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【特集】透明導電材料の最新動向
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ITO ナノインク最前線
Recent Topic on ITO Nanoink
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村松淳司(東北大学 多元物質科学研究所 教授)
スパッタ法に代わる新たな省インジウムプロセスとは何か。それは,ナノ粒子を利用し
たナノインク塗布法による薄膜作製技術である。この方法は,ナノ粒子をインク化し,基
板上に塗布,焼成することによって製膜,配線化を行うというものである。そのITO ナ
ノインクの最前線を紹介する。
1.はじめに
2.ITO ナノインク
3.スパッタ法に代わるナノインク
4.ITO ナノインクの要件
5.ITO ナノ粒子合成法指針
6.ソルボサーマル法ITO ナノ粒子合成
7.今後の指針
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高温・高湿でも抵抗値変動が少ない透明導電膜
Transparent Conductive Film with High Durability of Resistance
in High Temperature and High Humidity Environment
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多々見 央(東洋紡 化成品開発研究所 新機能材料開発部)
プラスチックフィルムを基板とした透明導電膜は高温・高湿下において抵抗値が安定し
ない。プラスチックフィルムを基板とした高温・高湿でも抵抗値変動が少ない透明導電膜
を作製するためには,プラスチックフィルムへの透明導電膜の付着力を増加させること,
透明導電膜の結晶性を向上させることが効果的であることを解説する。
1.はじめに
2.ITO について
3.ITO とプラスチックフィルムの付着力
4.ITO 膜の結晶性
4.1 プラスチックフィルムに含まれる水
4.2 結晶化シード層
5.まとめ
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カーボンナノチューブ透明導電フィルムの開発
Transparent Conductive Carbon Nanotube Films
-------------------------------------------------------------------------
KIM Yeji((独)産業技術総合研究所 電子光技術研究部門 JSPS 特別研究員)
阿澄玲((独)産業技術総合研究所 電子光技術研究部門 研究グループ長)
カーボンナノチューブを用い,大気中かつ室温で成膜できるウェットプロセスによる透
明導電フィルムの作製法について述べる。セルロース系ポリマーとカーボンナノチューブ
を混合することにより均一な透明フィルムの作製に成功し,さらに,基材にダメージを与
えず室温で導電性を発現させる後処理工程を開発した。
1.はじめに
2.開発技術の概要
2.1 カーボンナノチューブインクの作製および製膜
2.2 熱処理
2.3 溶液処理
2.4 光焼成処理
2.5 透明導電フィルムの対屈曲性
3.まとめと今後の展望
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PEDOT:PSS 導電性ポリマーClevios[TM] P の透明導電膜への応用
Application of PEDOT:PSS Conductive Polymer for Transparent Conductive Films
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田中元英(ヘレウス 導電性ポリマー部 課長代理)
有機導電材料は,日常生活で目にする多種多様な製品のデバイスの一部として使用され
ている。もはや今日における我々の生活水準を支える材料群の一つとして挙げても過言で
はない。この材料群は“有機物であるが電気を流すことができる材料”であり,無機系材
料と比較すると軽量(軽元素,低密度),優れた加工性や柔軟性などといった有機系材料
の特徴を兼ね備えている。本稿では,その代表格であるポリ(3,4‒エチレンジオキシチオ
フェン)(PEDOT)の開発から現在までの応用動向を紹介する。
1.はじめに
2.EDOT からPEDOT の開発
2.1 EDOT の開発
2.2 PEDOT:PSS の開発
3.PEDOT:PSS 導電性ポリマーClevios[TM] P
4.PEDOT:PSS 導電性ポリマーClevios[TM]P の応用動向
5.おわりに
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銀ナノワイヤの合成と塗布型導電膜への応用
Synthesis of Silver Nanowire and its Application for Electrically Conducting
Coating Films
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佐藤正秀(宇都宮大学 大学院 工学研究科 学際先端システム学専攻 准教授)
本稿では,ポリオール還元によって液相中で得られる銀ナノワイヤの合成プロセスの概
要と、銀ナノワイヤの形態制御・分散安定性などに影響を与える各種因子や,マイクロ波
加熱で得られる銀ナノワイヤの特徴と,得られた銀ナノワイヤ分散液のインクジェット液
滴吐出挙動や塗布型導電膜への応用について解説する。
1.はじめに
2.ポリオール液相還元による銀ナノ粒子の合成
3.ポリオール法合成銀ナノワイヤの形状制御
3.1 ポリオール液相還元法による銀ナノワイヤ合成
3.2 ポリオール液相還元銀ナノワイヤの生成と形状に及ぼす諸因子の影響
4.マイクロ波加熱ポリオール液相還元による銀ナノワイヤ合成
4.1 銀ナノワイヤ合成におけるマイクロ波加熱の利点
4.2 シングルモードマイクロ波加熱で得られる銀ナノ粒子・ナノワイヤ
5.銀ナノワイヤ分散液の調製と塗布型導電膜への応用
6.おわりに
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透明導電性を有する遷移金属酸化物薄膜
Transparent Conductor based on Transition Metal Oxide
-------------------------------------------------------------------------
一杉太郎(東北大学 原子分子材料科学高等研究機構 准教授)
遷移金属酸化物を活用した透明導電薄膜の種類が増えてきた。それら薄膜は,従来の透
明導電体にはみられない特徴を有するものがあり,光エレクトロデバイスの高効率化や高
機能化に展開することが期待される。本稿では,チタン酸化物,ニオブ酸化物,モリブデ
ン酸化物について,その特徴を説明する。
1.はじめに:遷移金属酸化物への期待
2.遷移金属酸化物とは
3.様々な透明導電体
3.1 TiO2 系透明導電体
3.2 LiTi2O4 透明超伝導体
3.3 Nb12O29 透明導電体
3.4 MoOx 透明導電体
4.おわりに
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ポリマー基板上酸化亜鉛透明導電膜:多層成膜技術と薄膜物性の特長
Features of Highly Transparent Conductive ZnO Films Deposited with
Multideposition Steps on Polymer Substrates
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山本哲也(高知工科大学 総合研究所 マテリアルデザインセンター 教授;センター長)
永元公市(リンテック 技術統括本部 研究所 デバイス材料研究室 主幹研究員)
宋 華平(高知工科大学 総合研究所 マテリアルデザインセンター 助教)
牧野久雄(高知工科大学 総合研究所 マテリアルデザインセンター 准教授)
野本淳一(高知工科大学 総合研究所 マテリアルデザインセンター 助教)
ポリマー基板上酸化亜鉛透明導電膜における曲げ特性などを議論した。良好な曲げ特性
達成を目的に真応力が残留応力特性を決める薄膜を実現する低温高速多層成膜技術を開発
した。膜厚100nm の酸化亜鉛透明導電膜の抵抗率は5×10‒4Ωcm であり,透明導電膜付
ポリマー基板の可視光透過率は高く,かつ波長依存性が弱い特長を有する。
1.はじめに
2.成膜法
2.1 反応性プラズマ蒸着法とガラス基板(基板温度200℃)上GZO 薄膜の特長
2.2 低温成膜設計
3.電気特性
4.光学特性
5.曲げ特性
6.おわりに
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Material Report -R&D-
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進化する人工筋肉を用いた発電素子
Power Generation Device using Evolving Artifi cial Muscles
-------------------------------------------------------------------------
千葉正毅(千葉科学研究所 代表)
和氣美紀夫(Wits 代表取締役)
誘電エラストマは,主材がポリマーで製作コストが安く,また柔軟で生物と同じような
動きができることから,医療やロボット技術などへの応用が期待されている。また,これ
を逆駆動することにより発電が可能となることから,波力・水力・風力・太陽熱などの再
生可能エネルギーや人・動物など動きから電気的エネルギーを得る新しい回収手段として
も注目を集めている。
1.はじめに
2.誘電エラストマ人工筋肉の概要
3.発電へのチャレンジ
3.1 波を利用した誘電エラストマ発電システム
3.2 海流・水流による発電
3.3 新しいアイデアを用いた風力発電へのチャレンジ
3.4 床発電システム
4.おわりに
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連載:新時代に入った炭素繊維リサイクル(第2回)
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CFRP 廃材の形態と再生炭素繊維の使い方を考えて炭素繊維を回収する
Classifi cation of Recycled Carbon Fibers in Consideration of their Applications
and Handling of CFRP Waste
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藤井 透(同志社大学 理工学部 機械システム工学科 教授)
大窪和也(同志社大学 理工学部 機械システム工学科 教授)
バージン繊維端材であろうと,廃棄プリプレグやCFRP から回収される炭素繊維であ
ろうと,いずれも「短い」。短い「再生炭素繊維」を使って,数千m の長さでボビンに巻
かれた長繊維と同様に,その利用を語ることはできない。短い繊維では用途は限られる。
本稿では,再生繊維の可能な用途を念頭に,その分類を考える。
1.再生炭素繊維に関する誤解
1.1 再生炭素繊維を得るための廃棄物(原料)と再生炭素繊維の形態
1.2 端材炭素繊維はそれでも直ぐに使えない?
1.3 ごちゃまぜの再生炭素繊維
1.4 やはり長い再生炭素繊維(ヤーン)はあり得ない,繊維も弁別できない
1.5 安いが一番
2.用途を考えた再生炭素繊維の分類
3.おわりに
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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―(11)
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生体組織の光学特性値計測―光線力学療法の基礎技術を例に―
Optical Properties Measurement of Biological Tissues after Photodynamic Therapy
for a Quantitative Treatment
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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 Departments 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,生体組織をレーザー凝固した際の光学特性値の変化について説明し,より効率的
なレーザー治療のためには生体組織の光学特性を基にして照射法を工夫することが有用で
あることを述べた。今回はレーザーを用いたがん治療法の1 つである光線力学療法と光線
力学療法後の組織の光学特性値の変化について述べる。
1.光線力学療法について
2.PDT 後の腫瘍組織の光学特性値の変化について
3.まとめ
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マスターズ・カフェ 第4回
コーヒーブレイク―わが青春の湖北・高月町から―
藤田安雄
Yasuo Fujita NPO 法人テクノメイトコープ 理事;元・東洋保全工業 社長;
元・三井造船 化学プラント設計部
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ITO ナノインク最前線
Recent Topic on ITO Nanoink
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村松淳司(東北大学 多元物質科学研究所 教授)
スパッタ法に代わる新たな省インジウムプロセスとは何か。それは,ナノ粒子を利用し
たナノインク塗布法による薄膜作製技術である。この方法は,ナノ粒子をインク化し,基
板上に塗布,焼成することによって製膜,配線化を行うというものである。そのITO ナ
ノインクの最前線を紹介する。
1.はじめに
2.ITO ナノインク
3.スパッタ法に代わるナノインク
4.ITO ナノインクの要件
5.ITO ナノ粒子合成法指針
6.ソルボサーマル法ITO ナノ粒子合成
7.今後の指針
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高温・高湿でも抵抗値変動が少ない透明導電膜
Transparent Conductive Film with High Durability of Resistance
in High Temperature and High Humidity Environment
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多々見 央(東洋紡 化成品開発研究所 新機能材料開発部)
プラスチックフィルムを基板とした透明導電膜は高温・高湿下において抵抗値が安定し
ない。プラスチックフィルムを基板とした高温・高湿でも抵抗値変動が少ない透明導電膜
を作製するためには,プラスチックフィルムへの透明導電膜の付着力を増加させること,
透明導電膜の結晶性を向上させることが効果的であることを解説する。
1.はじめに
2.ITO について
3.ITO とプラスチックフィルムの付着力
4.ITO 膜の結晶性
4.1 プラスチックフィルムに含まれる水
4.2 結晶化シード層
5.まとめ
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カーボンナノチューブ透明導電フィルムの開発
Transparent Conductive Carbon Nanotube Films
-------------------------------------------------------------------------
KIM Yeji((独)産業技術総合研究所 電子光技術研究部門 JSPS 特別研究員)
阿澄玲((独)産業技術総合研究所 電子光技術研究部門 研究グループ長)
カーボンナノチューブを用い,大気中かつ室温で成膜できるウェットプロセスによる透
明導電フィルムの作製法について述べる。セルロース系ポリマーとカーボンナノチューブ
を混合することにより均一な透明フィルムの作製に成功し,さらに,基材にダメージを与
えず室温で導電性を発現させる後処理工程を開発した。
1.はじめに
2.開発技術の概要
2.1 カーボンナノチューブインクの作製および製膜
2.2 熱処理
2.3 溶液処理
2.4 光焼成処理
2.5 透明導電フィルムの対屈曲性
3.まとめと今後の展望
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PEDOT:PSS 導電性ポリマーClevios[TM] P の透明導電膜への応用
Application of PEDOT:PSS Conductive Polymer for Transparent Conductive Films
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田中元英(ヘレウス 導電性ポリマー部 課長代理)
有機導電材料は,日常生活で目にする多種多様な製品のデバイスの一部として使用され
ている。もはや今日における我々の生活水準を支える材料群の一つとして挙げても過言で
はない。この材料群は“有機物であるが電気を流すことができる材料”であり,無機系材
料と比較すると軽量(軽元素,低密度),優れた加工性や柔軟性などといった有機系材料
の特徴を兼ね備えている。本稿では,その代表格であるポリ(3,4‒エチレンジオキシチオ
フェン)(PEDOT)の開発から現在までの応用動向を紹介する。
1.はじめに
2.EDOT からPEDOT の開発
2.1 EDOT の開発
2.2 PEDOT:PSS の開発
3.PEDOT:PSS 導電性ポリマーClevios[TM] P
4.PEDOT:PSS 導電性ポリマーClevios[TM]P の応用動向
5.おわりに
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銀ナノワイヤの合成と塗布型導電膜への応用
Synthesis of Silver Nanowire and its Application for Electrically Conducting
Coating Films
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佐藤正秀(宇都宮大学 大学院 工学研究科 学際先端システム学専攻 准教授)
本稿では,ポリオール還元によって液相中で得られる銀ナノワイヤの合成プロセスの概
要と、銀ナノワイヤの形態制御・分散安定性などに影響を与える各種因子や,マイクロ波
加熱で得られる銀ナノワイヤの特徴と,得られた銀ナノワイヤ分散液のインクジェット液
滴吐出挙動や塗布型導電膜への応用について解説する。
1.はじめに
2.ポリオール液相還元による銀ナノ粒子の合成
3.ポリオール法合成銀ナノワイヤの形状制御
3.1 ポリオール液相還元法による銀ナノワイヤ合成
3.2 ポリオール液相還元銀ナノワイヤの生成と形状に及ぼす諸因子の影響
4.マイクロ波加熱ポリオール液相還元による銀ナノワイヤ合成
4.1 銀ナノワイヤ合成におけるマイクロ波加熱の利点
4.2 シングルモードマイクロ波加熱で得られる銀ナノ粒子・ナノワイヤ
5.銀ナノワイヤ分散液の調製と塗布型導電膜への応用
6.おわりに
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透明導電性を有する遷移金属酸化物薄膜
Transparent Conductor based on Transition Metal Oxide
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一杉太郎(東北大学 原子分子材料科学高等研究機構 准教授)
遷移金属酸化物を活用した透明導電薄膜の種類が増えてきた。それら薄膜は,従来の透
明導電体にはみられない特徴を有するものがあり,光エレクトロデバイスの高効率化や高
機能化に展開することが期待される。本稿では,チタン酸化物,ニオブ酸化物,モリブデ
ン酸化物について,その特徴を説明する。
1.はじめに:遷移金属酸化物への期待
2.遷移金属酸化物とは
3.様々な透明導電体
3.1 TiO2 系透明導電体
3.2 LiTi2O4 透明超伝導体
3.3 Nb12O29 透明導電体
3.4 MoOx 透明導電体
4.おわりに
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ポリマー基板上酸化亜鉛透明導電膜:多層成膜技術と薄膜物性の特長
Features of Highly Transparent Conductive ZnO Films Deposited with
Multideposition Steps on Polymer Substrates
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山本哲也(高知工科大学 総合研究所 マテリアルデザインセンター 教授;センター長)
永元公市(リンテック 技術統括本部 研究所 デバイス材料研究室 主幹研究員)
宋 華平(高知工科大学 総合研究所 マテリアルデザインセンター 助教)
牧野久雄(高知工科大学 総合研究所 マテリアルデザインセンター 准教授)
野本淳一(高知工科大学 総合研究所 マテリアルデザインセンター 助教)
ポリマー基板上酸化亜鉛透明導電膜における曲げ特性などを議論した。良好な曲げ特性
達成を目的に真応力が残留応力特性を決める薄膜を実現する低温高速多層成膜技術を開発
した。膜厚100nm の酸化亜鉛透明導電膜の抵抗率は5×10‒4Ωcm であり,透明導電膜付
ポリマー基板の可視光透過率は高く,かつ波長依存性が弱い特長を有する。
1.はじめに
2.成膜法
2.1 反応性プラズマ蒸着法とガラス基板(基板温度200℃)上GZO 薄膜の特長
2.2 低温成膜設計
3.電気特性
4.光学特性
5.曲げ特性
6.おわりに
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Material Report -R&D-
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進化する人工筋肉を用いた発電素子
Power Generation Device using Evolving Artifi cial Muscles
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千葉正毅(千葉科学研究所 代表)
和氣美紀夫(Wits 代表取締役)
誘電エラストマは,主材がポリマーで製作コストが安く,また柔軟で生物と同じような
動きができることから,医療やロボット技術などへの応用が期待されている。また,これ
を逆駆動することにより発電が可能となることから,波力・水力・風力・太陽熱などの再
生可能エネルギーや人・動物など動きから電気的エネルギーを得る新しい回収手段として
も注目を集めている。
1.はじめに
2.誘電エラストマ人工筋肉の概要
3.発電へのチャレンジ
3.1 波を利用した誘電エラストマ発電システム
3.2 海流・水流による発電
3.3 新しいアイデアを用いた風力発電へのチャレンジ
3.4 床発電システム
4.おわりに
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連載:新時代に入った炭素繊維リサイクル(第2回)
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CFRP 廃材の形態と再生炭素繊維の使い方を考えて炭素繊維を回収する
Classifi cation of Recycled Carbon Fibers in Consideration of their Applications
and Handling of CFRP Waste
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藤井 透(同志社大学 理工学部 機械システム工学科 教授)
大窪和也(同志社大学 理工学部 機械システム工学科 教授)
バージン繊維端材であろうと,廃棄プリプレグやCFRP から回収される炭素繊維であ
ろうと,いずれも「短い」。短い「再生炭素繊維」を使って,数千m の長さでボビンに巻
かれた長繊維と同様に,その利用を語ることはできない。短い繊維では用途は限られる。
本稿では,再生繊維の可能な用途を念頭に,その分類を考える。
1.再生炭素繊維に関する誤解
1.1 再生炭素繊維を得るための廃棄物(原料)と再生炭素繊維の形態
1.2 端材炭素繊維はそれでも直ぐに使えない?
1.3 ごちゃまぜの再生炭素繊維
1.4 やはり長い再生炭素繊維(ヤーン)はあり得ない,繊維も弁別できない
1.5 安いが一番
2.用途を考えた再生炭素繊維の分類
3.おわりに
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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―(11)
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生体組織の光学特性値計測―光線力学療法の基礎技術を例に―
Optical Properties Measurement of Biological Tissues after Photodynamic Therapy
for a Quantitative Treatment
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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 Departments 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,生体組織をレーザー凝固した際の光学特性値の変化について説明し,より効率的
なレーザー治療のためには生体組織の光学特性を基にして照射法を工夫することが有用で
あることを述べた。今回はレーザーを用いたがん治療法の1 つである光線力学療法と光線
力学療法後の組織の光学特性値の変化について述べる。
1.光線力学療法について
2.PDT 後の腫瘍組織の光学特性値の変化について
3.まとめ
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マスターズ・カフェ 第4回
コーヒーブレイク―わが青春の湖北・高月町から―
藤田安雄
Yasuo Fujita NPO 法人テクノメイトコープ 理事;元・東洋保全工業 社長;
元・三井造船 化学プラント設計部
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