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有機・無機ナノ複合材料の新局面
[コードNo.05NTS114]

■体裁/ B5判・296頁
■発行/ 2004年 11月 1日
(株)エヌ・ティー・エス
■定価/ 45,792円(税込価格)

 ナノテクノロジーの進展に伴い、有機・無機という個別に発展してきた大きな分野の境界領域にある「有機・無機ナノ複合材料」という分野が注目を集めるようになった。本書では、その代表的な創成手法であるゾル-ゲル法、粒子(クレイ、セラミック)分散、自己組織化について、応用事例を多数まとめた。

執筆者一覧(執筆順)
矢澤哲夫 
松田厚範
合田秀樹
本間 格

池田裕子
尾坂明義
小林芳男
今野幹男
佐藤数行
佐々木裕
臼杵有光
岡本正巳
斎藤 拓
篠原宣康
原口和敏
宮入裕夫
高玉博朗

高橋昭雄
柿本雅明

蟹江澄志
杉本忠夫
君塚信夫
松永 是

田中 剛
大槻主税
一ノ瀬泉

原田 明
稲垣伸二
今井宏明
加藤隆史
菅原彩絵

牟田博一
兵庫県立大学大学院工学研究科物質系工学専攻物質・エネルギー部門教授
豊橋技術科学大学工学部物質工学系助教授
荒川化学工業(株)研究所新事業企画開発部テクニカルチームリーダー
(独)産業技術総合研究所エネルギー技術研究部門
ナノエネルギー材料研究グループ長
京都工芸繊維大学工芸学部物質工学科助手
岡山大学工学部生物機能工学科教授
東北大学大学院工学研究科化学工学専攻助教授
東北大学大学院工学研究科化学工学専攻教授
ダイキン工業(株)化学事業部化学品開発部高機能材チーム主事
東亞合成(株)新製品開発研究所研究員
(株)豊田中央研究所材料分野有機材料研究室室長
豊田工業大学大学院工学研究科講師
東京農工大学工学部有機材料化学科助教授
JSR(株)筑波研究所主事
(財)川村理化学研究所理事
東京電機大学工学部機械工学科教授
(財)ファインセラミックスセンター材料技術研究所生体材料プロジェクト室
副主任研究員
(株)日立製作所基礎研究所主管研究員
東京工業大学大学院理工学研究科有機・高分子物質専攻教授/
国際高分子基礎研究センター
東北大学多元物質科学研究所助手
東北大学多元物質科学研究所名誉教授
九州大学大学院工学研究院応用化学部門教授
東京農工大学大学院共生科学技術研究部生命機能科学部門教授/
東京農工大学工学教育部長
東京農工大学大学院共生科学技術研究部生命機能科学部門助手
奈良先端科学技術大学院大学物質創成科学研究科助教授
(独)物質・材料研究機構物質研究所高分子性酸化物グループ
アソシエートディレクター
大阪大学大学院理学研究科高分子科学専攻教授
(株)豊田中央研究所フロンティア研究第7グループリーダ主席研究員
慶應義塾大学理工学部応用化学科助教授
東京大学大学院工学系研究科化学生命工学専攻教授
東京大学大学院工学系研究科化学生命工学専攻博士課程修了。
現在、(独)日本学術振興会特別研究員
東京大学大学院工学系研究科化学生命工学専攻修士課程修了

構成と内容
A. 有機・無機ナノ複合材料
1. はじめに
2. ナノコンポジット材料
 2.1 無機微粒子の表面
 2.2 無機微粒子の表面改質
 2.3 材料の特性
3. ナノハイブリッド材料
 3.1 共有結合によって得られるナノ有機・無機ハイブリッド
 3.2 分子間力によって得られる有機・無機ナノハイブリッド
 3.3 材料の特性
4. 今後の展望

B. ゾル−ゲル法による有機・無機ナノハイブリッドの創製
1. はじめに
2. ゾル−ゲル法による有機・無機ハイブリッドの設計とタイプ
 2.1 分散型ハイブリッド
 2.2 ペンダント型ハイブリッド
 2.3 共重合型ハイブリッド
3. まとめ

B.1 改良ゾル−ゲル法による高分子−シリカハイブリッドの合成と応用−
1. ゾル−ゲルハイブリッド
2. 分子ハイブリッドの分子設計
3. 融けないプラスチック(エポキシ樹脂系)
4. 柔らかいハイブリッド材(ウレタン系)
5. 低コスト材料で高コスト材料に挑戦(ポリアミドイミド系)
6. 無電解めっき可能なポリイミド(ポリイミド系)

B.2 燃料電池電解質膜としての有機・無機ナノハイブリッド
1. 緒言
2. 有機・無機ナノハイブリッド電解質膜
3. 有機・無機ハイブリッド高分子電解質膜の作成
4. 有機・無機ナノハイブリッド電解質膜の構造とプロトン伝導特性
5. まとめ

B.3 グリーンナノコンポジットin situシリカ充てん天然ゴム加硫物
1. はじめに
2. in situシリカ充てん天然ゴム架橋体の材料特性
 2.1 力学特性とモルフォロジー
 2.2 一軸拘束二軸引張試験に基づく力学解析
 2.3 伸長結晶化
3. おわりに

B.4 医用材料としての有機・無機ナノハイブリッドの開発
1. はじめに
2. 人工材料の組織適合性−生体活性(バイオアクティビティ)−
3. バイオアクティブナノハイブリッドの設計概念
4. TEOS−PDMS型ナノハイブリッドの合成とin vitro生体活性
5. オルガノアルコキシシランを用いたナノハイブリッドの合成とin vitro生体活性
6. 天然高分子−シリケートハイブリッドin vitro生体活性
7. 多孔質ハイブリッドの合成と培養細胞用足場材料への応用
 7.1 TEOS−PDMSハイブリッド多孔体
 7.2 天然高分子−シリケートハイブリッド多孔体
8. おわりに

B.5 チタン酸バリウムナノ粒子添加誘電性ポリマー薄膜の創製
1. はじめに
2. 実験方法
 2.1 BTナノ粒子の合成
 2.2 BTナノ粒子分散ポリマー薄膜の作製
 2.3 キャラクタリゼーション
3. 結果および考察
 3.1 BTナノ粒子
 3.2 ポリマー薄膜
 3.3 BTナノ粒子分散ポリマー薄膜
  3.3.1 BT粒子径が膜形態に与える影響
  3.3.2 BT粒子径が誘電特性に与える影響
  3.3.3 BT分散量が膜形態に与える影響
  3.3.4 BT分散量が誘電特性に与える影響
  3.3.5 周波数特性
4. まとめ

B.6 フッ素系複合膜による表面改質−防汚性と高硬度の付与−
1. はじめに
2. 防汚性の付与
3. ナイロン基材の表面状態
4. 染色汚染の防止技術
5. フッ素系複合膜の調製とその表面特性
6. 改質ナイロンカーペットの表面特性
7. おわりに

B.7 カチオン硬化型有機・無機ハイブリッド材料
1. はじめに
2. OX−SCの合成
3. OX−SCの硬化
4. OX−SCの硬化物特性
5. まとめ

C. 粒子(クレイ、セラミック)分散による
  有機・無機ナノコンポジットの創製
1. はじめに
2. ナイロン6−クレイハイブリッド
 2.1 ナイロン6−クレイハイブリッドの合成
 2.2 NCHの特性
  2.2.1 力学物性
  2.2.2 ガスバリア性
  2.2.3 疲労特性
  2.2.4 難燃性
  2.2.5 NCHの新製法
3. ポリプロピレンクレイハイブリッド
4. 未来に向けて

C.1 次世代材料としてのバイオポリマー・クレイナノコンポジット
1. はじめに
2. ナノコンポジット化による解決すべき課題
3. ナノ構造制御法と物性
4. 結晶化挙動と機械的耐熱性
5. 溶融レオロジーと発泡成形
6. 生分解性
7. 展望

C.2 超臨界流体によるクレイ・ナノコンポジットの構造制御
1. はじめに
2. 超臨界流体について
3. ナノコンポジットとインターカレーション
4. 結晶高次構造制御
5. 多孔構造制御
6. おわりに

C.3 ナノコンポジット・ハードコート材の開発
1. はじめに
2. 有機系および無機系コート材の特徴
3. デソライトUV硬化型有機・無機ハイブリッドハードコート材の特性
 3.1 硬度
 3.2 耐摩耗性
 3.3 密着性
 3.4 耐候性
 3.5 硬化収縮性
 3.6 塗膜の靱性
4. 応用
5. おわりに

C.4 有機・無機ナノコンポジット型ヒドロゲルの開発
1. はじめに
2. 従来型有機架橋ゲルの課題
3. ナノコンポジット型ヒドロゲル(NCゲル)の創製
 3.1 NCゲルの合成−有機・無機ネットワークの構築−
 3.2 NCゲルの力学物性と制御
 3.3 NCゲルの温度応答性
4. おわりに

C.5 医用材料としての有機・無機ナノコンポジット−再生医工学−
1. まえがき
2. 生分解性高分子
 2.1 β−TCP/CPLAの複合体の物性
 2.2 下顎の再建
 2.3 長管(脛骨)骨の再建
3. アパタイトセラミックス
4. 培養皮膚
5. 歯科用コンポジットレジン
6. あとがき

C.6 高密度ポリエチレン/二酸化チタンナノコンポジットによる人工骨の開発
1. はじめに
2. HDPE/TiO2複合体の調製
 2.1 使用したTiO2とHDPEの原料
 2.2 TiO2とHDPEの混練および複合体の調製
 2.3 HDPE/TiO2複合体の力学的特性評価
 2.4 HDPE/TiO2複合体のアパタイト形成能評価
3. MFRの違いによるHDPE/TiO2複合体の諸特性への影響
 3.1 MFRの違いによる力学的特性への影響
 3.2 MFRの違いによるアパタイト形成能への影響
4. TiO2充填量の違いによるHDPE/TiO2複合体の諸特性への影響
 4.1 TiO2充填量の違いによる力学的特性への影響
 4.2 TiO2充填量の違いによるアパタイト形成能への影響
5. ホットプレス圧力の違いによるHDPE/TiO2複合体の力学的特性への影響
6. おわりに

C.7 エンベデッドキャパシタ用ポリマーセラミックナノコンポジット材料
1. はじめに
2. エンベデッド有機基板の市場と技術の動向
3. BTO充填による高誘電率化
4. BTOの表面修飾
5. マトリックスポリマー
6. ペーストと粘度特性
7. ポリマーセラミックコンポジット材の特性

C.8 有機・無機ハイブリッド液晶:
  単分散チタニア微粒子のサーモトロピック液晶化
1. 緒言
2. ゲル−ゾル法による単分散無機微粒子の合成
3. ゲル−ゾル法によるアナターゼ型単分散チタニア微粒子の合成
4. 有機・無機ハイブリッド液晶の開発
 4.1 アミノ基を有する有機液晶の合成
 4.2 チタニア微粒子の液晶化による有機・無機ハイブリッド液晶の創製
 4.3 小角X線散乱測定による有機・無機ハイブリッド液晶の液晶相構造評価
 4.4 高分解能透過型電子顕微鏡による有機・無機ハイブリッド状態の直接観察
5. まとめ

D. 自己組織化による有機・無機超分子複合体の創製と展望
1. はじめに
2. 有機・無機ナノ複合組織の構築手法
 2.1 界面における無機結晶の析出反応
 2.2 溶液中における分子集合体の鋳型としての利用
 2.3 有機・無機多層ナノ構造と機能設計
  2.3.1 層状無機化合物への有機分子のインターカレーション
  2.3.2 多層二分子膜フィルムをホストとする無機合成
  2.3.3 交互吸着法による有機・無機積層構造の構築
3. 溶液中における新しい有機・無機ナノ組織体の化学
 3.1 有機分子でパッケージングした無機分子ワイヤーの設計
  3.1.1 1次元白金錯体を含む脂溶性超分子組織体の設計と超分子バンドギャップ工学
  3.1.2 ハロゲン架橋1次元白金錯体の溶液特性と自己組織性ナノワイヤーの形成
  3.1.3 界面・表面における金属錯体のナノ構造形成
  3.1.4 ソフトマテリアルとしての有機・無機ナノ組織体
4. 今後の課題と展望

D.1 バイオマグネタイトの結晶形成制御とその工学的応用
1. はじめに
2. バイオマグネタイトのキャラクタリゼーション
3. バイオマグネタイト合成に関与する生物学的因子の探索
 3.1 トランスポゾン変異による遺伝子解析
 3.2 マグネタイトの粒径制御
 3.3 バイオマグネタイト形成機構
4. バイオマグネタイトの工学的応用
 4.1 ドラッグスクリーニング
 4.2 自動SNPs検出システムの構築
5. おわりに

D.2 バイオミネラリゼーションを模倣した
  ポリマー・水酸アパタイト複合材料の創成
1. 生体の作る有機・無機ハイブリッド
2. 生体活性セラミックス表面でのミネラリゼーション
3. 体液環境における生体活性セラミックス表面でのアパタイト形成機構
4. 擬似体液(SBF)中で水酸アパタイトを形成する有機・無機ハイブリッド
5. バイオミメティック水溶液中における有機高分子への水酸アパタイト析出
6. 体液類似環境を用いるプロセスの可能性

D.3 分子ラッピングによる新しいナノ複合材料の構築と応用
1. 緒言
2. 色素分子が分散した酸化物ナノ粒子
3. カチオン性高分子のラッピング
4. 生体高分子の分子ラッピング
5. 分子ラッピングとナノ材料

D.4 シクロデキストリンと含ケイ素無機高分子からなる超分子の構築と応用
1. はじめに
2. シクロデキストリンとポリジメチルシロキサンとの包接化合物の形成
3. シクロデキストリンとポリジメチルシランとの包接化合物の形成
4. γ−シクロデキストリンと環状シランとの包接化合物の形成
5. 包接化合物の焼成
6. おわりに

D.5 有機・無機メソ多孔材料の創製と応用
1. はじめに
2. 有機・無機ハイブリッドメソポーラス物質の合成
3. 結晶状メソポーラス物質の合成
4. 官能基による化学修飾
5. おわりに

D.6 自己組織化による有機ポリマー・リン酸カルシウム積層型ナノ複合材料の作製
1. はじめに
2. 自己組織化と周期的沈殿現象
3. 周期的沈殿によるポリマー−リン酸カルシウム積層型複合体の作製
 3.1 ポリアクリル酸ゲルの調製とカルシウムイオンの拡散
 3.2 複合体のマクロ構造
 3.3 複合体のミクロ・ナノ構造
 3.4 焼成による有機物の除去とミクロ構造の観察
 3.5 ゼラチン添加によるナノ構造制御
4. おわりに
 4.1 複合体および多孔質体の可能性
 4.2 複合体形成のメカニズムとその新規性

D.7 バイオミネラリゼーションに倣う炭酸カルシウム/高分子複合体の構築
1. はじめに
2. 高分子の炭酸カルシウム結晶成長への効果
3. 炭酸カルシウム薄膜状結晶をつくる
 3.1 炭酸カルシウム薄膜結晶の自己組織的形成
 3.2 アラゴナイト薄膜結晶をつくる
4. 炭酸カルシウム薄膜結晶と有機高分子を積層化する
5. 未来に向けて

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