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グリーンケミストリーシリーズVol.1
マイクロ波の新しい工業利用技術
〜ナノ・微粒子製造から殺菌・環境修復まで〜
[コードNo.04NTS091]

■体裁/ B5判 上製 324頁
■発行/ 2003年 11月 1日
(株)エヌ・ティー・エス
■定価/ 49,896円(税込価格)

エヌ・ティー・エス主催「マイクロウエーブケミストリーの新展開」セミナー(2003年7月)を編集。
マイクロ波は加熱法としての利用のほか、高速生産、不純物含量の低下、廃棄物減少、品質の向上、
製造システムの小型化、省エネルギーなどの優れた特徴が期待できるため、実験・製造現場の大変
革をもたらすものとして非常に注目されている。
 本書では、循環型社会における優れたプロセス開発に向け、マイクロ波の基礎理論、新しい利用法、
装置の動向を解説する。

執筆者一覧(執筆順)
柳田 祥三 
二川 佳央
勝木 宏昭
加藤 俊作
滝沢 博胤
徳田 昌生
佐藤 元泰
和田 雄二
佐藤 誠吾
川島 徳道

笠井  均
篠塚 秀利
大阪大学大学院工学研究科物質・生命工学専攻教授
国士舘大学工学部電気電子工学科教授
佐賀県窯業技術センターファインセラミックス部部長
(財)かがわ産業支援財団高温高圧流体技術研究所研究参与兼研究部長
東北大学大学院工学研究科応用化学専攻助教授
北海道大学大学院工学研究科分子化学専攻教授
文部科学省核融合科学研究所大型ヘリカル研究部装置技術研究系教授
大阪大学大学院工学研究科物質・生命工学専攻助教授
筑波大学応用生物学系教授
桐蔭横浜大学工学部医用工学科長/
大学院工学研究科医用工学専攻長/教授
東北大学多元物質科学研究所中西研究室助手
ミクロ電子(株)営業部部長

詳細目次
第1講 マイクロ波化学の現状と応用展望
1. はじめに 2. マイクロ波加熱  2.1 マイクロ波加熱の歴史  2.2 電磁波による発熱現象  2.3 マイクロ波加熱の新しい展開 3. マイクロ波照射と固体加熱機構  3.1 固体物質の高温加熱  3.2 物質創出、加工プロセスへの最近の応用 4. ナノサイズ物質のマイクロ波加熱合成 5. マイクロ波有機合成装置によるイリジウム錯体の迅速合成と   発光観測のデモンストレーション
第2講 マイクロ波の基礎理論
1. はじめに 2. 電波とは何か  2.1 電波の概念  2.2 波動方程式とは  2.3 波動方程式からわかる電波の様子  2.4 進行波と後退波、定在波  2.5 電磁波の分類 3. マイクロ波回路の扱い方  3.1 マイクロ波回路設計の概要  3.2 マイクロ波の測定  3.3 物質のマイクロ波特性 4. マイクロ波加熱技術  4.1 加熱技術の概要  4.2 発熱原理  4.3 SAR分布
第3講 赤絵具用α-Fe2O3微粒子のマイクロ波水熱合成
1. はじめに 2. 陶磁器用赤絵具の製造方法と課題  2.1 陶磁器用絵具の概要   ● 絵具の種類  2.2 マイクロ波の研究 3. 塩化鉄、硝酸鉄、硫酸鉄水溶液からのα-Fe2O3微粒子の水熱合成におよぼす   マイクロ波の共存効果  3.1 塩化鉄水溶液からの微粒子の水熱合成  3.2 硝酸鉄水溶液からのα-Fe2O3微粒子の水熱合成  3.3 硫酸鉄水溶液からのα-Fe2O3微粒子の水熱合成 4. 水熱合成したα-Fe2O3微粒子の赤絵具への利用の可能性 5. 今後の課題と展望
第4講 マイクロ波を利用した高機能性材料の高速製造プロセス
1. はじめに 2. マイクロ波加熱法の特徴 3. マイクロ波ソルボサーマル法の概要 4. マイクロ波ソルボサーマル法による無機化合物の合成  4.1 金属ナノ粒子の合成  4.2 酸化物微粒子の合成  4.3 硫化物ナノ粒子の製造  4.4 モレキュラーシーブとその膜の合成 5. マイクロ波ソルボサーマル法を利用したフェライト系材料の合成  5.1 ナノフェライト粒子被覆炭素繊維の合成  5.2 フェライトナノ粒子の迅速合成 6. マイクロ波ソルボサーマル法による分解  6.1 マイクロ波ソルボサーマル法による有機塩素化合物の無害化  6.2 ポリマーのケミカルリサイクル  6.3 バイオマスの加水分解 7. マイクロ波水蒸気養生法による高強度建材の製造
第5講 マイクロ波照射による無機材料合成
1. はじめに 2. マイクロ波プロセス  2.1 マイクロ波の熱的効果  2.2 マイクロ波の無機材料プロセス  2.3 マイクロ波プロセスの無機材料分野への応用  2.4 2.45GHzと28GHzの特徴  2.5 マイクロ波吸収のメカニズム 3. マイクロ波と物質の相互作用  3.1 マイクロ波加熱装置  3.2 無機物質のマイクロ波吸収の特性  3.3 無機物質のマイクロ波照射下における温度上昇プロファイル   ● 遷移金属酸化物   ● 希土類金属酸化物   ● 典型金属酸化物  3.4 イオン伝導体 4. 導電性とマイクロ波吸収  4.1 導電性酸化物  4.2 格子欠陥と粒成長   ● 酸化インジウムと酸化鉄の温度プロファイル   ● 粒成長  4.3 表皮効果  4.4 層状酸化物  4.5 金属窒化物  4.6 フェライト系磁性体 5. おわりに
第6講 グリーンケミストリーとマイクロ波有機合成反応
1. はじめに 2. グリーンケミストリーとマイクロ波反応 3. 高効率・高立体選択的合成  3.1 高効率反応の開発  3.2 (E)―ハロゲン化ビニルの高効率・高立体選択的合成  3.3 (Z)―ハロゲン化ビニルの高効率・高立体選択的合成  3.4 I―アルキンの高効率合成  3.5 酢酸溶媒を用いる(E)―臭化ビニルの高効率・高立体選択的合成  3.6 ハロゲン化ビニルのマイクロ波合成 4. マイクロ波を利用した合成反応  4.1 無溶媒有機合成   ● 無溶媒有機合成の概要  ● 無溶媒有機合成の反応プロセス  4.2 クロスカップリング反応  4.3 ヘテロ環合成 5. 今後の展望
第7講 セラミック炉を例とした省エネルギー工業加熱
1. はじめに 2. マイクロ波高温加熱  2.1 マイクロ波加熱の必要性  2.2 在来焼成とマイクロ波焼成   ● 在来炉とマイクロ波炉の比較  ● 工業用マイクロ波炉の開発   ● これまでの問題点       ● 理想的促温 3. 工業化マイクロ波炉  3.1 工業化マイクロ波炉の原理  3.2 工業化マイクロ波炉の構造  3.3 陶磁器焼成の事例  3.4 アルミナ関係  3.5 連続炉  3.6 ハイブリット炉 4. マイクロ波による金属粉末の焼結  4.1 金属焼結の概要  4.2 焼結実験 5. おわりに
第8講 難分解性有機化合物の無害化処理技術    −含ハロゲン化合物を処理する−
1. はじめに 2. ハロゲン有機化合物処理に用いる化学反応  2.1 化学反応の理解の必要性  2.2 化学反応の危険性  2.3 還元反応   ● 還元反応の仕組み  ● 電子構造  ● 光触媒反応  ● 還元の仕組み 3. マイクロ波の利用  3.1 マイクロ波  3.2 マイクロ波による水の加熱  3.3 実験例 4. 共同研究  4.1 (株)セオンとの研究実績  4.2 日本スピンドル製造(株)との研究実績 5. まとめ
第9講 マイクロ波照射の殺菌原理と照射効果
1. はじめに 2. マイクロ波殺菌の機構  2.1 波長と振動数  2.2 マイクロ波照射システム   ● マイクロ波殺菌における照射方法と冷却方法  ● 生存率の確認  2.3 生存率への殺菌温度の影響  2.4 テトラデカン   ● テトラデカンへのマイクロ波の浸透  ● 水量と水温の上昇の比較   ● マイクロ波吸収限界粒子径      ● マイクロ波殺菌の長所   ● 高温短時間殺菌 3. 食品加工への応用  3.1 レトルト食品  3.2 冷凍食品の解凍  3.3 食品の乾燥 4. 水環境修復への応用  4.1 マイクロ波照射による殺藻条件の検討  4.2 マイクロ波照射による連続殺藻
第10講 マイクロ波と紫外線の併用による活性酸素連続発生装置
1. はじめに 2. 活性酸素発生装置  2.1 ポリアニリンを用いた活性酸素連続発生装置  2.2 空気と紫外線による活性酸素連続発生装置   ● 活性酸素による殺菌効果   ● 活性酸素による高分子膜の表面改質   ● 活性酸素による高分子膜のエッチング  2.3 活性酸素による癌の診断と治療   ● 光増感剤の利用 3. マイクロ波と紫外線の併用による活性酸素連続発生装置  3.1 研究背景  3.2 マイクロ波と紫外線の併用による活性酸素連続発生装置の殺菌効果  3.3 殺菌試験  3.4 メチレンブルーの濃度変化 4. マイクロ波とUVによる殺菌効果  4.1 マイクロ波とUVによる殺菌試験  4.2 ESR測定による活性酸素発生の検証  4.3 過酸化水素濃度測定  4.4 紫外線発生球を用いた印象材の殺菌と変形試験  4.5 紫外線発生球を用いたコンパクトな殺菌システムとその応用  4.6 紫外線発生球によるオゾン発生実験  4.7 印象材の紫外線発生球による大腸菌の殺菌実験および変形試験 5. まとめ
第11講 マイクロ波照射を利用した再沈法による有機ナノ結晶の作製と     物性評価
1. はじめに 2. 有機ナノ結晶  2.1 有機ナノ結晶とは何か  2.2 有機ナノ結晶化合物の種類  2.3 有機ナノ結晶の作製法  2.4 有機ナノ結晶のサイズ制御  2.5 再沈法の問題点  2.6 マイクロ波照射法 3. 再沈法、およびマイクロ波照射法によるナノ結晶の作製  3.1 ペリレンナノ結晶の作製  3.2 TPBナノ結晶の作製  3.3 ポリジアセチレンナノ結晶の作製  3.4 密封系のマイクロ波照射法 4. 有機ナノ結晶の特性  4.1 ジアセチレンナノ結晶の固相重合挙動  4.2 有機ナノ結晶の光学特性のサイズ依存性 5. 有機ナノ結晶の応用展開  5.1 「液・晶」系  5.2 ナノ結晶分散液からの薄膜作製  5.3 ハイブリッドナノ構造体への展開 6. おわりに
第12講 マイクロ波応用装置の用途・動向
1. はじめに 2. 概要 3. 応用分野  3.1 マイクロ波加熱装置の歩み  3.2 応用分野別マイクロ波装置(出力)  3.3 装置出力と分野の関係  3.4 受注実績 4. 装置化の進め方  4.1 マイクロ波効果の有無  4.2 照射状況確認  4.3 実証テスト 5. 実験装置  5.1 テスト装置の概要  5.2 テスト機の条件 6. 今後の課題

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