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【特集】コーティング材料・技術の研究と活用

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複雑立体形状に対応したダイヤモンドコーティング技術の開発
Development of Diamond Coating Technology for Complex Three-Dimensional Shapes

　三次元複雑形状に追従して高密度プラズマが形成可能なMicrowave sheath-voltage combination plasma(MVP)法を用いたダイヤモンド合成について,MVPの原理と装置概要について解説する。さらに装置を改良したアース型MVPによる棒状形状へのダイヤモンド膜の現状について紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　MVPの生成原理
3　MVPによるダイヤモンド合成
4　高圧力化での3次元形状へのプラズマ生成
　4.1　高圧領域でのプラズマ生成
　4.2　棒状基材へのダイヤモンドコーティング
5　おわりに

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水中CO2捕捉に基づく親水性スマートコーティングへの展開
Wettability Switching of Smart Coating Based on CO2 Capture in Water
　
　独自設計したジアミン部位を有するポリマーが,水中に浸漬するだけで微量の溶存CO2を捕捉し,両性イオンを形成することでコーティング表面を超親水化することを明らかにした。使用環境下で機能が自発的に発現する「環境適応」型のコーティングとして,防汚性,生体適合性,低摩擦性など多様な展開が期待される。

【目次】
1　はじめに
2　微量CO2の捕捉による両性イオンのその場形成
3　ジアミン誘導体の水中でのCO2付加反応
4　中性子反射測定(NR)によるジアミンポリマーのCO2応答親水化挙動
5　まとめと将来展望

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ケイ素系高分子によるコーティング膜の創製
Preparation of Coating Films Using Silicon-Containing Polymers

　無機高分子であるポリシロキサンのうち,広い分野で利用されているポリジメチルシロキサンは,他材料との密着性が悪いため,表面改質材としての応用が困難である。ポリシロキサンの主鎖あるいは側鎖に置換基や官能基を導入することで,異種材料との密着性が向上し,材料表面に新たな機能を付与させることが可能となる。

【目次】
1　はじめに
2　ポリシロキサン誘導体の特性
3　側鎖に親水性置換基を有するポリ(シルアリーレンシロキサン)誘導体による表面改質
　3.1　側鎖型ポリマーを用いた薄膜の作製
　3.2　側鎖型ポリマーを用いて作製した薄膜の表面観察
　3.3　側鎖型ポリマーを用いて作製した薄膜の接触角測定
4　ゾル-ゲル法を用いた有機-無機ハイブリッド薄膜による表面改質
　4.1　ゾル-ゲル法を用いた有機-無機ハイブリッド薄膜の作製
　4.2　ゾル-ゲル法により作製した有機-無機ハイブリッド薄膜の表面観察
　4.3　ゾル-ゲル法により作製した有機-無機ハイブリッド薄膜の接触角測定
5　主鎖にエーテル部位を有するポリシロキサン誘導体による表面改質
　5.1　主鎖にエーテル部位を有するポリシロキサン誘導体を用いた薄膜の作製
　5.2　主鎖型ポリマーを用いて作製した薄膜の接触角測定
　5.3　主鎖型ポリマーを用いて作製した薄膜の表面観察
6　おわりに

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機械学習を用いた抗タンパク吸着・抗細胞接着特性を持つ単分子膜・高分子ブラシ薄膜のデザイン
Design of Monolayer and Polymer Brush Thin Films with Anti-Protein Adsorption and Anti-Cell Adhesion Properties Using Machine Learning

　望む機能を持つ材料を探索するにあたり,インフォマティクス(情報科学)を用いた手法の材料設計やスクリーニングへの応用が注目されている。しかし,バッテリー技術,触媒,磁性材料などの分野と比べると,バイオマテリアル(生体材料)分野における材料インフォマティクスの応用は少ない。序論ではインフォマティクスを用いたバイオマテリアル設計の代表的な研究を紹介し,この分野に特有の技術的課題について議論する。続いて,我々が行ったインフォマティクスを用いて単分子膜やポリマー薄膜へのタンパク質吸着を予測した事例を示す。データセットの構築,記述子やアルゴリズムの選択,回帰モデルの解釈について述べる。

【目次】
1　はじめに
2　バイオマテリアル設計へのインフォマティクスの応用
　2.1　自己組織化単分子膜へのタンパク質吸着の予測と材料スクリーニングへの応用
　2.2　高分子ブラシ薄膜へのタンパク質吸着の予測
3　結論

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相転移酸化物薄膜コーティングによる省エネルギー用スマートウィンドウ開発
Phase Transition Oxide Film Coatings for Energy-Saving Smart Windows

　周囲温度上昇時に赤外光透過率を自動低減するスマートウィンドウ開発が活発化している。本稿ではガラス基板上に堆積した相転移VO2薄膜の省エネルギー用スマートウィンドウへの応用について述べる。ガラス上に良質な結晶性を有するVO2薄膜を堆積するために基板バイアススパッタ法及び酸化亜鉛(ZnO)バッファー層を導入した。更に可視光透過率向上に有効なトップ層コーティングについて触れる。

【目次】
1　はじめに
2　反応性スパッタ法によるVO2薄膜堆積方法とスマートウィンドウの性能評価法
　2.1　基板バイアス印加反応性スパッタ法
　2.2　酸化亜鉛バッファー層の堆積
3　作製した積層膜の基礎物性とスマートウィンドウ性能評価の結果
　3.1　VO2/ZnO/glass積層膜の結晶性,IMT特性及び光学スイッチング特性
　3.2　VO2/ZnO/glass積層膜のスマートウィンドウ性能評価
　3.3　ZnOナノロッドバッファー導入による特性改善
4　光学設計に基づくSiO2反射防止膜堆積によるスマートウィンドウ性能の改善
　4.1　光学シミュレーションによる性能予測
　4.2　SiO2膜コーティング時の光学特性シミュレーション
　4.3　SiO2/VO2/ZnO/glass 4層構造の光学特性とスマートウィンドウ性能評価結果
5　まとめ

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[Material Report-R&Dー]

水素結合集積化による磁気スイッチング機能の活性化:無用の分子から有用な分子への変換
Activation of Magnetic Switching by Hydrogen Bond Aggregation: Conversion from Useless Molecules to Useful Molecules

　金属イオンと有機配位子からなる金属錯体は,金属イオンの種類や数,配位子のデザインによって,様々な構造,電子状態およびスピン状態をとる。電子状態を外部刺激で変化できれば,分子の色,磁性などの様々な機能を自由に制御可能となる。本稿では,水素結合集積化による外部刺激応答性分子の機能開拓について紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　合成と磁気特性
3　まとめ

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微粒子界面光反応を利用した構造的・化学的機能をもつ高分子微粒子材料の開発
Development of Morphologically and Chemically Functionalized Polymer Particles via Interfacial Photoreaction

　粒子内部に空隙をもつ中空高分子微粒子は,高い光散乱性を示すことから化粧品や塗料に用いられる。さらに,種々の機能性分子を内包した高分子カプセルはインク,香料および肥料など用途が多岐にわたる機能性微粒子である。本稿では,筆者らが独自に開発を進めてきた「微粒子界面光架橋反応」を利用した中空粒子や高分子カプセルの調製技術および機能化事例について解説する。

【目次】
1　はじめに
2　微粒子界面光反応を利用した中空高分子微粒子合成法
3　中空粒子のカプセル化と機能化
4　界面光架橋反応における反応波長の長波長化
5　核酸塩基を光反応性部位として利用した刺激応答性高分子カプセルの調製
6　おわりに

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[Market Data]

半導体用ケミカルスの市場動向

　世界半導体市場統計(WSTS)は,2024年春季予測を2024年6月4日に発表した。それによると,2024年の半導体世界市場は前年比で16%増の6,112億3,100万米ドルで,不況を脱して増加に転じる見込みである。回復した半導体市場は2025年に向けてより一層の増加が見込め,2025年には6,874億8,100万米ドル(対2023年比30.5%増)に達するものとみられる。

【目次】
1　半導体市場動向
　1.1　世界の半導体市場
　1.2　半導体デバイスの分類
　1.3　世界の半導体メーカー動向
　1.4　世界のファブレス半導体メーカー動向
　1.5　世界のファウンドリー企業動向
　1.6　日本の半導体メーカーの動向
　1.7　半導体製造装置の市場
　1.8　半導体材料の市場
2　半導体製造用ガス
　2.1　高純度キャリアガス
　2.2　半導体デバイス製造用ガス
　2.3　成膜用ガス
　2.4　ドーピング用ガス
　2.5　ドライエッチング用材料
3　フォトレジスト
4　半導体封止材料

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[Material Profile]

ポリエチレンイミン