物材機構、高分子ナノ多孔体を開発－オイルの吸・脱着で高性能発揮

<日刊工業新聞掲載日 2013年10月23日>
物質・材料研究機構の高分子材料ユニットは高分子の微細ナノ多孔体を開発、オイル吸着・脱着で高い性能を発揮することを確かめた。高分子と有機溶媒の相分離で、急冷により直径約１０ナノメートルの細孔を実現した。水中溶解のオイル除去が活性炭より低コストで行えるため、油田やオイルサンド、シェールガスなど資源開発現場での環境汚染対策に利用できそうだ。
　高分子多孔体の製造で一般的な相分離現象を利用した。高分子を有機溶媒に溶かし、マイナス１９６度Ｃで全体をガラス状に固化させる。次にマイナス８０度Ｃにして有機溶媒だけ結晶化。溶媒置換法で結晶を溶かして除くと、３次元の構造体が出来上がる。
　ガラス固化を毎分１０度Ｃと急冷で行ったことで、微細孔の作製と１グラム当たり３００平方メートル超の大きな表面積を実現した。
　シートなどに加工できることから今後、実証試験に取り組む。

東大など 高温対応セラミックスコンデンサー材料開発

化学工業日報掲載　2013年10月23日
　東京大学生産技術研究所、広島大学大学院理学研究科、佐賀県立九州シンクロトロン光センターの研究グループは、最高４７０度Ｃの温度まで強誘電率を発揮させることができる高温対応コンデンサー用材料を開発した。強誘電体チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）をベースとするセラミックスコンデンサーで、誘電率が最大となる特性温度を２２０〜４７０度Ｃで自在にコントロールできる。チタン酸バリウムは電気特性に優れるものの、１００度Ｃまでしか利用できないという課題があったが、新材料の開発により今後、車載用電子機器のほか発電所や製鉄所などのより高温下での環境でも利用できるようになると期待される。

酸化グラフェン水溶液、潤滑油よりも低摩擦－岡山大が発見

日刊工業新聞：掲載日 2013年10月23日
　岡山大学の木之下博准教授と仁科勇太助教らの研究グループは、炭素原子が蜂の巣型に並んだシート状構造物のグラフェンが酸化された「酸化グラフェン」を水に分散すると、その水溶液が潤滑油よりも低摩擦であることを発見した。ステンレス材などの切削加工で潤滑剤の代わりに使えば、廃棄コストを大幅に下げられる。遠心分離で酸化グラフェンを回収する処理方法であれば、廃棄コストは半分程度になる可能性があるという。
　１％の重さの酸化グラフェンを分散させた水の中で、ステンレスと超硬合金のタングステンカーバイドを使い摩擦試験を実施したところ、一般的に使われる水溶性潤滑剤に比べて摩擦の程度は２分の１小さかった。摩擦による抵抗の小ささを表す摩擦係数は、０・０５だった。
　また原料は炭素、水素、酸素なので環境負荷が小さく、廃棄物は燃やせるため処理コストも抑えられる。従来の潤滑剤は廃棄に要する高いコストが課題だった。

県立広島大、金属ナノカルシウムを活用し有機汚染土を常温常圧で分解する手法開発

日刊工業新聞掲載日 2013年10月21日
　県立広島大学生命環境学部の三苫好治准教授らは、ナノスケールの金属カルシウムを活用し、土壌に吸着したポリ塩化ビフェニール（ＰＣＢ）など残留性有機汚染物質（ＰＯＰｓ）を常温常圧で分解する手法を開発した。数百ナノメートルサイズの金属カルシウムの凝集体が土壌中のＰＯＰｓ微粒子に吸着し、９９％以上を脱塩素化することで無害化できた。凝集力を利用することで鉛など重金属類の不溶化も可能となる。
　研究グループでは市販の金属カルシウムを粉砕処理後に乾燥し、ナノ粒子化した金属カルシウムを作製。炭酸皮膜をはがして脱塩素活性を高めた。観察では粒子径は５０ナノメートル程度で大半は約５００ナノメートルの粒子の凝集体だった。ＰＣＢで汚染された土壌に金属ナノカルシウムを入れ、かき混ぜて放置したところ、脱塩素反応の連続発生を確認した。
　市販の金属カルシウムを使うため、試算では１トンの土壌処理に必要な材料は２０００円程度という。

筑波大など、良質コバルトフェライト薄膜をスパッタリングで作製

日刊工業新聞　掲載日 2013年10月21日
　筑波大学の新関智彦助教（現東北大学）、柳原英人准教授、喜多英治教授らのグループは、量産に適した成膜手法であるスパッタリング法を使って、良質なコバルトフェライト単結晶薄膜を作ることに世界で初めて成功した。白金などの磁性材料に匹敵する強い垂直磁気異方性を持つため、安価で高性能なＨＤＤ記録媒体の実現につながる。
　新関助教らは高エネルギー加速器研究機構の中尾裕則准教授、北海道大学の小池和幸教授らと共同で、これまで薄膜化が難しかった磁性材料のコバルトフェライトを、量産化可能な手法で高品位な薄膜にする技術を開発した。
　この薄膜の磁気特性と結晶構造の評価を行ったところ、白金などの貴金属を含む磁性材料に匹敵する強い垂直磁気異方性を持つことを確認した。コバルトフェライトをひずませることで強い垂直磁気異方性が現れることは従来も予想されていたが、物性や構造の制御が難しく、実際に実現できた例はなかった。