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【特集】材料分野における超臨界流体の活用

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超臨界流体を用いた金属有機構造体MOFの高機能化
Imparting Functionality to Metal-Organic Framework (MOF) by Supercritical Fluid Processing

　有機分子を構造単位に用いた金属有機構造体(MOF)や多孔性配位高分子(PCP)等の多孔性結晶は,規則正しいナノサイズの細孔構造を有し,既存の多孔質材料を凌駕する新規な工業材料として注目されている。本稿では,二酸化炭素等の超臨界流体を用いたMOF等の多孔質材料の高機能化について概説する。

【目次】
1　超臨界流体と機能性ナノ材料
2　MOFの活性化(高比表面積化)と高分子膜との複合化
3　MOFの金属ナノ粒子担持触媒の担体としての利用
4　おわりに

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超臨界CO2雰囲気下における多孔質材料への溶質吸着平衡
Adsorption Equilibria of Solutes on Porous Materials in the Presence of Supercritical CO2
　
　本稿では,超臨界CO2雰囲気下における多孔質材料への溶質吸着平衡に関して,高比表面積かつ均一細孔径を有する金属有機構造体MOFをモデル吸着剤,揮発性有機化合物VOCをモデル溶質として吸着平衡を測定し,熱力学的吸着等温式による相関解析を行った。その結果,超臨界CO2中におけるMOFへのVOCの吸着現象を定量的に解釈可能であり,超臨界CO2含浸プロセスの効率的設計に向けた有用な知見を得ることができた。

【目次】
1　はじめに
2　実験方法
3　モデル
4　実験結果
5　おわりに

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表面修飾ナノ粒子のCO2洗浄乾燥プロセス
CO2 washing and Drying Process of Surface Modified Nanoparticles

　無機コア表面に有機分子が結合した表面修飾ナノ粒子は,溶媒・樹脂との完全混和を可能とするため,各分野での応用利用が進められている。一方で,ナノ粒子の精製段階では,古典的な洗浄乾燥操作が用いられており,長時間プロセス・粒子凝集といった課題を招いている。本稿では,これらの課題解決を念頭に,著者らが開発した超臨界CO2洗浄乾燥プロセスを解説する。

【目次】
1　はじめに
2　CO2ナノ洗浄プロセスの開発
3　CO2ナノ乾燥プロセスの開発
4　まとめと今後の展望

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超臨界流体染色の特徴と展望
Future and Development of Supercritical Fluid Dyeing

　染色は水を媒体に繊維へ染料を吸尽させる。地球人口の増大に伴う,将来的な水不足の問題がとりざたされるなか,染色産業が消費する多量の水資源および,大量に排出する廃液の削減が大きな課題となっている。その解決策として,染色媒体である水を超臨界二酸化炭素に置き換えた超臨界流体染色の開発が進んでいる。その特徴と今後の展望を解説する。

【目次】
1　はじめに
2　超臨界流体染色の歴史
3　超臨界流体染色の特徴
　3.1　ポリエステル繊維の超臨界流体染色の特徴と課題
　3.2　その他の繊維の超臨界流体染色
4　今後の展望

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[Material Report-R&Dー]

金属イオン二次電池の高性能化のためのポリフマル酸バインダー
Polyfumaric Acid Binders for High Performing Metal-Ion Secondary Batteries

　ポリフマル酸は高密度にカルボン酸基を有するバイオベースポリマーである。本ポリマーをリチウムイオン二次電池におけるグラファイト負極バインダー,及びナトリウムイオン二次電池におけるハードカーボン負極バインダーとして適用したところ,優れた集電体への接着性,負極内界面抵抗の低減,金属イオンの拡散促進につながった。

【目次】
1　研究背景
2　ポリフマル酸のナトリウムイオン二次電池負極バインダーとしての応用
3　ポリフマル酸のリチウムイオン二次電池負極バインダーとしての応用
4　終わりに

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軟X線吸収分光法による高分子溶液の共貧性溶媒効果の解明
Cononsolvency Mechanism of Polymer Solution Revealed by Soft X-ray Absorption Spectroscopy

　水やメタノールなどの純溶媒に可溶な高分子が,その混合溶媒では不溶となる,共貧性溶媒効果という現象がある。本研究では,軟X線吸収分光計測と計算機シミュレーションにより,水とメタノールの水素結合を含む高分子のカルボニル基周りの分子間相互作用を調べることで,共貧性溶媒効果のメカニズムを議論した。

【目次】
1　はじめに
2　軟X線吸収分光計測システム
3　高分子溶液の軟X線吸収分光計測
4　計算機シミュレーション
5　共貧性溶媒効果の原理の考察
6　おわりに

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[Market Data]

合成染料工業の市場動向

　合成染料の2022年の国内生産量は1万3,998トンで,前年比93.4%と減少し,輸出量も6,856トンで前年比82.4%と減少した。国内出荷量を除き,国内向け販売量,国内投入量も軒並み減少となった。メーカーの海外生産へのシフトや長引く需要低迷を背景に,合成染料の国内生産は減少傾向にあり,2022年は低い水準で推移している。高級衣料分野を中心に付加価値の高い染料が求められていることを背景に,先端分野の機能性色素で新たな市場の開拓が期待される。

【目次】
1　生産概要
2　輸出入の概要
3　メーカー動向
4　開発動向

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ハロゲン系/リン系難燃剤メーカーの動向

【目次】
1　ハロゲン系難燃剤メーカー
2　リン系難燃剤メーカー

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[Material Profile]

イソドデカン
水酸化バリウム八水和物