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月刊機能材料 2004年10月号

【特集】 ナノファイバーの評価法

商品コード: M0410

  • 発行日: 2004年9月5日
  • 価格(税込): 4,320 円
  • 体裁: B5判
  • ISBNコード: 0286-4835

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目次

【特集】 ナノファイバーの評価法


特集号によせて
谷岡明彦(東京工業大学大学院 理工学研究科 有機・高分子物質専攻 教授)


散乱法によるナノファイバーの解析
Analysis of Nanofibers by means of Scattering Methods
梶慶輔(京都大学 名誉教授)

 ナノファイバーの形状(太さと長さ)とその分率、および内部構造の散乱法による解析を説明する。散乱法としては、小角X線散乱(SAXS)、小角中性子散乱(SANS、広角X線回折(WAXD)、レーザーラマン散乱などを取り上げた。これらの散乱実験結果の解釈には信頼できるモデルが不可欠であることを強調した。

【目次】
1. はじめに
2. ナノファイバーの構造と散乱法
3. 小角散乱によるナノファイバーの形状の測定
3.1 棒状粒子の散乱理論
3.2 小角X線散乱によるミクロフィブリルの太さの決定
3.3 小角中性子散乱によるシシの太さの決定
4. 広角X線回析による結晶サイズの決定
4.1 シェラー(Scherrer)の方法
4.2 ホーゼマン(Hosemann)の方法
4.3 実験法と実際例
5. ラマン散乱による結晶サイズの決定
5.1 ポリエチレン(PE)
5.2 その他のポリマー
6. シシの分率の決定
7. おわりに


複屈折近接場光学顕微鏡の開発と応力イメージングへの応用
Development of Birefringence Scanning Near-field Optical Microscope and its Application to Stress Imaging
梅田倫弘(東京農工大学大学院 共生科学技術研究部 教授)

 ナノテクノロジーによる構造・機能材料分野の進展に伴い、応力や異方性分布を非接触・高分解能に観測評価できる分析手法として、複屈折を高速に評価できる計測法を近接場光学顕微鏡に導入した新規な計測システムを開発した。開発装置の構成および光磁気ディスクやナノインデンテーション圧痕の応力分布の観測結果について紹介する。

【目次】
1. はじめに
2. 複屈折近接場測定の条件
3. 複屈折近接場の顕微鏡の装置と計測特性
3.1 装置構成
3.2 計測特性
4. 光ディスク基板の観測
5. ナノインデント圧痕の応力分布
6. おわりに


AFMによる高分子一本鎖のナノ力学測定
Nano-mechanical Measurement of a Single Polymer Chain by AFM
中嶋健(東京工業大学大学院 理工学研究科 有機・高分子物質専攻 助手)
酒井康博(東京大学大学院 新領域創成科学研究科 物質系専攻 博士課程3年)
伊藤耕三(東京大学大学院 新領域創成科学研究科 物質系専攻 教授)
西敏夫(東京工業大学大学院 理工学研究科 有機・高分子物質専攻 教授)

 通常表面の凹凸情報を取得するための「顕微鏡」として利用されるAFMを高分子表面のナノ力学物性を測定するための手段と位置づけ、高分子に特化した形で筆者らが開発してきた測定法・評価法について述べる。高分子表面のナノスケールでの力学物性測定に始まり、ナノブリッジ、高分子一本鎖とその研究の道筋をたどっていく中でナノレオロジーAFMと名づけたこの方法がいかに有効であるかを示す。


【目次】
1. はじめに
(1) ナノレオロジーAFM
(2) ナノトライボロジーAFM
2. 高分子表面のナノレオロジー
3. ナノブリッジ
4. ナノフィッシング(単一高分子鎖伸張)
5. 高分子一本鎖のナノレオロジー
6. おわりに


3次元電子顕微鏡の概要と高分子ナノ構造の観察
Introduction of Three-dimensional TEM and Application for Polymeric Materials
古河弘光(日本電子システムテクノロジー(株) 第5技術部 部長)
陣内浩司(京都工芸繊維大学 繊維学部 助教授)
清水美代子(日本電子システムテクノロジー(株) 第5技術部)

 ナノテクノロジーをキーワードに、微細領域の研究が盛んである。これを背景に、ナノレベルの3次元構造を観察したいという要求が高まってきた。現在、この要求に応えられる唯一の装置が3次元電子顕微鏡である。本稿では3次元電子顕微鏡の原理および概要と、高分子ナノ構造の観察事例を紹介する。

【目次】
1. はじめに
2. 透過型電子顕微鏡
3. 3次元再構成の原理
4. 3次元電子顕微鏡
5. 高分子分野への応用
6. おわりに


陽電子消滅試験および微小領域応力測定による材料評価技術
Material Evaluation Technology by Positron Annihilation Measurement and Micro/Nano-scopic Stress Measurement
藤城泰文(住友金属テクノロジー(株) 関西事業部 試験・調査部 部長)
溝尾律(住友金属テクノロジー(株) 関西事業部 試験・調査部)

 半導体素子のようなナノテクノロジーを活用した微細構造物の品質評価技術は、従来の評価方法では難しく、新しい評価技術およびその適用が研究されている。陽電子消滅試験は各種材質の微細構造変化(析出現象、疲労破壊ほか)を定量的に評価することが可能であり、また光や電子線を用いた微小領域応力測定技術は、0.1μm程度の微小部の残留応力や作用応力を測定することができる。本稿ではこれらの技術と適用例について紹介する。

【目次】
1. はじめに
2. 陽電子消滅試験
2.1 陽電子消滅法
2.2 ナノ構造を陽電子で探る
2.3 陽電子消滅寿命の測定例
2.4 陽電子消滅寿命の今後
3. 微小領域応力測定
3.1 微小領域応力測定の原理
3.2 微小領域応力測定の測定例
3.3 微小領域応力測定の今後
4. おわりに


ナノテク材料評価における振動分光法の活用
Application of Vibrational Spectroscopy to Materials in Nano-technology
幾田信生(湘南工科大学 工学部 マテリアル工学科 教授)
西尾悦雄((株)パーキンエルマージャパン 代表取締役社長)

 赤外吸収とラマン発光による振動分光法は一般的な分析であるが、ナノテクノロジー分野でも構造解析法として用いられている。ここでは、ナノ構築表面あるいは局所空間の評価技法として振動分光を紹介するとともに、ナノカーボンチューブの特性解析として用いられる共鳴ラマン分析を取り上げる。末尾には振動分光法を用いた当該分野の最近の研究動向を記した。

【目次】
1. はじめに
2. 赤外分光による表面状態分析
2.1 各種反射法によるLB膜評価
2.2 誘起電磁波による高感度赤外分析
3. 最近の表面界面分析:和周波発生(SFG)
4. 顕微赤外分光法
5. カーボンナノチューブの共鳴ラマン
6. 最近の研究動向と今後の展望


Material Report
R&D

フェノキシイミン錯体触媒の開発と応用
Development of Highly-Active Olefin Polymerization Catalysts “FI Catalysts”and their Applications to New Polymers
中山康(三井化学(株) 触媒科学研究所 研究員)
三谷誠(三井化学(株) 触媒科学研究所 主任研究員)
藤田照典(三井化学(株) 触媒科学研究所 研究主幹)

 FI触媒の大きな特徴は、配位子構造の変換により、従来のオレフィン重合触媒では合成困難であったユニークなポリオレフィンが合成できることにある。本稿では、FI触媒を用いた分子量制御ポリマー(極低~超高分子量)の合成や、リビング重合技術を利用したブロックポリマーの合成について紹介する。また、工業プロセス上重要な担持型FI触媒の開発についても述べる。

【目次】
1. はじめに
2. オレフィン重合触媒発展の歴史
2.1 Ziegler触媒の発見と高活性Mg系担持型チタン触媒
2.2 ポストメタロセン触媒の研究の進展
3. FI触媒の現状と機能性ポリオレフィンへの展開
3.1 分子量制御ポリマー
3.2 ブロックポリマーへの展開
3.3 塩化マグネシウム助触媒系への展開
4. おわりに


音力発電の現状とこれから
An Overview of Research and Development of Sound-generated Electricity
速水浩平(慶應義塾大学 環境情報学部)
武藤佳恭(慶應義塾大学 環境情報学部 教授;政策メディア研究科委員)

 「音力発電」とは、音のエネルギーを電気エネルギーに変換する発電方法である。この発電では特に騒音や雑音・振動などこれまで捨てられていた音を有効に使う(再利用する)ことを目的としている。音力発電の研究領域は、「波動や振動のエネルギー」を使って発電する「振動力発電」の研究領域と重なる。その意味で、音力発電は振動力発電の技術の一部を応用したものともいえる。音と振動の2つの発電方法を組み合わせた「音力・振動力発電」は、新しいエネルギーとして将来さまざまな分野において利用することが可能である。

【目次】
1. はじめに
2. 音力発電の紹介
2.1 音力発電とは
2.2 振動力発電とは
2.3 目的
3. 技術的特徴
3.1 2種類の発電方法の比較
3.2 音力発電の技術的特徴
4. 長所と課題
5. 他技術との比較
6. 音力・振動力発電が可能にすること
7. 共同研究について
7.1 注目される音力・振動力発電
7.2 JR東日本との共同研究
7.3 音力発電のMOT-ジュールプロダクト
8. 音力・振動力発電の普及
9. 応用展開
(1)ユビキタス発電とは
10 .音力・振動力発電を生かすべき
10.1 音や振動で駆動する低消費電力機器
10.2 複合リソースとして
11. おわりに


機能材料連載講座 因果化学からみる材料の機能性(8)
材料展開を複眼視する
Multiple Viewpoints of Materials
市村國宏(東邦大学 理学部 特任教授)

 材料は科学と産業技術の接点で深化しているが、材料の研究開発が進めば進むほど専門以外の材料分野を理解することが難しくなっている。実際には、多種多様な素材を組み合わせて実用的な性能や機能を創造しているので、異種の材料技術間での横断的な見方が重要となっている。

【目次】
1. はじめに
2. 材料技術の展開
3. 相互作用と相互依存
4. 超分子系と分子協調系
5. 分子協調系における因果化学的な機能発現
6. 材料技術を複眼視する
7. おわりに


連載 高分子材料の実用性(4)
医療機器への応用
鴨川昭夫(元・理化学研究所 研究員/元・工学院大学 電子工学科;化学工学科)

 プラスチックを使用して、コンピューター制御で頭部模型を塑性変形で作り、それを用いた医学の発達のための研究が始まっている。また、プラスチックは加工されると弱電を帯びるために、これを防ぐためにスプレーでアンモニアを吹き付けるが、時計バンドのような帯状のプラスチックでは静電気除去用のプラスチックが開発されている。

【目次】
・感光性樹脂製の実物大頭部模型
・ポリエステル製抗菌白衣
・人工筋力で人間並みの反応速度を達成
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