEL)材料として機能することを世界で初めて見いだした。本稿では,見つかったばかりの静電気発光材料を紹介する。
【目次】
1 緒言
2 静電気発光性SrAl2O4:Eu2+セラミック材料
3 静電気発光センサと発光挙動
4 結言
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[Market Data]
エポキシ樹脂の応用分野別市場・メーカー動向
1 半導体/電子材料
1.1 プリント配線板
1.2 半導体封止材
2 エポキシ樹脂系接着剤
3 エポキシ樹脂系塗料
3.1 日本ペイント
3.2 関西ペイント
3.3 エスケー化研
3.4 中国塗料
3.5 大日本塗料
3.6 日本特殊塗料
3.7 アサヒペン
3.8 アトミクス
3.9 その他のエポキシ樹脂系塗料メーカー
4 エポキシ複合材料
4.1 東レ
4.2 三菱ケミカル
4.3 ヘクセル(Hexcel)
4.4 帝人
4.5 SGLカーボン
4.6 フォルモサ
4.7 ソルベイ(Solvay)
4.8 ダウアクサ(DowAksa)
4.9 ヒョソン先端素材
4.10 中国の5大炭素繊維メーカー
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[Material Profile]
ガリウムヒ素
トリクロロエチルホスフェート