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フレキシブル熱電変換材料の開発と応用    
Development of Flexible Thermoelectric Materials and their Applications
[コードNo.2017T052]

※ 本書籍はご試読頂けません ※

■監修/ 中村雅一
■体裁/ B5判 約255ページ
■発行/ 2017年7月予定 (株)シーエムシー出版
■定価/ 82,080円(税・送料込価格)
■ISBNコード/ 978-4-7813-1255-2

 
★薄型・軽量で貼り付けや持ち運び可能な“やわらかく”て“使いやすい”フレキシブル熱電変換材料!
★身近な未利用熱を電力に換え、低熱伝導率かつ巨大ゼーベック効果を発揮する!
★ IoT時代におけるセンサーデバイス電源としての活用方法がよくわかる! 有機系材料のメカニズムから素子構造、モジュール開発までの作製プロセス、材料探索には欠かせない材料特性評価、ヘルスケア、住環境などワイヤレスセンサーネットワークへの応用展開までを網羅した一冊!

キーワード

熱電変換技術/未利用熱/電源/フレキシブル/有機材料/有機-無機ハイブリッド材料/導電性高分子/カーボンナノチューブ/プリンテッドエレクトロニクス/素子/モジュール/ゼーベック係数/パワーファクター/熱伝導率/電気伝導率/測定/評価/スマートアクチュエータ/スマートテキスタイル/スマートヘルスケア/ウェアラブルデバイス/ワイヤレスセンサーネットワーク/エネルギーハーベスティング/IoT

刊行にあたって

 近年、モノのインターネット(IoT)やインダストリー4.0という言葉をビジネスニュースでも頻繁に聞くようになっています。これらは元々情報技術の世界からの提案ですが、既存の技術の組み合わせですぐにでも実現できそうなシステムから、情報の入り口としての新たなセンサーデバイスの開発を待たなければならないシステムまで、様々なものが考えられています。特に後者では、これまでに何も情報的機能を持たなかったモノや人体などに小規模電子回路を取り付けることになります。本格的に実世界の膨大な情報を集めるためには、新たに大量に設置される小規模電子回路を動作させるための電源をどうするかが問題になってきます。

 その有効な解のひとつがエナジーハーベスティング技術です。使用環境に存在する光や熱や振動などの未利用エネルギーからその場で発電することによって、電源配線や電池を不要とするものです。これによって、電池交換の手間を省くことができるだけなく、例えば10年間回路を動作させるために必要な電力を蓄えた電池による体積増や重量増を避けることができるという利点もあります。このような背景から、様々なエナジーハーベスティング技術とともに熱電変換、特にフレキシブルで軽量な熱電変換素子の研究も世界的に盛んになってきています。

 熱電変換素子には、19世紀前半の有名なオームの実験に使われたことでもわかるように、100年以上の長い歴史があります。しかし、有機あるいは有機無機ハイブリッド材料を中心とするフレキシブル熱電変換素子に向けた研究が盛んになってきてからまだ10年経っておらず、本書「フレキシブル熱電変換材料の開発と応用」も、まだ研究途上の新材料や新技術が多数掲載されています。このようなホットな内容をお届けすることで、少しでも多くの研究者の方々に、フレキシブル熱電変換素子を世に送り出す研究に参加して頂く一助となれば幸いです。

 なお、多忙な業務の合間をぬって本書の執筆にご参加頂いた第一線の研究者の皆様に厚く御礼を申し上げます。

奈良先端科学技術大学院大学
中村雅一

著者一覧

中村雅一奈良先端科学技術大学院大学
戸嶋直樹山口東京理科大学
石田敬雄(国研)産業技術総合研究所
町田洋東京工業大学
井澤公一東京工業大学
小島広孝奈良先端科学技術大学院大学
林大介首都大学東京
客野遥神奈川大学
中井祐介首都大学東京
真庭豊首都大学東京
野々口斐之奈良先端科学技術大学院大学
河合壯奈良先端科学技術大学院大学
堀家匠平神戸大学
石田謙司神戸大学
宮崎康次九州工業大学
末森浩司(国研)産業技術総合研究所
小矢野幹夫北陸先端科学技術大学院大学
荒木圭一(株)KRI
伊藤光弘古川電気工業(株)
桐原和大(国研)産業技術総合研究所
中本剛愛媛大学
仲林裕司北陸先端科学技術大学院大学
向田雅一(国研)産業技術総合研究所
塚本修ネッチ・ジャパン(株)
池内賢朗アドバンス理工(株)
橋本寿正(株)アイフェイズ
馬場貴弘(株)ピコサーム
関本祐紀奈良先端科学技術大学院大学
竹内敬治(株)NTTデータ経営研究所
青合利明千葉大学
中島祐樹九州大学
藤ヶ谷剛彦九州大学
桂誠一郎慶應義塾大学

目 次

【第T編 総論】
第1章有機系熱電変換材料研究の歴史と現状そして展望
第2章フレキシブル熱電変換技術に関わる動作原理と材料開発指針
【第U編 性能向上を目指した材料開発】
第1章フレキシブル熱電変換素子に向けた有機熱電材料の広範囲探索
第2章高い熱電変換性能を目指した導電性高分子の合成・評価
第3章有機強相関材料における巨大ゼーベック効果
第4章有機半導体材料における巨大ゼーベック効果
第5章カーボンナノチューブのゼーベック効果
第6章カーボンナノチューブ熱電材料の超分子ドーピングによる高性能化
第7章有機強誘電体との界面形成に基づくカーボンナノチューブ熱電材料の極性制御
第8章タンパク質単分子接合を用いたカーボンナノチューブ熱電材料の高性能化
第9章印刷できる有機-無機ハイブリッド熱電材料の開発
【第V編 モジュール開発】
第1章フレキシブルなフィルム基板上に印刷可能な熱電変換素子
第2章インクジェットを活用したフレキシブル熱電モジュールの開発
第3章π型構造を有するフレキシブル熱電変換素子
第4章カーボンナノチューブ紡績糸を用いた布状熱電変換素子
第5章導電性高分子を用いた繊維複合化熱電モジュール
【第W編 材料特性評価】
第1章マイクロプローブ法を用いた熱電材料のゼーベック係数測定法の開発
第2章異方性を考慮した有機系熱電材料の特性評価法
第3章薄膜系熱電変換材料におけるSBA458 Nemesisによるゼーベック係数測定とフラッシュアナライザーによる熱伝導率評価
第4章熱電計測に関わる総括とフレキシブル材料への応用
第5章温度波分析法による熱伝導率の測定
第6章サーモリフレクタンス測定装置
第7章3ω法による糸状試料の熱伝導率評価
【第X編 応用展開】
第1章エネルギーハーベスティングの現状とフレキシブル熱電変換技術に期待されること
第2章フレキシブル熱電変換技術の応用展開と技術課題
第3章「未利用熱エネルギー革新的活用技術」プロジェクトにおける有機系熱電変換技術の位置付けと期待
第4章大気下安定n型カーボンナノチューブ熱電材料の探索
第5章温熱感覚を呈示するフレキシブルな熱電変換デバイス「サーモフィルム」



※ 本書籍はご試読頂けません ※

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