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ナノカーボンハンドブック
[コードNo.07NTS185]

■体裁/ B5判・996頁
■発行/ 2007年 7月 17日
(株)エヌ・ティー・エス
■定価/ 64,584円(税込価格)

世界トップレベルにある我が国のナノカーボン研究者の総力をあげたハンドブック。
ナノカーボンの科学と技術の基礎から研究フロンティアまで、全領域を網羅してまとめた座右の書。

【監修者】
遠藤守信信州大学工学部教授/信州大学カーボン科学研究所所長
飯島澄男名城大学理工学研究科教授/(独)産業技術総合研究所ナノカーボン研究センター長/NEC特別主席研究員

【編集委員】編集委員長
東原秀和信州大学名誉教授

編集委員(五十音順)
赤阪健筑波大学先端学際領域研究センター教授
榎敏明東京工業大学大学院理工学研究科教授
金子克美千葉大学大学院理学研究科化学コース教授
小山省三信州大学医学部教授
齋藤理一郎東北大学大学院理学研究科物理学専攻教授
西村邦夫ナノカーボンマテリアル技術研究所所長

 【執筆者】(執筆順)
遠藤守信信州大学工学部教授/信州大学カーボン科学研究所所長
竹内健司MEFS(株)研究員
田中一義京都大学大学院工学研究科教授/JST―CREST
林卓哉信州大学工学部准教授
村松寛之信州大学工学部博士研究員
朴基哲信州大学工学部産学官連携研究員
湯村守雄(独)産業技術総合研究所ナノカーボン研究センター主幹研究員
畠賢治(独)産業技術総合研究所ナノカーボン研究センターナノカーボンチーム長
斎藤毅(独)産業技術総合研究所ナノカーボン研究センターセンター長付き
丸山茂夫東京大学大学院工学系研究科機械工学専攻教授
篠原久典名古屋大学大学院理学研究科/名古屋大学高等研究院教授
潘路軍大阪府立大学大学院工学研究科助教
中山喜萬大阪大学大学院工学研究科機械工学専攻教授
安藤義則名城大学理工学部教授
石井忠浩東京理科大学理学部教授
矢島博文東京理科大学理学部教授
Luculescu
Catalin Romeo
東京理科大学理学部博士研究員
楠美智子名古屋大学エコトピア科学研究所教授
鈴木敏之(財)ファインセラミックセンター材料技術研究所副主任技師
服部義之信州大学繊維学部講師
高橋邦充(財)産業創造研究所光マテリアル研究部主任研究員
片浦弘道(独)産業技術総合研究所ナノテクノロジー研究部門自己組織エレクトロニクスグループグループ長
京谷隆東北大学多元物質科学研究所融合システム研究部門教授
蒲生西谷美香東洋大学工学部応用化学科
安藤寿浩(独)物質・材料研究機構ナノ物質ラボ独立研究グループグループリーダー
柳澤隆(株)GSIクレオスナノテクノロジー開発室室長
湯田坂雅子NECナノエレクトロニクス研究所主任研究員
飯島澄男名城大学理工学研究科教授/(独)産業技術総合研究所ナノカーボン研究センター長/NEC特別主席研究員
松本和彦大阪大学産業科学研究所教授
中嶋直敏九州大学大学院工学研究院教授
石井廣義首都大学東京大学院理工学研究科准教授
岡ア俊也(独)産業技術総合研究所ナノカーボン研究センター主任研究員
口豊岡山大学大学院環境学研究科准教授
春山純志青山学院大学大学院理工学専攻機能物質創成コース准教授
渋谷陽二大阪大学大学院工学研究科機械工学専攻教授
木塚徳志筑波大学大学院数理物質科学研究科物性・分子工学専攻准教授
金子克美千葉大学大学院理学研究科化学コース教授
内海重宜諏訪東京理科大学システム工学部機械システムデザイン工学科助教
南信次(独)産業技術総合研究所ナノテクノロジー研究部門副部門長
三宅晃司(独)産業技術総合研究所機械システム研究部門研究員
丸山隆浩名城大学材料機能工学科講師
宇佐美初彦名城大学材料機能工学科准教授
佐野正人山形大学大学院理工学研究科教授
糟谷圭吾東京大学大学院工学系研究科産業機械工学専攻
中尾政之東京大学大学院工学系研究科産業機械工学専攻教授
谷井孝至早稲田大学理工学術院准教授
大泊巌早稲田大学理工学術院教授
唐捷(独)物質・材料研究機構材料ラボグループリーダー
秦禄昌ノースカロライナ大学物理学科准教授
蓼沼克嘉(株)化研代表取締役
野口恒行(株)化研開発事業部プロジェクトリーダー
前田優東京学芸大学教育学部自然科学系助教/(独)科学技術振興機構さきがけ
長谷川正東京学芸大学教育学部自然科学系教授
赤阪健筑波大学先端学際領域研究センター教授
永瀬茂自然科学研究機構分子科学研究所理論・計算分子科学研究領域教授
川崎晋司名古屋工業大学大学院工学研究科准教授
東原秀和信州大学名誉教授
加納博文千葉大学大学院理学研究科准教授
芝清隆(財)癌研究会癌研究所蛋白創製研究部部長
本間芳和東京理科大学理学部物理学科教授
西村嘉介昭和電工(株)無機事業部門ファインカーボン部長
小宮山慎悟セイコーエプソン(株)
白石壮志群馬大学大学院工学研究科応用化学・生物化学専攻准教授
粟野祐二(株)富士通研究所ナノテクノロジー研究センター主席研究員
石橋幸治(独)理化学研究所石橋極微デバイス工学研究室主任研究員
岩佐義宏東北大学金属材料研究所教授
竹延大志東北大学金属材料研究所助教
川原田洋早稲田大学理工学術院教授
岩崎孝之早稲田大学理工学術院助手
齋藤弥八名古屋大学大学院工学研究科教授
倉知宏行(株)ノリタケカンパニーリミテド戦略開発センターSDP5研究員
上村佐四郎(株)ノリタケカンパニーリミテド戦略開発センターSDP5部長
葛巻徹東海大学工学部材料科学科講師
林康明京都工芸繊維大学大学院工芸科学研究科教授
秋田成司大阪府立大学大学院工学研究科電子物理工学分野准教授
石川正司関西大学化学生命工学部教授
本田裕一関西大学先端科学技術推進機構リサーチアシスタント
奥山文雄名古屋工業大学名誉教授
塚越一仁(独)理化学研究所分子システムエレクトロニクス研究ユニットユニットリーダー
榊原陽一(独)産業技術総合研究所光技術研究部門主任研究員
山下真司東京大学大学院工学系研究科電子工学専攻准教授
セット
ジイヨン
(株)アルネアラボラトリ社長
中村新男名古屋大学大学院工学研究科マテリアル理工学専攻教授
Phaedon
Avouris
IBM T. J. Watson Research Center, IBM Fellow
Jia ChenIBM T. J. Watson Research Center, Research Staff Member
平洋一日本アイ・ビー・エム(株)東京基礎研究所主席研究員
板東義雄(独)物質・材料研究機構フェロー
新井進信州大学工学部准教授
榎本和城東京理科大学工学部第一部機械工学科助教
大竹尚登名古屋大学大学院工学研究科准教授
原薫ものつくり大学製造技能工芸学科講師
福島孝典(独)科学技術振興機構ERATO―SORSTナノ空間プロジェクトグループリーダー
相田卓三東京大学大学院工学系研究科教授
後藤正男東京工科大学バイオニクス学部教授
水野生雄油化電子(株)取締役第二事業部長
杉本公一信州大学工学部機械システム工学科教授
伊藤寛明チノンテック(株)生産技術部
秋永広幸(独)産業技術総合研究所ナノテクノロジー研究部門研究グループ長
小山省三信州大学医学部教授
羽二生久夫信州大学医学部助教
小山治秀信州大学医学部研究員
黒岩直美信州大学医学部研究員
肖黎(独)新エネルギー・産業技術総合開発機構特任研究員/県立広島大学三羽研究室ラボ特任研究員
鈴木清香県立広島大学大学院生命システム科学専攻
河地信哉県立広島大学三羽研究室ラボ特任研究員
松林賢司ビタミンC60バイオリサーチ(株)取締役
平田直之県立広島大学大学院生命システム科学専攻
斉藤靖和県立広島大学生命環境学部生命科学科助手
三羽信比古県立広島大学大学院生命システム科学専攻教授
大澤映二(株)ナノ炭素研究所取締役社長
村山英樹フロンティアカーボン(株)副社長兼研究RCセンター長
有川峯幸フロンティアカーボン(株)技術・製造センターセンター長
今野高志群馬大学大学院工学研究科ナノ材料システム工学専攻
原太陽群馬大学大学院工学研究科ナノ材料システム工学専攻
中村洋介群馬大学大学院工学研究科応用化学・生物化学専攻准教授
西村淳群馬大学大学院工学研究科応用化学・生物化学専攻教授
中西尚志(独)物質・材料研究機構ナノ有機センターMPI―NIMS国際連携ラボラトリーグループリーダー
橘勝横浜市立大学大学院国際総合科学研究科教授
宮澤薫一(独)物質・材料研究機構燃料電池材料センター主席研究員
有賀克彦(独)物質・材料研究機構超分子グループディレクター
小松紘一福井工業大学工学部教授
村田理尚京都大学化学研究所助教
土屋敬広筑波大学先端学際領域研究センター講師
谷垣勝己東北大学大学院理学研究科物理学専攻教授
松尾豊(独)科学技術振興機構ERATO中村活性炭素クラスタープロジェクトグループリーダー
中村栄一東京大学大学院理学系研究科教授
今堀博京都大学大学院工学研究科分子工学専攻教授
梅山有和京都大学大学院工学研究科分子工学専攻准教授
安蘇芳雄大阪大学産業科学研究所教授
家裕隆大阪大学産業科学研究所助教
沖野不二雄信州大学繊維学部教授
磯部寛之東北大学大学院理学研究科教授
廖峰県立広島大学大学院生命システム科学専攻
甘学輝中国東華大学機械学部副教授
中村成夫共立薬科大学薬学部准教授
増野匡彦共立薬科大学薬学部教授
笹川愉美子ビタミンC60バイオリサーチ(株)マネジャー
伊東忍(株)アイティーオー代表取締役
寺島洋一東京警察病院/アベニュー六本木クリニック院長
三浦浩治愛知教育大学教育学部物理領域教授
佐々木成朗成蹊大学理工学部物質生命理工学科教授
田中武司立命館大学総合理工学研究機構教授
双田武夫マルマン(株)開発課テクニカルエンジニア
道信剛志東京農工大学大学院共生科学技術研究院助教
榎敏明東京工業大学大学院理工学研究科教授
筒本隆博広島県立西部工業技術センター応用加工技術部部長
山本晃広島県立西部工業技術センター企画管理部副主任研究員
川瀬裕三(株)川瀬工具店企画開発部次長
米本暁子日東電工(株)
大谷朝男群馬大学大学院工学研究科教授
向井紳北海道大学大学院工学研究科有機プロセス工学専攻教授
猪ノ木雅裕(株)ホソカワ粉体技術研究所システム開発本部本部長
平田敦東京工業大学大学院理工学研究科准教授
平尾俊一大阪大学大学院工学研究科応用化学専攻教授
雨夜徹大阪大学大学院工学研究科応用化学専攻助教
滝川浩史豊橋技術科学大学電気・電子工学系教授
元島栖二岐阜大学工学部特任教授
陳秀琴岐阜大学産官学連携研究員
堀勝名古屋大学大学院工学研究科教授
平松美根男名城大学理工学部教授
倉持宏実(独)物質・材料研究機構ナノシステム機能センターナノシステム構造グループ研究員
川添良幸東北大学金属材料研究所教授
齋藤理一郎東北大学大学院理学研究科物理学専攻教授
佐藤雄太(独)産業技術総合研究所ナノカーボン研究センター研究員
末永和知(独)産業技術総合研究所ナノカーボン研究センター研究チーム長
劉崢(独)産業技術総合研究所ナノカーボン研究センター研究員
阿多誠文(独)産業技術総合研究所技術情報部門総括主幹
小林隆弘東京工業大学統合研究院ソリューション研究機構特任教授
菅野純国立医薬品食品衛生研究所安全性生物試験研究センター毒性部部長
明星敏彦産業医科大学産業生態科学研究所労働衛生工学研究室准教授
大薮貴子産業医科大学産業生態科学研究所労働衛生工学研究室助教
田中勇武産業医科大学産業生態科学研究所労働衛生工学研究室教授
中西準子(独)産業技術総合研究所化学物質リスク管理研究センターセンター長
竹村誠洋(独)物質・材料研究機構国際室次長
亘理文夫北海道大学大学院歯学研究科口腔医学専攻口腔健康科学講座生体理工学教室教授
榎原研正(独)産業技術総合研究所計測標準研究部門応用統計研究室室長
伊永隆史首都大学東京大学院理工学研究科教授
松山正佳首都大学東京大学院理工学研究科リサーチアシスタント
鶴岡秀志三井物産(株)機能素材事業部触媒・添加剤・工業ガス室シニアマネージャー/信州大学カーボン科学研究所客員教授/筑波大学ILC客員研究員
津田洋幸名古屋市立大学大学院医学研究科教授
徐結苟名古屋市立大学大学院医学研究科研究員
酒井幸雄(株)ダイヤリサーチマーテック調査コンサルティング3部主幹研究員
【協力】フラーレン・ナノチューブ学会

目 次
1編 カーボンナノチューブ

第1章総論
1節新素材CNTとその可能性
 CNTの定義と性質/CNTの可能性
2節CNTの物質科学
 炭素メンバーとしてのCNT/CNTの構造とカイラル指数/CNTの電子状態/CNTの電気・電子物性/CNTの振動特性
第2章製造法
1節CNT製造法開発の現状と今後の展望
 CNT製造法/最小径CNTと高純度二層CNTの生成/CNT製造法の展望
2節CVD法による単層CNTの量産技術
 単層CNTのCVD合成法
3節単層CNTの合成法の新展開
 ゼオライトを単体としたアルコールCCVD法/基板上直接合成と垂直配向単層CNT膜/合成過程のその場観察
4節二層CNTの選択的な合成法
 アーク放電法、レーザー蒸発法によるCNTの生成/CVD法によるCNT合成の背景/二層CNTの特徴、初期の合成法/CCVD法による二層CNTの選択的合成/二層CNTからの赤外発光(PL)の評価
5節CVD法CNT成長におけるCNT形態制御
 浮遊法によるCNTの形態制御/基板上CNTの成長と形態制御/ブラシ状CNTの高速合成法/ブラシ状CNTの低温合成
6節アーク放電法によるCNTの大量合成
 水素ガス中アーク放電による多層CNTの作製/アーク放電による単層CNTの作製
7節スーパーグロース法によるCNTの連続製造法
 概要
8節超音波照射による単層CNTの孤立分散法
 超音波照射による単層CNTの分散/単層CNTの超音波分散の有効性と特徴/超音波照射による吸収スペクトルの変化/超音波による単層CNTの切断/長時間連続照射の効果/ラマン散乱による単層CNTの孤立化の評価/超音波照射による単層CNTの孤立化の機構/単層CNTの分散安定化剤のいろいろ
9節炭化ケイ素の表面分解法によるジグザグ型CNTの選択的製造法
 SiC表面分解法/ジグザグ型CNTの選択的成長/CNTの直径と層の数
10節プラズマスプレー法によるCNTの製造法
 プラズマ/プラズマスプレー装置/CNTの製造
11節金属型単層CNTの濃縮
 金属型と半導体(絶縁体)型とその評価法/分離精製・濃縮の原理と評価法
12節鋳型法CNT
 径と長さが厳密に制御されたCNT/内部だけが選択的に化学修飾されたCNT/外側と内側で組成の異なる二重構造のCNT/水分散性で一端が閉じた試験管型CNTの合成/鋳型法CNTへの磁性金属の挿入
13節固液界面接触分解法によるCNTの高純度製造法
 固液界面接触分解法/合成例
14節超高速機能CNTの創製に向けて―ピーポッド、低温合成
 フラーレン内包CNTとは/ピーポッドの大量合成法/ピーポッドの内部構造とその特徴/フラーレン内包による単層CNTの電子状態変化/ナノリアクターとしての可能性今後の応用展開
15節カップ積層型CNTの生成と構造
 カップ積層型CNTの成長/カップ積層型CNTの構造 熱処理による構造変化
16節カーボンナノホーンの開発と応用
 構造と生成/応用のための物質担持と化学修飾
第3章機能と応用
1節CNTの電子機能と期待される応用分野
 電界効果トランジスタ/量子効果デバイス/センサー/フィールドエミッタ(電子銃)
2節CNTの基礎物性ならびに機能向上と応用拡大のための基礎技術
1項CNTの超分子化学
 共有結合によるナノチューブの可溶化・機能化/非共有結合によるナノチューブの可溶化・機能化/反応性CNT可溶化剤/CNT超構造体
2項単層CNTの特異な電子状態の観測
 単層CNTの価電子帯電子構造/一次元van Hove特異点(VHS)/TLL状態
3項金属フラーレンを内包した単層CNT(ピーポッド)の構造特性と電子物性
 ピーポッドの構造特性/内部空間の利用/ピーポッドの電子物性/ピーポッドをチャネルとして用いた電界効果型トランジスタ
4項CNT/フラロデンドロン超分子複合体:CNTの外側にフラーレンを付着させた新規複合材料
5項CNTの超伝導性と期待される応用
 試料構造/完全終端接合試料での超伝導発現/通電された層数に依存した朝永 ラッティンジャー液体と超伝導相の競合/超伝導の発現機構/期待される応用
6項CNTの機械的性質とその応用展望
 CNTの弾性特性と寸法依存性/引張りに対するCNTの変形応答/曲げに対するCNTの変形応答/ねじりに対するCNTの変形応答/変形場と電子状態の連成/応用展望
7項顕微鏡を利用したナノカーボンの機械的・電気的特性解析
 個別試験の必要性/電気伝導特性/力学特性
8項CNTの表面分子化学
9項単層CNTの高品質薄膜構築と分光特性評価・素子応用
 LB法による単層CNT薄膜の作製と流動配向効果/界面活性剤とゼラチンを併用した単層CNTの均質分散と薄膜形成/セルロース誘導体を用いた単層CNTの均質分散と薄膜形成/広帯域二次元発光マッピングによる単層CNTおよび二層CNTのカイラリティ分布評価/共役高分子薄膜中に分散した単層CNTによる光電機能素子
10項炭化ケイ素の表面分解による大面積CNT膜の開発と機械的応用への期待
 CNTの大面積化/CNTのパターニング/機械的特性の評価
11項鋳型法および電着法によるCNT薄膜形成
 分散液の調製/鋳型法による薄膜作製/電着法
12項単層CNTカイラリティとその制御
 単層CNTの幾何学構造と電子状態/近赤外蛍光分光/カイラリティ分布の制御の可能性
13項単層CNTのピンポイント合成
 ピンポイント合成とは/これまでのピンポイント合成例/レーザーを用いたピンポイント合成の方法/ピンポイント合成の技術的課題/多層基板を用いた単層CNTのピンポイント合成/単層CNTのライン合成
14項単層CNTの基板上垂直合成法の開発とその効用
 垂直配向単層CNT膜の合成/レーザー吸収による垂直配向膜の成長過程の観察と成長モデル/垂直配向単層CNT膜の転写と上面からのTEM観察/垂直配向単層CNT膜の光学異方性/垂直配向単層CNT膜の応用
15項触媒イオン注入によるシリコンナノピラミッドの形成とナノカーボン修飾
 単層CNT修飾によるタングステン針からの電界放出特性向上/イオン照射減速エッチング現象を用いた微小電子源の作製/ニッケルシングルイオン注入によるシリコンナノピラミッド作製とナノカーボン修飾
16項電気泳導法によるCNTの長繊維化技術の開発と期待される応用
 電気泳導でCNTの長繊維化技術の開発/電気泳導で得られた長繊維化CNT糸の応用
17項二酸化ルテニウム担持CNTの創成と期待される応用面
 四酸化ルテニウムRuO4の炭素系材料との反応/単分子RuO2の炭素表面への担持/二酸化ルテニウム担持CNT(RuO2/CNT)の電子エミッタ材料としての応用/燃料電池電極触媒材料としての応用
18項単層CNTの化学修飾と分散化
 化学修飾による機能化/アミンによる単層CNTの高分散/アミンによる金属性単層CNTの分離
19項CNTの糸状長尺化とシート化技術の開発
 CNTの機械的性質/ナノチューブの合成/ナノチューブの糸およびシートの引き出し/ナノチューブ撚糸の特性/ナノチューブシートの特性
20項フルオロCNT
 CNTとフッ素との反応/フロオロ単層CNT/フルオロCNTを正極とするリチウム電池/まとめと今後の展望
21項カーボンナノホーンの気体吸蔵特性
 CNHの構造と吸着ポテンシャル/超臨界気体と蒸気/水素吸着/超臨界メタンの高圧吸着/今後の展望
22項カーボンナノホーンへの薬剤担持とペプチドによる機能化
 医療材料としてのカーボンナノ材料の特性/薬物担持材料に求められる機能/SWNHsのキャリアとしての特性/SWNHsの表面機能化
23項自己組織化架橋CNTの形成とその応用
 形成方法/形成機構/応用
3節応用技術各論
1項エネルギーデバイスへの応用
1VGCFとリチウムイオン二次電池
 炭素繊維のLIB負極活物質への適用/VGCFのLIB電極添加剤への適用
2CNTとリチウムイオン二次電池
 CNTの化学的性質とリチウムのインターカレーション/CNTとリチウム電池/単層CNTの化学修飾、構造制御とリチウムイオン貯蔵特性の向上/まとめと今後の展望 ―SEIの形成と不可逆容量の抑制 ―
3CNTの電気二重層キ ャパシタ特性
 EDLC用電極材とCNT/単層CNTの電気二重層容量特性/多層CNTの電気二重層容量特性
4燃料電池
 燃料電池の作動原理/電極触媒担体としてのナノカーボン材の役割/CNTの電極触媒担体としての効果/担持法の触媒活性への影響
2項電子素子分野への応用
1エレクトロニクス応用の現状と展望と新しいナノデバイスシステムの創成
 エレクトロニクス応用の現状と展望と新しいナノデバイスシステムの創成
2CNTによるナノデバイス
 量子ドットと単電子トランジスタ/人工原子、スピン型量子ドット、テラヘルツ光アシストトンネル/単電子デバイス
3CNTを用いた量子効果ナノデバイス
 単一電子トランジスタとその応用/CNTのスピン伝導/CNTのコヒーレント伝導
4CNTへの有機分子ドーピングによるp・n型半導体の作り分け技術の開発
 有機分子内包CNTの合成/電子状態/キャリア数制御
5LSI配線用多層CNTの開発
6超微線配線を指向した単層CNT合成方法の開発
 先端放電型マイクロ波プラズマによるラジカルCVD/高密度・垂直配向単層CNTの合成/単層CNTの高さは拡散律速/マーカー成長による根元成長の証明
7多層CNTによるLSIビア配線技術の開発
8CNTの電子放出特性とFED開発の現状と展望
 トンネル効果による電界電子放出/FEMを用いたCNTからの電子放出の観察/各種CNTの電流―電圧特性/TEMその場観察/ランプ型デバイス/フラットパネル型デバイス/課題と展望
9CNTの電界電子放出機構の原子レベル解析とナノ物性計測への展開
 CNTからの電界電子放出/FEM像観察/FIM像観察/電界印加中でのCNT先端構造のその場観察/電界印加によるナノ加工の可能性/ナノプローブマニピュレーションによるCNTの機械的性質の評価
10プラズマCVD法による大面積配向CNT作製技術とFED応用
 CNTの配向/プラズマCVD法によるCNTの配向成長/配向CNTの大面積成長
11超小型電子顕微鏡の電子放出源としてのCNT単独カソードの開発
 孤立したCNTからの電子放出理論/孤立CNTからの電子放出特性/ナノ放電加工への応用/CNTエミッタのFE-SEM電子源への応用
12プリント配線基板へ組み込む超薄型CNT電気二重層キ ャパシタの開発
 超薄型コンデンサ試作の現状/小型パワー用途の電気二重層キャパシタ(EDLC)/集団配向CNTへの期待と難点/電極化をねらったCVD法CNT/転写法で作製した配向性CNTシート電極/配向性多層CNTシート電極を用いたキ ャパシタの特性
13CNTを電子放出源とする超小型X線管の開発
 超小型(ミニチュア)X線管開発の趣旨/MXTの試作
14ナノチューブ電極と応用
 ナノチューブ電極の種類と作り方/ナノチューブを電極として作製したトランジスタの例
3項光素子分野への応用
1単層CNTを用いたパルスレーザー装置の開発
 CNT分散樹脂材料の開発/フェムト秒ファイバーレーザーへの応用
2CNTを使ったフェムト秒レーザーの開発
 可飽和吸収素子を用いたモード同期レーザー/可飽和吸収素子としてのCNT/CNTを用いたフェムト秒光ファイバーレーザー/高繰り返しフェムト秒超小型光ファイバーレーザー
3非線形光学特性とその超高速時間応答
 非線形光学/単層CNTの非線形光学の理論/単層CNT薄膜の三次非線形光学効果/ミセル化単層CNTの非線形光学効果
4CNTの光エレクトロニクス
 CNTの電気特性と電界効果トランジスタ(CNTFET)/CNTの光学特性/光エレクトロニクス素子
5光ファイバー先端での単層CNT合成〜光通信デバイス開発への応用
 光ファイバー先端での単層CNT合成/モード同期光ファイバーレーザーへの応用/直接合成による垂直配向単層CNT薄膜とその応用
4項センサー分野への応用―ナノチューブを利用したナノ温度計
 ナノ温度計の作製/ナノ温度計の温度作用/最高温度の記録法の開発/新ナノチュ ーブの創製とナノ温度計/ナノ温度計のナノスイッチとしての応用
5項CNTナノコンポジット
1CNTナノコンポジットの開発現状と課題
 ナノコンポジット構成要素としてのCNT/開発現状/課題
2CNT複合めっき
 複合めっき/CNT複合めっきの特徴/CNT複合めっきの事例/無電解めっき法による多層CNTのコーテ ィング/CNTパターン複合めっき
3CNT樹脂ナノコンポジットの量産技術と射出成形
 CNT樹脂ナノコンポジットの作製と射出成形/CNT樹脂ナノコンポジットの熱伝導率評価
4アルミニウムベースナノコンポジットの開発
 アルミニウム基CNT複合材料の作製と評価
5イオン液体を利用したCNTゲルの開発とナノ複合材料への応用
 CNT・イオン液体ゲル/CNTと重合性イオン液体との複合材料/バッキーゲルの応用
6CNT分散ポリマー電極バイオセンサーへの応用
 CNTの特性評価/バイオセンサーの製作と評価
7CNT・ナノコンポジット帯電防止材料の開発
 帯電防止材料に求められる特性/清浄さ(クリーン性)について/耐ESD特性について/基本物性について/リサイクル性について/成形品としてのESD特性について
8カップ積層型CNTの複合材への応用
 炭素繊維強化樹脂の高性能化/CSCNT充―スピーカーコーン
9GC/CNTナノコンポジット
 GC/CNT材料の物性と機械的性質/ガラス製マイクロレンズアレイの成形例
6項機械的応用
1CNTによる走査型プローブ顕微鏡(SPM)探針およびナノピンセットの開発
 CNT探針の製作/SPM探針への応用/CNTとAFMを用いた新しいマニピュレーション
2CNTを用いた磁気力プローブ顕微鏡用探針の開発
 CNTへの強磁性体薄膜コーティング/磁気力プローブ顕微鏡観察
7項医療・化粧品への応用
1CNTの医療への応用
 マイクロカテーテルの製作/ナノチューブで満たされたマイクロカテーテルの生体適合性/免疫関連物質であるところのサイトカインの変化―全身の炎症や急性期の炎症性反応にかかわるサイトカイン(TNFα,IL-1,IL-6)の変化について/血液凝集性と血栓形成性についての検討/in vivoでの血栓形成について
2ナノカーボン素材の皮膚メラニン抑制作用と化粧品への応用
 フラーレン誘導体のメラニン抑制効果/活性酸素に対するフラーレン誘導体の消去効果/フラーレン誘導体のメラニン抑制メカニズムとしてのチロシナーゼ/PVP−フラーレンの粒度分布、および皮膚組織への浸透性と細胞での分布/フラーレン誘導体によるセルライト・脂肪滴抑制効果
2編 フラーレン

第1章総論
1節フラーレンの発見と展開
 フラーレンの発見/フラーレンの生成機構/フラーレンの基礎反応
2節工業材料としてのフラーレンの現状と課題
 フラーレンの工業材料としての特徴/フラーレンの市場展開の現状/工業生産に関する状況/産業化に向けての課題
第2章製造法と分離精製技術
1節各種製造技術
 フラーレン製造プロセス概要/フラーレン合成製造プロセス/アーク放電法/燃焼法/その他の手法/フラーレン合成メカニズム
2節分離精製技術
 分離精製技術概要/抽出精製プロセス/単離精製プロセス
第3章機能と応用
1節フラーレンの機能と期待される応用分野展望
 フラーレンの構造と特徴/フラーレンの物性と機能/フラーレンの期待される応用分野
2節フラーレンの機能性向上と拡大のための基盤科学技術
1項フラーレンの化学修飾
 フラーレンの反応:機構に焦点をあてて/修飾反応
2項フラーレンの超分子化学
 超分子を指向したフラーレン分子/フラーレン脂質二分子膜の構造と電子機能/人工脂質二分子膜とのコンポジットフィルムの電極デバイスへの応用
3項フラーレンナノウィスカーの育成、構造および物性
 育成/構造/物性
4項有機溶媒によるフラーレン集合体の作製分子設計と造形戦略/集合体基本構造/多彩な三次元構造
5項水素内包フラーレンの合成と性質
 内包フラーレンの製造/分子手術法/開口フラーレンの合成と水素内包/水素/内包フラーレンの合成/水素内包フラーレンの物性
6項金属内包フラーレンの合成、構造と物性
 金属原子を内包したフラーレン/金属内包フラーレンの生成と分離/金属内包フラ ーレンの構造/クラスターを内包したフラーレン/フラーレンの常識を破る非IPR金属内包フラーレン/金属内包フラーレンの電子状態と物性/金属内包/フラーレンの応用研究
7項金属内包フラーレンの分子変換
 金属内包フラーレンの化学修飾/金属内包フラーレン錯体の超分子化学
3節フラーレンの機能化と応用事例
1項電子・光・磁気機能とその応用事例
1フラーレンの電子物性の薄膜電子素子への適用
 はじめに―フラーレンの電子状態と物性/フラーレン電子機能/電子・光・磁気機能とその応用
2フラーレン関連物質を用いた電気化学キャパシタ
 フラーレンスートについて/その他の電気化学的応用について
2項化学的および生物学的機能化とその応用事例
1羽根付きフラーレンの合成と機能およびフラーレン/フェロセンハイブリッドの合成と電子・光電子機能
 フラーレンの有機/無機官能基化/羽根付きフラーレンの高効率合成とその特徴/液晶性羽根付きフラーレンの合成と機能/フラーレン/フェロセンハイブリッド/シ ャトルコック型バッキーフェロセン
2フラーレンの有機太陽電池への適用
 有機太陽電池の問題点/低分子系バルクヘテロ接合太陽電池/高分子バルクヘテロ接合太陽電池/色素増感・バルクヘテロ接合太陽電池
3オリゴチオフェン/フラーレンハイブリッドの開発と電子的機能および素子応用
 オリゴチオフェン/フラーレン連結系/オリゴチオフェン/複数フラーレン連結系/デンドリマー型オリゴチオフェン/フラーレン連結系
4フッ化フラーレン
 電子構造とフッ素化/結晶構造/フッ素化による電子構造の変化/電気化学的性質/フッ化フラーレンの性質と応用への期待
5化学修飾フラーレンの生体関連機能
 有機フラーレンの最初の生体機能/有機フラーレンの体内動態研究、高機能化/フラ ーレン抗エイズ薬の開発/筋萎縮性側索硬化症(ALS)治療薬の開発/遺伝子治療薬の開発
6フラーレン誘導体の抗酸化作用と細胞死抑制効果および医療応用
 フラーレン誘導体による活性酸素の消去効果/UV傷害/過酸化脂質傷害の防御剤としてのフラーレン誘導体の抗酸化作用/フラーレン誘導体によるDNA切断/細胞傷害への防御活性/フラーレン誘導体による癌転移・癌浸潤への抑制作用
7フラーレンの抗菌薬、抗ウイルス薬等医薬への応用
8生体に有害なラジカルを消去抑制するフラーレン化粧品
 フラーレンを使用した化粧品成分研究の歴史/フラーレンを使用した化粧品成分の効能/フラーレンの安全性/フラーレンのラジカル消去活性の測定(βカロテン退色法)/フラーレンのAAW®(anti-aging whitening:老化防止と美白の両立)効果/フラーレンのAAW®効果の臨床試験/フラーレン化粧品の実用化例/フラーレン化粧品の今後
3項機械的機能とその応用事例
1フラーレンを用いた分子ベアリングの開発とその特性
 試料作製と測定装置/C60(C70)インターカレートグラファイト化合物の構造/C60(C70)インターカレートグラファイト膜の超低摩擦力/C60(C70)インターカレートグラファイト化合物の超低摩擦機構とその応用可能性/C60(C70)インタ ーカレートグラファイト化合物の応用可能性
2フラーレンを用いた精密研磨砥石の開発
 供試材料/砥石焼結の方法/精密研磨装置と研磨方法/フラーレンの熱的性質と砥石ボンドの選定/フラーレン砥石の焼結結果/フラーレン砥石の研磨性能
3フラーレン複合チタンを用いたゴルフクラブヘッドの開発
 ゴルフヘッド素材の要求特性/高反発ヘッド開発の当社の取り組み/フラーレン複合チタンヘッドの開発と試験結果/フラーレン複合チタン合金の物性値/その後のナノテク採用事例
4フラーレン超分子の微細加工技術と展望
 フラーレン超分子の基板上でのナノ制御/液状化フラーレン
5フラーレンナノチューブ(FNT)の合成と性質
 FNT合成方法/FNTの構造/C60NTの熱的性質
3編 ナノグラファイトとナノダイヤモンド

第1章ナノグラファイトの作製、構造、磁気特性
 ナノグラファイト/ナノグラフェンの作製と構造/ナノグラフェンのエッジ状態と磁性/ナノグラファイトの磁気スイッチ効果/ナノグラファイトのエッジ状態スピンをプローブとした気体センサー
第2章ナノダイヤモンドの量産技術の開発と応用
 ブレークスルー/量産化技術の形成/用途探索/爆発法以外のナノダイヤモンド
第3章ナノクリスタルダイヤモンド薄膜製法と応用
 熱フィラメントCVD法によるナノクリスタルダイヤモンドの合成/ナノクリスタルダイヤモンドの工具コーティングへの応用事例
第4章フッ化ナノダイヤモンド
 ダイヤモンドのフッ素化反応の特徴/FNDの合成、構造と性質/まとめ―FNDの応用への期待―
4編 その他のナノカーボン

第1章カーボンナノファイバー
1節ポリマーブレンド紡糸法によるカーボンナノファイバーの調製
 調製法の原理/CNF/ポリマーブレンド紡糸法の長所と問題点
2節カーボンナノファイバーの効率的合成技術の開発
 超微粒子触媒を利用したCNF製造/従来のCNF製造プロセスとその課題/LPI法の開発/LPI法によるCNFの効率的製造
3節カーボンナノファイバーのメカノケミカルボンディング
 メカノケミカルボンディング(MCB)技術とは/MCB技術の適用例
第2章カーボンオニオンの合成と機能および期待される応用技術
 カーボンオニオンとは/カーボンオニオンの合成/カーボンオニオンの評価/カーボンオニオンの機能および期待される応用技術
第3章ボウル型共役系炭素分子スマネンの合成
 スマネンとコラヌレン/コラヌレンおよびその他のバッキーボウルの合成/スマネンの合成/スマネンの動的挙動/スマネンの結晶構造/スマネンの誘導化
第4章カーボンナノツイストの合成と応用
 ヘリカルカーボンナノフ ァイバー(HCNF)/カーボンナノコイル(CNC)の準量産/カーボンナノツイスト(CNTw)膜の合成/CNTw粉末の準量産と電子源への応用
第5章カーボンナノコイル
1節カーボンマイクロコイル(CMC)の創製と物性
 合成法/モルフォロジー/成長メカニズム/特性・応用
2節カーボンマイクロコイル(CMC)を用いた高感度触覚・近接センサー
 開発のコンセプト―人間の皮膚感覚構造(触覚・近接感覚)に学ぶ―/センサー素子原料/素子の作製法およびセンサー特性評価法/センサー特性/触覚センシング原理
3節チューブラーカーボンナノコイルの大量合成法の開発と応用技術展望
 カーボンナノコイル/カーボンナノコイルの成長メカニズム/カーボンナノコイルの大量合成用鉄触媒の開発/カーボンナノコイルの大量合成用粉末触媒の開発/カーボンナノコイルの応用技術展望
4節カーボンマイクロコイルのGHz領域の電磁波吸収特性
 電磁波吸収材の種類/CMCの合成と特性/CMCの電磁波吸収率/CMCによる電磁波吸収メカニズム
第6章カーボンナノウォールの開発と応用技術
 二次元カーボンナノ構造体/ラジカル制御 ラジカル制御プラズマCVD法によるCNWの形成/CNWの応用に向けて
5編 ナノテクノロジーの解析学

第1章ナノテク評価技術と応用―ナノ加工・分析技術の開発
 形状観察による評価/ナノ加工への応用/分析技術の開発
第2章ナノテクノロジーの計算化学
 概要/ボルン・オッペンハイマー近似/量子モンテカルロ法/ハートリー・フォック近似/密度汎関数法と局所密度近似/GW近似/シミュレーション計算の優位性
第3章CNTの分光学
 分光学の種類と概要/CNTの電子状態の概要/ラマンスペクトルの種類/ラマン散乱と発光の強度
第4章ナノカーボンの高精度電子顕微鏡学
 TEM観察法の概要と試料調製/単層CNTのカイラル指数の同定/二層CNTの構造解析と異性体の識別/フラーレンピーポッドの分析と動的挙動観察
6編 ナノテクノロジーの社会的影響;社会受容

第1章総論
 ナノテクノロジーの社会的影響・社会受容の議論の前提条件/ナノカーボンはナノ粒子か?/ナノ粒子のサイズ効果とは?/ナノ粒子の産業化と商品管理/リスクは危険なのか?/“ナノテクノロジー製品”のクライシスとナノテクノロジーの認証/リスク評価法や管理策の標準化/ナノカーボンと日本の科学技術/ナノカーボンの社会的影響と社会受容/社会的影響にかかわる研究開発のありかた/これからの課題、コミュニケーション/責任あるイノベーションの創出に向けて
第2章各論
1節ナノ粒子の生体影響と今後の課題
 ナノ粒子曝露の可能性/ナノ粒子の生体影響/体内動態/毒性・影響評価
2節ナノマテリアルの毒性評価
 難分解性/大きさと形/マイクロサイズ粒子:貪食細胞による攻撃/ナノマテリアルの特性と有害性/ナノサイズ粒子の体内への吸収と体内での挙動/蓄積場所/免疫系/排泄
3節ナノ粒子の評価と環境衛生
 ナノ粒子の呼吸器からの曝露/作業環境中の微小粒子の規制値/作業環境の測定環境中のナノ粒子の計測装置/ナノ粒子の飛散する可能性のある作業環境の測定例
4節リスク評価の必要性―CNTの場合
 リスクとは何か/CNTのリスク評価における課題/リスク評価のための有害性試験のありかた/曝露評価/管理や規制についての考え方
5節ナノテクノロジーの健康・環境影響に対する欧米の取り組み
 米国の取り組み/欧州の取り組み/国際協力
6節CNTの生体影響(in vitro)
 ナノ微粒子と生体反応性/CNTと安全性―アスベストとの共通性/無処理CNTと高純度化処理後CNT/in vitro細胞機能性試験の微粒子サイズ依存性(一般)CNTのin vitro生体反応性/生体反応性に及ぼす微粒子効果/微粒子形状効果―アスベストとCNT/CNTのバイオ応用特性
7節CNTの生体反応性に関して―安全性評価に対する基本的スタンスとアスベスト、カーボンブラックとの免疫応答性の比較について―
 安全性(毒性)評価についての我々のスタンス/カーボンブラック、アスベストとナノチューブでのin vivo生体反応性について
8節C60の生体への影響と標準化動向
 C60の生体影響/工業ナノ材料のリスク検討/ナノテクノロジーの標準化
9節工業ナノ粒子の気中測定技術の現状と課題
 電気移動度分析/多特性の同時測定による特性評価/測定技術の課題
10節国際標準計測装置の開発
 標準計測装置/国際標準計測装置の開発/国際標準
11節米国NIOSH・EPAによるナノカーボン安全性評価
 NIOSHのアプローチ/EPAのアプローチ
12節ナノ粒子の発がん性について
 CNT(単層CNTおよび多層CNT)/フラーレン(C60/C70)/ナノスケールカーボンブラック(NCB)/金属ナノ粒子および金属含有ナノ粒子/今後の課題
13節ナノカーボンの廃棄技術
 評価手法/評価結果と考察
特許動向
1 特許調査方法とCNTの技術分類
2 特許出願の全体動向
3 技術分野別動向分析
4 応用分野別動向分析
5 「情報電子・エレクトロニクス分野」の動向
6 出願人別動向
用語解説
事項索引

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