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月刊機能材料 2019年5月号

【特集】RFID 技術の発展と利用の最前線

商品コード: M1905

  • 発行日: 2019年5月5日
  • 価格(税込): 4,320 円
  • 体裁: B5判
  • ISBNコード: 0286-4835

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著者一覧

武田茂樹  茨城大学
久保田和宏  日油㈱
矢吹信喜  大阪大学
保坂良資  湘南工科大学
高際良樹  (国研)物質・材料研究機構
菅原徹  大阪大学
恵久春佑寿夫  大阪大学
梶原鳴雪  名古屋大学

目次

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【特集】RFID 技術の発展と利用の最前線

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UHF 帯RFID に関する研究開発動向
Recent Research and Development Trends of UHF Band RFID

 UHF 帯RFID は,バッテリーレスで動作し,さらにHF 帯に対して通信距離が長く,小型で安価である特徴を有している。従って,UHF 帯RFID は,最も安価で小型な無線インターフェースであると言える。この特徴を生かして,棚卸作業の効率化,自動レジ,蔵書/書類管理等,多くの分野で導入が進んでいる。さらに,信頼性向上や,センシング機能等,新しい機能を追加したRFID タグIC や,リーダ用IC も出現している。これらの技術は,RFID タグとセンサを組み合わせて,バッテリーレスIoT 用センサ無線端末を実現するのにも有効である。本論文では,このようなUHF 帯RFID の特徴を整理すると共に,RFID に関する最近の研究開発動向について紹介する。

【目次】
1 まえがき
2 RFID の動作原理
3 RFID リーダ
4 特別なRFID タグIC
 4.1 Tamper タグIC
 4.2 Auto Tune 機能付きRFID タグIC
 4.3 I2C やSPI ポートを備えたRFID タグIC
 4.4 大容量メモリを有するRFID タグIC
 4.5  電源出力(Energy Harvesting 端子)を持つRFID タグIC
 4.6 RFID タグモジュール
 4.7 高信頼メモリ機能を有するRFID タグIC
 4.8 セキュリティー及びプライバシー
5 RFID の新しい応用事例
 5.1 災害電子掲示板/安否確認システム
 5.2  バッテリーレス傾斜/衝撃/振動センサタグ
6 むすび

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銅ペーストによるRFID タグの新規製造方法提案
Proposal of New Manufacturing Method of RFID Tag with Copper Paste

 日油株式会社で開発した銅ペーストは,大気下での低温硬化により優れた導電性を示すとともに,実装材料として十分な導通性と接合性を示すことが特長である。RFID タグに関する課題を述べるとともに,その課題の解決策となる,銅ペーストを用いたRFID タグのアンテナ形成とIC チップの実装を一括で行なう新規製造方法を紹介する。

【目次】
1 はじめに
2 当社銅ペーストについて
 2.1 銅ペーストの特長
 2.2 銅ペーストの印刷性
 2.3 銅ペーストで作製した導電膜の性能
  2.3.1 耐久性
  2.3.2 耐マイグレーション性
  2.3.3 耐硫化性
  2.3.4 接合強度
  2.3.5 メッキ性
3 銅ペーストのRFID タグへの適用
 3.1 UHF 帯RFID タグの製造例
 3.2  銅ペーストを用いたRFID タグの通信性能向上に向けた課題
4 最後に

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RFID を活用した街路樹の診断,樹木情報提供および道案内システム
A Roadside Tree Information Management and Navigation System Using Radio Frequency Identification

 街路樹は景観向上などの機能を有するが,過酷な環境の中で生育している。そのため,樹木医による点検・診断が必要であるが,コストがかかるためなかなか進まない。そこで,我々はNFC 準拠のRFID を活用した街路樹診断システムを構築した。さらに,市民と管理者の双方向樹木情報提供システム,街路樹道案内システムを開発した。

【目次】
1 はじめに
2 街路樹診断
3 街路樹診断システム
 3.1 システム概要
 3.2 RFID の樹木への設置方法
4 樹木情報提供システム
5 街路樹道案内システム
6 検証実験
 6.1 街路樹診断システムの検証実験
 6.2 樹木情報提供システムの検証実験
 6.3 街路樹道案内システムの検証実験
7 おわりに

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医用UHF 帯パッシブRFID による個体認証と安全解析
Individual Identification Using Medical Use UHF Band Passive RFID and its Safety Analysis

 医療現場の過誤の相当数は,ヒトやモノの認証の際に生じている。現在はバ-コ-ドによる認証が多いが,ヒュ-マンエラ-に起因する医療過誤の抑止には,自動的な認証の実現が待たれる。UHF 帯パッシブRFID はその実現に有効な情報メディアである。本文では,原理や特性に触れ,臨床現場での応用例について論述する。


【目次】
1 はじめに
2 医療過誤と個体認証
3 電界強度
4 RFID の医用応用
 4.1 小型ME 機器院内所在管理への応用
  4.1.1 方法
  4.1.2 結果
 4.2 入院患者の院内所在管理への応用
  4.2.1 方法
  4.2.2 結果
5 考察
6 おわりに

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[ Material Report -R&D- ]

希少元素が不要な熱電材料の開発
Development of Rare-Element-Free Thermoelectric Materials

 熱エネルギーから電気エネルギーに直接変換する熱電変換材料の社会実装に向けた新材料開発の研究動向として,希少元素を必要としない新材料を取り上げ,社会実装に向けた課題について議論する。計算科学と実験の協働により,アルミニウム-鉄-シリコン系において見出した熱電材料候補を基盤とし,IoT 無線センサ用自立電源への応用を目指した研究開発の概略を紹介する。

【目次】
1 はじめに
2 新材料に求められる条件と材料スクリーニング
3 Al-Fe-Si 系新材料の特徴と課題
4 応用に向けた取り組み
5 おわりに

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[ Material Report -R&D- ]

フレキシブル熱電変換モジュールの実装と信頼性
Packaging and Reliability of Flexible Thermoelectric Conversion Modules

 次世代ヘルスケアやIoT に資する電子機器の電源システムとして,エネルギー・ハーベスティング技術が注目されている。本稿では,我々が生活する空間の周辺環境から,恒常的に発する熱エネルギーを,効率良く回収し,次世代電子機器の電源として利用するフレキシブル・マイクロ(μ)・熱電変換(発電)素子の最新の研究開発成果を解説する。

【目次】
1 はじめに
2 熱電発電(変換)技術
 2.1  フレキシブル熱電モジュール(素子)の設計指針(デザインと用途)
 2.2  フレキシブル熱電モジュールの作製法方と変換特性
 2.3  フレキシブル熱電変換モジュールの機械的信頼性
3 おわりに
 3.1  ウェアラブル・ポータブル用フレキシブル・マイクロ熱電モジュールの開発

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[ Material Report -R&D- ]

N3P3 及びN4P4 環直鎖状ポリホスファゼン(2DPP)の生成とその性能
Formation and Properties of Cyclo Linear Polyphosphazenes

 N3P3 或いはN4P4 環を直鎖状に結合した重合体(2DPP)の生成法は5 種類報告されている。得られた2DPP は有機溶剤に可溶或いは不溶である。有機溶剤不溶2DPP は2DPP ではなく、編目状重合体3DPP であると予想される。有機溶剤可溶2DPP は成膜可能であるが、耐熱性の面では3DPP よりも劣っている。(NPCl2)3 を開環重合して得られた重合体(NPCl2)n の塩素原子を置換した直鎖状[NP(R)2]n
と生成法を比較すると、プロセスは簡単であるので、現在LIB に使用されているバインダー或いはセパレターをコストの安い不燃性バインダ―やセパレターに2DPP が応用されることが期待される。しかしながらその分野への応用研究はこれからと思われる。

1 はじめに
2 Condensation type
3 Dehydrochlorination type
4 Transesterication type
5 Denitrogantion Reaction
6 Radiation-Induced Reaction
7 おわりに
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