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【新春特集】メゾスコピック領域研究の産業への展開

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特集にあたって
Introduction

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メゾスコピック系フローティングSiワイヤーの作製
Fabrication of Mesoscopic Floating Si Wires

　半導体Siウェーハの表面直下に作製した転位をもつ基板を電気分解することで, 基板から電気的, 光学的に絶縁されたフローティングワイヤーを作製する技術を開発した。ワイヤーの太さと長さは, 転位をつくるために付けた溝の形状やサイズに依存し, その内部の結晶性はウェーハの面指数の違いで制御できることが分かった。本稿では, これらの技術について紹介する。

【目次】
1. はじめに
2. メゾスコピックSiワイヤーの作製方法
3. ワイヤーの構造観察
3.1　面指数(100)のウェーハを用いた場合
3.2　面指数(111)のウェーハを用いた場合
4. ワイヤーの形状および構造の制御とデバイスへの応用
5. おわりに

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生物に学ぶメゾスコピック構造制御による透明超はっ水薄膜の形成と応用　　　　　
Preparation of Transparent Ultra Water-Repellent Thin Films by Controlling Biomimetic Mesoscopic Structure and Their Applications

　生物の構造は, 分子集合状態の大きさによる階層構造をなしている。生物に学ぶように, 巨視的な領域と微視的な領域との中間に位置づけられるメゾスコピックの領域での構造制御は, 薄膜形成を行う場合にも重要となっている。ハスの葉に学び, 透明性を加えた透明超はっ水薄膜の形成を例に, メゾスコピック構造制御について述べる。

【目次】
1. はじめに
2. 透明超はっ水薄膜のプラズマCVDによる形成
3. 透明超はっ水膜の応用
4. おわりに

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メゾスコピック構造をもつ機能性めっき皮膜形成技術
Technics of Formed Functional Plating Films with Mesoscopic Structure

　現在, 電子部品やケーブル類の電気接続部品には主にコネクタが用いられている。高い信頼性が求められるコネクタ端子表面には, ニッケル下地を施した硬質金めっきが多く用いられる。近年資源価格の高騰や環境負荷低減への要求が高まってきているが, 硬質金めっき皮膜の薄膜化には, その製品の機能に合致した新たな皮膜が求められている。本稿では, 硬質金めっき皮膜表面をメゾスコピック領域の微細な凹凸形状に制御した際に, コネクタ端子へ求められる諸特性がどのように変化するのか実験データをもとに解説する。

【目次】
1. はじめに
2. 実験方法
2.1　試料の作製
3. 表面にメゾスコピック構造を有する金めっき皮膜の各種特性
3.1　表面形態が与える摩擦摩耗特性への影響
3.2　表面形態が与える耐食性への影響
3.3　表面形態が与えるはんだ付け性
3.4　凹部にPTFE 粒子を充填させた試料の摩擦摩耗特性
4. おわりに

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凍結割断レプリカ法を用いたメゾスコピック構造解析　　
Mesoscopic Structure Analysis Using The Freeze Fracture Replica Method

　メゾスコピックな領域の観察には, 電子顕微鏡が広く用いられているが, 電子顕微鏡内は高真空であるため, 液体やゲルなどを直接観察することは不可能である。そのため, 電子顕微鏡の前処理技術の一つである凍結割断レプリカ法を利用し, 液体の微細構造の電子顕微鏡解析を実施した。

【目次】
1. はじめに
2. 凍結技法
3. 凍結割断レプリカ法
4. 観察事例
4.1　ヨーグルト中に含まれる乳酸菌の観察
4.2　水中に含まれるウルトラファインバブル(ナノバブル)の観察
4.3　高分子ラテックスの分散状態観察
4.4　液体中の金属微粒子の分散状態観察
5. おわりに

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ナノスケール構造体であるゲルの幾つかの特性と環境・資源問題への利用の試み　　
Some Properties of Gels as Nano-Scale Structral Materials and Attempts to Utilize for Solving Environmental and Resorce Issues

　溶媒である水中にナノスケール間隔で網目高分子が存在し, 独特の特性を示すハイドロゲルに関して, 筆者らが研究してきた二つの側面について述べる。一つ目は, その脱水過程, 乾燥物の特性・ナノ構造についてであり, 二つ目は, 稠密に存在する高分子網目を活用した高効率環境浄化・資源回収材料としての利用に関するものである。

【目次】
1. はじめに:ナノスケール構造体としてのゲル
2. ハイドロゲルの脱水媒過程における特性変化, 乾燥物の特性・ナノスケール構造
2.1　乾燥ゲルにおけるナノスケール構造
2.2　重金属吸着ゲル乾燥物のナノスケール構造
3. ゲルの環境浄化材料としての利用の試み
3.1　重金属吸着
3.2　吸脱着の繰り返し利用
4. 終わりに

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メゾスコピック多孔質構造を利用した機能性セラミックスの開発　　　　　
Functional Ceramics with Various Mesoscopic Porous Structure

　2050年にCO2排出量80%削減を目指し, 「つくる」, 「つかう」, 「もどす」の各段階で環境負荷を下げながら商品価値の向上を同時に実現するための研究開発を進めている。電気を使わず自律的に湿度を調整するタイルなど, 土がもつ細孔構造の特徴を学び, 本稿ではメゾスコピック多孔質構造を利用した機能性セラミックスについて紹介する。

【目次】
1. はじめに
2. 土の呼吸メカニズムを利用した自律型調湿タイル
3. ナノ多孔質セラミックス粒子を用いた真空断熱材
3.1　ナノ多孔質セラミックス粒子を用いた真空断熱材
3.2　真空断熱材の実証試験による省エネ効果の検証
4. ナノ親水技術を用いた防汚タイル
5. おわりに

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[研究開発情報/Report of Research & Development]

新規光硬化性アクリル系エラストマーの開発
Development of Acrylic Photocurable Elastomer

　柔軟なエラストマー部と光硬化性部をブロック化した構造を有する光硬化性アクリル系エラストマーを開発した。速硬化性, 柔軟性, 透明性, 耐候性などの特徴に加え分子設計の自由度も高く, 光硬化樹脂の一成分である重合性オリゴマーとして使用することで新規な用途への展開が期待される。

【目次】
1. はじめに
2. 「新規光硬化性アクリル系エラストマー」のコンセプト
3. 「新規光硬化性アクリル系エラストマー」の特性と応用展開
3.1　基礎物性
3.2　硬化速度
3.3　各種重合性モノマーとの相溶性
3.4　接着性
3.5　配合物の力学物性
4. まとめ

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[連載] バイオプラスチックを巡って

連載開始にあたって

第1回:何故バイオマス由来なのか

　プラスチック製品の最終処分で発生する温室効果ガスのうち, バイオマス起源のフィードストック由来分が炭素オフセットされる素材として“バイオプラスチック”への関心が改めて高まっている。その動向と近未来展望などを月に1度掲載するに際して, 今回はその最初となることから, 開発・普及に関わる立場から何故バイオプラスチックが注目されるのか, その背景を紹介する。

【目次】
1. バイオマスとは
2. バイオマス由来資材の特性(“ナショナル・インベントリ”における扱い)

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[ケミカルプロフィル]

三酸化ビスマス(Bismuth trioxide)
4-ヒドロキシブチルビニルエーテル(4-Hydroxybutylvinylether)

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[ニュースダイジェスト]

・海外編
・国内編