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光機能性高分子材料の新たな潮流
―最新技術とその展望―
Frontiers of Photofunctional Polymeric Materials
[コードNo.2008T621]

■監修/ 市村國宏(東邦大学 特任教授;東京工業大学 名誉教授)
■体裁/ B5判 357ページ
■発行/ 2008年 3月 (株)シーエムシー出版
■定価/ 70,200円(税込価格)

新進気鋭の若手研究者を中心とした執筆陣により、光機能性高分子材料の最新成果を詳述!
光機能性高分子材料を「物質」「薄膜」「結晶」「光反応」「分子配向」と5つに分類、それぞれの分野の発展を詳述!

※ 本書籍はご試読頂けません ※

はじめに
 1984年に、本書シリーズの最初の編集監修を行う機会を得た。それ以降20数年にわたって、このチャレンジングな材料技術分野を包括的に眺めることを心がけている。有機材料と高分子材料は分子量の大小によって区分されるとも考えられるので両者を切り離すことは困難であり、当初から一貫して有機・高分子材料という用語を用いてきた。序章において光機能性有機・高分子材料の整理を試みているが、この材料領域は基礎、応用ともに広大であり茫洋たる感もある。特定のマーケットを念頭においた応用を軸にすることも一案だが、本書では、材料科学的な新しい試みを中心として取り上げている。心強いことに、多くの若い研究者がこの研究分野に積極的に取り組んでおり、それを反映したタイトルとした。
 第I編では、光機能性そのものに注目している。高分子材料との接点という意味で興味深い。その高分子化や高分子とのハイブリッド化は頭の体操に好適と思われる。発光は多彩な光機能性材料に結びつくが、センシングとしてきわめて鋭敏な情報を与える特徴はバイオ分野で広範囲にわたって活用されている。
 光の直進性は、薄膜としての光機能性有機・高分子材料にぴったりである。その意味で、光機能を発現する薄膜材料に関する新しい試みは常に新鮮な関心を呼ぶ。たとえば、薄膜における分子あるいはコンホーメーションの変化が巨視的な材料特性の変化を二次的にもたらし、可視化されることが最大の魅力となる。第II編では、そうした例を取り上げている。また、屈折率の予測システムについても取り上げている。一方、第III編では結晶性あるいはナノ粒子をキーワードとし、光機能性を示す有機・高分子材料が紹介されている。
 光化学反応をベースとする光機能を示す材料はあらゆる分野に用いられ、日進月歩の技術開発に対応しうる新たなUV硬化あるいはパターン形成用の有機・高分子材料が常に求められる。その即戦力的な意義を持つ材料の例が第IV編で示されている。また、分子配向は有機・高分子材料ならではの属性であり、その制御は光機能の発現や増強に不可欠となる。第V編では液晶性を共通項とした代表的な例が示されており、FPDの高性能化などのためのヒントとなるであろう。
 本書の著者はいずれも第一線で活躍されており、その多忙な活動にもかかわらず執筆を快諾していただいた。次代を担う研究者を念頭において企画した編者にとって大変に心強いものであった。本書の内容は当初のイメージをずっと上回る内容であり、多くの研究者、技術者と具体的な接点が生まれ出ることを心から祈念している。
(「はじめに」より)
2008年3月 市村國宏

執筆者一覧
市村國宏東邦大学 理学部 先進フォトポリマー研究部門 特任教授;東京工業大学 名誉教授
堀内宏明群馬大学 大学院工学研究科 応用化学・生物化学専攻 助教
平塚浩士群馬大学 大学院工学研究科 応用化学・生物化学専攻 教授
白上努宮崎大学 工学部 物質環境化学科 准教授
保田昌秀宮崎大学 工学部 物質環境化学科 教授
長谷川靖哉奈良先端科学技術大学院大学 物質創成科学研究科 准教授
工藤一秋東京大学 生産技術研究所 教授
古田寿昭東邦大学 理学部 生物分子科学科;複合物性研究センター 教授
内田欣吾龍谷大学 理工学部 物質化学科 教授
須丸公雄(独)産業技術総合研究所 バイオニクス研究センター バイオナノマテリアルチーム 主任研究員
金森敏幸(独)産業技術総合研究所 バイオニクス研究センター バイオナノマテリアルチーム チーム長
生方俊横浜国立大学大学院 工学研究院 特別研究教員
中川勝東京工業大学 資源化学研究所 准教授
松井真二兵庫県立大学 高度産業科学技術研究所 教授
秋山陽久(独)産業技術総合研究所 ナノテクノロジー研究部門 分子スマートシステムグループ 研究員
谷尾宣久千歳科学技術大学 光科学部 物質光科学科 准教授
古海誓一(独)物質・材料研究機構 微粒子プロセスグループ 主任研究員
山雄健史京都工芸繊維大学 大学院工芸科学研究科 高分子機能工学部門 助教
堀田収京都工芸繊維大学 大学院工芸科学研究科 高分子機能工学部門 教授
笠井均東北大学 多元物質科学研究所 准教授;さきがけJST
石坂孝之東北大学 多元物質科学研究所 助教
及川英俊東北大学 多元物質科学研究所 教授
中西八郎東北大学 多元物質科学研究所 客員教授;東北大学名誉教授
室伏克己昭和電工(株) 技術本部 研究開発センター(川崎) グループリーダー
岡村晴之大阪府立大学 大学院工学研究科 応用化学分野 助教
白井正充大阪府立大学 大学院工学研究科 応用化学分野 教授
大山俊幸横浜国立大学 大学院工学研究院 機能の創生部門 准教授
有光晃二東京理科大学 理工学部 工業化学科 講師
青木健一東邦大学 理学部 先進フォトポリマー研究部門 特任講師
宍戸厚東京工業大学 資源化学研究所 准教授
池田富樹東京工業大学 資源化学研究所 教授
坂本謙二(独)物質・材料研究機構 ナノ有機センター ナノアーキテクチャーグループ 主任研究員
物部浩達(独)産業技術総合研究所 ナノテクノロジー研究部門 ナノ機能合成グループ(現:イノベーション推進室) 主任研究員(現:企画主幹)
清水洋(独)産業技術総合研究所 ナノテクノロジー研究部門 ナノ機能合成グループ 研究グループ長
永野修作名古屋大学 大学院工学研究科 物質制御工学専攻 助教
佐々木健夫東京理科大学 理学部第二部 化学科 准教授
藤原健典東レ(株) 電子情報材料研究所 研究員

構成および内容
序章総論―光機能性高分子材料の新たな潮流―(市村國宏)
1はじめに
2何が進歩したのか
3本書のねらい
4科学と技術の接点としての光機能性高分子材料
5ナノテク材料としての高分子
6おわりに
【第I編 光機能物質】

第1章オリゴシラン、ポリシランの光物性(堀内宏明、平塚浩士)
1はじめに
2耐光性の高いポリシランの開拓
3ポリシランの配向・構造制御
4オリゴシランを用いる非線形光学材料の開発研究
第2章金属ポルフィリン錯体の光触媒機能と応用展開(白上努、保田昌秀)
1はじめに
2アンチモンポルフィリン錯体の特徴
3シリカゲル固定化アンチモンポルフィリン光触媒
4可視光触媒反応への展開
4.1反応装置の開発
4.2環境浄化光触媒〜クロロフェノール類の脱塩素化反応〜
4.3分子状酸素を利用する低環境負荷型光触媒〜シクロアルケン類のエポキシ化反応〜
5可視光殺菌への展開
5.1大腸菌・レジオネラ菌類の殺菌作用
5.2実用化を指向した生活環境場での実証実験
6おわりに
第3章希土類を基盤とした光情報機能物質(長谷川靖哉)
1はじめに
2希土類錯体を含む強発光プラスティック
2.1希土類錯体の設計
2.2強発光ポリマーの設計
2.3希土類錯体を含むポリマーのレーザー発振
2.4さらなる強発光ポリマーの創成を目指して
3最後に
第4章分子修飾したAlq3誘導体を用いる高分子EL材料の開発(工藤一秋)
1はじめに
2高分子EL材料
3側鎖型Alq3ホモポリマーの合成と有機EL特性の評価
3.1第一世代高分子錯体
3.2第二世代高分子錯体
4低分子Alq3誘導体の添加による高分子有機EL材料MEH-PPVの高発光効率化
5おわりに
第5章生理機能を制御するケージド化合物(古田寿昭)
1はじめに
2ケージド化合物とは
3光科学技術は生命科学研究に欠かせない―なぜ光なのか―
4ケージド化合物の化学
4.1光分解性保護基
4.2ケージド化合物の光反応効率の評価
5光応答性生体高分子―遺伝子の機能制御への応用―
6おわりに
【第II編 薄膜の光機能】

第1章フォトクロミック結晶膜による超撥水性の光制御(内田欣吾)
1はじめに
2フォトクロミックジアリールエテンについて
3可逆的なフィブリル生成現象
4メカニズムの解明
5表面機能
6おわりに
第2章スピロピランポリマー系の光可逆制御とその応用(須丸公雄、金森敏幸)
1はじめに
2水系フォトクロミックポリマーに関する既往研究
3水溶液中で顕著な光応答を示すスピロピランポリマー
4フォトクロミックハイドロゲルに関する既往研究
5スピロピランポリマーからなる光応答収縮ゲル
6おわりに
第3章光誘起表面レリーフの最近の進歩(生方俊)
1はじめに
2光誘起表面レリーフ
3材料の進歩
3.1アモルファス分子材料
3.2超分子材料
3.3高感度材料
4応用展開
4.1物質輸送
4.2書き換え可能なホログラム
4.3波長プログラマブル有機分布帰還型レーザ
5新たなPSR形成材料
6おわりに
第4章ナノインプリントと感光性単分子膜(中川勝、松井真二)
1はじめに
2ナノインプリントリソグラフィーとは
3ジブロック共重合体薄膜の熱ナノインプリント成型
4熱ナノインプリントにおける感光性単分子膜の効果
5おわりに
第5章感熱性高分子の光相転移(秋山陽久)
1はじめに
2高分子の溶解について
3水中でのLCST
4PNIPAMの相転移
5光応答する感熱性高分子
6光転移温度シフトの増加
7アゾベンゼン以外の光応答性分子
8置換基効果について
9均一性の向上
10光応答性感熱性高分子の応用
11おわりに
第6章光学ポリマーの屈折率予測システム(谷尾宣久)
1はじめに
2屈折率と分子構造
2.1屈折率と分子構造
2.2屈折率の波長依存性(アッベ数)
2.3屈折率の制御
3屈折率の精密測定
4光学ポリマーの屈折率予測システム
5おわりに
【第III編 結晶の光機能】

第1章有機・高分子フォトニック結晶の作製とレーザーデバイスへの展開(古海誓一)
1はじめに
2コレステリック液晶
2.1コレステリック液晶の最近の研究動向
2.2レーザー発振特性
2.3レーザー発振の電場制御
3コロイド結晶
3.1コロイド結晶の最近の研究動向
3.2コロイド結晶薄膜の作製
3.3コロイド結晶によるレーザー発振特性
4おわりに
第2章(チオフェン/フェニレン)コオリゴマー材料の結晶成長と光・電子デバイス応用(山雄健史、堀田収)
1はじめに
2(チオフェン/フェニレン)コオリゴマー
3結晶作製方法
3.1昇華再結晶法
3.2溶液成長法
4成長させた(チオフェン/フェニレン)コオリゴマー結晶の光学特性、および電子物性
4.1極度に偏光した狭線化発光
4.2屈折率異方性の測定
4.3レーザー発振
4.4電界効果トランジスター
5まとめと将来展望
第3章有機・高分子ナノ粒子の作製と応用展開(笠井均、石坂孝之、及川英俊、中西八郎)
1はじめに
2有機ナノ結晶・粒子の作製法
2.1再沈法
2.2再沈法の改良
3有機ナノ結晶におけるサイズに依存した光学特性
4有機ナノ結晶・粒子の応用展開
4.1再沈法により作製された顔料ナノ結晶のカラーフィルターへの応用展開
4.2ポリイミドナノ粒子の作製と機能化
5おわりに
第4章水中ナノ分散結晶の光物理化学とフォトポリマーへの応用(市村國宏)
1はじめに
2有機結晶のナノ分散
3有機結晶ナノ分散系の光化学
4微結晶間での増感酸発生反応のメカニズム
5微結晶間でのエネルギー移動
6PAG分散型フォトポリマー
7おわりに
【第IV編 光反応と機能】

第1章UV硬化における新しい素材とその特性(室伏克己)
1はじめに
2新規イソシアネートモノマー
2.1イソシアネートモノマーとは
2.2イソシアネートモノマーの特性
2.3UV硬化性
2.4密着強度
2.5硬化収縮
2.6破断強度と伸び率
2.7表面硬度
2.8イソシアネート基の反応性
2.9ポリマー側鎖に付加した場合の特性向上
3新規多官能チオール
3.1多官能チオールとは
3.2UV硬化性
3.3密着強度
3.4破断強度と伸び
3.5反応組成物の保存安定性
4イソシアネート付加化合物と多官能チオールとの併用効果
5おわりに
第2章リサイクル対応光架橋ポリマー(岡村晴之、白井正充)
1はじめに
2リサイクル対応光架橋ポリマーの分子設計と特性
2.1高分子系によるリサイクル対応光架橋ポリマー
2.2架橋剤ブレンド系によるリサイクル対応光架橋ポリマー
3おわりに
第3章ポリマーへの化学修飾が不要な感光性エンプラ:反応現像画像形成(大山俊幸)
1はじめに
2反応現像画像形成(RDP)
3RDPの感光特性に影響を及ぼす因子
4側鎖型RDP
5化学増幅型RDP
6ネガ型反応現像画像形成(NRDP)
7おわりに
第4章塩基増殖反応を用いたシリコーン樹脂のUVアニオン硬化とパターン形成(有光晃二)
1はじめに
2UVアニオン硬化材料の高感度化
3塩基増殖剤
3.1分子設計
3.2分解挙動
4塩基増殖剤を用いたシリコーン樹脂のUVアニオン硬化
5パターン形成材料
6おわりに
第5章塩基増殖性デンドリマーと感光特性(青木健一、市村國宏)
1はじめに
2塩基増殖性デンドリマーの設計と合成
3塩基増殖性デンドリマーの紫外線感光材料への応用
4まとめ
【第V編 分子配向と機能】

第1章フォトクロミック液晶高分子を利用した書き換え型ブラッグホログラム(宍戸厚、池田富樹)
1はじめに
2ホログラムと液晶
3光誘起屈折率変調
3.1低分子系光相転移
3.2高分子系光相転移
3.3アゾベンゼンの分子配向変化
4書き換え型ホログラム
4.1ラマン‐ナスホログラム
4.2ブラッグホログラム
5おわりに
第2章光配向性ポリイミド薄膜とその応用(坂本謙二)
1はじめに
2光配向性ポリイミドとその配向制御
3液晶分子の配向制御(液晶配向膜)
4液晶性π共役高分子(高分子有機半導体)の配向制御と偏光有機電界発光素子への応用
5ペンタセン(低分子有機半導体)の分子配向制御
6おわりに
第3章液晶性半導体の配向制御(物部浩達、清水洋)
1はじめに
2ディスコチック液晶の配向制御
3直線・円偏光赤外レーザー光照射によるディスコチック液晶のカラムナー相での配向制御
4自由電子レーザー以外の波長可変赤外レーザー光源
5最後に
第4章液晶相を利用したナノ構造体の光配向制御(永野修作)
1はじめに
2シリカ/クロモニック液晶ハイブリッド膜におけるカラムナー構造体の光配向制御
3光応答性液晶ジブロックコポリマーのミクロ相分離構造の光配向制御
4おわりに
第5章液晶系フォトリフラクティブ材料(佐々木健夫)
1はじめに
2フォトリフラクティブ効果
3有機高分子材料のフォトリフラクティブ効果
3.1有機アモルファス高分子でのフォトリフラクティブ効果
3.2液晶性高分子の等方相のフォトリフラクティブ効果
3.3ブロック共重合体のフォトリフラクティブ効果
4低分子液晶のフォトリフラクティブ効果
4.1低分子ネマチック液晶および低分子ネマチック液晶/高分子コンポジット
4.2強誘電性液晶のフォトリフラクティブ効果
5おわりに
第6章光配向膜の有機半導体素子への応用(藤原健典)
1はじめに
2有機半導体の理論
3光配向制御
3.1偏光顕微鏡観察
3.2紫外可視吸収スペクトル
4TFT特性
4.1F8T2のTFT特性
4.2P2TPのTFT特性
5結論

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