【特集】有機系圧電材料の最新動向
New Trends in Piezoelectric Polymer

-------------------------------------------------------------------------

Introduction
「今,有機圧電材料が熱い」

田實佳郎(関西大学 システム理工学部 副学部長;教授)

-------------------------------------------------------------------------

有機圧電高分子の歴史的変遷
Historical Review of Organic Piezoelectric Polymers

-------------------------------------------------------------------------
深田栄一((一財)小林理学研究所　名誉研究員;(独)理化学研究所　名誉研究員)

　有機高分子の圧電性の研究は1950 年代にセルロース,コラーゲンなどの生体材料につい
て始められたが,1969 年延伸ポーリングしたポリビニリデンフロリド(PVDF)の高い伸び
圧電性が発見され工業的応用に発展した。最近,延伸したキラル高分子のポリ乳酸に高い
ずり圧電性が発見され,エレクトロニクスへの応用が始まった。現在,圧電応答顕微鏡を用
いてたんぱく質,DNA の圧電性,強誘電性が観測され構造生物学の見地から注目されている。

1.はじめに
2.木材セルロースの圧電性
3.コラーゲンの圧電性
4.キラル高分子の圧電性
5.合成極性高分子の圧電性
6.蒸発重合圧電高分子
7.エレクトレット圧電高分子
8.聴覚を司るタンパク質プレスチン
9.圧電応答顕微鏡と生体材料の圧電性
10.生体材料の強誘電性

-------------------------------------------------------------------------

圧電性L 型ポリ乳酸を用いた直感操作型コントローラ
An Intuitive Control Using Piezoelectric Poly (L‒lactic acid)

-------------------------------------------------------------------------
安藤正道(村田製作所　技術・事業開発本部　技術・事業インキュベーションセンター
有機フィルムデバイス開発プロジェクト室　室長)

　圧電性L 型ポリ乳酸(PLLA)は,生分解性ポリマーとしてよく知られているPLLA に
特別な処理を施し圧電性を発現させたポリマーである。PLLA は極めて透明度が高く,焦
電性を有しない,またそのずり圧電性により,曲げ,ねじりといった動作を独立して検知
できる。これらの特徴を生かせば直感的なコントローラを実現することができる。

1.はじめに
2.圧電性ポリマーとそのセンサ応用
3.生分解性ポリマーとしてのPLA
4.PLLA の圧電性
5.PLLA のずり圧電性の効果的な応用
6.直感操作型コントローラ
7.おわりに

-------------------------------------------------------------------------

植物原料の新型圧電素子の開発と展望
Development and Future Prospects of New Piezoelectric Film from Plant Material

-------------------------------------------------------------------------
吉田哲男(帝人　フィルム事業グループ　新フィルム開発推進室　室長)

　植物原料からなるポリ乳酸の光学異性体(L 体とD 体)フィルムを交互積層体として,
新規圧電素子を開発した。積層数に応じた圧電率の向上が確認され,有機圧電体のポリフ
ッ化ビニリデン(PVDF)のそれを凌駕しセラミック圧電体に匹敵する圧電率が達成した。
軽量,柔軟性や大面積といった高分子の特徴を生かし,従来にはなかった幅広い用途への
展開が期待できる。

1.序章
1.1　はじめに
1.2　開発コンセプトと目的
2.周辺技術
2.1　ポリ乳酸の特徴
2.2　ポリ乳酸ポリマーの重合
2.3　フィルム製造技術
2.4　共押出多層技術
2.5　圧電素子の変位の特徴
3.技術開発
3.1　ポリ乳酸フィルムの圧電特性
3.2　積層数と圧電特性の関係
3.3　0 度,45 度サンプルの特性
4.総括
4.1　開発の成果
4.2　今後の課題および将来展望

-------------------------------------------------------------------------

ふっ素系有機圧電材料の開発と応用
Characteristics and Applications of Fluoropolymer Piezoelectric Material

-------------------------------------------------------------------------
米田哲也(日本バルカー工業　研究開発部　研究企画グループ　研究員)
田實佳郎(関西大学　システム理工学部　副学部長;教授)

　我々は,従来にない,高温高湿性に優れかつ高感度センシングが可能なふっ素系有機圧
電材料を開発した。幅広い応力域にも対応でき大面積化も可能である。既存のセラミック
ス系材料にないフレキシブル性を活かし,新たなセンシングデバイスなどへの活用も考え
られる。本稿では,開発品の特徴とともに想定される応用事例を紹介する。

1.はじめに
2.開発品の特徴
2.1　圧電特性
2.2　高温特性
2.3　高温高湿特性
3.使用例
3.1　応答性制御の例
3.2　測定事例
4.まとめ
5.今後の展望

-------------------------------------------------------------------------

PVDF ピエゾフィルムの特徴とその応用
Characteristics of PVDF Piezofi lm and its application

-------------------------------------------------------------------------
森山信宏(　クレハ　高機能材事業部　機能材料部　主席部員)

　PVDF ピエゾフィルムはユニークな材料である。その圧電性発現のメカニズムと特徴を
述べ,応用例を紹介する。応用するに当たっての留意点について等価回路を用いて説明す
る。また,デバイス化における設計手法を加速度センサーについて説明し,エナジーハー
ベスティングへの応用での発生電力の見積もりを行う。

1.はじめに
2.PVDF ピエゾフィルムの特徴
2.1　PVDF 圧電・焦電体(発現メカニズム)
2.2　PVDF ピエゾフィルムの特徴
3.応用関連
3.1　各種応用例の紹介
3.2　応用に当たっての留意点と設計手法
3.2.1　インピーダンスと周波数特性
3.2.2　加速度センサーへの応用例
3.3　新たな応用例(エナジーハーベスティング)
4.おわりに

-------------------------------------------------------------------------

Material Report -R&D-

-------------------------------------------------------------------------

アミロイドペプチドの自己組織化制御による
機能化ナノワイヤー形成
Formation of Functionalized Nanowires based on the Control of the Amyloid Peptide Self‒assembly

-------------------------------------------------------------------------
坂井公紀(北海道大学 大学院　理学研究院　化学部門　生物化学研究室　博士研究員)
坂口和靖(北海道大学 大学院　理学研究院　化学部門　生物化学研究室　教授)

　アミロイド線維は,ペプチドの自己組織化により形成されるナノ線維構造をもち,多く
の疾患に関与する一方,ナノワイヤー材料として非常に有用である。本稿では,ペプチド
の自己組織化を効果的に制御することで,アミロイド線維の形成制御と多様で自在な機能
化とを可能にする混合SCAP 法について紹介する。

1.はじめに
2.SCAP ペプチドを基盤とした効果的な機能化ナノワイヤー形成制御
2.1　機能化ナノワイヤーの効果的な形成制御を可能とする混合SCAP法
2.2　SCAP における3 アミノ酸残基ユニットの付加によるナノワイヤー自己組織化調節
2.3　混合SCAP 法による修飾ナノワイヤーの形成制御
2.4　混合SCAP 法による多種多様な機能化ナノワイヤーの形成
2.5　混合SCAP 法における線維形成制御メカニズム
3.おわりに

-------------------------------------------------------------------------

シリーズ 生体組織光学―生体分子との相互作用基礎過程から臨床診断・治療まで―(10)

-------------------------------------------------------------------------

生体組織の光学特性値計測―レーザー凝固の基礎技術を例に―
Optical Properties Measurement of a Laser Coagulated Tissue for
a Quantitative Treatment

-------------------------------------------------------------------------
粟津邦男(大阪大学　大学院　工学研究科　環境・エネルギー工学専攻;
大学院　生命機能研究科;臨床医工学融合研究教育センター　教授)
Steven L. Jacques(Oregon Health & Science University Department of Biomedical
Engineering and Dermatology Professor)
本多典広(大阪大学　未来戦略機構　第二部門　特任助教)
間　久直(大阪大学　大学院　工学研究科　附属高度人材育成センター　助教)

　前回(2013 年6 月号)は生体組織の光学特性値の測定方法について述べた。今回は,
がんの治療法として研究されているレーザー凝固治療への生体組織光学の応用例を紹介す
る。計測したレーザー凝固前後の組織の光学特性値を基に,シミュレーションを用いてよ
り高度なレーザー凝固技術について検討した。

1.はじめに
2.レーザー凝固治療
3.レーザー凝固後の生体組織の光学特性
4.まとめ

-------------------------------------------------------------------------

機能材料マーケットデータ

-------------------------------------------------------------------------

ポリイミドを中心とした耐熱透明材料の開発動向
Development Trends of Thermally Stable Transparent Polymers Centered on Polyimides

-------------------------------------------------------------------------
後藤幸平(後藤技術事務所 代表)

1.はじめに
2.透明ポリイミドの開発経緯
3.最近の開発動向
3.1　透明ポリイミド用新しいモノマー
3.2　透明ポリマーの機能化など
3.2.1　膨張係数
3.2.2　屈折率
3.2.3　耐熱透明ポリイミドの開発品,製品化例
3.2.4　ポリイミド以外の耐熱透明ポリマーの開発品,製品化例

-------------------------------------------------------------------------

マスターズ・カフェ　第3回


西尾悦雄
Etsuo Nishio　NPO 法人テクノメイトコープ　理事;モレキュラーデバイスジャパン　
代表取締役社長;モレキュラーデバイス韓国　社長