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コアシェル微粒子の設計・合成技術・応用の展開(普及版)

  • Designs,preparations and applications of core-shell particles(Popular Edition)
2010年発行『コアシェル微粒子の設計・合成技術・応用の展開』の普及版。色材、エレクトロニクス、バイオ分野において、相反機能、刺激応答機能を有するコアシェル微粒子のユニークな合成反応、構造設計と化学的調整法作製技術を解説。またその実用化例を紹介!!

商品コード: B1175

  • 監修: 川口春馬
  • 発行日: 2016年8月8日
  • 価格(税込): 4,320 円
  • 体裁: B5判、246ページ
  • ISBNコード: 978-4-7813-1117-3

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  • 交互積層法 / 界面反応法 / グラフト重合 / 高分子反応 / マイクロリアクター

刊行にあたって

 機能材料の創製にあたり,複数の性質を同時に発現させたいとき,特に相反する性質を一つの物体に組み入れようとするとき,研究者・技術者は「いかにして複数の成分をひとつの物体に組み入れるか」という命題に取り組むことになる。さらに,複数の性質の発現方法や作製プロセスの簡便さ,再現性,コストなども考慮しなければならない。
 昨今,これらを可能にする新素材として,コアシェル微粒子に注目が高まっている。コアシェル微粒子のコア部とシェル部の構造デザインを化学的に調製することで,これまでにないバラエティに富んだ機能材料を設計・合成することができる。
 本書では,第I編でコアシェル微粒子の概要について,第II,III編で注目されるコアシェル粒子の合成方法,エレクトロニクス,バイオ分野などへの新展開について紹介した。さらに,別枠のコラム欄でコアシェル微粒子の実用化例をいくつかとりあげた。この本をきっかけに,読者のインスピレーションが刺激され,今後,産学あらゆる場面での奇想天外なコアシェル微粒子が出現することを期待する。

<普及版の刊行にあたって>

 本書は2010年に『コアシェル微粒子の設計・合成技術・応用の展開』として刊行されました。普及版の刊行にあたり、内容は当時のままであり加筆・訂正などの手は加えておりませんので、ご了承ください。

2016年8月  シーエムシー出版 編集部

著者一覧

川口春馬   神奈川大学 工学部 特任教授
石川 理   JSR(株) 機能高分子研究所 機能化学品開発室 室長
片桐清文   名古屋大学 大学院工学研究科 化学・生物工学専攻 応用化学分野 助教
大幸裕介   兵庫県立大学 工学部 物質系工学専攻 物質・エネルギー部門 助教
武藤浩行   豊橋技術科学大学 大学院工学研究科 電気・電子情報工学系 准教授
田中眞人   新潟大学 自然科学系 フェロー(客員教授)
長谷川政裕   山形大学 大学院理工学研究科 物質化学工学分野 教授
谷口竜王   千葉大学大学院 工学研究科 共生応用化学専攻 准教授
飯澤孝司   広島大学 大学院工学研究院 物質化学工学部門 准教授
西迫貴志   東京工業大学 精密工学研究所 助教
藤井秀司   大阪工業大学 工学部 応用化学科 高分子材料化学研究室
岡田正弘   近畿大学 生物理工学部 医用工学科
古薗 勉   近畿大学 生物理工学部 医用工学科
福本真也   大阪市立大学 大学院医学研究科 代謝内分泌病態内科学
永岡昭二   熊本県産業技術センター 材料・地域資源室 室長
伊原博隆   熊本大学 大学院自然科学研究科 教授
大庭英樹   (独)産業技術総合研究所 生産計測技術研究センター 主任研究員
前田 寧   福井大学 大学院工学研究科 生物応用化学専攻 教授
中村 浩   (株)豊田中央研究所 研究推進部 副部長
荒井健次   日本ゼオン(株) 総合開発センター エラストマーC5研究所 主任研究員
村上義彦   東京農工大学 大学院工学研究院 准教授
内田裕介   東京農工大学 大学院工学府 応用化学専攻
諸石 眸   東京農工大学 大学院工学府 応用化学専攻
畠山 士   東京工業大学 ソリューション研究機構 特任講師
半田 宏   東京工業大学 ソリューション研究機構 教授
原田敦史   大阪府立大学 大学院工学研究科 物質・化学系専攻 応用化学分野 准教授
和久友則   京都工芸繊維大学 大学院工芸科学研究科 生体分子工学部門 助教
松本匡広   大阪大学 大学院工学研究科 応用化学専攻
松崎典弥   大阪大学 大学院工学研究科 応用化学専攻 助教
明石 満   大阪大学 大学院工学研究科 応用化学専攻 教授
吉冨 徹   筑波大学 大学院数理物質科学研究科 物性・分子工学専攻;学際物質科学研究センター 博士研究員
長崎幸夫   筑波大学 大学院数理物質科学研究科 物性・分子工学専攻 教授;学際物質科学研究センター;先端学際領域研究センター;人間総合科学研究科 フロンティア医科学専攻;物質材料研究機構 国際ナノアーキテクトニクス研究拠点
岸本琢治   日本ゼオン(株) 高機能性材料第二研究所 所長
位地正年   日本電気(株) グリーンイノベーション研究所 主席研究員
鈴木登美子   (株)豊田中央研究所 先端研究センター 光エネルギー貯蔵プログラム 研究員
矢野一久   (株)豊田中央研究所 無機材料研究室 主席研究員
中村良幸   日本ゼオン(株) 総合開発センター エラストマーC5研究所 エラストマー研究G 主任研究員
白石圭助   日興リカ(株) 新事業推進本部
山口葉子   (株)ナノエッグ 研究開発本部

執筆者の所属表記は、2010年当時のものを使用しております。

目次

【第I編 概論】
第1章 コアシェル粒子の構造と合成法
1. はじめに
2. コアシェル粒子の作製
2.1 コア,シェルともモノマーからスタートするコアシェル粒子の合成
2.2 溶解したポリマーとモノマーの組み合わせによるコアシェル粒子の作製
2.3 ブロック共重合体からのコアシェル粒子の作製
2.4 コア粒子存在下でシェル層を作ることによるコアシェル粒子の作製
3. おわりに

第2章 コアシェル微粒子の用途展開
1. はじめに
2. 有機/有機コアシェル粒子の応用例
2.1 難燃剤粒子
2.2 蓄熱材粒子
2.3 微粒子発泡剤
2.4 樹脂改質材
2.5 光学フィルム用粒子
2.6 医療用カプセル粒子
2.7 紙塗工用ラテックス
3. 有機/無機複合コアシェル粒子の応用例
3.1 ナノイオニクス
3.2 反応触媒
3.3 高耐久性塗料用バインダー
3.4 樹脂改質材
4. コアシェル粒子の量産化
5. おわりに

【第II編 デザインと合成に関する新展開】
第1章 交互積層法を利用したコアシェル粒子・中空カプセルの作製と機能材料への応用
1. はじめに
2. コロイド粒子への交互積層によるコアシェル粒子と中空カプセルの作製
3. 交互積層コアシェル粒子を利用したナノ粒界制御セラミックス複合材料の作製
4. 交互積層コアシェル粒子を利用した燃料電池固体電解質用プロトン伝導体の作製
5. 外部刺激に応答して内包物を放出する中空カプセル
6. イオン液体内包カプセルを利用した高感度センサ
7. おわりに

第2章 界面反応法によるシェル層の構造制御
1. はじめに
2. 界面重縮合法
3. 液滴合一法
4. シード重合法
5. 界面反応法

第3章 粉体存在下の重合反応を利用したポリマーコーティング微粒子の合成
1. はじめに
2. 微粒子のポリマーコーティング法の種類と特徴
3. 水系析出重合反応を利用したポリマーコーティング
4. メカノケミカル重合法によるポリマーコーティング
5. おわりに

第4章 グラフト重合によるコアシェル微粒子の調製
1. はじめに
2. ATRPによるコアシェル微粒子の調製
3. RAFTによるコアシェル微粒子の調製
4. NMPによるコアシェル微粒子の調製
5. その他の手法によるコアシェル微粒子の調製
6. おわりに

第5章 高分子反応を利用したコアシェル粒子の合成
1. はじめに
2. 反応のメカニズム
3. 高分子粒子表面からの化学修飾によるコアシェル粒子の合成
3.1 加水分解によるコアシェル粒子の合成
3.2 固相ペプチド合成用のコアシェル支持体の合成
4. ポリアクリル酸ゲルの化学修飾によるコアシェル型ゲルの合成と応用
4.1 ポリアクリル酸ゲルの化学修飾によるコアシェル型ゲルの合成
4.2 コアシェル型ゲルの応用
5. おわりに

第6章 マイクロリアクターを利用するコアシェル粒子の設計と合成
1. はじめに
2. マイクロ流路の分岐構造を用いた乳化技術
2.1 概要
2.2 マイクロ流路装置の材料
2.3 マイクロ流路の加工手法
3. マイクロ流路の分岐構造を用いた多相エマルション滴の生成
3.1 概要
3.2 装置構成と表面処理
3.3 単分散多相エマルションからの微粒子調製
4. 高分子コアシェル粒子の作製事例
4.1 磁性コアシェル粒子
4.2 親水性-疎水性粒子
4.3 フォトニック結晶
5. おわりに

第7章 ピッカリングエマルション法によるコアシェル粒子の合成
1. はじめに
2. ピッカリングエマルション
2.1 ピッカリングエマルションとは
2.2 ハイドロキシアパタイトナノ粒子安定化ピッカリングエマルション
3. ピッカリングエマルション法によるコアシェル粒子の合成
3.1 コアシェル型汎用高分子粒子の合成
3.2 コアシェル型生体吸収性高分子粒子の合成
3.3 生体吸収性多中空高分子粒子の合成
4. 生体吸収性高分子コア/HApシェル複合粒子の細胞接着性評価
5. おわりに

【第III編 機能に関する新展開】
<光学・色材・エレクトロニクス>
第1章 セルロースからの三原色マイクロビーズの調製とその環境浄化色材への展開
1. はじめに
2. セルロースの利用
3. ビスコース相分離法による無機材料の複合化
4. 三元造粒
5. 流動特性(コロガリ度)の評価
6. 紫外線照射による退色性の評価
7. おわりに

第2章 蛍光性ナノ粒子のバイオセンシング・イメージングへの応用
1. はじめに
2. タンパク質や生体リガンドのバイオセンシング
2.1 イムノクロマトグラフィーによるバイオセンサーへの応用
2.2 フローサイトメトリーへの応用
2.3 多色同時リガンドセンシング
3. 量子ドットによるバイオアッセイ
3.1 蛍光共鳴エネルギー移動(FRET)への応用
4. 量子ドットを用いての生体変異検出
4.1 in vitroでの変異検出
4.2 in vivoでの変異検出
5. まとめ

第3章 コアシェル型温度応答性ミクロゲルの二段階体積相転移と蛍光エネルギー移動
1. 温度応答性ミクロゲルとは
2. コアシェル型温度応答性ミクロゲルの二段階体積相転移
3. 温度応答性ミクロゲルによる調光
4. 温度応答性蛍光ミクロゲル
5. おわりに

第4章 コアシェル型粒子の合成とその粒子からなるコロイド結晶
1. はじめに
2. コロイド結晶の応用展開とコアシェル粒子の必要性
3. チタニアナノシートをコートしたコアシェル型粒子
3.1 高屈折率シェルを有するコアシェル型粒子
3.2 LBL法によるチタニアナノシートコート粒子の合成
3.3 チタニアナノシートコート粒子の特性
3.4 チタニアナノシートコート粒子からなるコロイド結晶の作製
3.5 チタニアナノシートコート粒子からなるコロイド結晶の光学特性
4. ポリマーをグラフトしたコアシェル型粒子
4.1 コロイド結晶の固定化と有機溶媒に分散するコアシェル型粒子
4.2 PMMAグラフトシリカ粒子の合成
4.3 PMMAグラフトシリカ粒子からなるコロイド結晶の作製と固定化
4.4 高密度ポリマーブラシをグラフトしたコアシェル粒子の合成とその粒子からなるコロイド結晶
4.5 架橋ポリマーコア/非架橋ポリマーシェル粒子の合成とその粒子からなるコロイド結晶
5. おわりに

第5章 バインダーラテックス
1. はじめに
2. バインダー機能
3. ラテックスのフィルム形成過程
4. ラテックスの製造方法とコアシェル構造
5. コアシェル構造とフィルム形成性
6. 顔料塗工用ラテックスへの応用
6.1 顔料塗工用バインダーラテックス
6.2 顔料塗工紙の表面強度とラテックス物性
6.3 顔料塗工用バインダーラテックスのコアシェル構造化
6.4 有機白色顔料
6.5 バインダーピグメントラテックス
7. 電子線トモグラフィー法を用いた粒子内部構造の観察
8. おわりに

<バイオ>
第6章 コアシェル型微粒子を組み込んだゲル・シート状バイオマテリアル
1. はじめに
2. 生体組織に接着するゲル
3. コアシェル型「二層構造」微粒子を組み込んだ「ゲル」状バイオマテリアル
4. コアシェル型「三層構造」微粒子を組み込んだ「ゲル」状バイオマテリアル
5. コアシェル型「二層構造」微粒子を組み込んだ「シート」状バイオマテリアル
6. おわりに

第7章 アフィニティ磁性微粒子とスクリーニング自動化システム
1. はじめに
2. アフィニティ精製技術の歴史
3. コア(フェライト)シェル(有機高分子ポリマー)型微粒子(FGビーズ)の作製
4. リガンド固定化FGビーズの作製とアフィニティ精製
5. FGビーズを用いたアフィニティ精製の自動化
6. おわりに

第8章 酵素と多相系高分子からなる酵素内包コアシェル型ナノ組織体
1. はじめに
2. ポリイオンコンプレックスミセル
3. 酵素内包ポリイオンコンプレックスミセル
4. 可逆的なミセル形成に同期した酵素機能のON-OFF制御
5. ナノスコピックな酵素反応場としてのミセル内核
6. コア架橋型酵素内包ポリイオンコンプレックスミセル
7. 温度応答性高分子ゲルへのコア架橋型酵素内包ナノ組織体の固定化
8. まとめ

第9章 コアコロナ型ペプチドナノスフェアの機能
1. はじめに
2. コアコロナ型ペプチドナノスフェアの合成
3. コアコロナ型ペプチドナノスフェアのPEGブラシ構造解析とそのバイオ機能
4. 環境応答性ユニットの導入によるPEGブラシ構造制御
5. まとめ

第10章 ニトロキシルラジカル含有コアシェル型ナノ粒子の作製と機能
1. はじめに
2. ニトロキシルラジカル含有コアシェル型ナノ粒子とは
3. ニトロキシルラジカル含有ナノ粒子による酸性環境のイメージング
4. おわりに

【Column 産業界の最新コアシェル微粒子】
・カプセルトナー
・自己組織型の3層構造ナノ粒子によるバイオプラスチックの強靭化
・コアシェル型単分散球状メソポーラスシリカ触媒
・有機中空粒子
・金平糖状コアシェル型複合粒子Silcrusta(R)シリーズ
・無機質でコートしたコアシェル型ナノカプセル『ナノエッグ(R)』
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