CRESTナノテクノロジー分野別バーチャルラボ 新技術説明会 2007年9月27日(木)
 
1

フラックス添加固相反応法による単結晶性薄膜の作製方法
10:30〜11:00
東京工業大学 応用セラミックス研究所
准教授  松本 祐司
http://www.combi.msl.titech.ac.jp/
新技術の概要
フラックス固相エピタキシー法は、基板上に薄膜を固相反応で作製しようとする場合に、薄膜化合物の原料組成に加え、Bi酸化物フラックスを添加することで、反応温度の低下、結晶性の向上と薄膜表面の平滑化を実現できる画期的な技術である。
従来技術・競合技術との比較
固相反応法、および単結晶基板上での反応性固相エピタキシー法と呼ばれる従来の方法では困難であった、反応温度が高すぎる、またそのために分解してしまう化合物薄膜の作製が本技術で可能となった。
技術の特徴
・固相成長温度の低下
・結晶性の向上・薄膜表面の平滑化
・原料堆積手法によらない
想定される用途
・既存の安価な単結晶基板上に機能性の高品質薄膜を作製
・ビスマスを含む酸化物薄膜結晶の固相反応
・その他、種々の酸化物材料への応用実績有り

関連特許
・出願番号:特願2004-085232
・発明の名称:固相フラックスエピタキシー成長法
・出願人:科学技術振興機構

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2

有機単分子バッファー層によるデバイスグレード高結晶性有機薄膜の作製法
11:00〜11:30
東京大学 新領域創成科学研究科 物質系専攻
研究員 伊高 健治
http://www.combi.k.u-tokyo.ac.jp/
新技術の概要
有機デバイスの特性向上には有機薄膜の結晶性向上が必要である。ところが、電子活性の高い有機分子ほど凝集しやすく、配向薄膜になりにくいというジレンマがある。この問題を解決する新技術として、分子軌道計算に基づく分子ぬれ性を考慮した有機単分子バッファー法とその作製方法を開発した。
従来技術・競合技術との比較
バッファー技術として自己組織化膜(SAM)が知られているが、有機薄膜の結晶性を劇的に向上させる効果は報告されていない。これは分子ぬれ性で説明され、バッファー分子の分子構造が重要である。
技術の特徴
・バッファー層技術によって、有機薄膜の結晶性を向上できる
・バッファー層を堆積する方法として、別に開発した赤外線レーザーMBE法が適している
想定される用途
・有機トランジスタ、有機EL、有機太陽電池などの有機デバイスの各種活性層の結晶性向上

関連特許
・出願番号:特願2004-88077
・発明の名称:有機薄膜を有する基板及びそれを用いたトランジスタ並びにそれらの製造方法
・出願人:科学技術振興機構

・出願番号:特願2005-258588
・発明の名称:分子性物質の製膜方法及びその装
・出願人:科学技術振興機構

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3

共振ずり測定法の開発とナノトライボロジーへの応用
11:30〜12:00
東北大学 多元物質科学研究所 ハイブリッドナノ界面研究部
教授 栗原 和枝
http://www.tagen.tohoku.ac.jp/labo/kurihara/
新技術の概要
固体表面に挟まれた液体にずり振動を与え、その応答(共振応答の変化)から、固体表面間の液体の粘性・配向・構造化等の特性、摩擦・潤滑特性や潤滑剤の効果を、高感度で迅速に評価できる「共振ずり測定」法を開発した。
従来技術・競合技術との比較
最近、雲母表面間に挟まれた液体の厚みをナノメートルレベルで制御・測定しながら液体にずりを与え、閉じこめによる液体の特性変化を調べる技術が発達してきた。我々の開発した共振ずり測定装置は、競合技術と比べて高感度で安定性よく、透明に限らず幅広い基板間の液体に対する構造化、粘性、摩擦・潤滑特性を知ることができる。
技術の特徴
・共振法による簡便、汎用かつ精密なナノトライボロジー評価技術
・反射型光干渉法の利用により、試料・表面を選ばないナノメートルレベルの表面間距離制御・測定技術
・フーリエ変換型共振法の開発による測定の迅速化

想定される用途
・潤滑剤の性能評価:ハードディスク、マイクロマシン、機械部品など
・表面処理による性能評価:シーラントをはじめとする分散剤、液晶の配向など
・界面活性剤水溶液の特性評価:化粧品としての感触

関連特許
・出願番号:特許願2005-282768
・発明の名称:ツインパス型ずり応力測定方法及びその装置
・出願人:独立行政法人科学技術振興機構

・出願番号:特許願2005-282769
・発明の名称:共振ずり測定方法
・出願人:独立行政法人科学技術振興機構

・出願番号:PCT/JP2006/319103
・発明の名称:ずり測定方法及びその装置
・出願人:独立行政法人科学技術振興機構、栗原和枝、佐久間博、水上雅史

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4

生体模倣によるナノ粒子のヘテロ多層構造形成法
13:20〜13:50
財団法人癌研究会 癌研究所 蛋白創製研究部
部長  芝 清隆
http://cell.jfcr.or.jp/
新技術の概要
無機材料結合ペプチドの持つ標的材料結合能力とバイオミネラリゼーション能力を利用して、無機材料結合ペプチドを融合・結合したタンパク質,ウイルス,ブロック共重合体等をナノスケールで三次元分子配置を可能とした機能性三次元構造体・超薄膜の作製法あるいは三次元ナノ構造体。
従来技術・競合技術との比較
電荷を利用した交互積層法に見られる層間拡散が、本発明では全く見られず、基板直上にナノ薄膜を積層することができる。また、室温・中性溶液ですべておこなえるので、ゾルゲル法も含む従来法と異なり特に生体分子・酸化されやすい分子の積層に適している。
技術の特徴
・ペプチドの「結合」「ミネラリゼーション」能力を交互に適用する新手法
・室温・中性溶液といった温和な条件で反応が進む
・層間拡散がミネラル層で抑えられる
想定される用途
・電子デバイスのボトムアップ微細構造形成技術のツール
・生体高分子と電子デバイスが一体化したバイオセンサー
・時間制御的、環境応答的な薬剤、生理活性分子徐放システム

関連特許
・出願番号:特願2005-155438
・発明の名称:機能性材料の三次元構造体
・出願人:科学技術振興機構

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5

ナノレベル表面元素マッピング装置(元素分析AFM)の開発
13:50〜14:20
北海道大学 触媒化学研究センター 触媒基礎研究部 表面構造化学研究部門
助教  鈴木 秀士
http://www.hucc.hokudai.ac.jp/~q16691/index.html
新技術の概要
量子線ビームの一種である放射光X線と原子間力顕微鏡の組み合わせによるナノレベル表面元素分析装置を提供する原理特許。非接触原子間力顕微鏡の力場相互作用が、表面元素に特有のX線吸収端で変化する事を実証した。
従来技術・競合技術との比較
光電子分光・イメージングなどの従来の表面元素分析・画像化装置では得られない、非接触原子間力顕微鏡の空間分解能を活かした高空間分解能、かつ非破壊での表面元素マッピングを提供する。絶縁体表面でも測定可能な汎用性がある。
技術の特徴
・ナノレベル元素分析原子間力顕微鏡の原理特許。
・表面元素に固有のX線吸収端で、引力の力場応答変化を検出し、探針直下の元素種を識別。
・放射光X線と非接触原子間力顕微鏡による装置で、元素種識別実験に成功。
想定される用途
・ナノテクノロジー・情報基盤産業におけるLSI・センサー開発;半導体表面の元素マッピング
・環境・エネルギー分野におけるマイクロリアクター触媒開発;反応分析・触媒表面の元素マッピング
・ナノバイオロジー分野におけるタンパク質分析;分子内金属の分布・同定

関連特許
・出願番号:特願2004-126099号
発明の名称:量子線支援原子間力顕微法および量子線支援原子間力顕微鏡
出願人:独立行政法人科学技術振興機構

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6

フラクタル表面および立体の製造法とその応用
14:20〜14:50
北海道大学 電子科学研究所 附属ナノテクノロジー研究センター
教授  辻井 薫
http://www.es.hokudai.ac.jp/nano/nano_b_01.html
新技術の概要
フラクタル構造を有する耐久性に優れた超撥水/撥油表面と、内部にフラクタル構造を有する多孔質シリカの開発に関する新技術。本多孔質シリカは、50nmから30mmまで連続した大きさの孔を有する。
従来技術・競合技術との比較
従来の超撥水/撥油表面は耐久性が無く、実用に耐えなかった。本発明品は、少なくとも耐熱性と耐溶剤性に関しては耐久性に優れている。本多孔性シリカの特徴は、50nmから30mmまでの広い孔径分布にある。
技術の特徴
・耐久性超撥水/撥油表面
・広い孔径分布の多孔質シリカ
想定される用途
・屋根・壁・台所などの建築構造材
・自動車・航空機などの表面材
・吸着剤・断熱材等

関連特許
・出願番号:特願2005-073718
・発明の名称:微細多孔構造の形成方法およびその利用
・出願人:国立大学法人北海道大学

・出願番号:特願2007-22552
・発明の名称:撥水/撥油物品およびその製造方法
・出願人:国立大学法人北海道大学

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7

硫酸法から固体触媒法へのプロセス転換を実現するヘテロポリ酸塩-シリカ複合体触媒
14:50〜15:20
北海道大学 大学院 地球環境科学研究院 物質機能科学部門
教授  奥原 敏夫
http://www.ees.hokudai.ac.jp/ems/stuff/okuhara/index.html
新技術の概要
ヘテロポリ酸のセシウム酸性塩(Cs2.5H0.5PW12O40)は、水中でも酸触媒として機能する優れた固体触媒材料である。本技術は、Cs2.5H0.5PW12O40を塩基処理を施したシリカ表面に固定化した複合体触媒に関するものである。この複合体触媒は、沈降性、触媒回収性に優れ、硫酸を代替する固体酸触媒となりうる。
従来技術・競合技術との比較
高シリカゼオライトは水中で機能する固体酸として知られているが、マイクロ孔による制約のため基質適応範囲が狭い。また、陽イオン交換樹脂も水中で機能するが、耐熱性に乏しい。
技術の特徴
・水中で機能する固体酸であり、沈降性、触媒回収性にも優れる。
・固体表面に微粒子を固定化した(貼り付けた)新しいタイプの固体酸である。
想定される用途
・水和反応、加水分解反応など水関連反応の固体酸触媒としての用途
・水中で使用するプロトン導電体としての用途

関連特許
・出願番号:特願2004-277640
・発明の名称:ヘテロポリ酸塩と無機酸化物から成る組成物およびその製造方法
・出願人:国立大学法人 北海道大学

・出願番号:特願2005-210159
・発明の名称:撥水性を有する貴金属含有触媒
・出願人:国立大学法人 北海道大学

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8

高い活性触媒をもたらす高機能性配位子の開発
15:30〜16:00
京都大学 工学研究科 物質エネルギー化学専攻
教授  辻 康之
http://twww.ehcc.kyoto-u.ac.jp/
新技術の概要
均一系触媒反応の配位子としては,最も一般的なものの一つであるトリフェニルホスフィン,ピリジン,ジアミン化合物などに2',3',4',5'-テトラフェニルフェニル基を導入することにより,極めて高い活性を有する一連の触媒の開発に成功した。
従来技術・競合技術との比較
従来技術・および競合技術では,高い活性の触媒反応を実現するためには,反応性が高いものの高価な,そして入手困難な反応原料を使用する必要があった。本法では,極めて少量の本発明配位子を反応系に加えるだけで,高い触媒活性を実現することができる。
技術の特徴
・少量の本発明配位子を用いるだけで高い触媒活性を実現
・本発明配位子は空気に安定
・安価な原料を使用可能
想定される用途
・医薬品合成プロセス
・高機能ポリマー合成
・より入手容易な原料を用いる触媒反応

関連特許
・出願番号:特願2004-253005
・発明の名称:2’, 3’,4’,5’-テトラフェニルビフェニル化合物、その製造方法及びその用途

・出願番号:特願2003-300263
・発明の名称:ポリフェニレン基を有する新規なピリジン配位子及び該配位子とPdとの錯体から成る酸化触媒
・出願人:辻 康之,徳永 信,大洞康嗣,岩澤哲郎

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9

ゼオライト層状前駆体の層間修飾による新規ゼオライト様物質の調製
16:00〜16:30
東京工業大学 資源化学研究所 触媒化学部門
助教  稲垣 怜史
http://www.res.titech.ac.jp/~shokubai/tatsumi/top.html
新技術の概要
本技術は、ゼオライト層状前駆体の層間にジアルキルモノシランを挿入・修飾することで、本来のゼオライト構造に由来する層間のミクロ細孔が分子サイズレベルで拡張した新規ゼオライト構造を調製する手法である。
従来技術・競合技術との比較
大孔径ゼオライトは主として複雑な構造をもつ有機分子を構造規定剤として調製されるため、比較的安価な構造規定剤から調製できるゼオライト層状前駆体を修飾処理することで大孔径ゼオライトを調製できる点が優れいている。またゼオライト骨格構造由来の性質、たとえば固体酸性質を保持可能なので、拡張したミクロ細孔径で高選択的な触媒反応の可能性が広がる。
技術の特徴
・ゼオライトのミクロ細孔を分子サイズレベルで拡張できる
・ゼオライト骨格由来の性質を損なうことなく、構造転換できる
・ゼオライトのミクロ細孔内を親水場から疎水場に転換できる
想定される用途
・かさ高い分子を高選択的に変換する固体触媒
・親油的な相互作用を利用した吸着・分離剤
・拡張したミクロ孔内での分子整列

関連特許
・出願番号:特願2006-354034
・発明の名称:ゼオライト層状前駆体からの大細孔ゼオライトの製造法
・出願人:辰巳 敬・稲垣怜史

・出願番号:特願2007-132205
・発明の名称:層状シリケートの層間修飾による新規ゼオライト様物質およびその製法
・出願人:辰巳 敬・稲垣怜史

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電界紡糸したPAN系活性 炭素ナノ繊維を用いたHCHO除去材の開発
16:30〜17:00
九州大学 産学連携センター
特任教授 持田 勲
http//carbon.cm.kyushu-u.ac.jp/
新技術の概要
通常の活性炭素繊維の前躯体繊維より10倍以上の表面を持つ電界紡糸した直径800nmのPAN100%のナノファイバを利用し、マイルドな賦活によって、Pyrridic系を含む窒素の含有量が10%以上、0.9nm以下の均一なミクロ気孔を持つPAN系活性ナノ炭素繊維を実現することに成功した。製造した活性ナノ炭素繊維は、類似な表面積を持つピッチ系活性炭素繊維の100倍以上、PAN系炭素繊維の5倍以上のWet-base (湿度25%)の吸着量を示した。現在、更なる活性向上と酸化無害化研究を進めている。
従来技術・競合技術との比較
通常のピッチ系活性炭素繊維は、HCHOの吸着がWet-baseでは殆どできない。PAN系活性炭素繊維でもNの含有量が8%未満なので、Wet-baseでのHCHOの吸着は多くない。
技術の特徴
・気孔サイズ0.9nm以下、10%以上のN含有表面を持つ200~1000nmの繊維径を持つ繊維状活性炭
想定される用途
・HCHO、CH3CHOの選択除去

関連特許
・発明の名称:電界紡糸したPAN系活性 炭素ナノ繊維を用いたHCHO除去材の開発
・出願人:持田 勲、尹 聖昊、白鳥 菜々子

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ナノテクノロジー分野別バーチャルラボ
わが国におけるナノテクノロジー分野のイノベーション創出をめざした基礎研究を推進するため、JST戦略的創造研究推進事業において、平成14年度から5年間にわたり、「ナノテクノロジー分野別バーチャルラボ」としてナノデバイス、ナノバイオ、ナノ材料分野における集中的かつ挑戦的な研究に取り組んでいます。これまでに国内特許出願を822件、外国出願を204件と、技術シーズを数多く創出しています。


新技術説明会では、各新技術の説明後に質疑応答の時間を設けていません。ご質問・ご相談については各説明個別の<相談コーナー>を用意していますのでこちらでお願いします。<相談コーナー>は当日随時受け付けていますので、ぜひご活用下さい。

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お問い合わせ
科学技術振興機構 シーズ展開課 0120-679-005 mail scett@jst.go.jp