(57)【要約】【課題】木材炭化物を使用し、平板の厚さ方向にのみ導電性を有する多孔性機能材料及び炭化物のレプリカ或いは構造が元の炭化物とネガポジ関係にある多孔性機能材料を提供すること。【解決手段】木材の心材部分を炭化し、炭化細胞の少なくとも一部が平板を貫通する厚さにして金属を化学メッキするか、辺材部分を炭化したものに金属又は金属酸化物の分散液を含浸させた後分散溶媒を除去するか、辺材部分を炭化したものに金属を化学メッキした後、或いは金属アルコキシドの加水分解物を含浸した後、酸素存在下で焼成して炭化物を除去する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
木材を無酸素乃至低酸素雰囲気で炭化した後、該炭化物の細胞の少なくとも内壁に金属膜、金属粒子、金属酸化物粒子の少なくともいずれかが付着されていることを特徴とする多孔性機能材料。
【請求項２】
炭化物が平板状であり、両面に細胞の開口部が露出し、且つ少なくとも一部の細胞が該平板を貫通していることを特徴とする請求項１に記載の多孔性機能材料。
【請求項３】
炭化物が木材の心材部分を炭化したものであり、細胞の内壁に金属膜が設けられた炭化物が、細胞の軸方向にのみ導電性であることを特徴とする請求項２に記載の多孔性機能材料。
【請求項４】
金属が銅、ニッケル、ハンダのいずれかであることを特徴とする請求項３に記載の多孔性機能材料。
【請求項５】
金属粒子がパラジウム、金、白金のいずれかであることを特徴とする請求項１に記載の多孔性機能材料。
【請求項６】
金属酸化物が、細胞内において化学反応により形成されたものであることを特徴とする請求項１に記載の多孔性機能材料。
【請求項７】
金属酸化物の分散液体を細胞内に含浸させた後、分散溶媒を除去したものであることを特徴とする請求項１に記載の多孔性機能材料。
【請求項８】
木材を無酸素乃至低酸素雰囲気で炭化した後、該炭化物の少なくとも細胞内壁に、金属膜、又は酸素存在下で焼成することにより金属酸化物の膜を形成し得る膜を設けた後、該材料を酸素存在下で焼成して炭化物を除去して得られたものであることを特徴とする多孔性機能材料。
【請求項９】
金属膜、又は酸素存在下で焼成することにより金属酸化物の膜を形成し得る膜を細胞の孔が埋まる厚さに設けたことを特徴とする請求項８に記載の多孔性機能材料。
【請求項１０】
酸素存在下で焼成することにより金属酸化物の膜を形成し得る膜が金属アルコキシドの加水分解物の膜あることを特徴とする請求項８乃至請求項９に記載の多孔性機能材料。
【請求項１１】
金属アルコキシドの金属がＡｌ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｓｉ、Ｔｉ、Tａのいずれかであることを特徴とする請求項１０に記載の多孔性機能材料。
【請求項１２】
金属膜の金属が銅、ニッケルのいずれかであることを特徴とする請求項８乃至請求項９に記載の多孔性機能材料。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は木材を炭化して得られた多孔性材料を利用した多孔性機能材料に関する。
【背景技術】
【０００２】
木材には広葉樹と針葉樹があり、広葉樹は軸方向（樹木の幹の長さ（高さ）方向）に道管、その他の細胞があり、針葉樹では軸方向に仮道管がある。これらの軸方向細胞の他に、放射方向（軸方向に対して直角）の細胞があり、軸方向の細胞と放射方向の細胞との接触部では、両者の管壁に有縁壁孔と呼ばれる壁孔があり、この壁孔を通して放射方向の細胞から軸方向の細胞に養分が供給されることが知られている。すなわち、軸方向の細胞同士がこの壁孔を通して液体の通導があるのである。樹木を軸方向に直角に切断すると、同心円状の年輪が現れる。年輪の樹木の外皮に近い部分は辺材と呼ばれ、成長を続けている部分である。その内側は心材と呼ばれ、成長活動が停止した部分である。辺材部分は約１０年で心材となることが知られている。心材部分では壁孔が塞がり、細胞は気密になる。針葉樹ではこの気密になる細胞の長さが３〜４ｍｍである。広葉樹では樹種により、気密になる細胞の長さが違っており、詳細には分からないとされている。
【０００３】
日本のように四季がある地域では、春から夏にかけては木の成長が速いため壁の薄い大きい孔からなる細胞が生育する。この部分は早材と呼ばれる。一方夏から秋にかけては木の成長が遅いため、壁が厚い小さな孔からなる細胞が生育する。この部分は晩材と呼ばれる。早材と晩材が交互に同心円状に生育して年輪となるのである。赤道付近の熱帯や亜熱帯で生育する木には年輪が無いか殆ど認識されないものが、広葉樹でも針葉樹でも多数存在することが知られている。
【０００４】
木材を炭化したいわゆる木炭は微細な孔（細胞）を無数に有する多孔性材料であり、悪臭を放つ排水中の有機物を吸着して悪臭を減らす排水の浄化作用、室内や冷蔵庫の臭い物質を吸着する脱臭作用を有すること知られている。本発明者は木材炭化物の細胞を利用して、これまで知られていなかった多孔性機能材料が得られることを見出し、本発明に到達した。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】日本木材学会編  「すばらしい木の世界」海青社  １９９５年
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の第１の課題は木材炭化物の細胞内壁に金属膜を形成した多孔性機能材料を提供することである。
【０００７】
本発明の第２の課題は木材炭化物の細胞内壁に金属膜を形成し、細胞の軸方向にのみ導電性を有する多孔性機能材料を提供することである。
【０００８】
本発明の第３の課題は木材炭化物の細胞内壁に金属粒子或いは金属酸化物を付着させた多孔性機能材料を提供することである。
【０００９】
本発明の第４の課題は木材炭化物を使用して製造された金属又は金属酸化物から成る多孔性機能材料を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の第１の課題は木材を炭化し、該炭化物の細胞内壁に金属膜を化学メッキにより形成することにより達成される。
【００１１】
本発明の第２の課題は木材の心材部分を炭化し、該炭化物の細胞の長さ方向に対してほぼ直角な方向に、一部の細胞が貫通する厚さ以下の厚さに切断された平板の細胞内壁に金属を化学メッキすることにより達成される。
【００１２】
本発明の第３の課題を達成するための第１の態様は木材炭化物の細胞内で、化学反応により金属酸化物を形成させることである。第２の態様は木材炭化物の細胞内に金属又は金属酸化物の分散液体を含浸させ、金属又は金属酸化物を細胞内壁に付着させることである。第３の態様は金属塩の水溶液を木材炭化物の細胞内に含浸させ、金属イオンを細胞内壁に吸着させた後、該金属イオンを金属に還元することである。
【００１３】
本発明の第４の課題は木材炭化物の少なくとも細胞内壁に金属膜又は酸素存在下で焼成することにより金属酸化物の膜を形成し得る膜を設け、これを酸素存在下で高温で焼成して炭化物を除去することにより達成される。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、木材炭化物を使用して一方向導電性のような多孔性機能材料を得ることができる。また、金属或いは金属酸化物で元の炭化物の内部構造のレプリカを得ること、及び金属或いは金属酸化物で元の炭化物の構造とネガポジの関係にある多孔性機能材料を得ることができる。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の多孔性機能材料を得る第１の形態は木材を炭化し、該炭化物の細胞内壁に金属膜を形成することである。前述のとおり木材の辺材部分では細胞の壁孔を液体が通導できるので、その炭化物のおいても細胞間で同様に液体が通導できる。従って、大きなブロック状の木材炭化物であっても、細胞内壁に金属を化学メッキすることが可能である。実際にはメッキによりガスが発生するので、減圧状態でメッキするのが有効である。減圧の程度としては０．２乃至１００Ｐａの範囲が適当であるが、この範囲外でも構わない。木材の心材部分は前述のとおり細胞の壁孔が塞がって気密になっているので、細胞の長さの約２倍以下の程度の厚さの平板状の木材炭化物にすることによって液を細胞の内部に浸透させて、化学メッキを行うことができる。化学メッキできる金属は銅、ニッケル、ハンダ等である。
【００１６】
本発明の多孔性機能材料を得る第２の形態は、木材の心材部分を炭化し、該炭化物の細胞の長さ方向に対してほぼ直角な方向に、一部の細胞が貫通する厚さ以下に切断された平板の細胞内壁に金属を化学メッキすることである。第２の形態では木材炭化物が薄い平板状なので、化学メッキ中に発生したガスは容易に細胞の孔から抜けだすので、減圧にする必要はない。炭化温度が約６００℃程度までは、炭化物は絶縁性であり、約７５０℃以上では導電性になるので、第２の形態では炭化温度が約６００℃以下が望ましい。
【００１７】
木材を高温で炭化処理すると、軸方向（木の長さ方向）の寸法が約２０％収縮するので、木材の厚さはこれを考慮して決定される。針葉樹を用いる場合、平板状炭化物の厚さは２．５〜３ｍｍ或いはそれ以下が望ましい。本発明者の実験によると、平板状炭化物の厚さが小さいほど、平板を貫通する細胞の数が多くなる。厚さが約３ｍｍの場合、平板を貫通する細胞の割合は２％以下、２ｍｍの場合は約３０％、１ｍｍの場合は９０％以上にであった。広葉樹でもこの傾向は同様である。
【００１８】
本発明の多孔性機能材料を得る第３の形態の中の第１の態様は、木材炭化物の細胞内で、化学反応により金属酸化物を形成することである。例えば、木材炭化物を塩化第２鉄水溶液に浸漬し、炭化物の細胞内に塩化第２鉄水溶液を含浸後、水酸化ナトリウム水溶液に浸漬すると、細胞内で水酸化鉄が形成され、水酸化鉄粒子が細胞内壁に付着する。これを水洗、乾燥した後、無酸素乃至低酸素雰囲気で高温焼成すれば、磁性酸化鉄が形成される。鉄塩の代わりに他の金属塩を用い、金属塩の種類に応じて、酸とアルカリ水溶液を使い分ければ各種金属酸化物を形成することができる。心材部分を炭化したものを用いる場合は、前述のとおり薄い平板状炭化物にする必要がある。細胞内壁に金属を化学メッキした後、化学反応による反応生成物を吸着させてもよい。炭化処理温度が約７５０℃或いはそれ以上では、炭化物が導電性になるので、金属酸化物として酸化鉄を形成すれば、電磁遮蔽材料が得られる。
【００１９】
本発明の多孔性機能材料を得る第３の形態の中の第２の態様は、木材炭化物の細胞内に、金属又は金属酸化物を分散液体として含浸後、分散溶媒を除去して金属又は金属酸化物を存在させることである。例えば、金属又は金属酸化物粉体を水又は有機溶剤に安定に分散させ、この分散液体を木材炭化物に含浸させた後、分散溶媒を蒸発除去させる。これにより金属又は金属酸化物を細胞内壁に付着させることができる。金属又は金属酸化物、水又は有機溶剤を適当に選択することにより、ナノサイズからサブミクロンサイズの金属又は金属酸化物の安定な分散液を得ることは多数の例が公知であり、それらを利用することができる。例えば、磁性流体は約１０ｎｍサイズの酸化鉄が水、炭化水素系の有機溶剤中に安定に分散されたものである。コロイダルシリカ、コロイダルアルミナ、酸化チタンゾル、その他の水又は有機溶剤分散液も公知であり、これらを使用することができる。分散液を木材炭化物の細胞内に完全に浸透させるために、減圧下で木材炭化物を分散液に沈めることが有効である。減圧の程度としては０．２乃至１００Ｐａの範囲が適当であるが、この範囲外でも構わない。
【００２０】
本発明の多孔性機能材料を得る第３の形態の中の第３の態様は、金属塩の水溶液を木材炭化物の細胞内に含浸させ、金属イオンを細胞内壁に吸着させた後、該金属イオンを金属に還元することである。例えば、塩化パラジウムの水溶液を木材炭化物の細胞内に浸透させて、パラジウムイオンを細胞壁に吸着させた後、パラジウムイオンを例えばホルマリンで還元してナノサイズの金属パラジウムを得ることができる。金、白金につても同様である。
【００２１】
本発明の多孔性機能材料を得る第４の形態は、木材炭化物の細胞内壁に金属膜、又は酸素存在下で焼成することにより金属酸化物の膜を形成し得る膜を設け、これを酸素存在下で高温焼成して炭化物を除去することである。金属膜は上記の第１の形態と同様にして形成できる。例えば、銅を化学メッキした後、酸素存在下で高温焼成して炭化物を除去すると、炭化物のレプリカ状の銅の多孔体が得られる。レプリカと表現したが、炭化物全体の形状そのままのレプリカを得ることは困難である。銅のメッキ厚が小さい場合、形を自己保持できないので、銅の多孔体は粉末状乃至顆粒状或いは塊状に崩れてしまうが、メッキ厚が５ミクロン程度あれば、炭化物の形が部分的に再現される。年輪の晩材部分では、細胞の孔が非常に小さく、細胞壁が厚い樹種では、晩材の部分に銅が充分にメッキされないので、焼成によってこの部分が消滅して早材の部分だけが残る。上記の塊状と表現しているのは、この早材の部分が一つの塊として形を維持しているのである。粉末状になっている部分を顕微鏡で観察すると、その中に数本乃至数１０本の細胞形状が残存している。顆粒状では更に多数の形状が残存している細胞が存在している。銅の他にニッケルでもよい。
【００２２】
酸素存在下で焼成することにより金属酸化物の膜を形成し得る物質の例として、金属アルコキシドの加水分解物がある。例えば、エトキシシランを有機溶剤中で加水分解してポリシロキサン含有溶液として得られる。ポリシロキサン含有溶液を、木材の辺材部分を炭化した炭化物に含浸させ、乾燥後、酸素存在下で高温焼成して炭化物を除去すると、炭化物のレプリカ状のシリカが得られる。ポリシロキサン含有溶液を炭化物に含浸させる際、減圧下で行うのが好ましい。レプリカの形状維持については上記の銅のレプリカと同様のことが言える。すなわち、ポリシロキサンの膜厚が大きいほど形状維持が容易である。金属アルコキシドの金属として、チタン、アルミニウム、タンタル、カルシウム、マグネシウム等がある。
【００２３】
上記の説明において、金属又は金属酸化物の厚さを、細胞の孔が埋まるまで大きくすると、炭化物と構造がネガポジの関係にある多孔性機能材料が得られる。金属を化学メッキで形成する場合、細胞の内壁のみではなく細胞の開口部にもメッキされるようにすると、メッキ後の炭化物の強度が高まり、空気中焼成後の形状維持が容易になる。また、１回の含浸、乾燥後、まだ空隙が残っていれば、更に追加含浸され、空隙が無くなるまで繰り返すのが好ましい。
【００２４】
木材細胞の表面或いは細胞壁内部には多数のナノレベルの孔があり、木材炭化物になってもそれらが残っている。従って、本発明の第４の形態の多孔性機能材料は、たとえ粉体状であっても、莫大な数のナノレベルの孔を有しており、これをフィルター材料として使用した場合、その効果は極めて大きい。特に高温での使用に耐えるので、高温でのフィルター用途に好適である。
【００２５】
本発明に使用できる木材としては、殆どの広葉樹、針葉樹があげられる。本発明の第１の形態の多孔性機能材料の内、一方向導電性を有する材料には、細胞の大きさが揃っていてしかも規則的に配列しているという理由で、特に針葉樹が優れている。
【実施例１】
【００２６】
アガティス材の辺材部分から切り出された断面が２０×２０ｍｍの角材を、出力３０Ｗの炭酸ガスレーザービームで、長さ方向（細胞の方向は長さ方向）と直角に、厚さ５ｍｍの平板に切断した。この平板を酸素遮断雰囲気で３００℃で８時間加熱した後、同じ雰囲気で５００℃で１時間加熱し、自然放置で室温に戻した。この炭化処理により角材の断面は約１６×１６ｍｍに、厚さは約４ｍｍに収縮していた。この平板を、触媒付与液（奥野製薬工業株式会社製触媒付与剤、ＯＰＣ−８０キャタリストMの４５ｍｌ／Ｌ、ＯＰＣ−ＳＡＬ  Ｍの２６０ｇ／Ｌ水溶液）に、減圧下（約１０Ｐａ）で約８分間浸漬した後、常圧で３０分間水洗し、乾燥した。次いで、前記と同様に減圧下で活性化液（奥野製薬工業株式会社製活性化剤、OＰＣ−５５５アクセラレータＭの１００ｍｌ／Ｌ水溶液）に４分間浸漬後、常圧で３０分間水洗し、乾燥した。次に、この平板を前記減圧下で奥野製薬工業株式会社製化学メッキ液、ＯＰＣ−７５０無電解銅Ｍ（ＯＰＣ−７５０無電解銅Ｍ−Ａが１００ｍｌ／Ｌ、ＯＰＣ−７５０無電解銅Ｍ−Ｂが１００ｍｌ／Ｌ、ＯＰＣ−７５０無電解銅Ｍ−Ｃが２ｍｌ／Ｌの混合液）に浸漬、約２分間よく攪拌しながら多孔性材料の全表面に銅を析出させ、常圧で３０分間水洗後乾燥した。乾燥した平板を再び前記メッキ条件で処理した。このメッキ、水洗、乾燥の処理を合計４回繰り返して導電性多孔性材料を得た。内部の細胞にまで充分にメッキされていた。
【実施例２】
【００２７】
アガティス材の心材部分から切り出された断面が１５×５０ｍｍ、長さ（軸方向細胞の方向）が１５０ｍｍの板を、出力３０Ｗの炭酸ガスレーザービームで、長さ方向と直角に、厚さ２ｍｍの平板状に切断した。両方の切断面には細胞（仮道管）の開口部が均一に露出し、年輪は無かった。ほぼ３０％の細胞は平板を貫通していた。この平板を酸素遮断雰囲気で３００℃で８時間加熱した後、同じ雰囲気で５００℃で１時間加熱し、自然放置で室温に戻した。高温炭化処理により、平板の断面寸法、厚さとも約８５％に収縮した。かくして得られた厚さ約１．６ｍｍの平板状炭化物は、両面に細胞の炭化物が均一に露出し、約３０％の細胞は平板を貫通し、しかも細胞間で液体の通導がないものである。この平板を、実施例１と同じ触媒付与液に約４分間浸漬した後、４分間水洗し、実施例１と同じ活性化液に４分間浸漬後、４分間水洗、乾燥した。かくして得られたパラジウムのナノ粒子を壁面に吸着した多孔性材料は、フィルター用途、化学メッキ用途、その他の用途のための出発材料として使用できる。
【実施例３】
【００２８】
実施例２のパラジウムナノ粒子を有する平板を、実施例１と同じ化学メッキ液に約１０分間よく攪拌しながら浸漬、多孔性材料の表面に銅を析出させて導電性多孔性材料を得た。この平板の両面に、酢酸ビニル樹脂の水エマルジョン（酢酸ビニル樹脂５５％）を塗布した。乾燥後、両面を粒度８００番の研磨シートで研磨し、約０．３ｍｍずつ削り落とした後、酢酸ブチルで樹脂を溶解除去、乾燥した。かくして厚さ方向にのみ導電性を有する約１ｍｍ厚の材料を得た。得られた面はハンダ付けが可能であった。得られた平板を、約２８０℃に加熱されたホットプレートの上に載せ、約０．５ｍｍ角のハンダ（融点１９９℃）を置いたところ、ハンダが溶融して裏面に到達した。ハンダを同じ位置に追加して置くことにより、盛り上がりを形成することできた。
【実施例４】
【００２９】
実施例２で得られたのと同じ厚さ約１．６ｍｍの炭化物平板（触媒付与する前のもの）を水平に置き、その上面にマイクロピペットを用いて、実施例１と同じ触媒付与液を１０μＬ滴下し、３分後に同じ場所に更に１０μＬ滴下し、３分間水洗、乾燥した。これを実施例２と同じように活性化処理し、化学メッキしたところ、約０．２ｍｍの径の部分の細胞の内壁と開口端に銅がメッキされた。この領域が触媒付与され、メッキ核が形成されたことが分かる。この部分にハンダ付けが可能であった。このようにして、局所的にハンダ付けが可能である。
【実施例５】
【００３０】
実施例１で得られたのと同様にして得られた厚さ約４ｍｍの炭化物平板（触媒付与する前のもの）を、水酸化第２鉄の飽和水溶液に浸漬し、炭化物細胞の孔の中に水溶液を充満させた後、表面に付着している水酸化第２鉄の水溶液を洗い流す程度に軽く水洗して１Nの水酸化ナトリウム水溶液に浸漬した。炭化物細胞の孔の中で反応が生じ、水酸化鉄が炭化物細胞壁に吸着した。１０分間水洗、乾燥後、これを酸素遮断雰囲気で５００℃に３０分加熱したところ、フェライトが細胞壁に形成された。
【実施例６】
【００３１】
実施例１で得られたのと同様にして得られた厚さ約４ｍｍの炭化物平板（触媒付与する前のもの）を、磁性流体のイソパラフィン分散液に２分間浸漬後、取り出して自然乾燥した。磁性流体としては市販品（発売元  株式会社富士コスモサイエンス  磁性流体ふしぎ観察キット）を使用した。この磁性流体は磁性体が炭化水素系溶剤に分散された粘度の大きな流体なので、イソパラフィン系溶剤（エッソＩｓｏｐａｒ−Ｈ）で約１００倍（体積比）に希釈したものを使用した。完全に乾燥後、炭化物平板を水に浮かべてマグネットを近づけたところ、平板はマグネットに吸い寄せられたので、細胞壁に磁性体が付着していることが予想できた。炭化物平板を破断し、細胞壁を電子顕微鏡で観察したところ、磁性体の存在が確認された。
【実施例７】
【００３２】
実施例１で得られたのと同様にして得られた厚さ約４ｍｍの炭化物平板（触媒付与する前のもの）を、日産化学工業株式会社製オルガノシリカゾルＩＰＡ−ＳＴ（イソプロパノール中に粒径１０〜２０ｎｍのコロイダルシリカが分散されている）に2分間浸漬後、取り出して自然乾燥した。完全に乾燥後、細胞壁を電子顕微鏡で観察したところ、シリカ粒子の存在が確認された。
【実施例８】
【００３３】
エゾ松の辺材部分から切り出された断面が４５×４５ｍｍの角材を通常の木材切断用バンドソーで、長さ方向（細胞の方向は長さ方向）と直角に長さ５０ｍｍのブロックに切断した。このブロックを実施例１の炭化処理と同じ条件で炭化した。この炭化処理により角材の断面は約３８×３８ｍｍに収縮していた。バンドソーによる切断面の炭化後の面状は、ちぎられた細胞の炭化物で覆われ、細胞の開口部は全く露出していない。そこで、ダイアモンド研磨粒子を含有するブレードを装填したバンドソーで、上記炭化物ブロックの長さ方向の端面から約１．５ｍｍのところで切断除去し、新しい切断面を出した。切断面に付着した切断粉を除去してから顕微鏡で観察したところ、ほぼ均一に細胞の開口部が露出していた。ところどころに小さな窪みが存在し、レーザービームによる切断に比べると均一性はやや劣る。新しい切断面を端面として約２ｍｍ厚の平板を切り出した。この平板を実施例１と同様に、触媒付与処理した後、実施例１と同様に銅を厚さ約５ミクロンになるように化学メッキした。充分に水洗、乾燥後、得られたものを空気中で約４５０℃で２時間焼成し、炭化物を除去した。自然放置冷却後、部分的に顆粒を含む茶褐色の粉末状のものが得られた。これを顕微鏡で観察したところ、炭化物の多孔性のレプリカであった。
【実施例９】
【００３４】
実施例８で得られたのと同じ約２ｍｍ厚の炭化平板の全表面に、実施例１と同様にパラジウム粒子を吸着させた多孔性材料の片面に、酢酸ビニル樹脂の水エマルジョン（酢酸ビニル樹脂５５％）を塗布することによってこの面の細胞の開口部に酢酸ビニル樹脂を注入した。この面を粒度８００番の研磨シートで、細胞の開口端が均一に露出するまで研磨した後、酢酸ブチルで樹脂を溶解除去、乾燥した。この操作により、研磨面に露出している細胞の開口端にはパラジウム粒子が存在していない状態になった。次に、実施例５と同じ化学メッキ液に浸漬し、細胞の孔が埋まるまで銅を厚くメッキした。メッキ厚は、炭化物細胞の孔が塞がらない程度の厚さにとどめた。充分に水洗後、乾燥した。得られたものを空気中で、４００℃乃至４５０℃で２時間焼成し、細胞壁を構成していた炭化物を気化、消滅させた後室温に戻した。焼成により発生した灰分を３％水酸化ナトリウム水溶液で溶解除去した後、水洗、乾燥して得られたものは、細胞の壁と孔の関係が、元の炭化物平板とネガポジの関係にある。炭化物細胞の壁は空隙となり、炭化物細胞の孔の部分は銅によって充填された。平板の片方の面（研磨されなかった面）には銅が析出し、析出厚が大きくなるに従い膜状に発展するので、元の炭化物とネガポジの関係にある構造が保たれた。空隙の厚さは非常に小さいので、新しい用途開発に展開できる。銅の化学メッキの代わりに、金、ニッケル等の化学メッキでも良い。
【実施例１０】
【００３５】
桂材の辺材部分から切り出された断面が４０×４０ｍｍの角材を、長さ方向（軸方向細胞の方向）と直角に、通常の木材切断用バンドソーで長さ５０ｍｍのブロックに切断した。このブロックを、実施例１の炭化処理と同じ条件で炭化した。炭化後の角材の断面は約２５×２４ｍｍに収縮していた。実施例８と同様に、ダイアモンド研磨粒子を含有するブレードを装填したバンドソーで、上記炭化物ブロックの長さ方向の端面から約１．５ｍｍのところで切断除去した。次いで、この切断面を端面として同様にして切断し約２ｍｍ厚の平板状炭化物を切り出した。かくして両面に細胞の開口部がほぼ均一に露出した平板状炭化物が得られた。この炭化物平板をポリシロキサンの有機溶剤液（品川白煉瓦株式会社製  ＮＩＣ−Ｃ５  テトラメトキシシランの加水分解物であるポリシロキサンをキシレンと酢酸ブチルの混合溶剤に溶解したもの）に浸漬した。平板から気泡が盛んに発生するが、気泡の発生が無くなった時点で、平板を取り出し、立てかけ自然乾燥した。完全に乾燥後、実施例６と同様に焼成して炭化物を除去した。得られたものは、やや灰色がかった白色で、もろいものであったが形状は維持されていた。ピンセットで掴むことはできたが、強く掴むと容易に壊れてしまう。顕微鏡で観察したところ、炭化物のレプリカであった。
【実施例１１】
【００３６】
実施例１０において、ポリシロキサン溶液を含浸、乾燥したものを、もう一度ポリシロキサン溶液に浸漬、気泡の発生が無くなった時点で取り出し乾燥した。乾燥後、もう一度ポリシロキサン溶液に浸漬した後乾燥した。三度目の含浸処理では気泡の発生は殆ど無かった。完全に乾燥したものを、実施例７と同様に焼成してほぼ白色のシリカからなる多孔性機能材料が得られた。得られたものの構造は、元の炭化物とネガポジの関係になっていた。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明の多孔性機能材料は多くの化学反応への利用、メッキして導電性の部材としての用途等、広い範囲の用途に供し得る。しかも本発明のものは木材細胞の炭化物を利用した多孔性材料であるため、材料の入手が容易であり、また環境面でも優れている。