PEN

ISSN 2185 - 3231

Public Engagement with Nanobased Emerging Technologies
N E W S L E T T E R

January 2015
Volume 5, Number 10

PEN January

1

CONTENTS
寄稿 異分野融合と産官学連携の系譜－独法化前の国立研究所－… ………………………… 3
海外動向… ………………………………………………………………………………………… 17
連載 第 7 回 暮らし方を見直す －与えられた役割を果たす－… …………………………… 20
連続 コラム 沖永良部島から考える『心豊かに暮らすということ』
Ⅶ 「環境と成長の両立を地方から考える」沖永良部島シンポジウム…………… 27
国内動向… ………………………………………………………………………………………… 31
Cutting-Edge Technologies
Biomimetic liquid-repellent surfaces~Learning from nature how to repel liquids~… ………………………… 34
プレスリリースより… ……………………………………………………………………… 40
豊蔵レポートより… ………………………………………………………………………… 46
台湾 ITRI より………………………………………………………………………………… 70
MEMS 関連情報……………………………………………………………………………… 72
バイオミメティクス研究会より… ………………………………………………………… 73
ソフトマテリアル研究 in AIST… ………………………………………………………………… 75
講演会・イベントのご案内… …………………………………………………………………… 89
編集後記… ………………………………………………………………………………………… 96
Column 守るのか、攻めるのか………………………………………………………………………………………………………… 45
Column 構造色をもつ鳥 ㉞ キバラタイヨウチョウ… …………………………………………………………………………… 69

Cover：夕陽に染まる富士山
神奈川県の相模湾にある稲村ケ崎から望む雪をまとった冬の富士山。海の向こうに浮かぶように聳える富士山は江戸時代の浮世絵師に人気の題材でした。葛飾北斎もこの地から夏の富士を描いています。

2

PEN January 2015

SPECIAL FEATURES
3 回連載（第 1 回）

異分野融合と産官学連携の系譜－独法化前の国立研究所－
産業技術総合研究所

名誉リサーチャー

まえがき

田中一宜

本稿は大きく四つに分けて記述される。
（Ⅰ）前史 /20 世紀前半の日米の状況

21 世紀に入って、「グローバリゼーション」は、あらゆる（Ⅱ）電気試験所（電子技術総合研究所）の奮闘

ジャンルにおいて真っ先に挙げられる前提条件になった。

（Ⅲ）融合研とアトムテクノロジー・プロジェクト / 世

とくに一国を支える経済は、地球規模のし烈な争いに勝ち紀末の実験残った産業によってのみ形成可能である。共通の戦略は、（Ⅳ）21 世紀の融合と連携 / 新たな模索の時代

いかに早く研究成果を挙げ、それをイノベーションにつなげていくかだ。学際的な異分野融合や産官学連携が必須であり、それらを効率的かつ加速度的に進めるしくみやシスⅠ

前史 /20 世紀前半の日米の状況テムを生み出したものが勝者となる。
Ⅰ –1
本稿は、「異分野融合と産官学連携の系譜」の主題につい国立研究所の初期の役割～第 2 次大戦までの半世紀～て、明治以降のわが国の科学技術行政や海外の状況を俯瞰

日本の国立研究所は、急速な西洋技術の流入に対応するた

しつつ、国立研究所独立行政法人化（独法化）以前のおおめ、明治初期から中期にかけて政府によって設立された各

よそ半世紀に焦点を絞り、主として旧通商産業省（通産省）

種調査所や試験所を前身とする。電総研の前身である電試

工業技術院（工技院）傘下の電子技術総合研究所（電総研）

も、1891 年（明治 24 年）、殖産興業の一端をになって、

およびその前身の電気試験所（電試）、新エネルギー・産電信事業という明確な社会的・産業的ニーズの中で設立さ

業技術総合開発機構（NEDO）を中心として、先駆的に展れた [1]。当時は逓信省電務局内の組織であったが、その開されてきた異分野融合や産官学連携の研究開発プロジェ

淵源を探ると 1873 年（明治 6 年）工部省電信寮の事業のクトとその周辺について記したものである。本稿が、日本中に見出され、その後、誕生して間もない中央官庁の改廃の科学技術行政に歴史的な視点を与え、将来の政策への一再編の中で目まぐるしく組織の形態や所属の変化を経てい助となれば望外の幸せである。

る [1]。

PEN January3初期の電試の役割の中で、電信電話に関する機器・装置ののように第一回ノーベル医学・生理学賞の候補にあがって試験研究や検査・検定事業は国策に直結する主要業務でいたり [5]、鈴木梅太郎のように事実上ノーベル賞受賞者あったが、これに加えて、民営電力事業の技術監督と関連よりも早くビタミンを発見していたり [6]、徐々にではあする試験研究も開始、また、全国同一基準での公正なサーるが優れた資質の学者が輩出し始めている。

ビス提供のため、一部電気計器の強制検定も行った。興味深いのは、この検定料によって研究部を新設したり新たなしかしながら、この間、19 世紀末から 20 世紀の前半に定員増を実施したりして事業活動を拡張していた時期があかけて、ヨーロッパでは前期量子論を経て量子力学というることで、現在の独立行政法人がどう自立するかで苦悩し全く新しい概念をベースにした物質科学が黎明期を迎えてていることと好対照をなしている [1]。

いた。この量子力学こそが、21 世紀に入って世界的なブームとなっているナノサイエンスとナノテクノロジーの基本

大正 7 年、電試は独立官制として逓信大臣直轄の省外部局学理である。米国では、多くの学者も加わって量子論に基になり、部の新設や出張所を開設、大正 12 年（1923 年）

づく固体物理学の開拓から、新しい先端技術・先端産業へには所員 850 名に達した [2]。農商務省には渋沢栄一らのの模索が蠢動していた。その中で、圧倒的な物量、人材を努力によって理化学研究所が設置され（大正 6 年）、学理

そろえ、常に電信産業のニーズと接点を持ちながら基礎研的研究と産業的応用を視野に収めた研究をスタート、や究を進めていたのが、米国の独占電話事業者 AT&T、およがて市場性のある開発研究を重視し、研究所製品による収び製造会社ウェスタン・エレクトリックと一体的に運営さ益で研究費を賄うといった事業にまで発展する [3]。一方、れていたベル電話研究所（ベル研）である [7]。20 世紀の

この時代には、大学の主要な附置研究所が設立されている。

最大の発明とされるトランジスタは、ベル研の数十年にわ東大に伝染病研究所（大正 5 年）、
航空研究所（大正 10 年）、たる稀有の活動なくしては生まれなかっただろう [7]。

東京天文台（大正 10 年 )、地震研究所（大正 14 年）、東北大学に金属材料研究所（大正 11 年）など、いずれも基

ベル研は、1925 年、AT&T とウェスタン・エレクトリッ

礎的な学理研究を掲げ、一部は、応用研究や行政機能を果

クの共同出資によって独立会社として発足したが、その背たす附置研究所もあった [1]。

景には、ベルの電話に関する特許が 1890 年代に失効して以後の、AT&T の危機感があった。特に、それまでの特許

このようにして、明治以降、西洋の科学技術を急速に受容戦略や訴訟、容赦ない乗っ取りなど AT&T の競争戦略は社しつつ、昭和初期には、基礎的学理研究は大学附置研究所、会から大きな反感を買い、また、競争力の劣化も顕在化し、検定を含む実用的応用研究は国立研究所が、それぞれ担当

状況はかなり悪化していたようだ [7]。1907 年、AT&T 社

するという体制が出来上がった。理研は、基礎と応用を研長に就任したセオドア・ベイル（Theodore Vail）は、社

究するという点でユニークな存在であり、連携・融合の「は会的イメージの回復を意図して法廷闘争を緩和させ、同時しり」と見ることができるかも知れない。しかし、日本全に、分野戦略の見直しを行い、生き残りをかけて従業員の体としては、まだ、基礎は基礎、応用は応用、電気は電気、大量解雇を含む事業の効率化策を次々に実施した。同時に、物理は物理というように、組織の所掌として分類し、それ分散していた技術部門をニューヨークに集約し、戦略を長ぞれの領域を確立し、発展させ、専門の学者・技術者を育期的な視点で構築して技術イノベーションを目指す会社へ成する時代であったと言える。

と経営哲学を固めていった。やがて、1915 年のアメリカ
大陸横断回線の完成を経て、1917 年末、キーパーソンの電 試 は、 昭 和 16 年（1941 年 ） 創 立 50 周 年 を 迎 え た。

マービン・ケリー（Mervin Kelly）がシカゴ大学のロバート・組 織 と し て は、6 部、 ３ 課、 ６ 出 張 所 を 擁 し、 所 員 は、ミリカン（Robert Millikan）研究室から AT&T に入社する。

2060 名に達していた [2]。しかし、この年の暮れ、日本は真珠湾攻撃によって太平洋戦争（第 2 次世界大戦）に突

1925 年のベル研創立時、ケリーの所属する基礎研究部門

入し、昭和 20 年に敗戦、多くの施設を失った [4]。

300 人のリーダーは、ケリーと同じミリカン研究室出身の先輩ハロルド・アーノルド（Harold Arnold）、そしてベル研の社長は、かつてシカゴ大学でミリカンと同じアパート

Ⅰ–2

米国ベル電話研究所 / 帝国はどう運営されたか

日本は、戦前までの数十年間で、紆余曲折を経ながらも、て AT&T に引き抜かれたフランク・ジューウェット（Frank

科学技術を振興し、欧米にキャッチアップするための基本

Jewett）であった [7]。ベル研には、その他、2000 人の技

的な国の制度や試験所（研究所）の形を整備した。また、術専門家が主として製品開発に携わっていた。

キャッチアップだけでなく、個人レベルでは、北里柴三郎

4に寄宿し、その後マサチューセッツ工科大学（MIT）を経PEN January 2015

アーノルドは、彼の基礎部門について「基礎研究と応用研

異分野融合や基礎・応用の連携を研究棟のデザインにまで究をやる。ついては、物理化学、有機化学、冶金、磁気学、さかのぼって工夫を凝らした例は、これを嚆矢とするので

電気伝導、放射、電子工学、音響学、音声学、光学、数学、はないだろうか。これ以後、この思想を真似して近隣に数

生理学、心理学、気象学の分野を含む」と説明している。

十の産業研究所が建設されたと報告されている [7]。

それらが人間のコミュニケーションに少しでも関係があれば、ベル研の研究対象として許されるとの考えだったよう

1944 年、ケリーは AT&T の筆頭副社長になり、ベル研をだ [7]。社長のジューウェットも、ある政府機関での演説完全に掌握、1945 年、第 2 次世界大戦の終了とともに組の中で、「産業研究所においては、特定問題について知的織を再編し、ショックレイのような優秀な若手に大きな想像力を結集する必要がある、そのためには、研究者を個権限を与えた。この年に、ジョン・バーディーン（John

別に活動させるよりも、グループを作る、とくに学際的なBardeen）がショックレイのグループに採用され、ショッグループが良い」との趣旨を述べている。さらに、「良いクレイをリーダーとしてバーディーン、ブラッティンの 3

アイデアを探すよりも、日々、如何にして良い問題を発見

人が、大戦で中断していた固体増幅器の可能性を再び追求するかが重要なのだ」と力説している [7]。

し始める。これ以後、約 2 年余、1947 年 12 月 23 日、
ブラッ
ティンとバーディーンは、ゲルマニウム点接触型トランジ

このような考え方は、ニーズを正しくとらえてバックキャ

スタの実験を世界で初めて成功させ、翌年（1948 年 6 月

スティング的に基礎研究に持ち込み、融合と連携によって18 日）にベル研として公表した。当初は、一般社会だけ

成果創出を加速化していこうとする現代のイノベーション

でなくベル研においてさえ、この発明が現代の人々の生活戦略と、考え方において何ら変わるところがない。ベル研を一変させるような革命的な技術に発展するなど、ほとん

では、100 年近く前に、このことがマネジメントレベルでどの人が考えていなかったようだ [7]。

理解され、世界最高の研究環境が作られていたことになる。
いずれにしても、超一級の研究者たちが、現在でも実現不ベル研の企業研究哲学を最もよく理解し、研究指導者とし可能と思われるような研究環境の中で、思慮深く戦略的なて力を発揮したのがマービン・ケリーであろう。ケリーは、研究指導者の下に進めた「良い問題（good problem）」へ

入社以来、電話の中継器に使われる真空管の機能に感嘆しの挑戦が実を結んだ瞬間であったと言える。

ながらも、その製造の複雑さ困難さ、そして電力消耗の大きさが気になっていた。1929 年の大恐慌を経て、1936 年、ケリーは研究部門のディレクターになった。ただちに、彼Ⅰ –3

は、前から目を付けていたもう一人のキーパーソンである

トランジスタの発明に関わるエピソードは多くが語られ、ウイリアム・ショックレイ（William Shockley）を採用した。

諸文献に詳しい [7-11]。研究成果というものは、組織の文

ショックレイは、ケリーに「真空管に代わる故障の少ない化や、マネジメントが大きく関わる部分と、全く属人的な

何か電子的なもの（something electronic）がないだろう

要素が原因している部分とがあり、また、双方を分離してか」と相談された。後述するが、これが啓示となって [8]、考察することが難しい場合もあるだろう。とにかく、20

ショックレイは、まさにジューウェットが言う「良い問題」

世紀を代表する発明に関わった人たちの役割、個性や特徴を把握した。1941 年、ウォルター・ブラッティン（Walterに若干触れないわけにはいかないのである。

トランジスタの発明に関わった人々

Brattain）がショックレイのグループに加わり、固体増幅器の実験について試行錯誤が始まる。

傑出した研究指導者としてのマービン・ケリーについてはすでに若干紹介した。彼は、基礎研究部門の総責任者にな1942 年、マレー・ヒルに完成したベル研の新研究棟は、

る前は、電子管部長の任にあり、増幅作用に関わる真空管

考え抜かれた要塞のような構造を持っていた。研究部門のの重要さと欠点を知り尽くしていた。ショックレイが入所責任者としてケリーは、物理学者、化学者、数学者の学際した時に自分のオフィスに呼んで、前述したように、「こ研究を促進し、かつ研究部門と開発部門の融合を意図しての広いアメリカに住む市民にとって将来ぜひとも必要にないたが、そのためには建物を部門ごとに独立させることなるものは、どこに居ても話ができる通信システムだ。それ

く、すべてを H 型に連結させて建設し、異分野の研究者には真空管に代わる “something electronic” が必要である」

や各部門の所員が日常顔を合わせる確率が高くなるようにと説いた。後年、ショックレイは、終生の友となる菊池誠（後設計されていた。物理学者が入居した建物は廊下が 700述）に「あのケリーの言葉が、私の人生を決めた」と吐露

フィートもあり、廊下を歩けば必ず他のグループの人と顔している [10]。また、菊池は、「ショックレイほど、あくを合わせたという。

の強い、自我意識と自信の強烈な男に、これほどのインパ

PEN January5クトを与えたケリーという人に、私は研究指導者としての出席者の大半の質問に対応したという。結局、1956 年、「ト

非凡さをみるのである」と記している [10]。ケリーが名伯

ランジスタ発明」で 3 人がノーベル物理学賞を受賞してい楽と言われるゆえんである。

る。

ケリーの非凡さは、実は経営者としての政治的手腕にまでしかし、ショックレイの接合型トランジスタの理論完成は、及んでいる。AT&T は電話の独占事業によって帝国を築いグループの研究者には秘密で進められたもので、これはすていたが、政府は常に解体して自由化する機会を狙ってい

べてオープンにしてアイデアを交換し合うベル研の文化にて、水面下におけるせめぎあいがあった。そのため、戦時は反する行為で、それをリーダーが破ったことで、所員か中、ケリーは軍への協力を惜しまず、解体への動きをけんら総スカンを食うことになった。当時の優秀な若手として制し続けた。政府はそのようなケリーの資質に目を付けて、期待されていた基礎部門のフィル・アンダーソン（Philip W.

1950 年、トルーマン大統領の科学アドバイザー就任の打Anderson：1977 年、不規則系理論でノーベル物理学賞）は、診をしてきたが、ケリーはきっぱりと断っている [7]。ケ

ショックレイを「あれほど強い頭脳の持ち主は見たことがリーの人物を語る上で欠かせないエピソードである。

ない」と舌を巻く一方、部下に対して敵愾心を燃やすショッ
クレイを強く批判した [7]。その後、ショックレイのエゴ

研究棟の設計の工夫で学際的な交流が増え、基礎と応用は増し、共同受賞者のバーディーンとブラッティンからもの人たちが顔を合わせるようになる、との考えは、常に嫌われることになった。新しくシリコン・ヴァレーに興し

ケリーの頭にあったようで、「とにかく、お互いが物理たショックレイ半導体研究所においてもロバート・ノイス

的に近くに居ることが重要だ」と主張した [7]。これは、（Robert Noyce）ら 8 人の従業員に集団脱走されるという2005 年、 米 国 の 国 家 ナ ノ テ ク ノ ロ ジ ー 計 画（National

有名な事件が知られている。ちなみにノイスはフェアチャ

Nanotechnology Initiative：NNI）下でローレンス・バー

イルド・セミコンダクター社、のちにインテル社を興してクレイ国立研究所内に建設された分子工場（Molecular

いる。

Foundry：http://foundry.lbl.gov/）における、融合と連携の促進策として “Under one roof” で象徴される考え方と何

一方、ジョン・バーディーンは、ノーベル物理学賞を 2 度

ら変わるところがなく、その淵源と考えて良いだろう。事

受賞した歴史上ただ一人の学者であり、ショックレイと同実、当時の分子工場のボスでノーベル物理学賞受賞者、か様に稀有の理論家であるが、ショックレイとは対照的に、

つオバマ政権下でエネルギー省（DOE）長官を務めたス

声が小さく寡黙で性格の穏やかな人柄である。後年、イリティーブン・チュー（Steven Chu）は、ベル研で主要な研ノイ大学の学生は、教授のバーディーンに “silent John” と究活動を行った経歴を持つ。また、同様に、かつてベル研

か “whispering John（ささやきジョン）” と渾名を与えたが、で研究活動に専念していたハンス ‐ ヨアヒム・クワイサー

同時に、絶対に間違わない人として敬愛もしていた [13]。

（Hans-Joachim Queisser）は、祖国ドイツのシュトットガ

実験家と仕事をするのが好きで、相棒のウォルター・ブラッ

ルトにマックスプランク固体物理学研究所の建設を依頼さ

ティンとは気が合い、絶妙のコンビで点接触型トランジス

れた際、ドイツの半導体復権のため「異分野融合を促進す

タの成功にこぎつけた。バーディーンの最大の貢献は、半る建物の設計に腐心した」、と筆者に語ってくれたことが導体表面状態の重要性に気付き、表面準位がデバイス動作

ある [12]。これは明らかにベル研のケリーの遺伝子ではなを本質的に左右することを示唆したことである。これは半いだろうか。

導体分野で、その後、一大分野に発展する。

さて、ショックレイである。一流の研究者のみを集めたベウォルター・ブラッティンは、3 人の中ではかなり年上のル研の中でもとびぬけた知力を自他ともに認める彼である

生粋の実験家であり、性格が穏やかで的確なアドバイスをが、1947 年 12 月に初のゲルマニウム点接触型トランジ

くれるバーディーンを尊敬し、好んで一緒に仕事をした。

スタ動作が確認された時、実験ノートにはブラッティンとバーディーンの示唆に従って、ブラッティンは、同じ固バーディーンの名前があるのみで、グループの総帥ショッ

体グループの化学者ロバート・ギブニー（Robert Gibney）

クレイの名前はなかった。事実、最初の論文も前 2 者によと電解質液体を使って酸化膜層あるいはそれに起因する表るものである。ショックレイはこのことに大きなフラスト

面準位の除去を試み、成功する [7, 9]。結局、これが大きレーションを感じ、その後わずか一カ月で、独力で点接触な壁を破ることになったと、ショックレイは後に述懐して型とは全く異なる接合型トランジスタという画期的な理論いる。

と設計を完成させた。ベル研としての点接触型トランジス
タの正式発表は 1948 年 6 月であったが、ショックレイは

6

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このようにして、融合と連携を意図して注意深く設計された最高の環境の中で、最高の頭脳たちが結集して「良い問明したいと考えた。「ゲルマニウムで起こるなら同じ周期題」に取り組んだ結果「トランジスタ」は生まれ、20 世

律表Ⅳ族のシリコンでも起こるだろう」との鳩山の助言で紀の後半にかけてのエレクトロニクス産業というイノベー

純度の高いシリコン鉱石を手に入れ、実験をスタートする。

ションに火がついたのである。

シリコン鉱石に 2 本の針を立て、「何が起きるか」とワク
ワクしながら電流計を見つめる毎日を過ごしたようだ。しかしこの挑戦は、最初から破たんしていた。当時の日本のⅡ

電気試験所の奮闘～政策への貢献と国際人脈の形成

研究者の知識では、増幅作用が結晶の純度と直結していることなど知る由もなく、まして表面酸化膜層や表面準位のⅡ –1

トランジスタ事始め / 鳩山道夫と菊池誠

知識は皆無であった。毎月船便で米国から送られてくる論

1945 年（昭和 20 年）に始まる戦後の数年は、政府構造

文を隅から隅まで読むうちに、翌年、ようやくそのことをが GHQ によって分離あるいは解体された時代である。も理解するのである。

ともと電気試験所（電試）は逓信省の付属試験研究機関で、電力と通信の両部門から構成されていたが、1948 年 8 月、シリコンにしろ、ゲルマニウムにしろ結晶の高純度化技術

GHQ の勧告によって電試は商工省工業技術庁へ移管されのなかった当時、実験を続行するためには、米国のトラン電力部門を担当、通信部門は逓信省に電気通信研究所が発ジスタを手に入れるほかはない。そこへタイミングよく、足してそこの所掌となった。この分離により、電試の定員

駒形作次所長が、たまたま、米国から毀れたトランジス

は 878 名に減ったが、戦後激増する受検計器に対処する

タを土産に持ち帰るという偶然があった。早速、その中のため支所を 9 カ所に増やし、1951 年には定員 1209 名にゲルマニウム結晶片を取り出して、その上に針を立てて実増えている [2]。

験を再スタート。試行錯誤の末、電極のフォーミングの研
究に行きつき、1951 年に初めて菊池の英文論文が米国の1948 年 6 月、
ベル研がトランジスタ発明を発表したニュー

Journal of Applied Physics（JAP）に採択された。この間

スは、その価値を正当に評価できる人がまだ少なかったたの事情については「まるで蘭学事始めのようであった」とめ、新聞や雑誌にはそう大きくは取り上げられなかった。

菊池は書き残している [8, 10, 15]。

ベル研の幹部でさえ、人々の生活を一変させるような革命的な技術に発展すると考えていた人は希少だったようだ。

1951 年（昭和 26 年）9 月にサンフランシスコ条約が調まして科学技術への投資よりも戦後の復興に必死であった

印され、翌 1952 年 4 月に日本は再び独立国になった。し日本においては推して知るべしである。しかし、それをいかしながら、科学技術のインフラはほとんど整っておらず、

ち早くつかみ、注目した日本人がいた。その一人が当時の電試のグループの活躍はあっても、半導体や物理学は一部

電試の物理部長、鳩山道夫である。通勤途中で買った米国の大学と国立研究所の小グループが細々と活動していたにの週刊誌 TIME に短い記事が載っていたのだ（ほとんど、すぎない。菊池は、入所後に配属された当時の田無の研究同じころ、電試所長の駒形作次が米軍 GHQ から情報を得室について「戦時中、幼年学校か何かの校舎に使われていたとも伝えられている）。ただちに、鳩山は、そのニューた古い木造の建物で、これは “ 馬小屋 ” の愛（哀）称で呼スを部下の菊池誠に話し、議論を始めた。菊池は、その年ばれていた。戦争が終わって 3 年しか経っていない頃のの 4 月、東京大学理学部物理学教室を卒業して電試に入所、国立研究所の物理の研究室はそんな場所にそんな形であっ物理部に配属されていた。これ以後、数年間、鳩山の指導た」と述べている。トランジスタが生まれた当時のベル研の下、菊池の苦闘が続くことになった。

の環境に比較すると、問題にならないほど貧しいものであった。ただ、戦争で全てを失ったとはいえ、若い研究者余談になるが、鳩山道夫は物理学者で、1954 ～ 1955 年

たちは待ち望んでいた眩しいくらいの自由を獲得し、とくに総理大臣を務めた鳩山一郎の甥にあたり、母方の祖父はに量子力学や固体物理学は最先端のサイエンスの香りに満

数学者で理研の初代所長、菊池大麓である。一方、菊池誠は、ちていて、彼らは例外なく研究に夢中になったのである。

第二次世界大戦中に文部次官を務めた菊池豊三郎を父に持つ。この二人は、後年、時を隔てて、電試（電総研）を定
年前に辞し、ともにソニー中央研究所の所長に就任してい

Ⅱ –2

る。

そのような時期の 1953 年の夏、理論物理学国際会議が京バーディーン、ショックレイとの交流

都で行われ、トランジスタの発明者の一人、ジョン・バー
菊池は、ニュースや雑誌の情報を必死に集め、ボスの鳩山ディーンが、フレデリック・ザイツ（Frederic Seitz）らと相談のうえ、なぜそのような増幅作用が起こるのかを解と来日した。国際純正および応用物理学連合（IUPAP）に

PEN January7

出席していた当時東大教授であった小谷正雄が日本への会

クレイの目に留まる。当時、ショックレイはベル研を辞し議の招致を決めて帰国した結果であった [9]。大学や電気て西海岸のパロアルトでショックレイ半導体研究所を経営

通信研究所（当時、電電公社、現 NTT 基礎研究所）の有していたが、菊池の論文に興味を示し「キクチに会いたい」

志と半導体懇談会を立ち上げたばかりの鳩山は、小谷を通とボストンにやってきて夕食を共にする。これ以後、ショッ

してバーディーンに交渉し、国際会議のあと、バーディー

クレイが亡くなる 1989 年まで二人の親交は続いた。とくンを虎ノ門の共済会館に招いて公開シンポジウムを開催すに、1963 年、NHK テレビで実現した二人の対談は興味る。さらに鳩山は、バーディーンの講演のあとに、日本側深い。その時、ショックレイ 53 歳、菊池は 37 歳である。

からも「御前会議」として二人のスピーカーを用意した。

菊池は恐れ知らずの若さと気負いの故か、米国文化を皮肉

シリコン結晶と格闘していた電試（田無）の菊池誠、のちるアドリブの質問をショックレイにぶつけたところ、逆襲に東京大学教授になった電試（永田町）の佐々木亘で、当に出たショックレイは「日本の言葉と日本の文化の上で、時二人とも若く、とくに菊池は 27 歳、「やらせてください」

西欧に生まれ育った科学を載せてそだてることができるのと飛びついたらしい。このとき菊池は、例のフォーミング

か」と早口で言い放ったそうである。この発言は、現在にの実験結果を熱心に話し、メモしながら真面目に聴いてく

おいても尚、反論が容易ではない実に重い問いかけではな

れたバーディーンに深く感激、その後の 40 年近い交友のいだろうか。

きっかけになったという [9, 14]。
MIT 滞在中、菊池は休みなく人を訪ね、議論し、また、ボ
戦後まもない科学技術後進国の日本の中で、トランジスタ

ストンの街を楽しんだようだ（アーサー・フィードラーののニュースに「大さわぎをした」一部の半導体研究者は、

ボストン・ポップスは特に気に入っていた）。当時、田無その後のエレクトロニクス産業に貢献した研究開発の先の研究室には、ほとんど毎日、菊池からその日のことをつ駆者たちであり、電試の鳩山道夫は、そのオーガナイザー

ぶさに書いた絵ハガキが届いたと聞いている。バーディーとしての能力をいかんなく発揮した中心人物のひとりであンの「御前会議」に始まり、電子部のプロジェクトへの参る。英語が堪能で TIME を購読し、バーディーンを招待す

加も含め、菊池は常に好奇心と行動力をもって事に当たっるシンポジウムを企画・実行し、その後、田無の電試や自ている。そのコミュニケーション能力は日本人ばなれして宅にも招待して若い研究者に接触の機会を作っている。そいて、それを示す典型的な例がショックレイと 30 年近くのような国際性と行動力に満ちたリーダーシップは、当時続いた親交だったのではないだろうか。ショックレイは、としては非常に珍しく、その下で菊池は躍動していた。

前述したように、自己中心的で個性の強い天才科学者であり、菊池も著書の中で、「ショックレイは非常にくせの強鳩山は、当時について「シンポジウムは通訳なしの英語だい人で、He is a character という言葉で語られる」と記し

けで押し通した。佐々木さんも菊池さんも、ただ一人、日ている。そのショックレイと物理だけではなく、文化にま

本語のわからないバーディーンのために一生懸命予習してで踏み込んだ議論を永く続け、ショックレイ夫人からも強英語で講演した。この二人は、後にしばしば国際会議で講い信頼を得ていた。菊池は、半導体の学術書だけではなく、演するようになるのだが、いい練習になったと思うのであ

毎日出版文化賞や日本エッセイストクラブ賞を受賞するなる。
」と回想している [9]。一方、菊池は、数十年後、「鳩ど、教育書、啓蒙書も含めて十数冊の著作を残している

山さんに与えられたこのきっかけは私にとって非常に大き[14]。

な原体験（バーディーンとの交流）となって実を結んだ。
むずかしいからと逃げていたら、何の得るところもなかったに違いない」と記し、さらに「後年、私は若い後輩に機会を与える努力をいつも心がけた」と続けている [14]。世Ⅱ –3

電子部創設から電子工業振興臨時措置法まで /和田弘の戦略代から世代へと、マネジメントの DNA はこのようにして物理部での鳩山、菊池らの研究活動と並行して、政府レ伝えられるのだろう。

ベルでは組織の改廃が続いていた。国の通信事業は、一旦、逓信省に新しく発足した電気通信研究所（通研）に移8

菊池の国際人としての活動はこの後、さらに拡大する。

管されていたが、その後、通研が電電公社に移管されたた

1960 年、ユネスコの支援で菊池は MIT に派遣され半年ほめ、通信関係の国立研究所が存在しないという事態になっどボストンに滞在することになった。それに先駆けて、電た [16]。電試においては、再び通信部門を復活させたいと

子部でのトランジスタづくりの傍ら常に物理を忘れなかっの気運が生まれ、1953 年、企画部では「通信部」の設置た菊池は、渡米前にシリコン結晶のマイクロプラズマに関案を準備していたが、9 月に企画課長に就任した和田弘は、する論文を学会誌に発表していた。この論文が、あのショッ通信以外への電子技術の広範な応用を目指す「電子部」のPEN January 2015

設置へと方針を変更した。そこには、日本の将来を見据え完成した。この成果は、日本のコンピュータ産業の立ち上た和田の明確な構想があった。

がりに決定的な影響を及ぼすマシンとなった。事実、日本

和田は、研究者として入所したものの、戦後の荒れ野を見電気、日立製作所、松下通信工業、北辰電機などのメーカーて早くから日本の産業を再建しようと心に決めたそうで、が電子部の技術指導を受けて、商用機を開発、コンピュー

1951 年 10 月から 1 年間、MIT に戦後最初の海外留学生

タ事業に乗り出していったのである [16]。

として滞在した際に、ほとんど研究活動をしていない [16,17]。「研究なんかするわけない、アメリカを見に行ったん

しかし、和田の構想のスケールはそれを越えていた。研究だ」と明言している [17]。事実、新しい通信技術や量子力

開発成果に満足することなく、企業レベルで電子工業を振学を含むいろいろな学会・セミナーに片っ端から出席して興する足掛かりを制度的に定着させる必要を強く感じてい情報を集め、帰国。米国においては、通信以外にも医用技たのである。戦後の日本が世界に対抗する武器として電子術、電子計算機など、一般産業への応用が広く進みつつあ工業の振興策を一刻も早く成立させ、輸出産業にまで育成

り、なによりも電子機器の部品が小型化・軽量化されていするべきと和田は考えていたが、それを阻んだのは、政府ることに驚いた、と報告している [16, 18]。

部内の省庁間の争いであった。1952 年の工業技術庁から工技院への格下げ、1956 年の科学技術庁（科技庁）の発足、

和田の電子部の構想は、通研の通信事業との重複を避けら

それに先駆けた 1953 年の和田に対する国会議員（松前重れるとの意味もあったが、なによりも、米国滞在中の実体

義）や初代科技庁事務次官（篠原登）の強い引き抜き工作、験から、将来に対して和田の俯瞰的な視覚・嗅覚が働いて和田の辞退など、政官財を巻き込んだ科学技術庁対通産省いたようで、電子部品の進歩、弱電への応用拡大、コンのせめぎ合いは熾烈を極めた [16]。紆余曲折の末、和田ピュータの発展など、通信事業以外への広大な応用を見越の実質的な指導を受けながら（官僚はそれを認めていない

していたものと考えられる。1954 年 7 月、和田弘は、難が）、通産省が主導権を握り、国会審議を経て、1957 年 6

産の末に発足した電子部の部長に就任する。

月 11 日、「電子工業振興臨時措置法」が公布、施行された。

産業につなげるための基礎を築く必要があり、和田は、まこの間の詳しい事情は、参考文献 [16] に掲げた青木洋のず、トランジスタ作りに焦点を絞る。早速、物理部に協力

学位論文に詳しい。和田の行動は、国立研究所の一研究部を申し入れ、結局、半導体と格闘していた菊池が電子部に長の枠をはるかに超えたものであり、関係高級官僚や国会移ることになった。その際、菊池と佐々木は、どちらが電

議員を時には自分のオフィスに呼んで講義を実施、国会で子部に行くかと話しあい、最後は、ジャンケンで決めたとの法案審議にも説明員として参加している。こういった和いうエピソードが残っている。電子部に移った菊池は、部田の大胆な行動は、和田の傑出した知識、見識、指導力に長の和田に「物理屋か何か知らんが、理屈ばかり言っても起因するものであるが、官僚の慣習世界では不快と感じる

トランジスタ一つ作れないのでは話にならん。とにかくものも多く、和田が研究所全体のボスになる道は独特の力作ってみろ」と言われ、猛然と課題に取り組んだ。現象の学の中で消滅している [19]。

メカニズムを求める物理学の立場から、理屈よりも機能を実現させるエンジニアリングへの挑戦にスイッチしたこと

異分野融合や連携という観点からは、和田は、部や組織をになる。酸化ゲルマニウムの還元、得られた金属ゲルマニ

越えて実に柔軟であり、電子部の研究は、まさに物理学やウムの純化、単結晶作製と純度を上げるためのゾーン精製

電子工学、冶金学、情報科学、の融合が自然に進行していた。

装置作り、グラファイトボートの高純度化など、数人のチー

さらに、ベル研と同様に、和田は極めて明確に「良い問題」

ム作りからの手づくり作業によって、1955 年、ついに合を研究者に植え付けていた。電子部での経験について菊池

金型トランジスタまで作り上げた。後年、ある評論家が「日がよく口にしていたのは、和田のリーダーシップのことで、本は、トランジスタが出れば、真似して作って売るだけ」

電子工業に的を絞った卓見、電子部を興し人を集めてコンと自嘲したのに対して、「真似して作ったデバイスが働き、ピュータを作って見せた圧倒的な行動力と指導力、電子工

しかも安くできるとしたらその実力は大したもの」と菊池業振興臨時措置法を主導して成立させた政治的手腕とエネは原体験に基づいて反論している。菊池は、入所後、最初ルギーなど、賞賛に値する、と。やがて、国立研の役割やの 10 年で物理部と電子部の文化を、それぞれ優れたリーマネジメントについて考えるようになった菊池は、アモル

ダーの下で経験し、明らかに研究ばかりでなく、「ものづ

ファス半導体が登場した時に行動を起こす。

くり」に対する幅と深みのある見方が身についていったようだ。そしてついに、電子部において、1956 年、ETL
Mark Ⅲという国内初のトランジスタ方式コンピュータがPEN January

9

Ⅱ –3

アモルファス半導体 / 菊池特別研究室を移すことを象徴したものである。森は、「電力部」の部

1968 年 11 月、Physical Review Letters という有名学術名が消えることに抵抗する関係者を抑えて「エネルギー部」

誌に、衝撃的な論文が載った。スタンフォード・オブシンに変更するなど、将来を見据えた経営に腐心した。研究者

スキー（Stanford R Ovshinsky）という無名の研究者が「アの「自己主張」を引き出すための契約研究（経常研究費をモルファス半導体」という新材料（カルコゲナイド系）を使った）を所内制度として実施したのは、好例である。ま使ってトランジスタを凌ぐスイッチ・メモリ素子を作製した、電総研を辞して以後も、三菱電機の常務取締役あるいた、というのである [20]。のちに不規則系固体（つまりは社友として「森フォーラム」を主宰し、省庁間の壁を破アモルファス）の理論でノーベル物理学賞（1977 年）をるための「ヨコ型研究組織」の検討や、ポスドク 1 万人計受賞するネービル・モット（Nevil F. Mott）を含む著名な画などを提案し、科学技術政策に採択されている [2]。約学者のコメントつきで Wall Street Journal にも報道され

20 年続いた森フォーラムの後半 10 年は、かつて 1971 年、たので、日本の四大商業紙が第一面で報じた。かなり話題森に採用された田中が積極的に支えた。

になったが、当時は、「結晶半導体の学術と技術がお互いの成果をキャッチボールしながらエレクトロニクス産業が所名変更にともない物理部から基礎部に部名の変更があっ急成長していた時期であったから、多くの人たちは半信半た。菊池は基礎部長への就任を要請されたが固辞し、電子疑であった。しかしながら、ソ連のレニングラード（現在基礎特別研究室（菊池特別研究室）の室長という、いわばのロシアのペテルスブルグ）にあるヨッフェ理工学研究

独立して裁量権を与えられたプロジェクトチームのリー所で、コロミエッツ（Vladimir T. Kolomiets）のグループ

ダーを選んだ。アモルファス半導体は、スタート時の主たが 1950 年代から研究していた以外は、学術的には明らかる課題であり、菊池がこのテーマを取り上げた理由は明確に未踏分野であったので、欧米ではケンブリッジ大学キャであった。本物の技術に育ち得るものかどうかについて、

ベンディッシュ研究所のモットやテッド・デービス（E. A.

「国立研のマネジメントとして確かな判断材料を示したい」

Davis）、シカゴ大学のヘルムート・フリッチェ（Hellmutと明言していた。欧米である程度確立された領域にしか手Fritzsche）、
IBM のマーク・ブロズキー（Marc Brodsky）ら、を出さない傾向が強かった当時のアカデミアに一石を投じ一流の物理学者がこの分野を主導し始めた [21]。

る経営判断であり、実習生を入れて 5 人以上のメンバーがチームでアモルファス半導体に取り組んだ。たまたま、所

実は、筆者（田中）はオブシンスキー論文が発表される数

名変更以前からこのニュースを伝え聞いていた田中（筆者）年前からアモルファス半導体を調べており、当時、在籍しは直ちに菊池研究室の門を敲いた。「明日からでも来なさていた松下電器東京研究所において研究を始めることにい」という菊池の言葉で、1969 年 4 月、田中は松下電器なっていたが、本社の方針転換によって却下され、半年後東京研究所を辞して菊池グループに実習生として加わったに辞職することを所長の小池勇二郎に表明していた。従っのである。リスキーなテーマでしかも未踏領域であったこて、オブシンスキー論文が大々的に新聞に報道されたこととから、当時、本格的なグループは、国内では菊池特別研によって多くの大学が研究を始める可能性があり、ゆっく

究室および通研の水島（水島宜彦 ) 特別研究室以外には見りできないとの焦りを感じたことを覚えている。

当たらなかった。前述したように、電総研と通研は 1948
年以前は同体であったことを思うと興味深い。

そのような中、1969 年、人材、設備、予算面で最も研究環境が整っていた電試がアモルファス半導体を取り上げそれから田中らの寝食を忘れた研究漬けの毎日が始まった。そう決心したのは、当時、部品基礎研究室長であったた。田中を含め、杉道夫（物理学、のちに横浜桐蔭大学教授、菊池誠である。菊池が「馬小屋」で実験に苦闘していたこ

LB 膜）、1 年後に加わった松田彰久（化学、のちに電総研

ろから 20 年の月日が流れ、電試は国内では最も設備の整っスーパーラボ長、大阪大学特任教授、プラズマ材料化学）、

た国立研究所になっていて、菊池は C2 庁舎 3 階に実験室

黒須楯生（のちに東海大学教授）、峯尾秋良（のちに化合を持っていた。

物半導体の NEC 事業部長）ら、みな 30 歳以下の若さと体力を誇り、先頭に立つボスの菊池がこの上ない研究環境を

10

翌 1970 年（昭和 45 年）7 月、電試は「電子技術総合研

創ってチームを鼓舞した。当時のアモルファス半導体は多究所（電総研）」に所名を改称した。当時の所長は、MHD

元系カルコゲナイドが主役で、組成を連続に変化させた試発電プロジェクトを発進させた電力部および機器部出身の料が必要であったが、高い技術と豊かな経験を持つ飯島茂

森英夫（もりふさお ) である。この所名変更は、電力中心（応用物理学、のちに部品基礎研究室長）が石英細工、攪

の試験所業務が、新しい科学に裏打ちされた破竹の勢いの拌振動炉、冷却システムなど、高品質の試料を生み出すたエレクトロニクスや情報技術を包含した研究所業務に重心めの必要技術について田中らを厳しく指導した。また、田PEN January 2015

中は、それまでの半導体研究にはほとんど縁のなかったガ

ピーター・ルコムバー（P. G. LeComber）が発表した「アラスの諸性質について、電総研材料部で連綿として続けら

モルファス・シリコンの置換型ドーピング」と題する論文れていた酸化物ガラスやその電気的性質についての研究蓄

は、アモルファス半導体においても結晶半導体と同様に、積を利用、先駆的な成果を上げていた宗像元介 [22]、中島

不純物を入れる（ドーピング）ことによって伝導型を p 型

達二らの論文を調査、現役の並河洋、荒井和雄らに適宜アや n 型に変換できる、つまり、pn 接合のダイオードやトドバイスを求め、熱分析については、同じく材料部の示差

ランジスタを理屈上は作れることを示したもので、画期的

熱量分析器の発明者、小沢丈夫の指導を受けた。ラマン散

な論文であった [24]。アモルファス・シリコンはグロー放乱では腰塚直己（材料部）、
ESR では山下幹雄（電波電子部）

電法（プラズマ堆積法）という新しい作製法によって薄膜の助力を得た。電試、電総研の知識を総動員した学際的な状に堆積されるが、薄膜中に水素がパーセントオーダーで連携協力の結果、数年を経ずして菊池グループは国際的な含まれているので正確には水素化アモルファス・シリコンプレゼンスを獲得した。

（a-Si:H）と呼ばれている。pn 制御が、簡単な原料ガスの切り替えだけで行えるうえ、大面積薄膜が低コストで容易

その過程で、菊池は、国際会議などを通してオブシンスキーに作製できるという、結晶にはない特徴が広大な応用を予やフリッチェと親交を結び、多くの海外研究者を田無の感させ、事実、翌年の 1976 年、RCA のデイブ・カールソC2 庁舎に連れてきた。実験室を案内しながら、田中や杉ン（David E. Carlson）とクリス・ロンスキー（Christophor R.

に実験の内容を説明させたり、セミナーを所内に公開した。

Wronski）が最初のアモルファス・シリコン太陽電池を発

これは、かつて、鳩山が菊池を鍛えた手法と軌を一にして表する [25]。研究初期の変換効率 5.5％は、当時、1973いる。若い研究者の視点は、自然にグローバルになり、トッ

年の第 1 次石油ショック、1979 年の第 2 次石油ショック

プを走る研究者やグループを目指して、夜を日に継ぐ努力

で再生可能エネルギーの開発に乗り出していた世界各国かをしたことは言うまでもない。このようにして学術成果は

ら大きな注目を浴びた。

間違いなく蓄積されたが、同時に、電気的メモリ・スイッ
チに関しては、一部に未解決部分を残しながらもシリコン

ローマクラブが「人類の危機レポート」（デニス・メドウ、

結晶技術に置換し得る条件を満たしていないと判断される

1972 年）で石油枯渇を予言して以後、二度の石油ショッに至り、プロジェクトは一応の決着を見た。菊池は、ソニー

クが世界の再生可能エネルギーの国家計画ブームを生んだの井深大に誘われて、1974 年、電総研を辞してソニー中が、実は、日本においては各国よりも一年早く 1974 年、

央研究所長に就任、かねてから経験したいと考えていた企

工技院サンシャイン計画（新エネルギー技術開発計画）が業文化とマネジメントに身を移すこととなった。

発進している。当時、通産省の行政官であった堺屋太一（本名：池口小太郎）の小説「油断」は事態をシミュレーショ

アモルファスのグループは解散し、それから数年間、田ンしたものとして話題になったが、堺屋自身もサンシャイ

中は、ただ一人、自ら発見し実証したアモルファス・カ

ン計画の初代開発官を務めている [26]。1973 年、工技院

ルコゲナイドの光構造変化の研究に没頭した。さいわ

研究開発官室での議論をベースに「サンシャイン計画」をい、1975 年、Appl. Phys. Letters に 発 表 し た 論 文 が、工技院の政策プログラムに仕上げ、その年の秋の予算折衝

翌 1976 年 3 月、 米 国 物 理 学 協 会 主 催 の 国 際 会 議（AIPに臨んだところ、まさにその時に第 1 次石油ショックが起

Conference）での招待講演に決定した [23]。しかし、このきたため、予算は全額承認された [27]。当初は、太陽エネ学会で最も強い関心を惹いた招待講演は、先年（1975 年）

ルギーと言っても太陽熱発電が主要な課題として考えられの Solid State Commun. に第一報が出たアモルファス・シていて、ほぼ全額が熱発電に充当されていた。太陽光発電

リコンの pn 制御の実験結果であった [24]。この論文は、に重心が移るのは、特殊法人新エネルギー産業技術総合開

アモルファス半導体を一気に実用化の舞台に近づけるブ発機構（NEDO）が設立された 1980 年代以降のことである。

レーク・スルーを含んでいた。これが、1974 年にスタートした工技院の新エネルギー・産業技術開発機構のサン

各国よりも素早い動きで国家の新エネルギー計画が発進しシャイン計画と結びついて、やがて産官学の一大プロジェ

たが、科学技術の国家戦略という視点からながめると、本クトに発展するのである。

質的な欠陥を抱えていた。組織の縦割りに起因する省間の壁である。太陽電池のように先端科学と新材料開発が必要なプロジェクトにおいては、たとえ産業化を意識した開発

Ⅱ –4

サンシャイン計画と太陽光発電 /課題であっても、サイエンスを巻き込んだ基礎研究が組み内包する深刻な問題

込まれていなければ、国際競争に勝つことはできない。つダンディー大学のウォルター・スピア（Walter Spear）とまり、大学が基礎研究人材の宝庫であることを考慮すると

PEN January11

大学を除外したプロジェクトは戦略上成立し得ない。事実、
当時、産業界と大学が組んだ国家プロジェクトは欧米では

Ⅱ –5

アモルファス・シリコン太陽電池プロジェクト /分散型の産官学連携

珍しいことではなかった。だが、日本では、サンシャイン

1970 年代後半の主要国における自然エネルギー技術開発

計画を所管する通産省と、大学を傘下に収める文部省とは、において太陽電池の開発は世界的関心の高かった研究課題

全く独立した役所として存在し、実質的な産学官連携プロである。特に、彗星のごとく現れた新材料のアモルファス・

ジェクトなど組織しようがなかった。電子工業振興臨時措

シリコンはその中心にあった。素性の知れた結晶シリコン置法で和田が苦労したころと何ら事態は変わっていなかっや化合物半導体を使った太陽電池の低コスト化を図るのがたのである。

先、といった議論は当然あるし、最も手堅く賢明な策かもしれない。しかしながら、生まれたばかりの技術や材料に

1970~1980 年ごろの通産省では、
大型プロジェクト（1966

は大化けする可能性があり、捨てるという選択肢は、まず、～ 1993 年）、サンシャイン計画（1974 ～ 1993 年）、次あり得なかった。

世代プロジェクト（1981 ～ 1993 年）など 10 年という長期計画が保証された産業向けの研究開発プロジェクトが1977 年、当時の研究室長であった飯島の同意を得て、田いくつか常に走っていて、予算規模も当時の大学の研究グ

中は、直ちにアモルファス・シリコンの研究グループを再ループに比較すると一桁半ほど大きかった。いっぽう、文組織し、キャノンや旭化成からの実習生も含めて 7、8 人

部省傘下の大学では、物性や新材料関係になると「重点領のチームを作った。このときに、物性理論、接合理論に強域研究」の場合でも研究機関は三年という短期であり、国い大串秀世（のちに不純物準位と密度を決定する ICTS を立研究所と大学の間には明らかに研究環境において大きな発明）、新人の山崎聡（のちに光音響分光法による薄膜分隔たりがあったと言える。ただし、科技庁傘下の特殊法人

光法を確立）がメンバーとして加わった。このチームが核である科学技術振興事業団（現在の JST）が 1980 年に始となって、1980 年、材料部にアモルファス材料研究室がめた ERATO プロジェクトは例外と言えるが。

発足した際、さらに、大枝秀俊（変調光電流法）、秦信宏（CARS によるプラズマ診断）、松浦秀治（デバイス研究 )国全体で見れば、大学に用意された豊かな人材を使うことが参入した。

なく、一部の民間企業と国立研究所に巨額の予算を落としているという構図であり、行政の縦割りが強かったとはい

田中はアモルファス太陽電池の基礎と応用を含む研究を、え、明らかに国の戦略としては破たんしていたのである。

真の産官学連携による国家戦略としてプロジェクト化でき

ディスカッションを終えて1986 年に筆者が室長を務めていた電総研アモルファス材料研究室を、米国電力研究所（EPRI）のプロジェクト（アモルファス関係）の一行が訪れた際に、研究室メンバーとともに。

12

PEN January 2015

ないかと考えていた。欧米の体制に比較して、サンシャイ

この他にも、通産省内の制度的・慣習的な制約や省庁間のン計画の体制に強い危機感を覚えたからである。事実、ス壁あるいは圧力が層を成して待ち受けていて、とても 30

タートして数年のサンシャイン計画を米国 ERDA（1975

代の研究者が情熱だけで突破できるほど生易しいものでは

年設立のエネルギー開発局、1977 年に新設された DOE になかった。立ちふさがる現実を一つ一つクリアできたのは、統合）の代替エネルギープロジェクトに比較してみると、内外の政、官、産、大学にいたる多くの人の協力・助言と①ほぼ同じ数の開発課題メニューを揃えて一桁近く少ない

幸運に恵まれた結果であろう。中でも、大学のチームが実

予算を均等配分、②国家プロジェクトでありながら国立大質的に参加する通産省初の産官学体制が整うまでには、文学への予算の実質配分なし、という状況であった。前線に

字通りの紆余曲折があった。突破口は当時の自由民主党の送る兵員の質と量において、あるいは補給のための兵站（ロ

資源エネルギー調査会（会長佐々木義武）である。当時、ジスティックス）においてハンデが大きすぎ、戦略の体を田中はアモルファス半導体国際会議の日本代表を務めていなしているとはいい難かった。

たので、米国のオブシンスキーや他の学者たちとのネット
ワークがあり、そこから田中について政府高官に何らかの戦略化の構想は単純である。①アモルファスに関する限り、情報が入っていたと思われるが、この朝食会で、田中は欧米を上回る予算と人材を集中的に投資すること、②学術構想の説明を求められた。第 2 次石油ショックのあった的に未踏分野であるため、大学の人材を本格的に投入する

1979 年だったので数十人の国会議員が集まり、工技院かこと、③国際競争に打ち勝つために、基礎研究の成果、材らは、石坂誠一（工技院長）、山中正美（技術審議官）、角料プロセスの成果、デバイス試作結果をリアルタイムで情南平（研究開発官）、電総研から等々力達（エネルギー部長）、

報交換し合うこと（つまり、融合と連携）、の三点である。

田中のかつての上司の菊池誠（ソニー中央研究所長）が臨

何よりも若い分野だけに、基礎と応用が成果のキャッチ

席していた。「大学の本格的な参入が無ければ欧米には勝ボールをしながら進行することが肝要で、産官学体制はプてない」との田中の説明の後、塩川清十郎の強い支持によロジェクトが戦略たり得る必要条件であった。そしてそのり、与謝野馨を委員長とする小委員会を設置しての検討続

先に、田中は、エネルギー新技術を輸出産業にまで育て上行が決定され、その後、委員会は数度開催された。その時、げることを将来構想として描いていた [27, 28]。

海外の著名な学者にコメントをしてもらうのが効果的だ、と田中にアドバイスしたのは、当時の東亜燃料工業常務でしかし、構想は単純であっても、実現に至るプロセスは困あった中原伸之である（のちに日銀審議官）。そこで 6 月

難を極め、綱渡りの状態が二年ほど続いた。まず電総研内

1 日の委員会では、田中の国際人脈から物性理論のシカゴ部におけるオーソライゼーションが大変であった。一言で大学教授のモーレル・コーエン（Morel H. Cohen）を選ん言えば、エネルギー部、電子デバイス部、基礎部の部間のでコメントを依頼した。その前夜、田中はコーエンと電話壁であった。サンシャイン計画関係については、電総研所

で延々と構想の細部について話し合っている。コーエンは長や企画室長は一切口を出さないで、エネルギー部長に実大学研究者のプロジェクト参加が重要であることを資料を質的な決済権限を与えている。エネルギー部部長の等々使って説明したが、これをもとに、小委員会は、大学の参力（達）に交渉に行くと「太陽電池関係は電子デバイス部

加を勧告する画期的な報告書を作成したのである [28]。

の駒宮（安男）部長に任せてある。まず彼の OK を取れ」。
この段階で、
田中の属する基礎部部長の作道（恒太郎）が「田これ以降は、一橋大学教授の島本実の近著「計画の創発～

中、君が直接行くと話が壊れそうだ。私がやるからおとな

サンシャイン計画と太陽光発電」264 ページから、直接引

しくしていろ」。数日後、作道に呼ばれて行くと「駒宮部用させていただく。「そしてこれこそが、1980 年度から開長はこう言うのだ。基礎部は最初からサンシャイン計画に始されるアモルファス太陽電池の産官学体制の原案となっは関与していなかったのに途中から入るのはおかしいではたのである。こうしてアモルファス太陽電池研究の予算はないか、と。取り付く島がないからあきらめてくれ」と匙飛躍的に増加し、大学が委託研究に本格的に参加するようを投げられた。結局、田中は、いわゆる「根回し」に失敗になった 1981 年度のサンシャイン予算では、アメリカをしたまま、最後の所内ヒヤリングに臨んだ。驚いたことに、上回る 13 億円にのぼるようになったのである。田中の戦

そこに、通常は出席しないはずの駒宮が怖い顔をして座っ

略は功を奏したのであった。」[28]。

ていた。田中は、かなりきちんとした説明資料を用意して意を尽くして話し、その上で却下するのであれば、その事

産から 8 グループ、官（電総研）2 グループ、学（国立大実を残しておきたいと考えていた。ところが説明の終了後、学５、私立大学１）6 グループがアモルファス・シリコン

駒宮は「わかった。一緒にやろうじゃないか」と、一転、ゴーという共通のテーマの下に、物性理論、材料科学、デバイス、サインを出したのである。

を横断して議論できる場が意識的に設定された。松原武生

PEN January13

（京都大学基礎物理学研究所）、
米沢富美子（慶應義塾大学）、

いた通りであったが、田中は内容の重要さに心底おどろ清水立生（金沢大学）、浜川圭弘（大阪大学）、廣瀬全孝（広いていた。バーディーンは、その夜のバンケットで、“US

島大学）桑野幸徳（三洋電機）、内田喜之（富士電機）、清emphasizes science with a notable exception” と言ってカー

水勇（東京工業大学）、小長井誠（東京工業大学）ら、優ルソンの発表を喜び、また、米国の技術が日本に近づいたれた人材も集まったことで戦略としての十分条件も整い、と感想を漏らした。最終日、フリッチェは逆に、日本の基1980 年代前半で、日本の研究レベルは欧米に肩を並べる

礎研究の質が非常に高くなったと感想を述べた。これ以後、ようになり、その後、他分野への広がりも含め、薄膜シリDOE の国立再生可能エネルギー研究所（NREL）におけるコンテクノロジーにおけるメッカとしての日本の地位が確

アモルファス太陽電池産官学プロジェクト研究報告会、あ立されたのである。

るいは電力研究所（EPRI）の契約研究発表会には、日本の産官学のいずれかから研究者が呼ばれ、必ず招待講演を依エ ピ ソ ー ド を 一 つ 挙 げ て お こ う。1982 年 7 月 20 日 か

頼されるようになった。NEDO はその名を世界に知られるら 23 日にかけての 4 日間、パロアルトのリッキーズ・

ようになる。

ハ イ ア ッ ト・ ホ テ ル で、 ア モ ル フ ァ ス・ シ リ コ ン の 応
用 を 中 心 に し た 日 米 セ ミ ナ ー US-Japan Joint Seminar

サンシャイン計画における産官学連携において特筆すべき“Technological Applications of Tetrahedral Amorphous

は、産官学がそれぞれの独立拠点で研究活動をしていたにSolids が開催された。文部省学振のプログラムで、当時、もかかわらず、連携融合はかなり深いレベルにまで達し、大阪大学教授の浜川圭弘が日本側世話人、米国側はゼロッ

年間何回かの合同報告会や、関連の国際会議では、侃々諤々

クス・ロチェスター研究センターのモート（Joe. Mort）がの熱い議論が当たり前になっていたことである。企業では、世話人となり、世界から数十人が選ばれて出席した。ちな

未踏分野であるだけに、基礎研究の助けが絶対に必要であみにモートは、pn 制御を初めて成功させたスピアの数十る一方、企業化については詳細を開陳できないので、分散

年前の学生である。日本からは、物理学界重鎮の川村肇、型の産官学連携あるいは融合は、必然的な形であったと考企業からは桑野幸徳らも出席していた。この会議前まで、えられる。

日米は太陽電池の変換効率競争でしのぎを削っていて、発明者である RCA のカールソンがどのような発表をするの

産と学との間で、電総研のグループは、材料科学に関するかが一つの焦点であった。さらに、すべての出席者にとっ多くの未知の問題を取り上げ、厚みのあるデータを蓄積、て最大の興味は、米国の代表の一人として出席していたあ

その都度、産学にリアルタイムでフィードバックした。特のジョン・バーディーンが何を話してくれるか、というこに、松田彰久らはグロー放電法を対象としてプラズマ診断とであった。まず、カールソンは、講演中にセミナー室に技術を総合的に取り上げ、堆積する薄膜の性質との相関を電話がかかってきたので中断して部屋の隅で受話器を取詳しく調べた。その仕事は、材料設計法の境地に達していり、30 秒くらいの短いやり取りの末、電話を切った。満たように考えられる。1980 年代の後半、電総研グループは、

面の笑みで出席者を振り返り、「良いニュースだ。RCA は

米国ゼロックス・パロアルト研究センター（PARC）のグルー

本日、変換効率がついに 10% を超えた。
」と報告、とたん

プとともに世界的な拠点に成長し、国際会議における招待に全員から大きな拍手が起きた。巧みな演出に見えたが、講演数、口頭発表件数は、ときに PARC を凌駕した。キャッ全員、その成果を喜んだのである。

チアップの時代からようやく欧米の背中に張りついたとの感があった。

セッション終了後にバスで、Huddart Park へエクスカー
ションに出かけた。田中は、短パン姿のバーディ―ンと話

14

し込む機会を持った。伝説の物理学者と話す昂揚感の中

Ⅱ –6

で、田中は、バーディーンが 1952 年にゼロックスの顧問

Ⅱ章を閉じるにあたって、アモルファス・シリコン太陽電になり、アモルファス・セレンのフェルミ・レベルが動か池プロジェクトに関わった当時の工技院サンシャイン計画

ないことにどう説明をつけるか考え続けていたことを知っ推進本部および NEDO の行政担当官について一言を付してた。つまり、当時、バーディーンは、トランジスタ発明直おく。産官学体制が整う以前、資源エネルギー調査会にお後の半導体表面物理、接合特性、そして超伝導に加えて、ける田中の説明を席上で積極的に支持する発言をした研究

アモルファスの本質部分の課題についても、モットやアン

開発官は角南平であった。また、プロジェクト開始後、歴ダーソンより 20 年以上も前に気づいていたことを意味し代の研究開発官は、総じて産官学体制を支援したが、なかている。バーディーンは静かにゆっくりと話した。人柄をでも向井保は出色の運営を実行した。まず、国の一般会計感じさせるそのさまは、菊池からしょっちゅう聞かされて予算が、1980 年代の前半、マイナスシーリングで年々下PEN January 2015

NEDO 研究開発官 / 行政の役割

降する中で、1986 年度、新エネルギ―技術のアモルファス・[9] 鳩山道夫、半導体を支えた人々、誠文堂新光社（1980）

シリコンに初めて電源開発促進対策特別会計（いわゆる電[10] 菊池誠、日本の半導体 40 年、中公新書（1992）

源特会）を導入した。NEDO の向井も電総研の田中も全く[11] トランジスタ 25 周年記念号、物性、14 巻、4 号（1973）

隠す意図はなかったものの、結果的に電総研企画室に連絡[12] 田中一宜、大型研究プロジェクト～その周辺と学会のなしで進めたため田中は叱責された。しかし、予算のマイ役割～、応用物理、78 巻、8 号、pp.736-741（2009）

ナスシーリングを突破するための窮余の策として避けがた[13] Nick Holonyak Jr., Special Issue “John Bardeen”,

いとの見方があって、以後、1988 年には省エネルギー技術、

Physics Today April, pp.26-43（1992）

1989 年には次世代産業基盤技術へと雪崩を打つように特[14] 田中一宜、エレクトロニクス夜明けのころ～菊池誠さ

別会計予算を導入した。1990 年度には、産総研の研究関んが残したもの～、PEN、Vo. 4, No.5, pp.4-11（2013）

連予算総額 32 億円のうち、実に 3 割に当たる 9 億 5 千万

[15] 菊池誠、「三つ子の魂」が目を覚ます、NTT 出版（1995）

円が特会由来であった [29]。

[16] 青木洋、日本のコンピューター産業形成史～技術開発と産業形成の日本的特質～（博士論文 / 東北大学大学院経特別会計は使用目的に制限が付いているため、それを国立

済学研究科）（1996）

研に導入することの可否については、当然のことながら、[17] オ ー ラ ル ヒ ス ト リ ー 和 田 弘 氏（ イ ン タ ビ ュ ー、

毀誉褒貶があった。しかし、結果を見れば、政治的選択

2004.8.31）情報処理、51 巻、7 号、p.870（2010）

として間違っていたと考える人は少ないのではないだろう[18] 和田弘、海外見聞 ‐ アメリカの電気学会と電気工学か。英国や米国のような判例法国家と異なり、日本のようの動向（その 2）、工業技術、3 巻、7 号、pp. 27-30（1953）

なガチガチの実定法国家においては、官僚の全体俯瞰能力、[19] 松 尾 博 志、「 日 米 半 導 体 産 業 30 年：1~16」、

制度に熟知しそれを使いこなす能力、そして実行する勇気

COMPUTOPIA（1979.6 ‐ 1980.9）と見識があって、初めて国はうまく動く。特会導入に踏み[20] S.R. Ovshinsky, Phys. Rev. Letters, vol.21, p.1450

切った向井の決断、それを認めた通産省と工技院は、その（1968）

ような一例ではないかと愚考する。

[21] 菊池誠監修・田中一宜編著、アモルファス半導体の基
礎、オーム社（1982）（以下、Ⅲ章、Ⅳ章は、次回に続く。
）[22] 宗像元介、半導性ガラスの研究、電気試験所研究報告（1963）[23] K. Tanaka, Appl. Phys. Letters, vol.26, p.243（1975）

References：[24] W.E. Spear and P.G.LeComber, Solid State Commun.,[1]「電気技術に果たした国立研究所の役割」：（基礎・材料・

vol.17, p.1193（1975）

共通部門 / 電気技術史技術委員会編）電気学会技術報告、[25] D.E. Carlson and C.R. Wronski, Appl. Phys. Letters,

第 926 号、電気学会（2003 年 4 月 25 日発行）

vol.28, p.671（1976）[2]「110 年の歩み～人・組織・表彰他～」：工業技術院電[26] 堺屋太一、油断、日経ビジネス人文庫（1975）

子技術総合研究所、平成 12 年 10 月（2000 年）/ 電子技[27] 田中一宜、アモルファスシリコン－薄膜太陽電池新材

術総合研究所

特別記念講演会－情報・エネルギー・エレ

料、電子技術総合研究所彙報、47 巻、7 号、p.30（1983）

クトロニクス・計測標準技術の過去・現在・未来－（平成[28] 島本実、計画の創発～サンシャイン計画と太陽光発電

12 年 11 月 1 日）～、有斐閣（2014 年 11 月）[3] 宮田親平、科学者たちの自由な楽園～栄光の理化学研[29] 田村浩一郎ら、「研究に関する研究」研究班報告書、究所～、文芸春秋刊（1983）

工業技術院電子技術総合研究所「研究に関する研究」研究[4] 田中一宜、国立研究所－その変遷と新しい産学官交流、班（1994 年 3 月）

日本物理学会誌、47 巻、No.5、pp.401-403（1992）[5] 矢野暢、ノーベル賞～二十世紀の普遍言語、中公新書（1988）[6] 科学朝日編、ノーベル賞の光と影、
朝日選書 322（1987）[7] Jon Gertner, “THE IDEA FACTORY ～ Bell Labs and theGreat Age of American Innovation”, The Penguin Press,
New York（2012）（「世界の技術を支配するベル研究所の興亡」土方奈美訳、文芸春秋（2013））[8] 菊池誠、若きエンジニアへの手紙、工学図書（2006）

PEN January

15

16

THE LATEST DEVELOPMENTS
PEN January 2015

海外動向

EPA、CNT への SNUR 取り下げ（2014.12.22）

る環境関連法の執行状況に関する年報を公開した。本報告

米国の環境保護庁（EPA）は、2014 年 10 月 27 日に官報

書は企業との調停により、公衆衛生と環境の保護に大きなでカーボンナノチューブ（CNT）を含む複数の化学物質に、影響を及ぼした主要な事例に焦点を当てつつ、法令の執行

有害物質規制法（TSCA）に基づく重要新規利用規則（SNUR）と遵守の状況についてまとめたもの。2014 年度中には、を反対意見の表明がなければ直ちに拘束力を持つ直接最企業に対して汚染防止と環境浄化に 97 億ドル以上の支出終規則として 12 月 26 日に発効するとしていた。しかし、要求や、総計 1 億 6300 万ドルの行政・民事上の罰則金お反対意見を提出するとの通知が EPA に寄せられ、この直よび刑事上の罰金などの措置が EPA によって取られた。

接最終規則の SNUR を取り下げると 12 月 23 日付の官報

http://www2.epa.gov/enforcement/enforcement-annual-results-fiscal-year-fy-2014

で告示した。
http://nanotech.lawbc.com/2014/12/articles/united-states/federal/epa-withdrawsdirect-final-snur-for-functionalized-carbon-nanotubes-generic/

EPA が上市を規制する有害化学物質（追加）（2014.12.17）
米国の環境保護庁（EPA）は、発がん性、生殖毒性、発達

CFS、EPA に対し訴訟を起こす（2014.12.19）
消費者団体の食品安全センター（CFS）は、米国環境保護庁（EPA）がナノ材料を用いた新規農薬の規制に失敗しているとして提訴した。CFS は、CFS が 2008 年に行った銀ナノ製品を農薬として規制するよう求める申し立てに対して、EPA は一度パブリックコメントを求めただけで、以後 6 年近くこの申し立てにたいして何の対応も取っておらず、これは行政手続法で定められた義務に反していると述障害などの広範なヒトの健康や水生生物への影響が懸念される有害な化学物質と、当該の化学物質を含有する製品の市場からの排除に取り組んでいる。新規の措置として輸入も含めて下記の化学物質の新たな用途での使用を規制すると発表した。
△布や塗料で使用される特定のベンジジン染料△ポリ塩化ビニルに使用されるフタル酸ジノルマルプ
ロピル（DnPP）△工業用潤滑油に使用されるクロロアルカン（C12-13）

べている。さらに、CFS は 2008 年以降も多くの殺菌効果

http://yosemite.epa.gov/opa/admpress.nsf/bd4379a92ceceeac8525735900400c2のある銀ナノ製品が EPA の監督を受けることなく販売さ

7/7dcb8de47375d2bb85257db1005e9e5e!OpenDocument

れていると指摘する。CFS は裁判所に 2008 年の申し立てに遅滞なく対応するよう EPA に命じるよう要請している。
http://nanotech.lawbc.com/2014/12/articles/united-states/cfs-files-suit-to-compelepa-to-respond-to-2008-petition/

EMPA、 中 小 企 業 向 け ナ ノ 製 品 ガ イ ド ラ イ ン を 公 開（2014.12.16）
スイス連邦材料試験研究所（EMPA）、オランダの NPO のEPA、環境関連法に関する年報を公開（2014.12.18）
米国の環境保護庁（EPA）は 2014 年度分の EPA が所管す

TNO、スイスのナノテクノロジークラスター Nano-Cluster
Bodensee の 3 者は、企業等の協力を得て、中小企業のた

PEN January

17

めのナノ製品ガイドライン「Guidelines for the sustainableof the Health and Safety of Workers from the Potential

competitiveness of nanoproducts」を公開した。ガイドラ

Risks related to Nanomaterials at Work – Guidance for

インには分析ツール LICARAnanoSCAN が付属しており、Employers and Health and Safety Practitioners」では、労ベネフィットやリスクの半定量的な解析が可能である。

働者の健康と安全を守るためのリスク評価と管理について

http://www.safenano.org/news/news-articles/guidelines-for-the-sustainable-

まとめられている。

competitiveness-of-nanoproducts/

http://www.safenano.org/news/news-articles/european-commission-publishesguidance-on-working-safely-with-manufactured-nanomaterials/

EC、ナノ材料の表示を求める新しい食品表示規則に関しする声明を発表（2014.12.12）

ECHA、 ナ ノ 材 料 の REACH 登 録 方 法 の 明 確 化 を 要 請

欧州委員会（EC）は、2014 年 12 月 13 日に発効する欧（2014.12.4）

州連合（EU）の新たな食品表示要求に関してプレスリリー

欧州化学品庁（ECHA）長官のダンセット氏は、2014 年

スを行った。欧州議会および理事会は 2011 年に、EU 域

12 月 4 日にブリュッセルで開催された欧州議会の環境

内の消費者が食品の原材料についてより明確で、総合的か

公 衆 衛 生 食 品 安 全 委 員 会（ENVI） の 会 議 で、 ナ ノ 材 料

つ正確な情報を入手できるよう、そしてそれらの情報に基の REACH 登録の手順に関連する情報の明確化を迅速にづいた食品の選択ができるようにするための新しい食品表

進めるよう強く要請した。登録方法の明確化のためには、示要求を採択した。新たな規則では、ナノ材料の形状で提REACH 付属書の修正と、その修正に合わせた ECHA によ

供される全ての原料は成分表に明示される必要がある。EC

る REACH 登録ガイダンスの更新が必要。

は、食品業界には円滑に新しい表示方法に切り替えるため

http://echa.europa.eu/view-article/-/journal_content/title/echas-executive-director-の猶予期間が与えられていたこと、また、現在構築中の

in-exchange-of-views-with-the-envi-committee-of-the-european-parliament

EU の食品表示データベースは 2015 年中には完成する予定であると述べている。
http://nanotech.lawbc.com/2014/12/articles/international/eu-requirement-to-list-

JRC、世界初のシリカナノ粒子 CRM を公開（2014.11.4）

engineered-nanomaterials-in-food-labeling-will-take-effect-december-13/

欧州委員会（EC）共同研究センター（JRC）の標準物質・計測研究所は世界初となるシリカナノ粒子（コロイダルシ
リカ）の 2 つの山を持つ粒子径分布の混合物の認証標準物

EC と NNCO、
ナノ EHS ワークショップを共催（2014.12.10）

質（CRM）「ERM-FD102」 を 公 開 し た。ERM-FD102 は、

米国の国家ナノテクノロジー調整局（NNCO）は、2015

ほぼ球状の二峰性シリカナノ粒子で、水に分散された状態

年 3 月 12 ～ 13 日にイタリアで欧州委員会（EC）と共で販売される。物質安全性データ（SDS）、複数国の研究同 で ワ ー ク シ ョ ッ プ “EU-U.S.: Bridge NanoEHS Research

機関による測定結果をまとめた報告書も備えられている。

Efforts” を開催すると発表した。今回で第 4 回目となるワー

ERM-FD102 は、EC のナノ材料の定義の見直しなどに役立

クショップは両地域の研究者がナノテクノロジーの環境・てられる予定。

健康・安全（EHS）に関する情報を共有するための基盤で

https://ec.europa.eu/jrc/en/news/first-certified-mixture-silica-nanoparticles

ある 6 つの研究コミュニティ（COR）の取り組みを支援す
るものとなっている。
http://nanotech.lawbc.com/2014/12/articles/research-1/euus-joint-nanoehs-＜＜ Tech Trend ＞＞

workshop-will-be-held-in-march-2015-in-italy/

未来部、2015 年度科学技術・ICT 分野 R&D に 3 兆 9520
億ウォンを投資
EC、ナノ材料の安全な取り扱いに関する 2 件のガイダン

韓国未来創造科学部では、2015 年度の科学技術・情報通スを発表（2014.12.9）

信技術（ICT）分野の主要研究開発事業に総額 3 兆 9520

欧州委員会（EC）は、労働者に向けたナノ材料の安全な億ウォン（前年比 7.9％増）を投じる「2015 年度科学技術・取り扱いに関する 2 件のガイダンスを公表した。ナノ材料

ICT 分野 R&D 事業総合施行計画」を確定したと明らかにを扱う労働者向けの「Working Safely with Manufactured

した。部門別では、基礎研究 7,443 億ウォン、技術開発 2

Nanomaterials」には、有害性、暴露、リスク等に関して

兆 2,508 億ウォン、事業化・標準化 1,617 億ウォン、人

よく寄せられる質問とナノ材料への暴露を管理するための材育成 1,550 億ウォン、インフラ構築 6,402 億ウォン。

措置についての解説がまとめられている。一方、雇用主おhttp://www.msip.go.kr/web/msipContents/contents.do?mId=NzM=

よび労働衛生管理者向けの「Guidance on the Protection

18

PEN January 2015

産業通商資源部、“ 技術銀行 ” サービスを本格実施
韓国の企業と公的研究機関が持つ潜在的な市場価値のある技術を事業化につなげるよう支援するオンライン技術事業
化総合情報網（NTB）を拡大、リニューアルした “ 技術銀行 ” サービスが開始した。これにより、今後企業は技術銀
行を介して、オンラインでの技術情報の検索が容易になり、オフラインでは直接テクノパーク、技術取引機関による企業の検索・マッチングが可能になる。産業通商資源部では、今後政府の研究開発支援により得られた技術に対し、同技術銀行への登録を義務付けし、技術情報の活用を高める計画。
http://www.motie.go.kr/motie/ne/presse/press2/bbs/bbsView.do?bbs_seq_
n=156825&bbs_cd_n=81

クモの感覚器官を模倣した超高感度亀裂センサーを開発
微細亀裂（nano crack）を用いて変位・振動・音声等を従来センサーより 100 ～ 1000 倍の感度で測定できる超高感度センサーが韓国の研究者らにより作製された。研究グ
ループはクモの感覚器官に微細亀裂があることに着目し、その原理を解明し、それを模倣した超感度感知センサーを作製した。クモの感覚器官は、柔らかい内部と固い薄膜形態の外部からとなっており、この亀裂と神経細胞がつながっている。外部から振動のある場合、クモの感覚器官の亀裂が広がったり狭まったりする。今回の研究は、未来創造科学部によるグロバールフロンティア事業のマルチス
ケールエネルギシステム研究団の成果であり、研究成果はネイチャー誌に掲載された。
http://www.msip.go.kr/web/msipContents/contents.do?mId=NzM=

PEN January

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FEATURES
連載

第7回

暮らし方を見直す－与えられた役割を果たす－
東北大学大学院環境科学研究科

古川柳蔵

暮らし方は自然環境に依存する。なぜなら、私たちは自1．地域の中の役割

然に親しみ、地域資源を用いたものつくりで心の豊かさを生み出し、さらに、自然の中で偶然の出会いにワクワク

まず、地域の中の役割について目を向けてみたい。90 歳

し、自然からの恵みに賑わう集いを楽しんできたからだ。

ヒアリング手法を用いて日本の各地の戦前の暮らしについ

自然に生かされていることを十分に知りながら不便ではあてヒアリング（400 件以上）を行い、その中から「役割」

るが、自立的な暮らしを持続してきたのである。そこにはを決めて行っている暮らしのシーンを抽出した。その結果、平等という概念はぴったりとこない。隣人との競争という祭りなどの行事、教育、葬式、情報伝達、社会的活動、伝言葉も合わない。共存共栄という概念がしっくりくる。生

統の継承など、人が地域のために果たしてきた重要な役割まれてきた人には必ずその地域や家族の中で役割が与えらが存在したことが明らかとなった。その中で、祭りなどのれ、死ぬまで与えられた役割を果たすのが、自然共生の暮行事は現在も残るが、地域内の教育、葬式、情報伝達、社らし方の特徴である。しかし、このような「与えられた役

会的活動、伝統の継承にかかわる役割を果たすことは、ほ割を果たす」という考え方が失われつつあるのが現状であとんど行われなくなった。

る。90 歳ヒアリングを行うと、最後に必ず、「お役に立て20ましたか？」という声をかけられることが多い。役に立て

祭りにおいて果たす役割の事例は多いので 1 例のみ紹介すたかどうか、それを確認しながら前に進む。これが心豊かる。次に示す秋田の土崎神明社の祭りの中の役に一人しかな暮らしのかたちなのである。本稿では、暮らしの中からできない役がある。これは経験を重ね、信頼を得た人が役失われつつある「役割」をテーマに戦前の暮らし方と心豊割を担うのである。この役を担うことは極めて誇らしく思

かさとの関係について考察したい。

えるものである。多くの地域の祭りには、このような役がPEN January 2015

多種そろえられており、地域の人々に役割を与え、心の豊かさを生み出している。
＜祭り＞「私は五名総代になったときに記念にのぼりを寄付した。
土崎では神明社で役をやりたい人がいっぱいいる。裃着たい人が。町内会長が町総代を兼ねているから一人しかできないけれど、統前町のときは 10 人でも 20 人でもできる。
俺のおじいさん婿だといまだに言われるといって、裃を着て役をやりたがって。
」（秋田県秋田市

大正 12 年生まれ

男性）
一方、地域の人が地域の子どもをしつけたり、教育したり

図1

宮城県雄勝町の雄勝法印神楽の様子

図2

答志島の寝屋子と寝屋親

図3

三重県の答志島のある鳥羽の海する教育システムは失われつつある。かつては、よく近所のおじさんに叱られたものだが、そのような声も聞かなくなった。ところが、いまだに島で独特な風習が継続されているところがある。
例えば、三重県鳥羽市の答志島では、江戸時代から残り、今も継続している寝屋子制度がある。中学校を卒業した男
子は寝屋親と呼ばれる世話係の大人のもとで共同生活を送る。この共同生活の場を寝屋子という。日常生活全てを寝屋子で過ごすのではなく、食事などは各自の家庭で済ませ、夕食後に寝屋子に集まる。かつては毎日夕食後に集まっていた。寝屋子では漁業を学び、祭りのときに大切な役目を任される。また、寝屋親が年に一度、皆に食事を振舞う。
寝屋子解散するまでこれは続く。解散しても、それは一区切りであり、その後も寝屋子と寝屋親としての付き合いは一生続く。まさに、親子のような絆で結ばれるのである。
＜親代わり＞「答志のこの暮らしは、昔から江戸時代から残っている、
寝屋子制度というのがありますね。一軒、家に中学生が卒業するとそこを宿にして寝起きを共にして、そこの家の漁師が自分の親代わりになって、だいたい中学出て 10 年く
らいですかね、寝起きを共にして、そういった寝屋子制度というのがありまして。それが、絆が親以上の寝屋親さんと言うんですけど、ありまして。親が亡くなって来られな
くても、寝屋親さんが何かあったらすぐに飛んで来るというくらいの。」（三重県鳥羽市答志島

大正 7 年生まれ

女性）

PEN January

21また、他人であるにもかかわらず、親子のように若者の面

一つは行商である。行商は毎年、あるいは毎週のように同倒をみる類似した親方の制度が、漁師、職人、あるいは鉱じ時期にそこの村へモノや食べ物を売りに来るが、この行山労働者にも導入されてきた。親の役割を仮想的に持たせ、商は広範囲にわたって売り歩いているので、村の外の情報仕事をしっかりと管理して行うことを目的としている。具を多く持って入ってくるのである。行商の目的は物資を体例を見てみよう。

持ってくることであるが、現在のようにインターネットやテレビで簡単に情報を入手できる環境ではなかったため、＜親方＞

行商が持ち込む情報は極めて重要なものであった。外と中「漁師の家というのは大漁するとものすごくお金入るけれをつなぐ役割を担っていたのである。

ども不漁が続くと子どもをお医者さんにもかけられないく
らい貧乏する。もう一つ漁師というのは宵越しの銭を持た＜行商の情報提供＞ないというのが漁師気質みたいで。だから何かあった時に「行商はおしゃべりだった。木賃宿（きちんやど）に泊まっ

は全部親方の所に行って親方が全部面倒をみてあげて。子てね。」（愛媛県伊予市

大正 14 年生まれ

男性）

どもが病気になったら医療費も全部親方が見る。
」
（青森県
鰺ヶ沢町

昭和 3 年生まれ

男性）

また、学校という公的な場において、小学生が重要な役割を担っていた事例は数多い。お昼ごはんに小学生が家の野葬式の時には、近所の人で役割を分担して執り行っていた菜を交代で持っていき、味噌汁にして食べる話は心が温ま地域が多い。当時は火葬ではなく土葬が広く存在しており、る。これ以外にも、小学生がイナゴをとって、その収入で埋めるための土を掘る役割があった。土を掘るのが最も大壊れた校舎を建てた話などは小学生としても役に立てたこ変であったという話は 90 歳ヒアリングでよく聞く。このとを楽しみながら実感でき、心豊かさを得ていたのだろう

ような大変な役割であるからこそ、決まり事が作られ、長と推測する。

い間、引き継がれてきたのである。
＜公的な場への貢献＞＜葬式＞「小学生が野菜を交代で持っていって昼の味噌汁にした。」「田舎なので親戚兄弟関係なく近所付き合いはとてもよく（三重県明和町

行われていました。人が亡くなった場合には火葬場はない性）

昭和 3 年生まれ男性

昭和 4 年生まれ女ので、独特の儀式がありました。女の人の場合はまず始めに、お団子（白玉）を作ります。片栗粉の無いつるっとし職人の世界でも地域に技を残すために役割を果たしたいとたものでした。部落では人が亡くなると、三役の仕事が分いう使命感を持った人がいる。職人はモノづくりが楽しそけられ、任されました。1 つ目は、他の部落などへの知ら

うだなという好奇心をきっかけに職人の世界に弟子入りせる役割、2 つ目は買い物へ行く役割、3 つ目は、土葬なし、徐々にモノづくりの深さに魅了され、最終的に優れたので土を掘る役割でした。部落で親類関係なく、みんなで技能を習得したものだけが職人として生き残っていく。先行っていました。立浜の中では 3 班に分かれていました。

人が築き上げてきた技のすごさを知れば知るほど、その技その組織で作業していました。
」（宮城県石巻市雄勝町

を自分の代で絶やすのではなく、後世に継承したいと思う

和 2 年生まれ男性

昭昭和 8 年生まれ女性）

使命感が強まってくる。この伝統技能を失うわけにはいかないという強い意志の下、伝統技能を残す役割を果たそう「墓堀りは、寺年寄り（テラドシヨリ）って言うてな、あとするのである。次の事例は 70 歳代の若い南部鉄器の職る程度、年齢きた男性の役割、役割分担がちゃんと決まっ

人の言葉であるが、まさに、その使命感が伝わってくる。

てて、ここくらいだわ。他の所は皆、親戚で掘ったりとか、近所の人が掘ったりするのな。ここらは、男は 63、64 に＜伝統の継承＞なると墓堀り番になる役割がね、寺年寄りっていうの。寺「長年の経験でしか体得できない。一生やっても見えない。

がお盆になると新盆のかたの飾りつけやる。寺のことやっ見えないから楽しみである。今は器用な人はいるが技術はたら、全部そうやって寺年寄りいう人が皆する。
」（三重県

昔の方が持っている。この伝統技術をなくすわけにはいか

鳥羽市ない。」（岩手県水沢市

昭和 4 年生まれ

男性）

その他、村を持続可能にするための重要な役割を担っていた人々がいる。

22

PEN January 2015

昭和 16 年生まれ

男性）

の、あれを拾いに行って、それで竃でご飯炊かんなんでしょう、おかずを、それの焚き付けにね、紙やらで付けへんの。
その杉の葉の枯れたの。それでそれを拾いに行くのが子どもの仕事。よう拾いに行ったなあ。
（三重県尾鷲市
11 年生まれ男性

大正

大正 9 年生まれ女性）「家も薪ストーブで、小さいものだった。お風呂もご飯も薪だった。木のお風呂で煙突が付いていて、上から薪を入れてやるものだった。薪もなければ山に行って切って運んできて、また切って焚いたりしていた。子ども達も薪運びを手伝って、子どもの頃だから喜んで運んだりしていた。
薪ストーブは旦那が警察官になってからも使っていた。」（秋田県阿仁町
図4

南部鉄器の職人気質

大正 11 年生まれ

女性）

「小学校の頃、子どもの頃の仕事としたらね、「塩煮」はよくやりました。子どもの仕事でした。火をおこしてね、燃料は柴をとってきてやりました。営林署管轄の山だからね、

2．家族の中の子どもの役割

倒れた木などで腐れる手前の木から燃料得て海水を煮ました。海の水をとってきて大きな釜に入れて沸かして蒸発さ

日常の暮らしにおいて、小さいころに最初に与えられる役

せて塩をとったわけです。大きな釜で 2 日くらい煮るとね、

割は家の手伝いである。水汲み、杉の葉とり（燃料）、風一斗とか二斗とかとれました。それを持って農家に行って。

呂焚き、板の間拭き掃除、雨戸閉め、子守りなど、多々存

昔は農家では塩が無くて、漬物を漬けるのも困っていた時在する。地域によっては、柴栗吊るし、塩煮など特殊な手代ですから。塩一斗と米一斗と取り替えることができたん

伝いがあるが、自然との共生の暮らしは、日々多忙であり、です。そういう時代でした。
」（宮城県石巻市雄勝町

少しでも子どもが手伝えることがあれば、親が子どもに手

７年生まれ

昭和

男性）

伝わせるのが通常であった。家の手伝いは、子どもにとっては大変な仕事もあったに違いない。しかし、90 歳前後の方々の記憶には、家の手伝いは特別の日に行うのではな
く、日常的に当然のこととして存在したということである。
時には、学校よりも家の手伝いを優先することさえもあったのである。時には辛く、時には楽しかった記憶が残っている。現在の暮らしでは、学校よりも家の手伝いを優先して行っている人はいないのではないか。
「子どもには何かかにか家の仕事をやらせたね。子どもの1 日の生活の中に自然に役割があった。小さい子どもは雨戸を閉めるとか、少し大きくなると風呂焚きなど。」
（宮城
県山元町

昭和 3 年生まれ

男性）「昔は兄弟が多かったですから、普段でも、3 年生 4 年生になると、妹、弟をおぶって学校に行ったもんです。小さい子が泣くと、おむつ持って校庭に出て、子守りしてるの。
とにかく生活が第一で勉強は二の次でした。
」（宮城県白石市

昭和 3 年生まれ

女性）「それで学校からきて何もする事が無いと、山が近くにあるでしょう。山へ行って杉の落ち葉あるでしょう、枯れた

図5

雄勝町の海岸PEN January23この当時は兄弟姉妹が多い時代である。兄弟姉妹で手伝い女性）をする中で、下の子は上の子に日常の暮らしに必要な物事を学んでいったのである。また、長男長女は特別な役割も与えられていたのである。

3．家族の中の大人の役割「釜屋にあったお湯は、馬に飲ませるお湯に使ったり、板役割が与えられるのは子どもだけではない。成長して、父の間を拭くのに使ったの。板目を拭くのは子どもたちの仕親になっても、母親になっても、そして、年寄りになって事。ご飯の前にいっぺん拭いて、ご飯を食べてから座敷をも役割が与えられる。特に、母親は家の中の仕事を、父親はいて、縁側を拭かせられてから学校に行くんだったの。

は家の外で近所との関係の仕事や行事を担うことが多かっ

妹たちと手分けして、「ここまでがあんの分なんだから」たようだ。

なんて語りながらやっていました。
」（宮城県仙台市
14 年生まれ

大正

女性）「年取りの晩には、家長が座敷サ莚（むしろ）敷いてね、
年縄をなうの。神聖な縄だから、風呂に入って、どんぶり「生活なんか、田舎で貧乏で。それで子ども５人兄弟の一サ水汲んで手を濡らしてはじめるの。普段は縄をなう時は番上でしたでね、家の手伝いから皆やってました。一番上

唾をつけるんだけどね。八丁〆と言って、十二畳の座敷サで、一番よう働かされたな。やっぱり一番上だけんな。５

ぐるりに回る縄の、三尺おきくらいの間隔に藁を７本さげ

人兄弟やったけな。子どもの時分では新聞配達とかそんなて綯い込むの。それで、藁と藁の間には、幣束（へいそく）ことまでアルバイト。風呂湧かすのは自分の所でみな湧かと緑の松葉を挟むの。作業中は「入っていけね」と言われして、それで入れさせてくれって言ったら、ああどうぞってね、その部屋には誰に入れなかったの。
」（宮城県丸森町て。子どもらが皆、風呂湧かしたりしよったんな。子ども

大正 3 年生まれ

女性）の役割だった。ようけ休んでるとお父さんお母さんに怒られて「早よ、お風呂せなあかん」ってやられおったな。薪「父はまつりごとが好きで元旦には井戸水を汲んで拝んではもうそこら辺にある、そこに山がある、そんな山のやついた。小正月には、紙垂 ( しで ) を神棚からはずし、14 日

を皆持ってきて、当時は皆木を切ってきたりしてな、ご飯に笹竹にくくって、「やーっへ、やーっへ」と低い声で言なんか炊くのに皆、山の木を切ってきて、子ども達も皆、いながら、拝んでいた。私も付いていって一緒に手を合わ

斧で割っておりましたで。
」（三重県鳥羽市

せて拝んだ。末子だったので、なんでも付いて歩いた。夏れ

昭和 4 年生ま男性）の終わり、蚊帳を外したら蚊帳に感謝すると言ってご馳走を作らせ、蚊帳祭りをやった。父は何かというと、人を呼「お手伝いは、長女でしたので良く買い物の手伝い、学校ぶのが好きだった。ロープのようなもので線を引いて、「羽から帰ると主に弟妹の子守、家の中の掃除、板の間、障子織は裏を見せるものだ」といって、裏返しに着て、扇子をのサンなどは毎日拭いて、食後は茶碗の後片付けなどのお出して芸をして見せた。
」（宮城県名取市

手伝いをしました。
」（秋田県秋田市女性）

大正 12 年生まれ

昭和 5 年生まれ「お正月に、父は竹を使って大きな門松を作った。輪飾りも作った。大きなナメタを父がさばいて、煮た。お皿に置いておくと煮こごりができて、それがおいしかった。神様の前にお供え用の台を作り、ご馳走を用意した。お盆になると、同じ場所に４本柱の盆棚を組み立て、畑で収穫した野菜を木枠につるし、提灯も下げた。
」（宮城県仙台市
正 14 年生まれ

大男性）「年寄りは囲炉裏の上座に座布団敷いて座ってるの。私たち子どもは必ず抱いてもらって火にあたってました。みん
なして座るぐらい、場所がなかったからね。そして、「木ずり」という木をくべるところは、お嫁さだった母がいる
図6

水汲みを

する井戸

24

PEN January 2015

わけ。木をくべたり、木がなくなったら持ってくるのも母の役目だったけど、そこに座っていられるのは、１年に何回もなかったんだよ。お嫁さんは夜にはぼろ縫いするし、たものだから、子どもはできる限りのことは手伝いをさせ

年がら年中働いていました。そうでなければ、作業場に行っられた。電気が通ってない頃は石油ランプだから、夕方にて、藁仕事をしなくてないの。藁のごみを払って、縄っこ

なるとランプのほや磨き。木の棒なんかでやるとガラスがないするの。その縄を山に持っていって、木をまるかなく

割れてしまうから、子どもは手が小さい ( 中に手を入れらちゃならないからね。
」（宮城県仙台市

れる ) ものだから、手に布を巻いて磨いた。それが私たち

大正 14 年生まれ

女性）の仕事の一つだった。
」（秋田県秋田市大正 7 年生まれ

男性）「年中 5 時起きだよ。水道なんかなくてみんな井戸。囲炉
裏の消し炭取って、消し壷に入れて、朝一番に起きて、囲＜全部を任される＞

炉裏に火を付けるのが嫁の役目。アク通ししてな。( 囲炉「馬は言う事聞かない。だからその冷たいのが。足痛くて。

裏の灰をきれいにする )」（秋田県秋田市

感覚なくなってしまう。全部、子どもにやらせる。3 年生れ

大正 12 年生ま女性）

か 4 年生だったので、一番小さいのを使うわけさ。大人はそれで他の仕事がある時で子どもに引っ張らすわけ。全部任せている。」（青森県鳴沢村

大正 15 年生まれ

男性）

4．自立への成長と心の豊かさ＜親が喜んでくれる＞
子どもの役割は、年齢があがるにつれて、変わっていく。

「兵隊ごっこ。遊びいうたらね、山行きますねん、で、薪

結果的に、大人になった時点で全ての役割を担うことがでとか枝を拾うてくる。燃料に。それが遊びやねん。こんなきるようになっている。つまり、与えられた役割を果たす

木の枝の棒、３本や４本でも引っ張って帰ったら、親喜んという暮らしは、暮らしていく中で必要な技能が世代間をでくれる。遊びながら柴、柴って薪でんなあ、燃料。」（奈

伝承していくしくみと言って良い。子どもは、与えられる

良県御所市

大正 8 年生まれ

男性）

役割が変わっていく度に、一歩一歩、自立可能な状態へ近づき、自分が成長することを実感することができるのであ

ところが、与えられた役割を果たすためには、技能の習得る。例えば、次のような事例がある。

が必要なので、その人は成長しなければならない。従って、なかなか技能を取得できなかったり、その役割の意味を理「便所と風呂は外にあり、井戸からバケツで運ぶ風呂の水

解できなかったり、成長する過程においては、常につらい汲みは、男の子の仕事だった。小さいうちは夕方まで陣取時期が存在する。しかし、それを越えた人々は心の豊かさ

りやパッタ、ビー玉などで遊んでいた。高等小学校に入っを実感しているのである。水汲みは大変だったから水を大た（12 ～ 13 歳）頃から、田畑の草取りなど、家の手伝切にしたという事例や、接客は大変だが色々な話を聞ける

いをするようになった。両親はいつも忙しく、子どもの面ので楽しんだという事例からもわかるだろう。制約と心の倒をみている余裕はあまりなかったと思う。カヤを押さえ豊かさが両立し得るのである。

る縄も、自分たちで稲ワラから綯っていた。縄は約 15㎏を１束として、していたように思うが、主に農閑期の仕事「水は町内にある共同の井戸で桶に汲んでから天秤で担いだった。縄綯いは、子どもにはできない仕事で、できるよで運んだ。姉妹・弟で当番を決めて運んだものだが子どもうになったのは 15 ～ 16 歳くらいだったように思う。」（宮にとっては大変きつい手伝いだったなー。だから米の研ぎ

城県山元町

汁を掃除に使うなど、水は本当に大切にしたものだ。」（秋昭和 4 年生まれ

男性）

田県秋田市

大正 8 年生まれ

女性）

そして、最も大事なことは、与えられた役割を果たすことによって心の豊かさを得られるということである。例えば、「お盆やお彼岸の時は、お参りに来た人達を案内したり履

子どもの小さい手にしかできない仕事をすること、親から物を揃えたり、お茶を出したりするなど手伝いをしたもの

全てを任せられること、役割を果たした後に親が喜んでくだった。そんな忙しい中でもお客さんから色々な話を聞くれること、これらは、子どもが自立に向かって成長していのが楽しみでもあった。
」（秋田県秋田市

くことをさらに実感させる。90 歳前後の方はこの心の豊女性）

大正 8 年生まれ

かさを覚えているのである。
「何も不足言わんの、誰も。手伝いしても不足言わへん、＜自分にしかできないことを担う＞

当たり前と思ってる。
」（三重県尾鷲市「私の家は百姓で、当時は農村の人たちはずいぶん難儀し男性

大正 11 年生まれ

大正 9 年生まれ女性）

PEN January25私たちは、地域の一員として、家族の一員として、与えらに感謝するんです。
」（青森県青森市

れた役割を果たし、心豊かになるために、現在の暮らし方性）

大正 3 年生まれ

女を見直す必要があるだろう。私たちの社会は、もはや、誰からか役割を与えられるのを待っていても誰も与えてくれ

今までは自立して生きてきたが、さすがに 100 歳になりない社会になってしまった。自ら自分がどのような役割をいろいろと不自由になると、家族や周りの人に助けてもら与えられているのか考え、その役割を果たさなければならうことが多くなった。お世話になることが多すぎて、感謝

ないのである。

しても感謝しきれない、だから、モノに感謝するというのである。100 歳になっても与えられた役割を探し、それを果たそうとする女性の笑顔には心の豊かさが溢れていた。

5．終わりに
本稿では、90 歳ヒアリングにより得られた戦前の暮らし

謝辞の事例の中から、「与えられた役割を果たす」ということに着目し、与えられた役割を果たすことには、暮らし方を

90 歳ヒアリング調査では、90 歳前後の方々に戦前の暮ら伝承するという重要な意味を持つと同時に心豊かであった

しについて 2 時間以上の長時間にわたってお話をいただいことを示した。

た。内容について掲載させていただいたのは次の方々である。心より感謝申し上げたい。内田久子氏、富田得治氏、「手伝いは嫌」だから手伝いをやらない、という暮らし方

濱口春樹氏、篠崎英文氏、牧田次男氏、牧田淳子氏、廣瀬の選択をしてしまうと、思わぬ落とし穴にはまってしまう

慎氏、添沢唯四朗氏、中垣義信氏、本多つき氏、山下たか可能性があることを知らなければならない。便利なものが氏、木下いまえ氏。

暮らしに導入され、子どもの手伝いが減少した。その結果、今、何が失われようとしているのか、どのような心の豊かさが失われようとしているのか、しっかりと考えなければならないのである。
人は人の役に立ちたいと思うのである。青森県青森市の大正 3 年生まれの 100 歳の女性が、このようなことを私に言った。
「我慢強くいきなくちゃ。長生きしようとは思っていない。
100 歳になると周りにお世話になりっぱなし。最後はモノ

図7与えられた役割を語る 100 歳の心の豊かさ（右は筆者）

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連続コラム

沖永良部島から考える 『心豊かに暮らすということ』

Ⅶ 「環境と成長の両立を地方から考える」沖永良部島シンポジウム（合）地球村研究室

代表社員、東北大学

名誉教授

石田秀輝

1. 南の島は寒い！
初めての島の冬、太陽が出ている日には、半袖でも大丈夫かな…という程度だが、曇りの日は、寒い！元旦の気温はこの冬最低の 17.5℃、しっかり着込んでモコモコである。
もう「昨年」になってしまったが 12 月 22 ～ 23 日、第 5 回沖永良部島シンポジウムを開催した。4 回目までは、半日程度のシンポジウムだったが、今回は、環境省の「地域における草の根活動支援事業」による助成や企業の皆さんにも助けていただき、2 日間しっかりと議論を尽くそうということになった。島外から約 60 名、島内参加者を含め約 300
人のシンポジウムは、島でもきっと大きな会だったのではと思う。20 日には、スタッフを含め 20 人ほどが来島、我家「酔庵」で、前々夜祭、翌 21 日は、島外からの参加者及び島のスタッフの皆さんら約 70 名が酔庵の庭に集まり、前夜祭。
素敵な夕日を見て頂こうと思っていたものの、残念ながら寒い曇り空…。22 日午前中は大型バスで島内探検を楽しんでいただこうと計画したものの、この日も太陽が顔を出したのは、ほんの短時間だけ…。きっと、多くの方が暖かい南の島を期待していらっしゃったのだろうと思うと、聊か気が引けた。
それでも、島人たちの素敵なもてなしの心で前夜祭も 22 日夜の大交流会も三線や踊りを皆楽しんで頂いたようで、これで少し安堵。本当に芸達者の島人たちの心意気に感謝！である。
2.「環境と成長の両立を地方から考える」ということ
先回のコラムで「環境と（経済）成長の両立」は賞味期限が切れている旨書かせていただいた。今求められる持続可能な社会とは、地球環境と心豊かな成長の両立であり、その結果として経済的な価値が生み出されるものだと思っている。
その予兆は、すでに明確に生活の中に現れ始めている。地球環境という視点では、昨年 7 月に中心気圧 920hPa という
超大型台風が奄美群島を含む南西諸島を襲い、8 月には日本各地で大豪雨を引き起こした。これらは、日本の南、北回帰線付近の水温が異常に高くなった結果の一連の現象である。デング熱が流行し、植物（食物）の高温障害も顕著となり、2040 年頃までには南からの温暖化と北からの海水の二酸化炭素吸収による酸性化で、日本近海の珊瑚は絶滅する可能性さえ顕著になってきた。山の木が無計画な伐採により、結果として生態系が破壊されるのと同様、海の木（珊瑚や海草）も無くなってしまうかもしれないのである。気候変動だけではない、資源もエネルギーも食料も生物多様性も水も…生活に影響を与えるほどの急速な劣化を示し始めている。一方では、豊かさの価値も大きな変化を示し始めた。日本では、
1980 年代半ばから、物より心の豊かさを求める傾向が顕著に現れ、両者の差はすでに 30 ポイント以上の開きを見せている。若者は車より自転車のほうがおしゃれと考え始め、フリーマーケットで物々交換することに抵抗がなくなり、家
庭菜園やガーデニングを楽しみ、週末は自然と親しむことが当たり前になり、ヴィンテージではない古いものを修理して使うことがカッコ良いと感じるようになって来た。
すでに、物質的なもののみを追いかける近代社会は成熟し、次の定常状態を求めているのである。それは、物質的なものから精神的なもの、すなわち文化の醸成に他ならない。この物質的なものから精神的なものへの移行過程は、すでに人類史が経験の中で明らかにしているものでもある。狩猟社会では、生きるための狩猟が成熟することで、
コミュニティー
や言語が生まれ、さらに洞窟壁画に代表される精神的なものに移行していった。農耕社会では、食糧生産が流通のためのシステムや都市を生み出し、それらが成熟することで大衆芸能を創り上げた。近代社会では、物質的な豊かさが飽和し、ICT などを通して均一世界を創り上げ、そして今、大きな転機を迎えようとしている。その最先端にいるのが日本であり、PEN January

27

そういう意味では日本は今大きな岐路に立っているのである。従来の延長ではない、新しい精神的な価値観（文化）を醸成することで、新たな定常状態を創ることが求められているのである。
重要なことは、狩猟社会や農耕社会の熟成課程が明らかにしているように、その価値観の醸成は、ゼロからの醸成ではない、確かな未来（定常状態）は懐かしい過去にあり、今までのあらゆる経験の中にそれは隠されており、それを足場を変えて見つける作業が必要なのである。そして懐かしい過去を色濃く残しているのは、紛れもない地方なのである。
だからこそ、『環境と成長の両立を地方から考える』必要があると思っている。
3. 沖永良部シンポジウム
第 1 部の基調講演には、コウノトリも住める町つくりを進めている兵庫県豊岡市の中貝宗治市長に「コウノトリと共に生きる～豊岡の挑戦～」、地球環境や生物多様性に深い造詣をお持ちでサンデーモーニング（TBS）のコメンテーターとしてもおなじみの涌井雅之氏に「島が語る持続的未来」、静脈産業のサプライチェーン構築に正面から取り組まれている
アミタホールディングス会長熊野英介氏に「資源は使う時代から創る時代へ- 循環システムによる地域関係性修復事

例 -」の話を頂いた。政 ･ 学 ･ 産のお立場で「今私たちが考えなければならないこと」が何か、極めて高い視点での問題提議をして頂いた。これを受けて、第 2 部「今私たちが考えていること」の事例として「環境と芸術の引力

90 歳フィ

ルムのはじまり」と題して 90 歳ヒアリングの映画つくりをしている、（一社）感光舎の菅原由さんが、さらに、「人がつながる→人が元気になる→字（あざ）が元気になる→町が元気になる～字 ･ 町のこれからのこと

みんなで一緒に考える～」と題して和泊町まちづくり協力隊の永山みさ子さん、吉成泰恵子さんがまちづくりの実践例を紹介してくださった。
第 3 部では、「今、求められるものは何か」と題して、東北大学の古川柳蔵氏をモデレータに、（一社）場所文化フォー
ラム名誉理事の吉澤保幸氏、心理療法家の川畑のぶ子氏、鹿児島大学特任講師の萩原豪氏、沖永良部島ファングル塾塾長の政田照雄氏、和泊町役場の長尾太志氏、知名町役場の永野道也氏によるパネルディスカッションが行われ、島の素敵とは何か、それを取り戻すことは経済的な価値も生み出すことである（域際収支）など、いくつかの新しい視点を提供していただいた。
翌 23 日は、「沖永良部島が失ってはならない 5 つの価値」について議論した。これは、主に古川柳蔵氏が開発した生活
価値創出手法である「90 歳ヒアリング」を沖永良部島で実施した結果から得られたものである。この 90 歳ヒアリングは、2013 年 13 名、2014 年 20 名を対象に実施したが、今回は分析が完了している 2013 年度分のみを利用した。分
析により、沖永良部島の暮らしを創ってきた 30 の価値が明らかになり、その中から特に密度が高いものを再整理して、5 つの価値に集約した。その価値とは次のようなものである。
1.「食」山や海から恵みの食材を頂き、豚、ヤギ、鶏を飼い、松葉やソテツを燃料に、自給自足の生活の中に多くの楽しみさえ見つけた。
2.「自然」食も、仕事もすべてが、豊かな海、豊かな山、豊かな水の恩恵であった。
3.「集い」イイタバ ( 結）や共同作業場を基本に、自分たちで共同して冠婚葬祭から生活場までのあらゆることやものを創り上げた。
4.「楽しみ・遊び ･ 学び」大人は、たしなみとして三線、歌、踊りを覚え、それが遊びであり、楽しみとなりさらには恋の醸成にも繋がった。つらい水くみや草刈りも、それを楽しむことを考え、ハレの日（先祖供養、学芸会、敬老会）
は、食や芸の披露会にもなった。
5.「仕事」農業、漁業、砂糖つくり、塩つくり、運搬…子供にも暮らしの役割があり、一人でいくつもの仕事を持ち、仕事と生活の境界には、明確な線引きはなかった。
これらの価値を我慢することなく、現在の生活の中で活かすにはどうすればよいのかを、島内外のメンバーで構成された 5 つの分科会に分かれ議論が行われた。
朝 9 時から始まった分科会はどれも熱を帯び、12 時までに分科会ごとにまとめを提出していただく予定が、昼食も忘れて議論が進んだところもあった。その各々についての詳細は、割愛せざるを得ないが、「食」では、月桃や田芋のブラ
ンド化、保存食の伝承、地方都市との交流や考えるための場つくりが提案された。根底に流れているものは、自給自足

28

PEN January 2015

左上から時計回りに：熱心にシンポジウムの講演に聞き入る参加者、盛況だったシンポジウムの様子、積極的に議論に参加する分科会の参加者たち、分科会での議論を共有する参加者たち。

できるものはそれに近づけよう、あるいは本土からの食材を定常的に利用することでお金がどんどん島から出て行く事への危機感もあったのではないかと感じている。
「自然」では、残さねばならない価値にどうやって気づかせるのか、あまりに豊かであった過去の島の自然を呼び戻したい、子供にも大人にも見せる / 体験させることで伝えたいとの提案があった。島でもっとも高い標高 245 メートルの大山では、今、山の再生が検討されていると聞く、森里海の連関をあらためて意識し、自然再生やその体験を通して山も海も豊かな沖永良部を蘇らせて欲しいと願っている。「集い」では、危機感の共有、世代のつながり、そして子供たち、大人たちの場つくりが重要でそれが子供の教育や文化の伝承に繋がるとの報告があった。まずは、場をつくり、まだ消えていない価値に再度火をつけることが重要なのだろう。その後、早速、
字で今はもう使わなくなった湧水場（島には川はほとんど無く、すべて地下水を使っていた、その地下水が湧き出る場
所を湧水場という）を、新しい場つくりに利用しようと、雑草や木に覆われて見えなくなっていた場所を皆で切り開いたという嬉しい話も聞いた。
「楽しみ・遊び ･ 学び」では、自然・先祖との関わりを失っている今、自然や海と戯れる機会を創りたいとの提案があった。あたり前に有る、でも知らない自然や島の唄に向き合う場を創る事が求められているのかもしれない。最後の「仕事」では、利便・効率が文化の劣化に繋がっていること、子供と大人の役割を暮らしの中でもう一度見直す、おもてなしの心を産業に、山里海の連環（ソテツを植える）の再生などの意見や提案があり、島の自然が生み出す仕事のあることをあらためて認識させられた。
島内外の方々が互いに異なる視点で意見を出し合えたこと、その導火線ともなる懐かしい島の写真を分科会ごとに事務局が準備してくださったこともあったのだろうが、どれもがすばらしい議論であった。これからこの島で、具体的な形にしなければならない価値の基盤は自然であり、その上に、食やエネルギーの自給自足化、自然再生、価値再生の場つくりが求められていることが明らかになったように思う。それは、自然に生かされていることを知り、自然を活かすことを楽しむ心のあり方であり、この暮らしのかたちを「沖永良部してる？」と、問いかけることで確認しようという、素敵な提案まで飛び出した。

PEN January

29楽しく交流し、経験と知識を共有する。左上から時計回りに、それぞれ前夜祭、島内見学会、交流会の様子。

4. シンポジウムを終えて今、この国はある意味歴史の岐路に立っている。次の一歩は成熟した近代社会に必要な次の定常状態を明らかにすることであり、それこそが、精神的な文化への移行なのだろう。それは、世界均一化の方向とは真逆に見えるが、それこそが定常化と言う収束する方向であれば、まさに今議論していることこそが真のイノベーションなのだろう。
シンポジウムの総括を最終日にさせて頂いたが、そのまとめをしゃべっている間中、ジョン ･ オダネル（報道写真家）の「焼き場にたつ少年」の写真が、頭から離れなかった。1945 年長崎の爆心地付近で、死亡した妹を背負い、焼き場の順番を待っているあの 10 歳くらいの少年の写真である。やり場のない怒りを小さな少年が妹の屍骸と共にすべて背負っているかのような写真である。どうして、そんな写真が頭に浮かび、離れなかったのか、今でも答えは見つからない。ただ、少なくともすでに多くの予兆が明らかにしている中で、政治も経済も今が成熟しきった近代社会であることを認めず、お金という物差しで物質的な豊かさを計ることのみが正義だと公言してはばからない現実に、怒りとも焦燥感ともつかな
い想いを募らせていた結果かもしれない。
日本は閉塞感に覆われている、未来を信じられないことで子孫を残すことをためらっているようにも見える。少子化は確かに問題ではあるが、子供をどうやって増やすかではなく、成長の概念をほんの少し足場を替えてみるだけで、そこには一石二鳥にも三鳥にも見える解があることも明らかである。
沖永良部島は、2040 年には総人口 9300 人、若年女性人口は約 600 人で、消滅可能性都市と分類された（日本創成会
議

人口減少問題検討分科会データ 2014）。本当にそうなのか？それは従来の物差しでの評価に他ならないことをこれから証明して見せなくてはならない。そして、あらためて確信した、環境と成長の両立を考えられるのは自然観が色濃く残る地方からなのであることを。

30

PEN January 2015

国内動向

育児・介護等に携わる研究者を支援する研究支援員制度の会における審議に基づき「環境リスク初期評価（第 13 次

利用者を募集（2015.1.6）

取りまとめ）」をまとめた。その結果、健康リスク初期評

大阪大学は、常勤、非常勤の教員・研究員、又は日本学術

価で 3 物質が、生態リスク初期評価で４物質が「詳細な評振興会の特別研究員（PD/RPD）に対して、育児・介護等価を行う候補」とされた。

に携わる研究者を支援する研究支援員制度の利用者を募集

http://www.env.go.jp/press/100158.html

する。
http://www.osaka-u.ac.jp/ja/news/topics/2015/01/20150106_03
http://www.osaka-u.ac.jp/ja/guide/diversity/gender/support

ナノテクノロジー・材料分野

俯瞰ワークショップ報告書「バイオナノテクノロジー領域分科会」（2014.12.25）
科学技術振興機構（JST）研究開発戦略センター（CRDS）は、
中国・韓国語の特許文献を日本語で検索可能に（2015.1.5）

2014 年 8 月 28 日に開催したナノテクノロジー・材料分

特許庁は「中韓文献翻訳・検索システム」の本格版を本年野俯瞰ワークショップ「バイオナノテクノロジー領域分科

1 月 5 日から提供している。昨年 11 月から提供していた会」での議論をナノテクノロジー・材料分野

試行版と比べて、約 200 万件の中国文献が新たに検索可

ショップ報告書「バイオナノテクノロジー領域分科会」と能となる。

してまとめ、公開した。

http://www.meti.go.jp/press/2014/01/20150105001/20150105001.html

http://www.jst.go.jp/crds/pdf/2014/WR/CRDS-FY2014-WR-10.pdf

2014 年人口動態統計の年間推計（2015.1.1）

調 査 報 告 書「 次 世 代 も の づ く り ～ 基 盤 技 術 と プ ラ ッ

厚生労働省は平成 26 年（2014 年）人口動態統計の年間

トフォームの統合化戦略～＜中間とりまとめ＞」

推計を公表した。これによると日本の人口は一年間で 26（2014.12.25）

万 8 千人減少し、120,287,000 人となった。また結婚が科学技術振興機構（JST）研究開発戦略センター（CRDS）

64 万 9000 組に対して、離婚は 22 万 2000 組であった。

は、多くの外部有識者から伺った内容や中村理事長をはじ

http://www.mhlw.go.jp/toukei/saikin/hw/jinkou/suikei14/dl/honbun.pdf

めとする JST 内の民間企業出身の役職員との密な議論をも俯瞰ワークとに、調査報告書「次世代ものづくり～基盤技術とプラッ
トフォームの統合化戦略～＜中間とりまとめ＞」を取りま
化学物質の環境リスク初期評価の結果（2014.12.25）

とめて公開した。

環境省は、化学物質による環境汚染を通じて人の健康や生

http://www.jst.go.jp/crds/pdf/2014/RR/CRDS-FY2014-RR-04.pdf

態系に好ましくない影響が発生することを未然に防止するため、中央環境審議会環境保健部会化学物質評価専門委員

PEN January31

国際的動向を踏まえたオープンサイエンスに関する検討会

学団体連合会及び日本学術会議は連名で、我が国の学術界（2014.12.19）の責務として各団体が協力して研究の健全性向上のために

内閣府総合科学技術・イノベーション会議は、オープンサ

活動するという共同声明を公表した。

イエンスに係る世界的議論の動向を的確に把握した上で、

http://www.scj.go.jp/kohyo-23-261211.pdf

我が国としての基本姿勢を明らかにするとともに、早急にhttp://www.scj.go.jp/en/pdf/kohyo-23-261211e.pdf

講ずべき施策及び中長期的観点から講ずべき施策等を検討するため、「国際的動向を踏まえたオープンサイエンスに関する検討会」を設置した。その第 1 回検討会が平成 26
年 12 月 9 日に開催され、検討会の議事録と配布資料が公開された。
http://www8.cao.go.jp/cstp/sonota/openscience/1kai/1kai.html

ビッグデータ CoE を設立（2014.12.18）
筑波大学システム情報系社会工学域は、本年 1 月 1 日、10 年プロジェクト「サービス開発・改善のためのビッグデータ利活用」という学術的フロンティアに特化した CoEを自主的に創設し、“ サービス工学×ビッグデータ ” の分
野で世界最高峰の研究拠点を目指す。
http://www.tsukuba.ac.jp/news/n201412190900.html

第 7 期ナノテクノロジー・材料科学技術委員会配付資料公開（2014.12.18）
文部科学省は、第 6 ～ 8 回分の第 7 期ナノテクノロジー・
材料科学技術委員会の配布資料を公開した。科学技術振興
機構・研究開発戦略センター（JST-CRDS）の俯瞰分析等の有用な資料が含まれている。
http://www.mext.go.jp/b_menu/shingi/gijyutu/gijyutu2/015-6/shiryo/1354093.
htm
http://www.mext.go.jp/b_menu/shingi/gijyutu/gijyutu2/015-6/shiryo/1354086.
htm
http://www.mext.go.jp/b_menu/shingi/gijyutu/gijyutu2/015-6/shiryo/1354074.
htm

不正再発防止アクションプラン（2014.12.16）
理化学研究所は「研究不正再発防止をはじめとする高い規範の再生のためのアクションプラン」への取組状況に関する資料を公開した。また同日、「研究論文に関する調査委員会」より調査報告書の提出があり、これを受理したことを明らかにした。併せて野依理事長のコメントを公開した。
http://www3.riken.jp/stap/j/u12document18.pdf
http://www3.riken.jp/stap/j/c13document5.pdf
http://www3.riken.jp/stap/j/o15document3.pdf

科学研究の健全性向上のための共同声明（2014.12.11）（一社）国立大学協会、（一社）公立大学協会、日本私立大

32

PEN January 2015

CUTTING-EDGE TECHNOLOGIES

Biomimetic liquid-repellent surfaces~Learning from nature how to repel liquids~
プレスリリースより
豊蔵レポートより
台湾 ITRI より
MEMS 関連情報
バイオミメティクス研究会より

PEN January

33

FEATURES
Biomimetic liquid-repellent surfaces~Learning from nature how to repel liquids~
Gary J. Dunderdale, Chihiro Urata, Mathew W. England, and Atsushi Hozumi*
Materials Research Institute for Sustainable Development, National Instituteof Advanced Industrial Science and Technology（AIST）「蓮は泥より出でて泥に染まらず」といわれるように、蓮の葉には驚異的な撥水性があり、汚れがつきにくく落ちやすいという Self-cleaning（自己洗浄）機能があることはよく知られている。これらの機能を模倣した材料，表面処理に関する研究は 90 年代から日本を中心に進められ、最近のバイオミメティクス（生物模倣技術）ブームにも乗って世界的に再び活況を呈している。最近では、
水だけでなく油に対して優れた撥油性を示す表面の開発が世界中で展開されている。その中でも、水中で撥油性を示す表面は、防汚処理、耐生物付着抑制、配管内部の液体との摩擦低減など、様々な工業プロセスへの展開が期待できる。本稿では、この水中撥油性に焦点を絞り、その研究開発の動向をレビューしながら、我々が開発した外部刺激に応答して水中撥油性を示す新規なバイオミメティクス表面を紹介する。

Introductionof sewers by fats, and corrosion of metallic machine parts. To
overcome these problems accompanying adhesion/contamination

The control of interactions between liquids and solid surfaces

by various liquids, the creation of superhydrophobic surfaces

is important and advantageous in practical applications. These

has been studied extensively over the last few decades. The

situations not only surround us on a daily basis, such as fogging

goal of these studies has been to generate surfaces with largeof car windshields, the non-stick properties of cooking pans andwater contact angles (CAs), in an effort to minimize the contact

utensils, and calcification of bathroom taps and showerheads by

between the water drop and the solid surface to prevent fouling,water, but also occur in industrial applications, damage to infra-

as well to enable water drops to easily roll off the surface.

structures such as electricity networks, fouling and blocking

34

PEN January 2015

To create these types of surfaces, the solid surfaces have been

have previously proposed an environmentally-friendly processmodified principally with coatings (monolayers, thin films andnot relying on long chain perfluorinated compounds to create

so on) containing chemically inert functional groups (alkyl or‘non-stick’ surfaces [7]. Our process is based on the control ofperfluoroalkyl) to reduce surface energies, leading to very weakcontact angle (CA) hysteresis, which is defined as the difference

interactions with water. But, the maximum achievable static CA

between the CA as a liquid advances across a surface (θ A), andof water on the surfaces terminated with the alkyl functional

the CA as the liquid recedes from the surface (θ R), because thegroups is only around 110° [1]. Using fluorinated chemical

mobility of a liquid drop on a surface depends on CA hysteresis.

groups this static water CA can be increased up to around 120°,

As some of us have previously reported, if CA hysteresis isbecause their surface energies are extremely low and therefore

negligible, then there is very little resistance to movement ofallow only a weak interaction between the surface and water [1].

the liquid drop, even if the CAs are very low. This enabled us toThus, most studies related to this research field are unsurprisingly

create ‘non-stick’ surfaces toward various liquids (including highfocused on the effects of perfluoroalkyl groups rather than alkyl

and low surface tension liquids), not relying on surface texturinggroups. However, even with the use of these low-surface energy

and subsequent perfluorination [8].

compounds, static CAs are far from the ideal CAs of 180°.
In this article, we report on our recent research into creating
To achieve superhydrophobicity like a lotus leaf surface, several

surfaces with very low CA hysteresis toward various oil drops‘tricks’ are required. By introducing a roughness to the surface,when submerged underwater. These surfaces are inspired by

the majority of the water-solid surface interface is no longer

nature, and mimic the surface of a variety of living organisms.

oriented parallel to the substrate. This results in the apparent
CA increasing up to 180°, although the actual CA is identicalto that measured on a smooth surface. In fact, a specific type ofBiomimetic superhydrophobicity

roughness called “Negative Re-entrant Surface Curvature” isreported to be useful to achieve high apparent CAs [2]. Using

Many biological surfaces have excellent hydrophobicity or anti-

these techniques, it is possible to create surface on which water

fouling properties. As fluorine and perfluorinated compounds aredrops ‘bead-up’, meaning that they have high apparent CAs andvery rare on earth, it would be difficult for plants to synthesis /form an almost perfect sphere. These highly spherical drops areaccumulate enough to coat their outer surfaces. Therefore most

said to be in the Wenzel state, and have a very small footprint,

plants generally do not rely on perfluonated compounds, but

resulting in good mobility on the surface. If the roughness of therather surface structures to achieve hydrophobicity or anti-

surface becomes sufficiently high, and the coating has a high CA,

fouling properties. In particular, as shown in Fig.1, the lotus

the water drop no longer wets the whole surface and floats on air

leaf has been the most highly studied natural object as a model

pockets under the droplet. This is referred to as the Cassie-Baxter

surface of superhydrophobicity. It makes use of a hieraticalstate.

micro/nanostructured surface containing lots of raised pillars
with negative surface re-entrant curvature, and a hydrophobic

However, there are several problems in this nanostructured

coating consisting of waxy molecules to generate high CAs

perfluorinated surfaces. First, to achieve the desired(Figs. 1C and D). This allows water drops to slide off the surface

nanostructures very specialized and complicated techniques

easily. Furthermore, other biological surfaces, such as the wings

are required. Second, under certain situations, such asof a cicadas, the legs of water striders [9], the backs of desert

exposure to vapor or high pressure, water can penetrate into

beetles, the wings of butterflies [10], and the leaves of many

the nanostructured surface leading to complete loss of theplants[11] (such as rice leaves), have been also studied and founddewetting properties (Cassie-Baxter to Wenzel transition). Third,

to show excellent superhydrophobicity. Similar to the lotus

perfluorinated compounds can be difficult to process and anleaf, these surfaces are commonly highly nanostructured andextreme environmental burden because of their high chemical/

covered them with hydrophobic molecules, which leads to thephysical stability. Particularly, a precursor to many perfluorinatedexcellent hydrophobicity. Researchers have copied these types

compounds (perfluorooctanoic acid) is considered to be harmfulof surfaces found in nature by replicating similar structures on

to both human health and the environment [3-5]. Thus, several

synthetic surfaces and terminated with hydrophobic groups (alkyl

apparel makers have now declared that they will cease to use thisor perfluoroalkyl groups) [10]. Thanks to these physical andcompound after 2015 [6]. To overcome these shortcomings, we

chemical effects, artificial surfaces can achieve superhydrophobic

PEN January35

Fig. 1 Lotus leaves have been widely researched as a model surface
for studying superhydrophobicity. A) and B) show photos of the lotus
leaves and water drops on them. C) and D) are scanning electron
microscope images of the lotus leaf surface with hierarchical micro/
nano structures (inset, picture of water droplet on the lotus leaf
surface). Reprinted from Plant Sci, 172, 6, Guo et al, Biomimic fromthe superhydrophobic plant leaves in nature: Binary structure andunitary structure, 1103-1112, © 2007, with permission from Elsevier.

properties. Such biomimetic superhydrophobic surfaces can also

and a highly hydrated layer of mucus and proteins is covered on

have excellent anti-fouling properties [12].

the top of this inorganic framework. These calcium phosphateand hydrated mucus layer are very hydrophilic, leading to astrong preference to be wetted by water rather than oil. Lui et al.

Underwater superoleophobicity

reported that the static CA of the fish scales in water was 156°.
They replicated both the surface morphology and hydrophilic

Increasing attention has recently been paid to the creation ofnature of the fish scales surface using polyacrylamide gel.

superoleophobic surfaces rather than superhydrophobic surfaces

The resulting sample surface was found to be very oleophobic[13]. Surface tension of n -hexadecane (28 mN/m) is muchunderwater, having a large CA (174° 1,2-dichloroethane) greater

lower than that of water (72 mN/m). This means that it is muchthan that of fish scales. They also measured the adhesion force

more difficult to get oil drops to ‘bead-up’ into a perfectly

between an oil drop (1,2-dichloroethane) and the sample surface,non-contacting spherical shape. Thus, it is very challenging

in which adhesion force was found to be extremely small (<1to fabricate superoleophobic surfaces that strongly promoteμN), compared to that of a smooth silicon surface (>25 μN).

dewetting of various low surface tension liquids. Actually, until
now, there have only been a limited number of papers describing

Nanostructured calcium phosphate surface was also found on thethe preparation of such superoleophobic surfaces on which low

clamshells by the same group [15]. This nanostructured surface

surface tension liquids can easily dewet and roll off.

without any mucus layer showed very low adhesion to oil drops(dimethyl silicone oil) (<1 μN). To mimic this clamshell surface,

One recent key trend in this research area is underwater

they used copper as a model substrate and etched by ammonia too l e o p h o b i c i t y / s u p e r o l e o p h o b i c i t y. S u c h u n d e r w a t e robtain a similar nanostructured hydrophilic surface. The sample

oleophobicity/superoleophobicity would be particularly useful

surface displayed excellent underwater superoleophobic and anti-

for marine applications, cleaning up of oil-spills, industrial

fouling properties (static CA of 163° and an adhesion force wasprocesses, and removing oils and greases from surfaces by

only <1 μN).

washing with water in domestic applications.
Another unique underwater superoleophobicity is also observed

36

The first example of an underwater superoleophobic surface

on the sharkskin surface. Sharkskin consists of randomly raised

based on a biomimetic approach was reported by Liu et al [14].

areas called “dermal denticles”. These denticals are ribbed with

They got ideas of anti-fouling surfaces from underwater marine

the riblets orientated parallel to the direction in which the shark

life (such as fish). Fish always keep their bodies clean even afterswims. This unique surface morphology is thought to reduce

exposure to oil during an oil-spill disaster. Upon inspection of fish

the drag on the shark’s body during swimming. Researchersscales, they found hierarchical nanostructured surfaces consisting

have artificially reproduced this surface topography by softof calcium phosphate. This inorganic layer is very hydrophiliclithography of PDMS and found significant reductions in dragPEN January 2015

with water. Along with this low fluid resistance, the resulting

Stimulus-responsive underwater superoleophobicity

sample surfaces also showed superoleophobic properties whensubmerged underwater [16].

Living objects respond to various kinds of stimuli from theirsurrounding environments. From this viewpoint, most studies

Besides these structure-dependent superoleophobic treatments,

in surface science and practical coating applications haveseveral researchers have also mimicked the hydrated mucus

replicated such biological responsive behaviors in artificial

layer of the fish scales. We used water-soluble polymer brushes

systems for the purpose of achieving unusual surface properties.

to functionalize substrates with a biomimetic mucus layer [17].

For example, we have created superoleophobic polymer brushes

When submerged in water these polymer layers are highly

which respond to three external stimuli - solution pH, salt

hydrated by water, swelling 3-10x in thickness by the uptake

concentration, and temperature [20]. Two of these responses,

of water. This results in the formation of a composite surface

pH and salt concentration, changed the dynamic oleophobicity

which can be up to ~80 % water by volume. When oil dropletsof our polymer brush surfaces. In detail, when the pH of water(such as n-hexadecane) were placed on these surfaces, theyis changed from low (pH = 2) to high (pH = 10), the chemical

indicated very high dynamic CAs (θ A/θ R = 163°/161°) and low

nature of the polymer brush changes from highly cationic

CA hysteresis (Δθ = 2°) due to the very hydrophilic nature ofto neutral. This neutralization results in a dehydration of thethe hydrated polymer layer. This leads to excellent underwaterpolymer brush and so the surface becomes less oleophobic (seeoil repellent properties as shown in Fig.2 (left image). Other

Fig. 2). We measured that the advancing CAs only decreased

types of highly hydrated polymer surfaces, such as hydrogelslightly due to the dehydration (~165° to ~140°), but the receding

consisting of poly(n -isopropylacrylamide) (pNIPAM) [18] or

CAs decreased dramatically from ~160° down to ~60°. Thesepolyelectrolyte multilayers consisting of oppositely charged ionicmarked changes in dynamic CAs, and specifically an increase

polymers [19] have also being reported. They showed underwaterin CA hysteresis, results in a surface on which oil drops freely

superoleophobicity with the static CAs of 1, 2-dichloroethane areslide across at pH 2 but on which they are pinned and immobile

159° and 164°, respectively.

at pH 10 (see Fig. 3). Similar transitions were observed when thesalt concentration (NaCl) was raised from 0 to 2 M. Similar to
the results shown in Fig.2, the receding CA reduced significantly
while the advancing CA only reduced by a small amount. This
lead to a surface on which oil drops can slide across with noadded salt, but cannot slide when salt is added. Although thepolymer brush was found to change structure in response totemperature, namely a decrease in thickness and hydration
with increasing temperature, no changes in dynamic CAs wereobserved. We proposed that this is due to an inhomogeneouschange in the polymer brush layer, which remains highly
hydrated at the surface at high temperatures.
Other types of stimulus-responsive underwater (super)oleophobic
surfaces have also been reported. For example, Tan et al [21]prepared pH-responsive polymer brushes which can control
their adhesion strength to oil drops, demonstrating significant
adhesion or less adhesion/easily removal from the surface. Lui
et al [22] created polypyrrole surfaces which can be oxidized or

Fig. 2 pH-responsive oleophobicity of our polymer brush surface:

reduced by applying a positive or negative electrical potential

This superoleophobicity can be activated (left image, pH = 2) andto the surface. This changes the static CAs from ~150° to ~110°deactivated (right image, pH = 10) by changing the solution pH.

(with 1, 2-dichloroethane) along with the adhesion strength of

Reprinted from ACS Appl. Mater. Interfaces, 2014, 6 (15), Dunderdale
et al Large-Scale and Environmentally Friendly Synthesis of pH-

oil drops from 8.7 μN to 1.6 μN. Consistent with these changes

Responsive Oil-Repellent Polymer Brush Surfaces under Ambient

sliding of the oil drop across the surface could be arbitrarily

Conditions, 11864-11868, © 2014, with permission from ACS.

controlled. Xu et al [23] reported a underwater superoleophobic

PEN January37

Fig. 3 Stimulus-responsive underwater superoleophobicity of watersoluble polymer brushes. Top – the chemical structure of the polymer
brush containing tertiary amine groups, which can be protonated or
deprotonated depending on pH. Bottom – Changes in adhesion ofn-hexadecane drops to the surface depending on the solution pH.

surface which is responsive to mercury ions. They employedprinciples of the strategies used by nature is crucial to apply thempolyacrylic acid (PA) for mercury detection. When mercury ionsto future material processing. We believe that biomimetics haveare present in the water, they form complexes with the carboxylic

infinite possibilities in our daily life and important industrial

groups of polyacrylic acid, and presumably cause dehydration

applications in the future.

of the polymer chains, leading to a loss of underwatersuperoleophobicity. They also applied this coating system to oilwater separation. In the absence of mercury ions the PA-covered

Acknowledgements

mesh allowed water to pass through but not oil, whereas when 1
mg/ml mercury ions are present the mesh allowed both oil andThis work was partially supported by a Grant-in-Aid forwater to pass through. Finally, Chen et al [24] created thermally

Scientific Research on Innovative Areas (A.H. and C.U.; No.

responsive hydrogels from the polymer PNIPAM. These

24120005) of The Ministry of Education, Culture, Sports,hydrogels change static CAs of oil (1,2-dichloroethane) from

Science, and Technology (MEXT), Japan.

~150° at temperatures below 25 °C to ~125° at temperatures
above 30 °C. By taking advantage of this great difference in
CAs at different temperatures, sliding of the oil drops could be

References:controlled arbitrarily by the applied temperature.

[1] Adamson, A. W., Physical Chemistry of Surfaces. 6th ed.;John Wiley & Sons.
[2] Tuteja, A.; Choi, W.; Ma, M.; Mabry, J. M.; Mazzella, S.

Conclusions

A.; Rutledge, G. C.; McKinley, G. H.; Cohen, R. E. Designing
Superoleophobic Surfaces. Science 2007, 318, 1618-1622.

38

Various useful strategies for creating superoleophobic surfaces[3] Martin, J. W.; Mabury, S. A.; Solomon, K. R.; Muir, D. C.

both in air and submerged underwater have been inspired by

G. Dietary Accumulation of Perfluorinated Acids in Juvenile

nature. Based on the principles of these biological mechanisms

Rainbow Trout (Oncorhynchus Mykiss). Environ. Toxicol.

combined with human wisdom, we are able to achieve superior

Chem. 2003, 22, 189-195.

surface properties compared to those observed in nature. In[4] Martin, J. W.; Mabury, S. A.; Solomon, K. R.; Muir, D. C. G.

actually, most of the artificial surfaces discussed in this article

Bioconcentration and Tissue Distribution of Perfluorinated Acids

have better oleophobicity than the fish scale investigated by Lui

in Rainbow Trout (Oncorhynchus Mykiss). Environ. Toxicol.

et al. And as has been discussed, underwater superoleophobic

Chem. 2003, 22, 196-204.

surfaces possessing stimuli-responsive properties are good[5] Martin, J. W.; Whittle, D. M.; Muir, D. C. G.; Mabury, S. A.

examples that demonstrate the potential utility of biomimetic

Perfluoroalkyl Contaminants in a Food Web from Lake Ontario.

approaches in the generation of such multifunctional properties,

Environ. Toxicol. Chem. 2004, 38, 5379-5385.

which are not observed in nature. Deeper understanding of the[6] In 2013 Gore-Tex eliminated the use of Perfluorooctanoic

PEN January 2015

acid.

External Triggers. Langmuir 2014, 30, 13438-46.

http://news.gorefabrics.com/en_gb/enterprise/innovation/gore-completes-elimination-of-pfoa-[21] Tan, K. Y.; Hughes, T. L.; Nagl, M.; Huck, W. T. S.

from-raw-material-of-its-functional-fabrics/

Nonfouling Capture-Release Substrates Based on Polymer[7] Park, J.; Urata, C.; Masheder, B.; Cheng, D. F.; Hozumi, A.
Long Perfluoroalkyl Chains Are Not Required for DynamicallyOleophobic Surfaces. Green Chem. 2013, 15, 100-104.
[8] Cheng, D. F.; Urata, C.; Yagihashi, M.; Hozumi, A. A
Statically Oleophilic but Dynamically Oleophobic Smooth
Nonperfluorinated Surface. Angew. Chem. Int. Ed. 2012, 51,
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[20] Dunderdale, G. J.; Urata, C.; Hozumi, A. An Underwater
Superoleophobic Surface That Can Be Activated/Deactivated Via

PEN January39

プレスリリースより

PEN 編集室がまとめた最新技術動向をお届けします。

鉄原子 42 個からなるカゴ状巨大分子磁石（2015.1.7）

しては、これらの特許を実施して FCV の製造 ･ 販売を行

東北大学、九州大学、中国大連理工大学、高輝度光科学

う場合、2020 年末までを想定している市場導入初期の特研究センター、熊本大学、九州工業大学、大阪大学の研許実施権を無償とする。また、水素供給 ･ 製造といった水究グループは共同で、これまでに人工的に合成されたなか

素ステーション関連の特許（約 70 件）に関しては、水素

で、最も巨大な分子磁石となるカゴ状磁性ナノクラスター

ステーションの早期普及に貢献するため、水素ステーショ

分子を開発することに成功するとともに、大型放射光施設

ンの設置 ･ 運営を行う場合の特許実施権を、期間を限定す

SPring-8 の世界最高クラスの X 線装置と東北大学の強磁ることなく無償とする。この対応は、FCV 導入初期段階に場実験施設を用いて、その複雑な分子構造と電子状態を解おいては普及を優先し、開発・市場導入を進める自動車メー

明した。

カーや水素ステーション整備を進めるエネルギー会社など

http://www.tohoku.ac.jp/japanese/2015/01/press20141225-02.htmlと協調した取り組みが重要であるとの考えに基づくものである。
http://newsroom.toyota.co.jp/jp/detail/4663446/

脳損傷によって失われた運動機能を肩代わりする脳の変化（2015.1.7）
産総研と理化学研究所は、自然科学研究機構生理学研究所、
京都大学、浜松ホトニクス（株）らの協力を得て、脳損傷で失われた運動機能を肩代わりする脳の変化を明らかにした。
http://www.aist.go.jp/aist_j/press_release/pr2015/pr20150107/pr20150107.html

燃料電池関連の特許実施権を無償で提供（2015.1.6）
トヨタ自動車（株）は、燃料電池自動車（FCV）の普及に向けた取り組みの一環として、トヨタが単独で保有している世界で約 5,680 件の燃料電池関連の特許（審査継続中を含む）の実施権を無償で提供する。具体的には、燃料電池スタック（約 1,970 件）
・高圧水素タンク（約 290 件）
・
燃料電池システム制御（約 3,350 件）といった、FCV の
開発 ･ 生産の根幹となる燃料電池システム関連の特許に関

40

PEN January 2015

植物のビタミン C 輸送体（2015.1.6）
岡山大学と理化学研究所の共同研究グループは、アスコルビン酸（通称：ビタミン C）を葉緑体へ運ぶ輸送体（トランスポーター）を突き止めた。
http://www.okayama-u.ac.jp/tp/release/release_id260.html

がんの転移を強力に抑制する既存薬を発見（2015.1.3）
次世代がん研究シーズ戦略的育成プログラム（P-DIRECT）の一環として、九州大学の研究チームは、がんニッチを制御する重要なたんぱく質を発見し、既存薬であるプロパゲ
ルマニウムによって、がん転移を強力に抑制することに成功した。
http://www.kyushu-u.ac.jp/pressrelease/2015/2015_01_03.pdf

ナノ網目構造を水で膨潤させたヒドロゲル中に閉じ込める

固体の光電子スペクトルの時間分解計測（2014.12.24）（2014.12.30）

理研と、ドイツのキール大学、自然科学研究機構分子科

理化学研究所（理研）と物質・材料研究機構（NIMS）の学研究所の共同研究グループは、Ｘ線自由電子レーザー

共同研究グループは、互いに静電反発する酸化物ナノシー（XFEL）施設「SACLA」から得られる硬Ｘ線とフェムト秒

トを磁場に対して垂直な方向に配列し、三次元のナノ網目

光学レーザーを用いたポンプ・プローブ型の硬Ｘ線光電子

構造を水で膨潤させたヒドロゲル中に閉じ込めることによ

分光法により、固体試料構成元素の内殻光電子スペクトルり、ユニークな機械的物性が現れる材料の開発に成功した。

の時間分解計測に成功した。

http://www.riken.jp/pr/press/2014/20141230_1/

http://www.riken.jp/pr/press/2014/20141224_1/

iPS 細 胞 を 用 い て 軟 骨 形 成 亢 進 の メ カ ニ ズ ム を 解 析

火星に新しい水素の貯蔵庫を発見（2014.12.24）（2014.12.26）

東京工業大学の研究者らは、火星隕石の水素同位体分析に

京都大学の研究グループは、新生児発症多臓器炎症性疾患

基づき、火星地下に新たな水素の貯蔵層が存在することを（NOMID）患者さん由来の iPS 細胞から軟骨細胞を分化誘発見した。水素貯蔵量は過去に火星表面に存在した海水量

導して解析を行った結果、NOMID 細胞は対照細胞と比較に匹敵し、現在は地下に凍土あるいは含水化した地殻としして軟骨形成能が亢進しており、かつその分子機構としてて存在していることを突き止めた。

cAMP/PKA/CREB 経路の活性化が関与していることを明ら

http://www.titech.ac.jp/news/2014/029417.html

かにした。
https://www.cira.kyoto-u.ac.jp/j/pressrelease/news/141226-181501.html

昆虫の匂い源探索を担う神経回路（2014.12.23）
東京大学と米国ハワードヒューズ医学研究所の共同研究グ
海洋エネルギー発電 4 テーマを採択（2014.12.25）
新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）は、まだ実用化されていない海洋エネルギー発電について、潮流や海流、波力など、新たに 4 テーマを採択する。

ループは、昆虫におけるフェロモン等の匂い情報の入力から、行動を起こすための命令信号の出力までを担う全ての脳領域と経路を特定した。
http://www.u-tokyo.ac.jp/public/public01_261223_j.html

http://www.nedo.go.jp/news/press/AA5_100342.html

シリセンの基盤電子構造（2014.12.22）
海流発電システムの実証研究（2014.12.25）
新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）による「海洋エネルギー技術研究開発－海洋エネルギー発電システム実証研究」の共同研究予定先に採択されたことを受けて、（株）IHI および（株）東芝は海流発電システムの実証研究

東北大学と豊田中央研究所の共同研究グループは、新材料
シリセンの層間化合物 CaSi2 を合成し、その電子状態を解明した。その結果、シリセンが見かけ上の質量がゼロとなる電子状態を持つことが明らかとなった。
http://www.tohoku.ac.jp/japanese/2014/12/press20141222-03.htmlに着手した。
http://www.toshiba.co.jp/about/press/2014_12/pr_j2501.htm

バイオマスからのテトラヒドロフラン高収率合成（2014.12.22）
耐圧 1600V を達成した高性能ダイヤモンドトランジスタ（2014.12.25）
早稲田大学の研究グループは、電気自動車や電車などの省エネルギーに欠かせない、高効率のインバータとして利用されるダイヤモンド半導体を用いたトランジスタにおいて、ダイヤモンドの表面に存在する正電荷を有する正孔を制御してトランジスタを動作させ、20 マイクロメーター

東北大学の研究グループは、（株）ダイセルと共同で、糖の発酵と脱水により得られる 1,4- アンヒドロエリスリトー
ルからテトラヒドロフラン（THF）を高効率で合成する触媒反応系の開発に成功した。この技術は、従来の石油由来
C4 化学品製造を代替し、二酸化炭素の排出削減に貢献する。
http://www.tohoku.ac.jp/japanese/2014/12/press20141222-02.htmlの間隔で耐圧 1600V、耐熱 400℃まで安定な動作を可能とさせることに成功した。
http://www.waseda.jp/top/news/19130

PEN January41

体に貼る生体情報センサー（2014.12.22）

ガラスにならない液体の原子配列と電子状態（2014.12.18）

東京大学の研究グループは、粘着性のゲルを開発し、湿布

高輝度光科学研究センター（JASRI）、北陸先端科学技術大のように体に貼り付けるだけで生体情報を計測できるシー

学院大学（JAIST）、フィンランドのタンペレ工科大学、宇ト型センサーを作製した。

宙航空研究開発機構（JAXA）、学習院大学、東京大学、山

http://www.t.u-tokyo.ac.jp/epage/release/2014/141222_1.html

形大学からなる国際共同研究チームは、大型放射光施設
SPring-8 の高輝度放射光高エネルギー X 線と、スーパー

自己免疫疾患を回避する免疫系のシステム（2014.12.19）
大阪大学の研究グループは、科学技術振興機構（JST）の
戦略的創造研究推進事業 チーム型研究（CREST）の一環として、CD4 陽性制御性Ｔ細胞が自己免疫反応を回避するたコンピューターによる大規模シミュレーションにより、ガラスにならない液体の原子配列と電子状態を調べ、これらが非常に乱れている液体であることがガラスにならない理
由であることを明らかにした。
http://www.spring8.or.jp/ja/news_publications/press_release/2014/141218/

めに自己に反応する CD8 陽性Ｔ細胞に安定的な免疫不応
答状態を誘導することを明らかにした。また従来フェノタ
イプが明らかにされてこなかったアネルギー細胞が持つ特徴的なフェノタイプを明らかにし、健康人の体内に自己に反応する CD8 陽性Ｔ細胞がアネルギー状態で存在し、自己免疫応答を抑制していることを明らかにした。
http://www.jst.go.jp/pr/announce/20141219/index.html

多層構造を持つ低分子塗布型有機 EL 素子（2014.12.18）
科学技術振興機構（JST）の戦略的イノベーション創出推進プログラム（S- イノベ）の一環として、山形大学の研究グループは、多層構造を持つ低分子塗布型白色有機エレク
トロルミネッセンス素子（有機 EL）の開発に成功した。
http://www.jst.go.jp/pr/announce/20141218/index.html

ストロンチウム等の新吸着剤を開発（2014.12.19）
早稲田大学の研究グループは（株）AZMEC と共同で、セシウムやストロンチウム等の放射性元素を吸着する、安価
かつ耐久性を向上させた新しい吸着剤の開発に成功した。
http://www.waseda.jp/top/news/18865

ナ ノ 世 界 の ブ ル ド ー ザ ー「 ナ ノ ド ー ザ ー」 シ ス テ ム（2014.12.18）
九州大学の研究者は、カナダのマギル大学のグループとの共同研究で、ナノメートルのスケールで働くブルドーザー「ナノドーザー」を用いて、微細流路中に閉じ込めた長鎖

国際宇宙ステーション・日本実験棟でライフサイエンス実

DNA 分子の動態を制御することを可能にした。
http://www.kyushu-u.ac.jp/pressrelease/2014/2014_12_08.pdf

験（2014.12.18）
東北大学の研究グループは、国際宇宙ステーション（ISS）「きぼう」日本実験棟において植物と線虫を用いたライフサイエンス実験をスタートさせる。
http://www.tohoku.ac.jp/japanese/2014/12/press20141217-05.html

高効率モータの世界最高水準の省エネ性（2014.12.17）
東北大学の研究グループは、パナソニック（株）と共同で、新ナノ結晶合金 NANOMET® を用いたモータを試作し、その省エネルギー性の実証に成功した。
http://www.tohoku.ac.jp/japanese/2014/12/press20141217-01.html

金星探査機「あかつき」が太陽風加速を解明（2014.12.18）
宇宙航空研究開発機構（JAXA）宇宙科学研究所と東京大学の研究者らは、金星探査機「あかつき」を用いた電波観測などによって、太陽の近くから太陽半径の約 20 倍離れた場所までの太陽風を調べ、太陽半径の 5 倍程度離れた距
離から太陽風が急激に速度を増していることを解明、太陽
風の中を伝わる波をエネルギー源とする加熱が関わっていることを明らかにした。
http://www.jaxa.jp/press/2014/12/20141218_akatsuki_j.html

42

PEN January 2015

小型風力発電の部品標準化のための研究開発（2014.12.17）
新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）は、今後の再生可能エネルギー導入拡大のカギを握る風力発電分野のうち、20kW 未満の小型風力発電について、システムの主要部品である「発電機」、「パワーコンディショナー」、「支柱」を標準化するための研究開発に着手する。
http://www.nedo.go.jp/news/press/AA5_100339.html

炎症性疾患の新たな治療法開発に期待（2014.12.17）

ラットが危険を伝えるフェロモンを同定（2014.12.16）

科学技術振興機構（JST）の戦略的創造研究推進事業の一

東京大学の研究グループは長谷川香料（株）と共同で、危環として、理化学研究所は、炎症反応に必須な転写因子

険を伝えるためにラットが放つ匂いの中から、それを嗅いNF- κ B の働きを抑制する分子機構に、熱ショックたんぱ

だ別のラットの不安を増大させるフェロモンを同定した。

く質 HSP70 が関与することを明らかにした。

http://www.a.u-tokyo.ac.jp/topics/2014/20141216-1.html

http://www.jst.go.jp/pr/announce/20141217/index.html

多結晶ゲルマニウムトランジスタの性能向上（2014.12.16）
産業技術総合研究所は、大規模集積回路（LSI）の 3 次元
（3D）積層技術の実現に向けて、新たな多結晶膜形成技術を開発し、N 型多結晶ゲルマニウム（Ge）トランジスタの性能を大幅に改善した。

極めて低い消費電力で動くトンネル電界効果トランジスタ（2014.12.15）
科学技術振興機構（JST）戦略的創造研究推進事業において、東京大学の研究者らは、極低電圧での動作が可能な新しい構造のトンネル電界効果トランジスタを開発した。
http://www.jst.go.jp/pr/announce/20141215-3/index.html

http://www.aist.go.jp/aist_j/press_release/pr2014/pr20141216/pr20141216.html

気象ビッグデータの時空間統合可視化システム（2014.12.16）
東京大学、OSIsoft ジャパン（株）、ESRI ジャパン（株）は、共同で教育研究用途にオンライン提供されている気象のビッグデータを長期間蓄積すると共に、時間と空間の情報

水素ステーション情報管理サービス（2014.12.15）
富士通は、燃料電池自動車に水素を供給する水素ステー
ションの位置や稼働情報などをリアルタイムに把握することができる水素ステーション情報管理サービスの自動車会社向けの提供を開始した。
http://news.panasonic.com/press/topics.htmlを統合した分析が可能となるシステムを構築し、特定の地域の気温、気圧、日照度等のリアルタイムデータ及び履歴
データをグラフ表示、地図上に色別表示をすることができるようにした。
http://www.u-tokyo.ac.jp/public/public01_261216_02_j.html

分子磁石の設計法（2014.12.12）
東北大学の研究グループは、鎖状と層状の二種類の低次元
磁気格子からなる分子磁性体（分子磁石）を構造的に組み合わせることにより、それぞれの構成格子の構造と磁気的

東北地方太平洋沖地震に伴う繰り返し地震の揺らぎを再現（2014.12.16）

な特徴を併せ持つ新しい三次元格子からなる分子磁石を設計することに成功した。
http://www.tohoku.ac.jp/japanese/2014/12/press20141212-02.html

海洋研究開発機構（JAMSTEC）の研究員は、2011 年の東北地方太平洋沖地震の直後から活発化した釜石沖の繰り返
し地震活動の揺らぎの特徴を「地球シミュレータ」を用いて再現し、東北地方太平洋沖地震発生後も続く断層のゆっくりとしたすべりの伝播方向や摩擦特性について、岩石実
験や測地観測のような従来の手法とは独立して推定できることを実証した。

抗真菌薬の活性発現に膜輸送バランス（2014.12.12）
京都大学の研究グループは、細胞膜ステロールを標的にする抗真菌薬の作用には、細胞膜を構成する成分の膜輸送のバランスが重要であることを明らかにした。
http://www.kyoto-u.ac.jp/ja/research/research_results/2014/141212_1.html

http://www.jamstec.go.jp/j/about/press_release/20141216/

インターロイキン 18 複合体立体構造を解明（2014.12.16）
京都大学の研究グループは、岐阜大学と共同で、免疫・神経難治疾患の治療薬開発を促進するインターロイキン 18（IL-18）が受容体（レセプター）に結合した複合体の立体構造を世界に先駆けて解明した。
http://www.kyoto-u.ac.jp/ja/research/research_results/2014/141215_1.html

生細胞中だけで発光する刺激応答型蛍光ナノ粒子（2014.12.12）
東京工業大学の研究者らは、細胞外では発光せず、細胞に取り込まれると発光する蛍光性ナノ粒子を開発した。1 分
子で独立していると発光し、凝集すると消光する蛍光色素（ナイルレッド）を、界面活性剤を使って凝集・固定して非発光性とし、生細胞内の還元条件の刺激によって凝集を解いて強力な蛍光を発光させる。

PEN January43http://www.titech.ac.jp/news/2014/029354.html

磁性材料の特性を左右する欠陥構造の特定（2014.12.11）
東北大学の研究グループは、英国ヨーク大学と共同で、第一原理計算による構造探索と世界最先端の超高分解能走査
透過型電子顕微鏡を駆使し、磁性材料である四酸化三鉄（黒錆）中の面状欠陥構造を、原子レベルで決定（Fe3O4）することに成功した。
http://www.tohoku.ac.jp/japanese/2014/12/press20141210-02.html

付着を防止する表面処理技術（2014.12.11）
産総所は、有機フッ素化合物や微細加工に依存しない安価
なはつ液処理技術を開発し、各種粘性液体や氷の付着を大幅に抑制できる表面処理技術を開発した。
http://www.aist.go.jp/aist_j/press_release/pr2014/pr20141211/pr20141211.html

ヒト 3D 培養皮膚の実用化へ（2014.12.11）
新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）は、東北大学、（株）Clio 等のグループとともに、Muse 細胞から皮膚のメラニン色素を産生するヒトのメラニン産生細胞を安定的に調製する方法を開発し、ヒト 3D 培養皮膚を作製す
る実用化可能な技術を確立した。
http://www.nedo.go.jp/news/press/AA5_100337.html

電子軌道の量子揺らぎがもたらす超伝導（2014.12.11）
東京大学の研究グループは、電子の形を決める電子軌道が量子的に揺らぐ異常な電子状態を常圧下で実現、電子の形の量子揺らぎが電子同士を引きつける力としてクーパー対形成を媒介することを見出した。
http://www.issp.u-tokyo.ac.jp/issp_wms/DATA/OPTION/release20141212.pdf

44

PEN January 2015

Column

守るのか、攻めるのか

昨年 12 月に燃料電池自動車（FCV）MIRAI の販売を開始したトヨタ自動車は、年明けの 1 月 6 日、審査継続中の特許を含め、トヨタが保有している 5,680 件の燃料電池関連の特許の実施権を無償で提供すると発表した [1, 2]。具体的には、水素の酸化反応を電気エネルギーに変える燃料電池スタックに関する 1,970 件の特許、高圧水素タンクに関する 290 件の特許、システム制御に関する 3,350 件の特許の、市場導入初期と想定している 2020 年末までの実施を無償とする。水素インフ
ラの水素ステーションの設置 ･ 運営に関わる 70 件の特許に関しては、期間を限定せず無償とする措置が取られている。これは水素社会実現の最も大きな課題が、FCV 技術より水素エネルギーの製造・デリバリーインフラの整備であることを意識した措置だろう。
特許は、わかりやすく表現するなら、独自に開発した技術、あるいはロイヤリティを支払って実施許諾を得た技術を、独占的かつ排他的に行使する権利を守る制度である。新しい技術の研究開発を効率よくすすめ、開発した技術を使って事業利益を確保する、そのような経営を支えてきた特許はいわばクローズドイノベーションのツールで、とりわけ製造業にとっては重要な戦略課題であった。そうは言っても、新しい技術への研究開発投資は企業にとって大きな経営リスクでもある。
トヨタは、5,680 件もの燃料電池関連の特許を出願・権利化するために、膨大な研究開発コストをかけているはずである。
通常は研究開発コストは、その特許を行使して得た利益で回収される。ところが今回トヨタは、権利化した 5,680 件もの最先端技術に関わる特許を、その市場が未開拓の現時点で無償提供する。企業の特許戦略は多様で、たとえばノウハウに近いものは権利化しないという例もある。今回の無償提供も新手の特許戦略なのだろうか。その理由について、プレスリリー
スでは「FCV の普及を後押しし、水素社会の実現に積極的に貢献していきたい」と簡潔に述べているだけである。
今回の特許の無償提供をデファクト標準化戦略とみることはできないだろうか。技術戦略としてみれば標準化はオープン
イノベーションに好適な攻めの技術戦略である。守りの技術戦略である特許と相容れない存在ではなく、特許と標準をうまく組み合わせ、技術を早く広く普及させながら利益の確保が可能になる。トヨタが明確にデファクト標準化を志向しているのかどうかは今の時点で確かめようもないのだが、今回の措置の背景に、突出した技術力を特許で守ったことで、逆に普及に時間がかかっているハイブリッド車の経験が影響していることは否めないだろう。
自動車は近い将来 IT との融合で家電の側面を持つようになると言われている。バイオミメティクスである自律分散制御技術を備えることで、アリの隊列のように目的地まで自律・自走するロボットになる日もそう遠い未来ではない。発電・蓄電機能を持つ FCV は、エネルギー・インフラとしても機能するようにもなるだろう。今回のトヨタの経営判断は、「FCVの普及と水素社会の実現」という究極のサービスが動機付けになっている。今回の特許無償開放が、将来ニーズの実現のための攻めの技術戦略として機能していくのかどうか、今後の推移を注目していきたい。
[1] http://newsroom.toyota.co.jp/jp/detail/4663446/[2] http://pressroom.toyota.com/releases/toyota+fuel+cell+patents+ces+2015.htm

PEN 阿多誠文

PEN January45

豊蔵レポートより

豊蔵信夫氏が収集・配信されている最新技術情報をお届けします。

12 月の注目記事 Ⅱ（2014.12.12 ～ 2014.12.27）

分間で 200 マイル走行に必要な電力を供給することができる」（StoreDot 社の創設者兼 CEO の Myersdorf 氏談）、

マイクログリッドの開発プロジェクトで NREL が GE と協

ロマン・アブラモビッチ氏（ロシアの新興財閥とチェルシー

力

フットボールクラブのオーナー）がプロジェクトへの資金

米国エネルギー省（DOE）の国立再生可能エネルギー研究

投資家のひとり所（NREL）発表、ゼネラル・エレクトリック・カンパニー

Tel Aviv's tiny idea that could change the smartphone（GE）・電力研究所（EPRI）新マイクログリッドプログラ

world

ム（800 万ドル）で協力、DOE によって資金を供給されhttp://www.thejc.com/news/israel-news/126612/tel-avivs-tiny-idea-could-change-ているプログラムは 7 つのマイクログリッドプロジェクト

smartphone-worldの開発に焦点を当てる（GE と EPRI が支援するプロジェク
トのそれぞれに 120 万ドル）
、GE と EPRI の両方でマイク
ログリッドが彼らの電気ネットワーク上の異常気象の影響を緩和するために都市や町にどのように役立つかを模索、
NREL の関与はループ中の電力ハードウェアを使用して GEと EPRI のマイクログリッドコントローラをテストすることになるNREL partners with GE on microgrid development project

衝撃波を利用して大面積で均一な超平滑表面を持つ３D 結晶の金属構造を作成
衝撃波インパルスを作成するためにレーザーを使用して非常に滑らかな 3D 結晶性の金属ナノ構造を作成する方法を開発、超高ひずみ比率変形を生成することによりナノス
ケールの精度で成形される金属の薄層を可能にする低コス

http://www.pv-magazine.com/news/details/beitrag/nrel-partners-with-ge-on-

トで高スループットな卓上法、10nm 位に小さな３D 結晶

microgrid-development-project_100017479/#axzz3LXef6uG3の金属構造を作成、この技術は機械的に強化されたナノ構
造および金属 - グラフェンハイブリッドナノデバイス以外にプラズモニックに 5 位の高いアスペクト比をもつ大面

スマートフォンの世界を変えることができるテルアビブの積で均一なナノパターンおよびセンシング用途を可能にす

小さなアイデア

る、パデュー大学

テルアビブに拠点を置く StoreDot 社は僅か 30 秒でスマー

Large-scale nanoshaping of ultrasmooth 3D crystalline

トフォンを充電するためにナノテクノロジーを使用した新metallic structures

しいバッテリーの片鱗を業界の専門家に与えようとしていhttp://www.sciencemag.org/content/346/6215/1352.abstract

る、同社は 1 月にスマートフォンの専門家にその発明を開示予定、１年以内にバッテリを商業的使用のために準備できる可能性もある、「同技術を電気自動車に適用すると 546

PEN January 2015

シリコン中のアト秒のバンドギャップダイナミクス状のガラス基板上に噴霧してすべての基板上で機能的なデ半導体の価電子帯から伝導帯への電子移動は現代の電子工

バイスを作ることができる、ロール・ツー・ロール製造を学の基礎、シリコンでこのプロセスのリアルタイム観測は使用するためにプロセスを最適化したい。現在の記録は電以前のフェムト秒レーザーでは不可、カリフォルニア大学

力変換効率で 8.1％、10% が商業的に重要なしきい値と見バークレー校（UCB）を拠点にして物理学者や化学者の国る。5 ～ 10 年以内に商品化を期待している」（トロント大際チームが軟 X 線光のアト秒パルスを使用して瞬間の出学の博士研究員・IBM 社員のクレイマー氏が EE タイムズ

来事のスナップショットの観測に初めて成功、いくつかのに語った）、IBM カナダ研究開発センター、トロント大学

サイクルのレーザーパルスによって伝導帯に注入された電など 7 大学参加のコンソーシアムの成果

子がレーザー電場振動で同期された鋭いステップにおける

Spray Solar Cells on Any Surface

シリコン XUV 吸収スペクトルを変化、観察された〜 450

http://www.eetimes.com/document.asp?doc_id=1324944&

アト秒ステップの立ち上がり時間がキャリア誘起バンド
ギャップの減少と伝導帯における電子 - 電子散乱時間の上限を決める、この電子応答が 60 ± 10 フェムト秒の時間スケールで発生する格子の動きに起因するその後のバンド
ギャップ変更から分離、光の電界誘起電子トンネルなどのキャリア注入工程を量子力学シミュレーションで解釈、ローレンス・バークレー国立研究所（LBNL）、筑波大学
Attosecond band-gap dynamics in silicon
http://www.sciencemag.org/content/346/6215/1348.abstract

JA Solar 社とデュポン社が R&D 協定
JA Solar 社（2014 年で最も急成長した太陽光発電（PV）
メーカー）は、PV 材料や技術の専門デュポン社との戦略的協力協定を締結（12 月 9 日）
、両社はセル効率と製品の耐久性を高めるため太陽電池技術と先端材料で一緒に作業を続ける、単結晶及び多結晶セルについて “Cypress 2” セル技
術でそれぞれ 19.4％と 17.9％の変換効率を達することができると主張、2015 年に予想される世界市場成長の路線に沿うために約 20％の太陽電池と PV モジュール両方をランダムな方法で 2D 材料を積層、半導体接合を作成できることを実証ノースカロライナ州立大学が率いる研究チームによる発見、一原子厚のスタッキング材料が材料の結晶構造が一致に関係なく効率的に電荷を転送する半導体接合を作成することができる、ランダムな方法で複数の 2D 材料を積層することにより半導体接合を作成できることを実証、アトミックに薄い 2D 材料を使用する場合には結晶構造は重要拡張する計画、JA Solar 社の過去 3 年間の R&D 支出は徐々に増加しており主なライバル間で第８位にランク（2013年の PV Tech の R&D 支出分析による）JA Solar and DuPont seal R&D pact
http://www.pv-tech.org/news/ja_solar_and_dupont_seal_rd_pact

参考：JA Solar 社は、2014 年 11 月 17 日に同社の 60 個の多結晶シリコン型太陽電池セルが、280W の発電量を超える新記録を達成したと発表している。

ではないことを発見、硫化モリブデンと硫化タングステンを用いた実験で実証、いかなる 2D 半導体材料にも適用できる基本的な発見、材料間の完全マッチングの結晶構造を必要としない簡単・低コストな方法、太陽電池・レーザー・
LED などの半導体デバイスへの応用に期待
Stacking two-dimensional materials may lower cost of
semiconductor devices

コスト削減をドライブするのはバランス・オブ・システムのイノベーション
MJ Shiao 氏（GTM Research ディレクター）はサンディエ
ゴで開催された米国ソーラー市場インサイト会議で 400人のソーラー専門家を前に PV システムや技術の将来につ

http://phys.org/news/2014-12-stacking-two-dimensional-materials-semiconductor-

いて提示、米国では住宅システムの価格は 2011 年の 6 ド

devices.html

ル /W から現在 4 ドル /W に下落、同じ時間枠の低下の43％をモジュール価格の低下が占める、すべての市場セグメントでシステムコストは 33 ～ 50％に下落、「その傾

スプレー式太陽電池実現の可能性、鍵はコロイド状量子向が続くと予想することは少しアグレッシブだ」（Shiao 氏

ドットの警告）、システムの価格は下落し続けるが今後数年間は変換効率は最高で 8.1％を実現、スプレー太陽電池実現の年率で約 20 ～ 25％とより緩やかな下落（GTM Research

可能性につながる鍵を発見、スプレー式太陽電池の成分は予測）、これらの下落は必ずしもモジュール価格の下落か

コロイド状の量子ドット、インクジェット印刷・スロット

ら来ることはないが代わりにソフトコストやインバータやダイコーティングまたはスプレー法により基板に付着、「平

ラッキングのようなバランス・オブ・システムの項目でのらなガラス基板、フレキシブルなプラスチック基板と半球

イノベーションに一層依存する可能性が高い、Shiao 氏はPEN January47

プレゼンテーションの後半を構造的なハードウェアの動向に局所的な機械的、熱的、皮膚のような感覚を容易にする、と革新について述べた

人工装具および末梢神経系のインタフェース技術の出現のIt’s Solar Balance-of-System Innovation That Will Drive

ためのユニークな機会を提供、基礎科学研究院（IBS）、ソ

Cost Reduction

ウル大学

http://www.greentechmedia.com/articles/read/Its-Solar-Balance-of-System-

Stretchable silicon nanoribbon electronics for skin

Innovation-That-Will-Drive-Cost-Reduction

prosthesis
http://www.nature.com/ncomms/2014/141209/ncomms6747/full/ncomms6747.
html

研究施設についての従来の考え方を覆す Krishna P. Singh
ナノテクノロジーセンター
センターの開所は学生・市民にペンシルバニア大学の研究

ファンデルワールス力、グラフェンの反応性の支配的な要

慣行を垣間見る稀な機会を与える、オープンなレイアウト

因と目に見える研究室スペースをもつ施設の建設と設計、研グラフェンの化学的機能は機械的・光学的・電子特性を調究施設についての従来の考え方を覆すスペースを作成、3節することができるためグラフェンの反応性の制御は重要

階建ての施設にはウェットとドライの実験・クリーンルー

なか問題、体系的な光学の研究からファンデルワールス相

ム・大規模な機械的なスペース・事務室・公共エリアの互作用は２D ヘテロ構造のグラフェンの化学的反応性を支スペースがある、施設全体の設計のためのサイト固有の主配する要因であることを提示、グラフェンの化学的安定性な条件（振動や電磁干渉、固体岩盤、地下水など）、建物は通常の SiO2 基板を追加のグラフェン層・WS2、MoS2、の最も顕著な特徴の一つは通りに平行に置いた 68ft の長または h-BN のように 2D 結晶と交換することによって大いカンチレバー、ペンコネクト開発計画のもとで大学とそきく増強される、その起源がグラフェン層と 2D 基板とのの都市環境間の接続を改善することを目指している、セン間の強いファンデルワールス相互作用によることを理論的

ターの面積は共有施設や一般の研究室・クリーンルームのおよび実験的に実証、これは幾何学的な格子変形に向けて中を一望にするガラス張りの回廊・会議室・会議用フォー

グラフェンに大きな抵抗力をもたらす、グラフェンの化学

ラムなど、9200 万ドルの建設作業は 2011 年に開始され的反応性が基板に対する相対的な格子の向きによって制御

2013 年 12 月に完成することができるので水素貯蔵など広範囲な用途に使用でNanotech Center Raises the Curtain on Research

きることを実証、シンガポール大学

http://enr.construction.com/bonus_regions/midatlantic/2014/1215-nanotech-van der Waals Force: A Dominant Factor for Reactivity ofcenter-raises-the-curtain-on-research.asp

Graphene

参考：Krishna P. Singh ナノテクノロジーセンターは、最

http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/nl5036012

先端のナノテクノロジー機器を統合した最高の施設。総面
積 78000ft2 の施設はナノテクノロジーの先進的な研究開発に不可欠ないくつかのマルチユーザー実験室が備えられている。
http://www.nano.upenn.edu/core-facilities/

合歓からヒントを得てタッチ感度の優れた柔軟な圧力セン
サーを設計
生物からヒントを得た柔軟な圧力センサーを作成、高感度（50.17kPa-1）、早い応答時間（<20ms）、耐性（10000 サ

シリコンナノリボンで作ったスマート人工皮膚、歪み・圧力・温度・湿度を感知
剛性 / 半可撓性の圧力・歪みや温度センサーを利用するス
マート人工装具を開発するための最近の努力はセンサーをたくさん積んだバイオニックシステムのための有望な経路を提供、しかし伸縮性・検出範囲・時空間解像度は限られている、湿度センサー・電気抵抗ヒーターおよび神経刺激のための伸縮性の多電極アレイは勿論のこと超薄型で単結晶シリコンナノリボン歪み・圧力及び温度センサアレイを搭載したスマート人工皮膚を開発、伸縮可能なセンサーとアクチュエータのコレクションは外部刺激に応答する非常48

PEN January 2015

イクルにわたるロード・アンロード信号の変化は無視できる程度）、センサー基板上の表面微細構造の主要なリソー
スは合歓の葉の直接成形、注目すべきことはこのセンサーの単純で環境に優しく容易なスケールアップ製造プロセス、モナシュ大学、メルボルンナノファブリケーションセ
ンター
Mimosa-Inspired Design of a Flexible Pressure Sensor with
Touch Sensitivity
http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smll.201403036/abstract

ヤモリからヒントを得た疎水性繊維、強くてリバーシブル

設備・再生可能エネルギー機器などの原材料としての付加な水中接着価値（1 兆ユーロ、約 30 万人の雇用提供）、リサイクル活

ヤモリを模倣した表面を使用した水中接着性は疎水性構造

動は近年改善しているが資源として使用することができる材料を使用することによって達成可能、接着を効果的にす多くの廃棄物を処分、リソースが効率的かつ持続可能な方るための表面改質や吸引カップ効果を必要としない、増加法で使用さることが循環経済の原点、これらの理由からホした表面エネルギーは気環境中での乾燥接着を助けるが水ライゾン 2020 は気候行動・環境・資源効率および原材料

中の界面エネルギーの減少により湿潤接着性を著しく低に重点を置く下、構造的に同じであるが化学的に異なるマッシュルー

The wealth in our waste

ム状繊維の直接比較から十分に濡らした時でも強力で可逆

http://cordis.europa.eu/news/rcn/122204_en.html

的な安定した付着状態は水中で実行可能であることを示す（繊維の構造材料が疎水性であり合わせ面が強い親水性でない場合）、正確な接着強度は水中の界面エネルギーの関

日・ 中・ 米 で 2014 年 の PV 需 要 は 44GW、2015 年 は数、水中接着は疎水性表面の特定の組み合わせのための乾50GW と推定

燥接着性よりも潜在的に大きくなるように計算された、ア

台 湾 の PV ア ナ リ ス ト Energy Trend 社 が 2014 年 の PV

ルバータ大学需要は 44GW に達するだろうと推定、中国の期待値以下

Strong, Reversible Underwater Adhesion via Gecko-を日本と米国が補う形、2015 年には日本・中国・米国がInspired Hydrophobic Fibers

50GW で 57％のシェア（シェアは 2014 年に比べて減少）、

http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/am5075375

ポリシリコン価格は新しい低コスト生産が増加し 17 ～ 20ドルの間でほとんど変わらない、セルメーカー間の競争がより大きな利益率のモジュールメーカーを離れ価格下落を高温超伝導の起源を理解することが材料設計の鍵

牽引すると推定、2015 年末までにモジュールコストは現

ブルックヘブン国立研究所の研究者が新素材は室温超伝導

時点の 0.60 ドル /W から 0.43 ドル /W に下落、セル効率への秘密に入り込むことにつながるかもしれない新しい方の改善は不動態化エミッタ背面セル（PERC）技術によっ法で超伝導を示すことを証明、「我々は高温超伝導現象のて支配、最後にプロジェクト開発者は気まぐれな政府の政背後にある設計原理を知らない。鍵は高温超伝導の起源を策にさらされることをメーカーは関税を取引調整すること

詳細に理解すること。その起源を理解すれば超伝導を促進を減らすことを期待するのでソーラー展望は上流と下流のする側面を強化する材料の設計を開始することができる」

両方でより多様になると予測（ブルックヘブン国立研究所でプロジェクトを牽引、コロ

EnergyTrend calls 2014 demand at 44 GW with 2015 to

ンビア大学教授の Simon Billinge 氏が EETimes に語る）、

top 50GW

中国の科学技術大学の研究者が 2010 年にマグネティクス

http://www.pv-tech.org/news/energytrend_calls_2014_demand_at_44gw_に基づく超伝導体を発見（BaTi2Sb2O および BaTi2As2O を

with_2015_to_top_50gw

含む titanium-oxypnictide）、しかしブルックヘブンと京都大学の共同研究で oxypnictide 化合物の超伝導は磁気に基づいてないことを表示、研究資金は DOE・全米科学財団（NSF）
・日本学術振興会・日本原子力研究開発機構・東大友の会から提供Superconductor Unveils Room Temp Future
http://www.eetimes.com/document.asp?doc_id=1324962&

欧州最大のバッテリ貯蔵プロジェクトを正式に発表
ロンドン近郊のベッドフォードシャー州レイトンノスリに 6MW スマートネットワーク貯蔵プロジェクト、S&C
Electric 社・サムスン SDI・Younicos 社と英国パワーネッ
トワークが協力、完全に自動化されたスマートネットワー
クストレージ（SNS）プロジェクト、6MW/10MW のバッ
テリ変電所、2 年間のエネルギー貯蔵試験

廃棄物の中に埋もれている “ 二次原料 ”、この貴重な原材料を処分する余裕が私たちはないはず
欧州では年間一人当たり 16t の材料を現在使用、そのうちUK unveils Europe's largest battery storage project
http://www.pv-magazine.com/news/details/beitrag/uk-unveils-europes-largestbattery-storage-project_100017518/#axzz3M0x18gKSの 6t が廃棄物になる、金属・木材・ガラス・紙・プラスチッ
クなどの潜在的な “ 二次原料 ” のかなりの量が廃棄物の中に埋もれている、このように貴重な原材料を処分する余裕が私たちはない、建設・化学・自動車・航空宇宙・機械・

PEN January49

ABB と日立、日本の高圧直流送電事業（HVDC）で合弁会

chip

社を設立

http://www.nanowerk.com/nanotechnology-news/newsid=38448.php

ABB（スイスの電力および電機大手）と日立は東京に拠点を置く新会社を設立する予定（出資比率は日立 51％、ABB 社 49％）、電力自由化および再生エネルギーの大量

強誘電体キャパシタで負の容量を観察、新しいアプリケー

導入時代を迎える日本の電力市場への対応、ABB の HVDC

ションへの道を開く

技術は欧米の電力網整備計画に貢献、直流の変圧と遮断に電子のボルツマン分布は根本的な障壁をもたらして従来のは高い技術を擁する ABB のシステムに注目

エレクトロニクスのエネルギー散逸を下げる、相転移の蓄ABB and Hitachi to form strategic power grid partnership

積されたエネルギーから生じる強誘電体材料内の負の容量

for HVDC in Japanは解決策を与えることができるが負の容量の直接測定はな

http://www.abb.com/cawp/seitp202/d06aed10aaa5a136c1257daf0044d636.aspx

されていない、薄いエピタキシャル強誘電体膜に負の容量を初めて観察、パルス電圧が印加されると強誘電体キャパ
シタの両端の電圧が時間と共に減少することを見つけた、

学生ナノテクノロジー研究所ネットワーク、テヘランに設

コンデンサのインダクタンスのような挙動、発見された新立

しい現象は逆説的応答を有する（印加電圧を大きくするとネットワークは学生の教育や訓練のために 42 のナノテク

電荷が下がる、負の容量）、「この特性をトランジスタにうノロジーの研究所で構成、研究所には重要な装置を装備（光まく統合された場合、おそらく少なくとも一桁消費電力量

学・電子顕微鏡（STM、SPM、AFM）、スパッタリング装置、を削減できる可能性がある」（論文の主執筆者カーン氏談）、

電子衝撃装置、エレクトロスピニング、ワイヤー放電装置

UCB

など）
、39 のナノテクノロジー研究所が 2015 年 3 月に活Negative capacitance in a ferroelectric capacitor

動を開始、このプログラムに投入された予算は 170 万ド

http://www.nature.com/nmat/journal/vaop/ncurrent/full/nmat4148.html

ル（イランナノテクノロジー・イニシアティブ協議会、教育訓練省、科学技術担当副大統領オフィスから提供）、国
内の 9 つの州の学生がナノテクノロジー研究所へのアクセ

ピコ秒パルスレーザ照射時に -95.6℃で超電導にスが可能

国際的な科学者グループはメンロパーク国立加速器研究所

Student Nanotechnology Laboratories Network Set Up inと共同でレーザーを使用して格子構造を整列させ -95.6℃

Iranで超電導になる条件を作ることに成功、これまでの高温超

http://www.nanotech-now.com/news.cgi?story_id=50593

電導体の最高は 90K（-297°F）、SLAC 国立加速器研究所

参考：ナノテクノロジー実習、研究活動の運営・組織、学（旧スタンフォード線形加速器センター）の研究者はレー

生の強い愛国的自尊心の進展と強化を設立の目標に掲げる

ザーを使用して原子の位置をわずかにシフトすることがで

ナノ学生研究所ネットワークの詳細についてきることをイットリウムバリウム銅酸化物（YBCO）で確

http://bmn.ir/index.aspx?siteid=38&fkeyid=&siteid=38&pageid=7441&newsvi

認、ピコ秒パルスの間超伝導の条件を作成（一時的な調整）、

ew=3407「現在はパルスを拡張する方法を模索中（目指すのは DC）、
光パルスによって絶縁体を金属状態に切り替えることは他

スタンフォード大学、複数層からなる新しい高層積層構造
チップを開発ロジックとメモリの層を複数重ねる高層設計チップ、シリ
コンの代わりにカーボンナノチューブ（CNT）のトランジ
スタ、メモリには抵抗変化型メモリ（RRAM）またはスピン注入磁気メモリー（STT-RAM）を利用、既存の半導体構造を微調整することで製造可能、高層チップの大きな利の材料ですでに可能、最も楽観的な希望であるがこの他の平衡状態での構造変更や他の競合相のダイナミクスからのレーザー励起を必要とせずに室温で安定超電導体を作成する方法を学ぶことができるはず」（マックス・プランク構造研究所の Roman Mankowsky 氏談）
Researchers Superconduct at -140°F
http://www.eetimes.com/document.asp?doc_id=1325006&

点（メモリとプロセッサー間で送受信されるデータの量を
従来の 1000 倍に増加、データ送受信時間を大幅に短縮、消費電力を格段に削減）、現在は 4 層構造だが将来的には100 層構造も可能（研究者談）
Researchers combine logic, memory to build a 'high-rise'50

PEN January 2015

鉛原子がグラフェンシート上に挿入されると強力な磁界が生成されることを発見
グラフェンシートとイリジウム（Ir）面の間に鉛（Pb）単層島を挿入、グラフェン層は Pb 島の存在によって構造的に影響されないがその電子特性は著しく変化（規則的な間

Synopsys and Imec Expand TCAD Collaboration to 5 nm隔の共振が発現）、共振の理由（鉛の単層によってグラフェ

and Beyond

ンに誘導される強力かつ空間的に変調されたスピン軌道

http://www.freshnews.com/news/1026155/synopsys-and-imec-expand-tcad-

結合の影響）、電子のスピンと軌道運動との相互作用、閉

collaboration-5-nm-and-beyond

じ込められた電子状態と同様に電子スペクトルは位相的に非自明な特性を有する一連の間隙をもつ（Bernevig とZhang よって提案された量子スピンホール効果の実現に類似）、IMDEA ナノサイエンス研究所、マドリッド自治大学、
材料科学マドリード研究所、バスク大学
Spatial variation of a giant spin–orbit effect induces
electron confinement in graphene on Pb islands
http://www.nature.com/nphys/journal/vaop/ncurrent/full/nphys3173.html

乳がん検査で女性に不快感を与えないマイクロ波撮像システム
現行の癌・マンモグラフィ用診断スクリーニングシステム
は女性に不快感を与える、診断に有用な画像を生成するために必要とされる乳房の圧迫、乳癌の証拠となる兆候を探すためにより良く・安く・安全な方法はマイクロ波になる
可能性、マイクロ波撮像システムを開発、マイクロ波イメー
ジングは癌組織と正常組織の誘電特性の差異を利用する技

韓国電子通信研究院、スマート電子看板を開発
韓国電子通信研究院（ETRI）はスマートサイネージ（電子看板）を開発、人が近づくとメッセージを送って関心を誘導し利用者の年齢と性別を把握して関連情報を提供、位置や環境情報把握可能、スマートサイネージにはカメラ・近接位置センサーなどが装備、この技術の核心は状況認知技
術・客体追跡技術・直観的相互作用、広告サービスや災害
警報システムと連繋する技術も開発中、本技術に関連して国内外で特許 70 件と技術移転 36 件、韓国未来省が主管する 2014 年の研究開発優秀成果 100 に選出
ETRI, 사람인지 후 맞춤형 정보제공 ' 스마트 사이니지 ' 개발
http://joongang.joins.com/article/102/16692102.html?ctg=1601

術、乳房は液体浴中に保留し（圧迫しない）16 のアンテ
ナアレイによって密接に取り囲まれる、各アンテナは非常に低電力（携帯電話の電力の約 1000 分の 1 を）のマイク
ロ波で乳房を照射、他の 15 のアンテナは乳房を透過した信号を受信、すべての 16 のアンテナに対して繰り返され乳房の 3D 像を作成するためのデータを提供、マイクロ波
イメージングシステムはまだマンモグラフィの空間分解能まで達していないがより良い特異性を提供（腫瘍の良性または悪性を識別）、「マイクロ波撮像システムはおそらく他のモダリティとの組み合わせでニッチを埋めることができる」（研究者談）、カルガリー大学（カナダ）、ダートマス
大学セイヤー校
Microwave imaging of the breast
http://www.eurekalert.org/pub_releases/2014-12/aiop-mio121214.php

シノプシス社が IMEC との継続的な緊密なコラボレーショ
ンを発表、5nm 技術ノード以降をターゲット

MoS2 電界効果トランジスタの電気的特性に及ぼすコンタ

契約によりシノプシス社は 5nm 技術ノードの研究開発（ナクト電極の影響

ノワイヤ他のデバイス：フィン FET、トンネル FETs）時

二硫化モリブデン電界効果トランジスタ（MoS2 FET）のに使用する半導体メーカーへの Sentaurus TCAD ツールを

電気的特性をソース / ドレインコンタクトの金属を変えて提供することを可能にする、この最新の契約は 10nm およ比較（Ti と Ag）、MoS2 FET のオン状態電流の比較で銀コ

び 7nm 技術ノード用のフィン FET と 3D-IC 技術の両者のンタクトが Ti コンタクトよりも 60 倍以上大きい、金属

コラボレーションの成功に続く、シノプシス -IMEC の共-MoS2 インタフェースはデバイス性能に重要であることを同チームは 5nm 技術をターゲットに垂直ナノワイヤ・ナ

実証、表面形態の差異が原因（MoS2 上の Ti 膜にピンホー

ノシート・ハイブリッド SRAM セルを検討中（従来のフィルが存在、Ag 膜は滑らかで緻密）、NIST、ジョージメイソ

ン FET や横方向ナノワイヤに比べて密度と性能でナノワ

ン大学

イヤ・ナノシート技術に利点）、シノプシス社の Sentaurus

Influence of Metal-MoS2 Interface on MoS2 Transistors

TCAD ツールはデバイス・アーキテクチャの選択・設計おPerformance: A Comparison of Ag and Ti Contacts

よびプロセス最適化のためにファウンドリや統合デバイス

http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/am506921y

メーカーの技術開発チームによって使用されるファウンド
リでの技術開発チームによって使用されデバイス・アーキ
テクチャの選択、設計およびプロセス最適化のための統合
デバイスメーカーの技術開発チームによって使用される

PEN January51指向自己組織化を使用して複雑なナノスケールパターンのusing multi-stacking of densely packed, hydrophobic

オーダーメイドを可能に

charge trapping metal nanoparticle array

ブロック共重合体の自己組織化は様々な技術的応用のた

http://iopscience.iop.org/0957-4484/25/50/505604/article

めの魅力的な方法、しかしブロック共重合体の密な周期性はパターンとその潜在的な有用性の複雑さを制限、ナノ
スケールパターンの可能性はデバイス製造に向け自己組織

植物から毛虫までナノ粒子を追跡、ナノ粒子が食物連鎖で化を使用するための長年の目標、有機 / 無機ハイブリッド

どのように作用するかを検証の化学的なパターンが整列ブロック共重合体と無機プリパ

水、植物の根、植物の葉、葉を食べる毛虫まで量子ドット

ターンの共転写によるパターンのオーダーメイドのためのナノ粒子の取り込みおよび蓄積をトレース、ナノ粒子がヒ

自己整合マスクだけでなく自己集合のための誘導パターン

ト関連食物連鎖を介してどのように移動するかを検討するとして機能することを見つけた、意図的なプロセス工学が最初の研究、植物および動物の両方においてナノ粒子の蓄

任意形状を上回るブロック共重合体素性（化学的パターン

積を検出、粒子に適用される表面コーティングのタイプにに組み込まれた “ マスキング ” 素性）のグローバルアライ

応じて大幅に変動、植物によって蛍光量子ドットの取り込

メントを維持するために実施、埋め込まれたオーダーメイ

みを検討、蛍光粒子（カドミウム、セレン、亜鉛と硫黄をド情報をもつこれらのハイブリッド化学的パターンは有向含む）は簡単に測定でき画像化、量子ドットの表面を 3 つ

自己組織化により決定性の複雑な２次元のナノスケールパの異なるポリマーコーティング処理（正に帯電、負に帯電、ターンのオーダーメイドを可能にする、IBM アルマデン研

中性）、帯電コーティングを有するものだけが植物を容易

究センターに移動、マイナスに帯電した粒子だけが完全に凝集を回避、

Enabling complex nanoscale pattern customization using

コーティングのある種類のものが量子ドットを生分解また

directed self-assemblyは破壊する植物の能力に影響を与えることを見出した、ラhttp://www.nature.com/ncomms/2014/141216/ncomms6805/full/ncomms6805.

イス大学、ブラウン大学

html

Scientists trace nanoparticles from plants to caterpillars:
Rice University study examines how nanoparticles behave

大きなメモリウィンドウを有する有機電界効果メモリデバ

in food chain
http://www.nanotech-now.com/news.cgi?story_id=50602

イス
急速に進化する有機電界効果トランジスタ（OFET）メモリ、
単電荷トラップ層に基づく従来のトランジスタ・メモリの代わりに高密度にパックされた疎水性金属 NP 層の多層ス
タックに基づいた大容量 OFET メモリを研究、デバイスのメモリの性能が金属 NP の吸着等温線挙動・多層積層構造
および疎水性を制御することによって大幅に向上させることができることを実証、この研究ではテトラオクチルアン
モニウム（TOA）で安定化した Au ナノ粒子（TOA-AuNPs）
がアミン官能化ポリ（アミドアミン）デンドリマー（PAD）
で層ごとに連続してアセンブルされる、形成された（PAD/
TOA-AuNP）n 膜はトンネル誘電体層と SiO2 ゲート誘電体層との界面における多層積み重ね電荷トラップ層として使用、数密度 1.82 × 1012cm-2 を有する単 AuNP 層（PAD/
TOA-AuNP）1 の場合 OFET 記憶素子のメモリウィンドウは約 97V、4 層の AuNP を用いた多層スタック OFET メモ

太陽光を利用して二酸化炭素からメタノールを製造する人
工光合成技術を開発
世界で初めて太陽光を用いて二酸化炭素からメタノールを選択的に製造することに成功、化学工業の主原料である不純物のないメタノールを選択的に生産可能、人工光合成シ
ステム（太陽エネルギーを変換するグラフェン系光触媒・
原料材料・酵素を入れるとメタノールを選択的に製造できる画期的なシステム）、「地球温暖化とエネルギー資源枯渇の問題を同時に解決できる技術。将来は太陽光を利用して衣食住のすべてを解決できる太陽光工場を建設したい」（ペ
ク・チヌク氏談）、韓国化学研究院（KRICT）
Highly Selective Solar-Driven Methanol from CO2 by a
Photocatalyst/Biocatalyst Integrated System
http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ja509650r

リデバイスは優れたプログラム可能なメモリ特性（145V）
を超える大きなメモリウィンドウ（Δ Vth）
、高速スイッ
チング速度（1 マイクロ秒）、大きな書き込み / 消去電流比（＞ 106）、良好な電気的信頼性、高麗大学、成均館大学Transistor memory devices with large memory windows,

52

PEN January 2015

新しいイオン性ポリマーにナノスケールパターンを描画
ナノリソグラフィーには原子間力顕微鏡（AFM）を含む様々なナノファブリケーション手法、力・熱・電界などの物
理的刺激を利用してナノパターンを作成、本研究は AFM

チップの先端での局在電場を使用してイオンを含有するポThin-Film Transistor Technology On Plastic At IEDM 2014

リマー（重合イオン性液体：PolyIL）の機械的性質を非常

http://www.rfglobalnet.com/doc/imec-ultralow-power-rfid-transponder-chip-in-thin-に局所的なスケールで変え制御することを検討、AFM を

film-transistor-technology-0001?atc~c=771+s=773+r=001+l=a用いて非導電性高分子材料と比較して有意に低い電位と電力消費で PolyIL 系薄膜表面に図を形成することができることを実証、非導電性ポリマーでは AFM tip に大きな電圧をかけ局所的に加熱して表面に孔を開ける、対照的に導電性高分子液中に形成された孔は正に帯電した顕微鏡チップに負イオンが移動して発生、印加電圧と周囲の空気の湿度を調整することにより再現性を達成、「現在の形成されたサイズは 100nm の範囲であるが、この技術に制限はない。
スケールダウンのために実験的なセットアップを変更することが可能」（Bocharova 談）、オークリッジ国立研究所（ORNL）ORNL microscopy pencils patterns in polymers at thenanoscale
http://www.nanotech-now.com/news.cgi?story_id=50612

レンズのない顕微鏡、細胞レベルで癌を検出可能に大型で高価な光学顕微鏡と同等レベルの精度で癌細胞を細胞レベルで検出可能、CMOS イメージセンサーアレイを搭載したマイクロチップと光源（レーザー、LED）が主たる構成品、記録したセンサーの情報を使って 3 次元画像
化、画像を再構成するアルゴリズムにより画像のコントラストを高め異常の検知が容易になる、癌細胞検出の精度は99％（癌検査向けの細胞診検体、乳がん細胞を含む組織
標本、血液サンプルで評価）、視野を拡大できるので従来の光学顕微鏡よりも迅速に検体を処理することが可能になることや遠隔地での検査などが容易になる特徴、持ち運びしやすい顕微鏡を製造できる可能性、カリフォルニア大学
ロサンゼルス校（UCLA）
Lens-free microscope can detect cancer at the cellular

数層の MoS2 チャネルをベースにした電荷トラップ型メモ

level

リ素子、不揮発性メモリの刺激的な分野を開く

http://newsroom.ucla.edu/releases/lens-free-microscope-can-detect-cancer-at-the-

高κ誘電体材料を用いた電荷トラップメモリは次世代メモ

cellular-level

リデバイスの有望な候補、極薄層二次元材料のグラフェン
や二硫化モリブデン（MoS2）などが注目されている、数層の MoS2 チャネルと Al2O3/HfO2/Al2O3 三次元電荷トラッ
プゲートスタックからなるデュアルゲート電荷トラップ型
メモリ素子を試作、材料選択の根拠（HfO2 は電子と正孔の両方に桁外れのトラップ能力、MoS2 メモリデバイスに
20V を超える大きなメモリウィンドウ）、バックゲートでウィンドウサイズを 15.6V から 21V に効果的に調整可能、書き込み / 消去電流比は 104（マルチビット情報記憶を考慮）、デバイスは数百サイクルという高い耐久性と長い記
憶時間（10 年後に約 28％の電荷損失）、復旦大学
Tunable Charge-Trap Memory Based on Few-Layer MoS2
http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/nn5059419

ドイツ、ソーラー蓄電システムの価格が継続的に低下
ソーラー蓄電システムの価格は春から 25％下落し需要が大幅に増加、ドイツの太陽電池業界は蓄電システムの需要の継続的成長を期待、ドイツソーラー産業協会（BSWSolar）の推計によるとドイツでは価格の急激な下落の結果
15,000 以上の世帯がすでに自分のソーラー発電システム
から電力消費のかなりの量をカバー（夕方の時間帯でさえ）、「手ごろな価格のソーラー蓄電システムは長期的に安定した電力価格に数えることができることを意味している」（BSW-Solar 常務取締役 Körnig 氏談」、市場の専門家はソーラー蓄電池技術のため明るい未来を予測、ソーラー
蓄電池の世界市場は 2018 年までに 10 倍に成長（市場調査グループ IHS による）

IMEC が IEDM で超低消費電力 RFID トランスポンダチップを発表
今週サンフランシスコで開催された IEDM 2014（IEEE 国

Germany sees price drop in solar power storage systems
http://www.pv-magazine.com/news/details/beitrag/germany-sees-price-drop-insolar-power-storage-systems_100017565/#axzz3MIVBiqxM

際電子デバイス会議）で IMEC は超低消費電力の RFID ト
ランスポンダチップを発表、サブ 1V で動作するチップを
プラスチックフィルム上の薄膜トランジスタ（TFT）で実現、究極の薄さ・柔軟性・堅牢性、RFID タグ・ボディエ
リアネットワーク（BAN）および環境モニタリングなどのユニバーサル検出アプリケーションへの道を開く
Imec Presents Ultralow Power RFID Transponder Chip In

日本、PV のラッシュに対処するためのスキームを改正
変更は PV プロジェクトの猛攻（電力網に接続するための申込みが不安定な再生可能エネルギーの供給を取るためのユーティリティの許容可能な容量をはるかに超えている）に対処するために行われている、政府は不安定な再生可能
エネルギーの総出力を調整したい考え、10 地域のユーティPEN January53リティのうち 5 つはネットワーク制限のためクリーンエネ

低表面エネルギー（疎水性）コーティングなしで強い超疎ルギー摂取量に制限を置いているがそのうちのいくつかは水性シリコン表面を作成

新しいルールに照らして新しいプロジェクトを受け入れる

シランまたは（フルオロ）ポリマーコーティングのようなように手続きの再開を検討していることを明らかにした

低表面エネルギー（疎水性）修正なしで超疎水性表面を作Japan to revise scheme to deal with rush of solar power

成、強い低ヒステリシス超疎水性表面を新しい階層シリコ

http://uk.reuters.com/article/2014/12/18/japan-renewables-power-

ン構造体を用いて実現、提案された形状により自然に親水

idUKL3N0U22K520141218

性であるシリコンを超疎水化、T 字型のマイクロピラーの

参考：再生可能エネルギー電源別の課題と推進策について– 経済産業省
http://www.meti.go.jp/committee/sougouenergy/shoene_shinene/shin_ene/
pdf/007_01_00.pdf

上部および下部に倒壊したシリコンナノワイヤで構成されている構造、倒壊したシリコンナノワイヤの下に閉じ込められたナノスケールエアポケットが超疎水性の原因、T 字型のマイクロピラーが水接触角ヒステリシスを大幅に減少、応用（建物や布などのセルフクリーニング、酸性雨に酸化物液体がガラスになるためには秩序が必要
スーパーコンピュータを用いた大規模コンピュータシミュ
レーションによりガラスにならない液体の原子配列と電子状態を解明、
二酸化ジルコニウム（ガラスにならない物質）、
シリカ（ガラスになりやすい物質）液体と SiO2 結晶相の構造の違いを比較、ZrO2 液体の回折データと密度測定デー

より硝酸を生成する窒素酸化物濃度の高い工業地域の太陽電池の効率向上、船の生物付着の低減、熱伝達システムの高効率化）、アールト大学化学技術学部（フィンランド）
Robust Superhydrophobic Silicon Without a Low SurfaceEnergy（hydrophobic）Coating
http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/am507584j

タを大規模第一原理分子動力学計算で解析、ZrO2 液体の回折データを 2100℃における SiO2 液体のデータを比較、SiO2 の回折データには特徴的なピークと周期性が存在す
るが ZrO2 液体にはピークや周期性は存在しない、ガラスにならない ZrO2 液体は “ 秩序を失った壊れ易い ” 液体でありガラスになるには秩序が必要であると結論、高輝度光科学研究センター（JASRI）、北陸先端科学技術大学院大学（JAIST）、タンペレ工科大学（フィンランド）、宇宙航空研究開発機構（JAXA）、学習院大学、東京大学、山形大学
Atomic and electronic structures of an extremely fragile
liquid

EU、使用者と労働者のためのナノ材料のガイダンスを発行
このガイダンスは職場で製造されたナノ材料の安全な使用を取り巻く問題の概要を提供し、予防処置の幅広いアウトラインを設定し、そのようなリスク評価やリスク管理など
労働者の安全を確保する特定の側面に準拠するための実用的なツールを提供、関連する問題の詳細な技術的理解のない人々に特に価値、人工ナノ物質を扱うとき労働安全衛生（OSH）法の遵守を支援助

http://www.nature.com/ncomms/2014/141218/ncomms6892/abs/ncomms6892.

EU publishes nanomaterial guidance for employers andhtml

workers
http://www.nanowerk.com/nanotechnology-news/newsid=38503.php

Science 誌の 2014 年 10 大ブレークスルー
この 1 年間の画期的な科学的業績のリスト、Science とそ

多層構造を持つ低分子溶液加工高効率白色 EL 有機ＥＬ素の出版元である国際的非営利組織 AAAS が選出、上位 10子の開発に成功

項目は Science 誌の 12 月 19 日号で発表、2014 年の主要

π共役ポリマーの分野における最近の開発により溶液処理

な科学業績（探査機ロゼッタとその着陸機フィラエ、恐竜

有機 EL デバイス（OLED）の性能がかなりの改善された、から鳥への移行、若い血が老化を逆転させる、ロボットにしかし従来の他の光源と競合するためにはさらなる効率

共同作業をさせる、ニューロモーフィック・チップ、β細の改善が必要、低分子有機 EL 材料を用いて溶液処理多層胞、インドネシアの洞窟芸術、記憶を操作する、キューブ

OLED を実証、重合の代わりに共有結合二量体化または三サット、遺伝子アルファベットを拡張する）

量体化が上層処理のために使用されるアルコールに対するScience's top 10 breakthroughs of 2014

耐性があることを見つけた、後の溶液処理手順により多層http://www.eurekalert.org/pub_releases/2014-12/aaft-t1121214.php

OLED を作成することが可能になる、過去最高の電力効率を達成（青、緑、白色 OLED それぞれ 36, 52, 34 lm W-1 at
100 cd m-2）、電流密度を変化させても安定なエレクトロル
ミネセンススペクトル、溶液処理層の結果として生じる界

54

PEN January 2015

面における組成物がデバイス性能を決定する重要な因子、

験、CuIn7Se11 層は約 2nm の厚さ（9 原子の厚さの格子）、

山形大学

CIS 画素は光に非常に敏感であることを確認、原子的に薄Solution-processed multilayer small-molecule light-

い画像メモリ画素アレイは画像キャプチャ及び保存のため

emitting devices with high-efficiency white-light emissionに大規模な 2D 材料ベースのイメージセンサを製造できる

http://www.nature.com/ncomms/2014/141218/ncomms6756/full/ncomms6756.

可能性、材料が透明であるため CIS 系スキャナは一方の側

html

からの光を使用可能、CIS は撮像レンズ系の焦点面に一致するように湾曲も可能、収差のリアルタイム補正を可能と

薄膜超伝導を理解するために超伝導から絶縁体への転移近傍の臨界温度をユニバーサルスケーリング

し光学系全体を単純化できる、ライス大学
Optoelectronic Memory Using Two-Dimensional Materials
http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/nl503505f

超伝導薄膜は幾何学的に閉じ込められ強く相互作用する電子のためにユニークなプラットフォームを形成、無秩序と超伝導の間の固有の相互作用、超伝導から絶縁体への転移、薄膜超伝導を理解することは不可欠、臨界温度（Tc）は膜厚（d）およびシート抵抗（Rs）の間に普遍的な関係の確立が欠如、過去 46 年間に発表されたデータを分析することによりスケーリングを提示、NbN 膜で見つけたスケー
リングを実験的に確認すべき法則（power law）を使って定量化、超伝導膜ベースのデバイスのためにその有用性を実証、マサチューセッツ工科大学（MIT）
Universal scaling of the critical temperature for thin films
near the superconducting-to-insulating transition
http://arxiv.org/abs/1407.5945

DOE でのプロジェクト管理の改善
DOE 長官のモニス氏は陣頭指揮、2013 年 8 月にプロジェ
クト管理の専門家を含む特別なワーキンググループ（WG）
を設置、WG の詳細な分析が本日発表、報告書「プロジェクト管理の改善」は経験豊富なプロジェクト管理の指導者からの資金・行動様式・プロジェクト所有権・独立した監督・フロントエンド計画に関する貴重なケーススタディや勧告を提示、ワーキンググループの取り組みから生じた重要な洞察の一つはプロジェクト管理に関する強い企業規模の評価能力の必要性、プロジェクトの責任とピアレビュー
プロセスのラインを向上させるためにいくつかの変更を導入、組織の主要な原則は 1）予算上の責任を持つプロジェ

GCL Poly 社、ウエハ事業の売却を放棄
GCL Poly 社（中国の大手ポリシリコン・ウエハメーカー）
はウエハ事業の 13 億ドル売却のための計画を破棄するつもり、同社がポリシリコン・ウエハメーカーとしてのトッ
プ地位を維持することを決めたことを香港証券取引所の今クトオーナーの明確な指名、2）省高官に直接アクセスできる独立した評価機能、3）連邦政府のプロジェクトディ
レクターからプロジェクトオーナーへの直接の報告パス
Improving Project Management at the Department ofEnergyhttp://www.energy.gov/articles/improving-project-management-department-energy

日の声明で述べた、GCL Poly 社は債務状況を緩和するための措置として 11 月初旬に売却を発表、売却によって資本比率に対する債務を 146.5% から 38.8% に軽減することが期待されていた、最新の四半期ごとの数字で GCL 社
はポリシリコンとウエハの両事業の売上が活況を呈したことを報告、2014 年のウエハ売上高を 13GW あたりに予測
GCL-Poly abandons wafer business sell-off
http://www.pv-tech.org/news/gcl_poly_abandons_solar_wafer_sell_off

ナノ粒子ベースのコーティングの機械的安定性についてナ
ノ粒子サイズ効果を実験的に評価
ナノ粒子のサイズの関数としてのシリカナノ粒子ベースのコーティングの機械的安定性を実験的に検討、コーティン
グは正および負の表面電荷を交互に層ごとに構築、多層膜の機械的安定性は水中の超音波キャビテーション試験で評
価、キャビテーションに対するコーティングの耐性がナノ画像を記憶することができる原子層厚の CCD
光生成電荷キャリアがトラップされショットキー障壁をもつ 2D 物質をゲートでコントロールすることによって形成されたポテンシャル井戸から読み出される、原子的に薄い層状の光電子メモリは露光時に光子生成電荷を蓄積することができ電荷はデータ処理および永久記憶のために読み出すことができる、3 画素の電荷結合素子（CCD）で実粒子のサイズが減少するにつれて著しく増加することを発見、凝集エネルギー密度の増加を示す、多層の安定性へのファンデルワールス及び電気二重層の相対的な寄与についても考察、オートアルザス大学（フランス）
Experimental Characterization of the Nanoparticle Size
Effect on the Mechanical Stability of Nanoparticle-Based
Coatings
http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/nl503768r

PEN January55酸素原子を有する Si/ 炭素界面の化学的適合化、Si アノー

75GHz）、1.5 × 1.5 cm2 チップ上の 100 以上のデバイス

ドの多面的な課題に対処可能

で特性の均一性を確認、イリノイ大学アーバナ・シャンペー+

シリコンはグラファイトアノードの 10 倍の容量の Li をン

保存するという多面的な課題に対処しなければならない、

High-Speed Planar GaAs Nanowire Arrays with fmax > 75

酸素原子によるシリコン / 炭素界面の化学的適合化だけでGHz by Wafer-Scale Bottom-up Growth

シリコン / 炭素複合電極のサイクル寿命を 300％向上、同

http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/nl503596j

時にインタフェース適合化電極は高い面容量（3.86mAh/
cm2）・高い比容量（922mAh/g）
・優れたサイクル性（160サイクル後の容量保持率 80％）を達成、高速 1C で面容
量は 500 サイクルで 1.61mAh/cm2、この優れた電気化学
的性能は構造的及び電気的な相互接続の大幅な改善と直接関係、電極全体にわたる酸素原子を有する Si- 炭素界面の化学的適合化、まだ検討されていない新しい次元の界面結合は Si アノードの多面的な課題に対処する上で予想外に重要な役割を果たすことができることを実証、メリーラン
ド大学カレッジパーク校
Interfacial Oxygen Stabilizes Composite Silicon Anodes
http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/nl504242k

ボーイングとブラックベリー、自己破壊型スマートフォンの開発で提携自己破壊機能を備えたスマートフォンとそのソリューションの開発を目指す、国防および国土安全保障関係の職員と下請け業者向け、ボーイングは米国の軍事予算削減による売り上げ鈍化の影響をソフトウェア開発によって補いたい
意向（ブルームバーグによる）、ボーイングはボーイング・ブラック」の名前で BES 対応スマートフォンの試験を続けていた、ボーイング・ブラックは端末のケースやねじ周りをエポキシ樹脂で接着し更にねじ部分を不正開封防止カバーで覆うことで端末の分解未遂を特定する設計、だれかが端末を不正に分解しようとすると、端末に内蔵されたソ新しい半導体用電子材料としてホスホレンの可能性を明らかに
一次元エッジコンタクトを有するホスホレン六方晶系 BN（hBN）のヘテロ構造トランジスタを作成、トランジスタ
特性（両極性、ゲート依存の金属 - 絶縁体転移、移動度
4000cm2V-1s-1）、特性は 300 時間以上周囲条件で安定、低フトウェアやデータの削除作業が自動的に開始され端末が使用不可能になる、音声およびデータ通信は、ボーイングのモバイル端末用セキュリティー・システムとサムスン電子のセキュリティ技術によって暗号化
BlackBerry, Boeing Team for Self-Destructing Phone
http://www.pcmag.com/article2/0,2817,2474037,00.asp

温・磁場（g-factor ～ 2）中でゲート可変シュブニコフ・ド・ハース磁気振動とゼーマン分裂を観察、2,3 層ホスホレン（FLP）の正孔のサイクロトロン質量はフェルミ準位
が価電子帯端に向かって移動するにつれ 0.25 から 0.31meに増加、新規な 2D 物理および半導体用電子材料のプラッ
トフォームとして FLP の可能性を明らかにした、カリフォ
ルニア大学リバーサイド校
Phospherene shows viability for devices
http://nanotechweb.org/cws/article/tech/59749

メガセルと RCT ソリューション、多結晶両面受光型太陽電池で協力
メガセル（イタリアの太陽電池製造業者）と RCT ソリュー
ション（ターンキー設備と技術サプライヤー）は多結晶
両面受光型太陽電池のパイロット生産ラインの立ち上げで協力、現在メガセルはカルミニャーノディブレンタで80MW の N 型太陽電池工場を稼働中、ターンキー両面受
光型太陽電池の生産ラインを提供する前駆体となる協力はRCT ソリューションズとの技術の共同開発とライセンス契ウエハスケールボトムアップ成長によって fmax>75GHzの高速平面 GaAs ナノワイヤ配列
ウエハスケール欠陥のない平坦な III-V ナノワイヤ（NW）
アレイ、約 100％の収率でパターン化された位置に気相 液相 - 固相（VLS）成長法を介して実現、長い均一な面をもつ GaAs ナノワイヤが完全に平行配列に組み立てられダ
ブルチャネル T ゲート NW アレイベースの高電子移動度
トランジスタ（HEMT）を作成、ゲート長 150nm 及び 2V
ドレインバイアスの GaAsNW アレイベースの HEMT の特性（ION/IOFF：104、遮断周波数：33GHz、最大発振周波数：56

PEN January 2015

約を伴う、新しいパイロットラインは 2015 年第 1 四半期に稼働予定
MegaCell and RCT Solutions to collaborate on
multicrystalline bi-facial solar cells
http://www.pv-tech.org/news/megacell_and_rct_solutions_to_collaborate_on_
multicrystalline_bi_facial_sol

Al2O3 中の水素結合、超伝導量子ビットでの散逸 2 レベルしれない」（研究者の橋本誠氏談）、スタンフォード大学、

システムとして機能

SLAC 国立加速器研究所

散逸 2 レベルシステム（TLS）は 50 年にわたるガラス状First Direct Evidence that a Mysterious Phase of Matter

固体中の長年の問題、最近になって量子コンピューティン

Competes with High-Temperature Superconductivity

グにおけるデコヒーレンスの源として新たな関連性が発

http://www.innovations-report.com/html/report/materials-science/first-direct-

生、誘電体中の TLSs による共鳴吸収は超伝導量子ビットの性能に重大な制限、微視的性質はまだ未確立、第一原理

evidence-that-a-mysterious-phase-of-matter-competes-with-high-temperaturesuperconductivity.html

計算に基づき Al2O3 中の水素不純物が TLS 共鳴吸収の主な情報源であることを提案、水素は容易に Al2O3 中に組み込むことができる、
Al2O3 中の格子間 H は水素結合（O-H…O）
を形成、O-O 距離はアモルファス Al2O3 または Al2O3 表面
または界面近くの結合の長さと一致（H 原子にとっては２重の井戸）、2 つの対称位置間のトンネリングは 10GHz の範囲で共鳴吸収が生じることを実験で観察、また予想される量子ビット -TLS カップリングは 16 ～ 20MHz（計算値）
で実験測定と一致超伝導量子ビットで散逸 2 レベルのシス
テムとしての Al2O3 の水素結合、カリフォルニア大学サンタバーバラ校（UCSB）
Hydrogen bonds in Al2O3 as dissipative two-level systems
in superconducting qubits
http://www.nature.com/srep/2014/141223/srep07590/full/srep07590.html

自立単層 MoS2 で圧電性を観測
自立型 2D 半導体材料で圧電性を測定することに初めて成功、二次元結晶における圧電性の存在を計算で予測されていた、MoS2 の自立単層での圧電性と圧電係数 e11=2.9 ×
10-10Cm-1 を実測、バルク圧電材料とはかなり違って鋭い
対照的にそれぞれの層の奇数と偶数での MoS2 有限ゼロ圧
電応答を観察、振動は二次元結晶の反転対称性の破壊と復旧によるもの、電気機械結合の角度依存性により二次元結
晶の方位を決定、単一分子膜で発見された圧電性は低消費
電力ロジックスイッチに新しい応用、超高感度生物学的センサー他、UCB、LBNL
Observation of piezoelectricity in free-standing monolayer
MoS2
http://www.nature.com/nnano/journal/vaop/ncurrent/full/nnano.2014.309.html

バイオベースのナノフィルターを試作、高い濾過能力
工業排水など環境に有害な汚染物質に対して高い浄化能力を有するバイオベースのナノセルロース系フィルターを試作、欧州でテストの予定、スペインの都市廃水処理など、高い濾過能力を持つ吸着剤シートを作製するためにセル
ロース業界の安い残留物を機能性ナノセルロースと組み合
わせ、工業用水の重金属イオンや染料残基印刷業界の硝酸塩を除去、各膜は汚染物質の種類（銅、鉄、銀、染料、硝酸塩など）に応じて異なる除去能力を有するように調整可能、ルレオ工科大学（スウェーデン）、インペリアルカレッジ（英国）日本が世界最大の水面設置型ソーラーファームを構築予定
京セラ TCL ソーラー（京セラと東京センチュリーリース
が共同出資して設立）が水上設置型の約 13.4MW（世界最大規模）のメガソーラー計画を発表、千葉県の公募に京セラ TCL ソーラーが応募し採択、計画の内容（水面部約 18.0ha を利用、京セラ製太陽電池モジュール合計約50,000 枚を水面に設置、2016 年 3 月の稼動を目指す）
Japan to Build World’s Biggest Floating Solar Farm
http://www.greentechmedia.com/articles/read/japan-to-build-worlds-biggestfloating-solar-farmNano Filter cleans dirty industry
http://www.ltu.se/ltu/media/news/Nanofilter-renar-smutsig-industri-1.124608?l=en

電流飽和および電圧利得を示す極薄 ReS2 電界効果トラン
ジスタ
高温超伝導と競合する「擬ギャップ」、直接的な証拠を初剥離した数層の ReS2 でデュアルゲート電界効果トランジ

めて発見

スタを製造、室温で n 型の挙動（Ion/Ioff：105）、真性移動

科学者たちが「擬ギャップ」として知られている物質の神度（室温で 2cm2V–1s–1、77K で 26cm2V–1s–1）、Cr/Au-ReS2

秘的な相が高温超伝導と競合することの直接的な証拠を初の接触抵抗（175k Ω µm ～ 5k Ω µm）、ソースおよびド

めて発見、擬ギャップが超伝導の妨げとなるかどうかを調レインでのショットキー障壁、デュアルゲート ReS2 FETs

べることを目的とした研究の 20 年の集大成、「擬ギャッ

は電流飽和、電圧利得、及びサブスレッショルドスイング

プ相が超伝導と競合し抑制することが明らかになった。何148mV/decade を実証、テキサス大学オースティン校

らかの方法でこの競合を削除するかそれをうまく処理でField Effect Transistors with Current Saturation and

きる場合、超伝導体の動作温度を上げることができるかも

Voltage Gain in Ultrathin ReS2PEN January57http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/nn505354a

kbp DNA 鎖に対し 182bp）、高解像度の篩過は非常に急なエントロピー障壁（極めて限定的・抵抗的な毛細血管セグ
メントの発現と強烈な電界（>1000V/cm）に平衡エント

溶液ベースで 3D 階層 CoFe2O4 多孔質微小球を作成、タン

ロピー篩過をシフトさせる中心的な役割によって作られポポの花粉粒の形からヒント

る）から生じる、多くのエントロピー障壁を作る 2cm の

3D 階層的 CoFe2O4 多孔性微小球の大量作成のためのテン

長さのふるいに直接印加されている 2000V の定常電圧でプレートを含まない溶液ベースの方法を開発、前駆体の様々なサイズの DNA 断片が 7 分未満で完全に篩過、香港

形態学的進化に関する反応時間の効果に基づいてタンポ

科技大学

ポの花粉のような微小球の形成を理解するために形態およGel-Free Electrophoresis of DNA and Proteins on Chips

び相変化を用いたその場溶解再結晶成長メカニズムに提Featuring a 70 nm Capillary–Well Motif

案、抗癌剤である塩酸ドキソルビシン（DOX）が効率的に

http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/nn505605e

CoFe2O4 微小球に装填、3D 階層 CoFe2O4 多孔性微小球の薬物カプセル化および制御薬物放出用途のための大きな可能性を実証、浙江大学（中国）Greentech solar の読者が今年大変興味を持った記事

Bio-inspired Formation of 3D Hierarchical CoFe2O4 Porous

アップル、グーグル、テスラとソーラーシティの記事が目

Microspheres for Magnetic Controlled Drug Release

立った、開発に携わる最低価格と大規模の太陽光発電所にhttp://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/am507689a

読者が惹きつけられるのを見た、読者が最も興味を持った
10 の記事を列記
Here’s What Our Readers Were Most Interested in ThisEPA の奇妙なマジックナンバー 5.8、炭素排出ルールにおYearける原子力プラントの役割と格闘

http://www.greentechmedia.com/articles/read/heres-what-our-readers-clicked-on-

発電所からの二酸化炭素排出量を支配するルールを定め

the-most-in-2014

る上で最も複雑で意見の分かれる問題は既存の原子力発電所を処理するための方法、安価な天然ガスにより原発の多くは運転停止の危機にさらされている、米国環境保護庁（EPA）は炭素排出量に原発の貢献を評価するための奇妙な数式を提案、既存の原子力発電容量の 5.8％が経済的理由のためにシャットダウンされる危険に、原子炉を持つ州にとってそれらを稼働することは州の二酸化炭素削減目
標に向かって 5.8％のクレジットを得る、このような提案に多くのコメントを受けているため EPA は計画を検討中、6 月までにすべてのコメントを評価する必要、しかしそのルールは法廷で争われる可能性もE.P.A. Wrestles With Role of Nuclear Plants in Carbon
Emission Rules
http://www.nytimes.com/2014/12/26/business/energy-environment/epa-

12 月の注目記事 Ⅰ（2014.12.1 〜 2014.12.11）
IEA が EU の再生可能エネルギー目標について勧告
欧州理事会は再生可能エネルギー目標 27％・2030 年の温室効果ガス排出量を 1990 年度比で最低 40％削減で合意（2014 年 10 月）、EU のエネルギー政策レビュー「IEA
諸国のエネルギー政策：欧州連合 – 2014」に対し IEA からいくつかの政策提言（低炭素技術への投資増加、圏全体のエネルギー市場の統合を改善するためのコミットメントなど）、IEA の指摘（法的問題や目標を実現するために必要な市場ルールが不十分、バランスある卸売市場改革の必要性、再生可能エネルギーでのより多くの投資と EU 排出

wrestles-with-role-of-nuclear-plants-in-carbon-emission-rules-.html?ref=energy-

権取引制度（ETS）の改質、相互接続には欧州のすべてがenvironment&_r=0

含まれるべき）、「エネルギー同盟に向かって移動するには、EU はエネルギー安全保障とその産業の競争力を高めるた

DNA とタンパク質のゲルを含まない電気泳動、70nm の毛細血管井戸チップで自己包囲 70nm の直径のキャピラリーを作製、タンパク質・
短い DNA・長い DNA 断片の別個の混合物を大きさごとに
精密に篩過、シリコン上に集積ガラスキャピラリーシステ
ムを作成、最小解像寸法差（45–52.8kDa タンパク質に対し 3.45kDa、200–300 bp DNA 鎖 に 対 し 20bp、5.6–5.8

58

PEN January 2015

めに内部のエネルギー市場内のリソースをプールしなければならない」（IEA のエグゼクティブ・ディレクターのホーヴァン氏のコメント）
IEA: More intergration and investment to reach EU 27%
renewables goal
http://www.pv-tech.org/news/iea_calls_for_more_intergration_and_investment_to_reach_eu_27_renewables_go伝統的な断熱材を凌ぐ断熱能力、珪藻土を使うアイディア

料分散剤の添加剤として使用されている分子は生成物から次世代の断熱材の開発に取り組み、伝統的な断熱材（発泡除去する必要がないメリット、ISOF-CNR（イタリア）

体、グラスファイバー、合成シリカ等）の交換を目指すプ

Dye brings graphene composites closer to industry

ロジェクト（2 年間、76.960 ドル）、アイオワ州エネルギー

http://iopscience.iop.org/2053-1583/1/3/035006/

センターから助成金支援、真空断熱パネルに着目、パネル
は１in ほどの厚さでホイルカバーの内側に真空密封された断熱粉末で満たされている、１in の厚さで発泡体パネル

大気中の二酸化炭素からスーパーキャパシタ用ナノ多孔性の 10in と同じくらいの断熱能力、パネル内部の最も一般

グラフェンを作成

的な粉末は発泡シリカ（砂からナノサイズの粒子を合成）、「スーパーキャパシタ」で使用するためのナノ多孔性グラ珪藻と呼ばれるシリカ細胞壁を持っている単細胞藻類の珪フェンを作るために環境に優しい低コストの方法を提供、藻土が最も有望な材料、アイオワ州立大学、エイムズ研究開発された化学反応でナノ多孔グラフェンを作成、マグネ

所

シウムと亜鉛の金属混合物を化学反応に利用（初めて発見

Saving energy with nanotechnology insulation

された組み合わせ）、二酸化炭素の流れの中で高温に加熱

http://www.sciencedaily.com/releases/2014/12/141201163006.htm?utm_

され制御された金属熱反応、反応物は金属酸化物とそれら

source=feedburner&utm_medium=feed&utm_campaign=Feed%3A+scienceda
ily%2Fmatter_energy%2Fmaterials_science+%28Materials+Science+News+--のナノ多孔性グラフェン、材料 1g で約 1900m2 の巨大な+ScienceDaily%29

比表面積、現在の商業的なスーパーキャパシタで使用される活性カルボンよりも少なくとも 10 倍高い電気伝導率をもつ、材料が安価で製造が簡単であるので商用レベルでのJohnson Controls 社、炭素繊維を使ったシート製造プロ

生産のためにスケールアップが可能、金属酸化物は金属のセスを開発形に戻して再利用可能、オレゴン州立大学、アルゴンヌ国

独自のマルチマテリアル技術を使ってシートの軽量化に成立研究所、南フロリダ大学、アルバニー国立エネルギー技

功、炭素繊維とポリアミドとメタルを組み合わせた複合材

術研究所

料技術、従来から製造されたシートよりも 40％以上軽く

Atmospheric carbon dioxide used for energy storage

安全性は同等、この最先端の仕事により今年の CLEPA（自products

動車部品メーカーの欧州連合）イノベーション賞を受賞、http://phys.org/news/2014-12-atmospheric-carbon-dioxide-energy-storage.html「CAMISMA を用いて炭素繊維ベースの材料系へのコスト効率の高い持続可能なアクセスが目標、2019 年の車で利用できるようにしたい」（副社長コメント）
Johnson Controls Project CAMISMA Means Lighter but
Just as Safe Vehicle Seats

Soitec 社の集光型太陽電池セル変換効率 50％が視野に集光型 PV システム用多接合太陽電池の変換効率で 46％（297 倍集光）の世界記録樹立（産総研による標準試験でhttp://warszawa.naszemiasto.pl/artykul/johnson-controls-project-camisma-means-も確認）、44.7％を１年ぶりに更新、フラウンホーファー

lighter-but-just-as,2631062,art,t,id,tm.html

ISE・CEA-Leti は Soitec 社と再びコラボレーション、300～ 1750nm の波長の光子を電気に変換、各サブセルは 4つの接合部を有し入射光子の 1/4 を変換、セル構造内部

染料がグラフェン複合材料の業界応用を加速の各層の組成と厚さの正確なチューニングによる成果、グラフェン – ポリマー複合材を製造する効率的で効果的なSoitec 社の子会社 Soitec Solar Development は San Diego

方法がマイクロエレクトロニクスおよびポリマー産業のGas ＆ Electric とカリフォルニア州の発電所向けに交流出鍵、グラフェン溶液を生成するために使用される溶媒（毒力 150MW（8 万 3400 基）の販売契約を 10 月に締結、性）の多くはポリマー複合材料から最終的に除去するが困同月には中国での 20.5MW コンセントレータ PV プラン

難、インダントロンブルースルホン酸ナトリウム塩（IBS、トは Soitec 社の技術を使用しその第 2 段階に達したと発液晶を製造するための非常に一般的な工業用染料）分子を表使用して少数層のグラフェンプレートレット（GNP）のポ

Soitec-Fraunhofer ISE multi-junction CPV cell hits world

リマー複合材料で剥離・処理・封入、その方法が複合材料

record 46% conversion efficiencyの用途に適していることを実証するためにグラフェン - 有

http://www.pv-tech.org/news/soitec_fraunhofer_ise_multi_junction_cpv_cell_hits_

機ハイブリッドを商用ポリマー（ポリビニルアルコール）に加工、GNP を僅か 3％添加することによりバルク導電率を 10 桁高まる、すでに重合体の工業生産における青色顔

world_record_46_conversi

参考：集光型 PV は快晴の比率が高く、乾燥した地域に適したシステム。カリフォルニア州は条件に合っている。

PEN January

59DOE、PV モジュールの信頼性に有効なブレークスルー研

メタリックナノワイヤ被覆繊維で個人熱管理

究を助成

金属ナノワイヤ包埋布を使用する個人的な熱管理システム

PV モジュールの信頼性と耐久性の向上に貢献するブレーを実証、金属ナノワイヤが導電ネットワークを形成、人体

クスルー研究に 900 万ドルの助成金を発表、SunShot イの赤外線を反射するため優れた断熱性だけでなくジュール

ニシアティブの一環、加速試験技術の開発、新しい迅速な加熱により受動的な絶縁を補完できる、オリジナル布の通検査技術やツールを開発、モジュールの信頼性を評価（物

気性と耐久性の犠牲はない（ナノワイヤの多孔質構造のた

理学、化学、高度なデータ分析）め）、スタンフォード大学

DOE to fund ‘breakthrough’ PV reliability research

Personal Thermal Management by Metallic Nanowire-

http://www.pv-tech.org/news/doe_to_fund_breakthrough_pv_reliability_research

Coated Textile
http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/nl5036572

ソフトバンクはアーンドラ・プラデシュ州で始まるインドのソーラー 10GW 開発に関わる可能性

シリカ – 金 – シリカナノコンポジットの近赤外領域での光州首相チャンドラバブー・ナイドゥ氏が日本訪問後に興味

熱特性のあるニュースが浮上、訪問中ナイドゥ氏は貿易産業大臣

近赤外領域は生きた細胞と組織はこの領域で低い光散乱及の宮澤氏と MOU を締結、両者はエネルギー分野におけるび吸収をもつため生物学的なウィンドウと見なされる、近二国間の協力関係を拡大・相互協力を促進する必要性を認

赤外領域におけるシリカ – 金 – シリカナノコンポジットの識していることを強調しながら日本の工業団地をアーンド

光熱効果を研究、レーザー光源とタングステンランプソー

ラ・プラデシュ州に設立することを発表、「ナイドゥ氏はス両方を使用、光熱効率の重要なパラメータ（ナノコンポ

ソフトバンクの孫氏が今後 5 年間で計画しているソーラー

ジット濃度と照射時間）、哺乳動物細胞へのナノ複合材料

プロジェクトの 2.5GW をインストール支援に関心を示しの浸透についても調査、レーザー照射でナノコンポジット

た。またソフトバンクはインド全体で 100 億ドルを投資

は近赤外領域で有意な光熱効果を示す、ナノ複合材料が達することを計画中」（インドタイムズを含むインドのプレした最高温度は 51.9℃、レーザー照射 5 分で細胞自然アス報道）、ソフトバンクの広報担当者は報道内容を否定しポトーシス（59％）および壊死（31％）
、ノースダコタ大

ないとコメント学

Softbank eyeing 10 GW of solar in India - report

A Silica-Gold-Silica Nanocomposite for Photothermal

http://www.pv-tech.org/news/softbank_could_develop_2.5gw_of_solar_in_andhra_

Therapy in the Near-Infrared Region

pradesh_report

韓国標準科学研究院、室温で油を水の中にナノスケールで分散させる技術を開発
新たに開発した超音波集束装置（円筒形の圧電素子を利用）を用いて油の粒子を数 10nm の大きさにして分散させることに成功、超音波で圧力と高温が発生する空洞現像を最大に高めて水中の油の粒子を小さく分解、溶液を循環させ均質な分散が可能、本技術を利用すれば将来界面活性剤なし
で水の中にオイルをナノスケールで分散させることが可能

http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/am507644b

シリコン基板上に制御されたサイズと位置に窒化ガリウム
ナノワイヤを合成
再現性のよいブレークスルー技術、直径 200 ～ 100nm の範囲にわたってマスクグリッド開口部に制御された直径のナノワイヤを製造、間隔の様々な秩序配列、ワイヤ選択成長プロセスを改善して実現、NIST
Uniform nanowire arrays for science and manufacturing
http://phys.org/news/2014-12-uniform-nanowire-arrays-science.htmlになる、半導体・化粧品・ペンキ・インク・医薬品・飲料・
薬物送達システムなどでのナノ粒子の分散に利用可能、「水と油を室温で界面活性剤を全く使わずに安定的に混合できる現在では唯一の技術。産業的、社会的な波及効果が非常に大きい」（研究担当者談）、
韓国の国内特許と国際特許（米国、日本、ドイツ、中国）の出願完了
Domestic Team Develops Technology to Mix Oil and Water
http://world.kbs.co.kr/english/news/news_Sc_detail.htm?No=107068

SnO2 ナノ粒子のメソポーラスネットワーク、Li イオン電池の充電時間を大幅に短縮
Li イオン電池の負極に多く用いられているはグラファイトの最大理論的容量は 372mAhr g-1、多孔質酸化錫連結体を負極に用いた実験でグラファイトの 2 倍の理論容量を実現、独特の 3D 構造を持った酸化錫ナノ粒子のネットワー
クを固体アルコキシド前駆体の自己集合によって作成、前60

PEN January 2015

駆 体 の 組 成 は Sn（OC3H7）4・C3H7OH を 100 ℃ の 水 にSEMATECH、大量生産の準備に向けて EUV リソグラフィ

入れると加水分解して外側から SnO2 に変化し全てが約を更に可能にするアウトガステスト結果を発表

9nm の SnO2 ナノ粒子になる、それを 400℃で 2 時間熱処

EUV 露光ツールの予防可能な汚染を最小化または防止す

理すると自己集合して多孔質連結体になる、これを負極にるための EUV レジスト脱ガスの削減は EUV レジストの-1用いた時 0.1C の放電電流密度理論限界の 781mAhr g に-1

近い 778mAhr g の放電容量が得られた、電流密度を 2C-1-1（1.5Ag ），6C（4.7Ag ） に 高 め て も 100 サ イ ク ル の 充-1開発にとって重要、EUV リソグラフィのための条件を満たすアウトガス明細で有望な進展があったことを発表、SEMATECH は JSR（株）と共同で改善された評価方法を実放電後に，それぞれ 430, 300mAhr g の容量を保持、グ

験的に立証、この成果はレジスト学習サイクルを大幅に改

ラファイトでは 10 時間かかる充電が 30 分で済むことに善することで大幅なコスト削減を実現する可能性をもつ

なる、SnO2 ナノ粒子間のスペースがこの構造の要点、孔SEMATECH Reports Significant Progress in EUV Resistが適当な大きさで個々の SnO2 ナノ粒子が繋がっていない

Outgas Testingとバッテリーがだめになる」（論文筆頭著者 Vinodkumar

http://www.nanotech-now.com/news.cgi?story_id=50551

Etacheri 氏談）パデュー大学、スウェーデン農業科学大学
Ordered Network of Interconnected SnO2 Nanoparticles
for Excellent Lithium-Ion Storage

蛍光状態速度論を使用したデュアルチャネル RESOLFT ナ

http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/aenm.201401289/abstract;jsessionid=

ノスコピー

49F09462035B777CBAEE9022E9FA3C83.f03t01

RESOLFT と呼ばれる技術を開発、自然の細胞環境で多様な生体タンパク質を直接ローカライズできる補足チャネ

レーザー誘起ナノスケールマランゴニ流れ、単 SWCNT の整列配列を精製
単層カーボンナノチューブ（SWCNT）と金属性 SWCNTの混在が高度な半導体デバイスへの使用に際し性能低下で問題、マランゴニ効果に基づく最近報告された方法は金属性 SWCNT の比較的大きな集団（m-SWCNT）の除去を可能にするが手続きが煩雑で複数の処理工程が必要、赤外線レーザー照射による純粋に半導体 SWNT（s-SWCNT）の
自然のままの配列を生成する単純で堅牢な代替案を開発、
薄い有機膜で被覆された M-SWCNT による赤外線レーザー
選択的吸収で m-SWCNT のみがマランゴニ流れを開始、反応性イオンエッチングで s-SWCNT を損傷することなく
m-SWCNT を排除（精製が完了）、熱物理学の体系的な実ルの導入、光損傷しやすい生細胞の彩色エラーがない高解像度画像化に使用、サンプルを低い光レベルで画像化できる比較的新しい高解像度の顕微鏡技術、光損傷が常に懸念されるナノスケールでの生細胞のイメージングに特に重要、RESOLFT ナノ顕微鏡は 2 つの状態（暗・蛍光状態）の間で何回も可逆切替可能な蛍光タンパク質（rsFPs）を交換することによって光焦点顕微鏡の空間分解能を向上、rsEGFP とドロンパを使用して実現（2 つの rsFPs は類似
したスペクトルを有するがスイッチングと蛍光発光は異なる速度論）、開発したアプローチは生きたニューロンおよび神経組織中のタンパク質分布およびダイナミックスを画像化することによって実証、マックスプランク研究所
RESOLFT nanoscopy goes dual-channel
http://nanotechweb.org/cws/article/tech/59536

験研究と計算モデリングでこのプロセスの本質的な側面を解明、トランジスタの統計的に適切な数で半導体チャネル
材料としてこのようにして作成された s-SWCNT アレイを使用、高い移動度（>900cm2V-1s-1）およびスイッチング
比（>104）、統計的分析からアレイは少なくとも 99.8％の
s-SWCNT を含むことを示唆、イリノイ大学アーバナ・シャ
ンペーン校
Laser-Induced Nanoscale Thermocapillary Flow for
Purification of Aligned Arrays of Single-Walled Carbon
Nanotubes
http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/nn505566r

1D 原子鎖で二次元材料を相互接続
収差補正透過電子顕微鏡を用いて原子レベルの構造解析を中心とした 2D 材料内の 1D アトミック配線の分野において最近の進歩をハイライト、同様の電子線照射条件の下でこの議論を遷移金属ジカルコゲニドナノワイヤの形成に拡
張、アトミックワイヤの今後の見通しについて新しい 2D
素材と炭素・ボロン・窒素のハイブリッドの文脈で考える、
オックスフォード大学
Interconnecting Two-Dimensional Materials with OneDimensional Atomic Chains
http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/nn5065524

PEN January

61

KAIST、自然に存在しない人工メタ物質を利用して光の偏Intel Picks Smartglass Partner

光を広帯域で制御することに成功

http://www.eetimes.com/document.asp?doc_id=1324860&

キラリティ（偏光回転量を決定する）を波長に比例した値をもつようにメタ物質の構造を人為的に設計して広帯域非分散の偏光回転性質を実現、光の波長よりも小さいサイズ

湾曲したフレキシブル基板上にコロイド量子ドット太陽電のらせん形構造を円対称をなすよう配列してつなぐ、光の池、スプレーコーティング製造法を開発

波長に対して 1/10 程度の薄い厚さでも偏光を波長に関係

潜在的に低コストの太陽電池の製造を可能にする溶液相かなく一定に回転させられることを理論と実験で証明、理ら堆積して合成されたコロイド状量子ドット（CQD）、今

論検証のためマイクロ波帯域で実験、広帯域偏光回転 3Dまでのバッチ処理の方法は大量生産に不向き、コロイド状

メタ物質は入射されたマイクロ波の偏光を 0.1GHz から

量子ドット太陽電池を大気条件下でスプレーコーティング

40GHz までの範囲で周波数に関係なく 45 度回転させるこにより製造、室温スプレーコーティング技術と単層に近いとを確認（このような広い波長帯域で性質が変わらない物

制御性をもつ完全自動化プロセスを開発、均一な CQD を

質は自然界では非常に少い）、「波長よりも非常に短い厚さ製造する手段、スプレーコーティング法からロール・ツー・

でも光の偏光を広帯域で効果的に調節できる。この技術をロール製造への転写の可能性を試験、急速に回転するドラ

活用すれば広帯域通信やディスプレイに利用が可能な広帯

ムに取り付けられた 6 枚の基板上に CQD 活性層をスプレー

域光素子が開発できる」（KAIST 教授 Min 氏コメント）

コーティング（平均電力変換効率 6.7％）、さらにフレキシ

Broadband and Ultrathin Polarization Manipulators

ブル基板上に噴霧するプロセスの製造可能性をテスト、基Developed

板が曲げられている間に噴霧すると 8.1％のチャンピオン

http://www.kaist.ac.kr/_prog/_board/?code=ed_news&mode=V&no=26522&upr_

特性、溶射法による CQD は大面積の製造プロセスに統合

ntt_no=26522&site_dvs_cd=en&menu_dvs_cd=0601

することができ非従来型の形状に太陽電池を作製することができることを提示、トロント大学、IBM カナダ研究開発

中国核工業集団公司、建設会社と再生可能エネルギー協力
に署名

センター
Efficient Spray-Coated Colloidal Quantum Dot Solar Cells
http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201403281/abstract

建設会社フルーアは多くのエネルギープロジェクトを展開するために中国核工業集団（CNNC）との覚書を締結、覚書契約は欧州と中国の原子力や再生可能エネルギー（太陽光や風力を含む）プロジェクトに関する協力のため、
Meiya Power（中国広核集団の再生可能エネルギーの子会
社）は香港で発行済み新規株式公開により 2.27 億ドルを9 月に調達China National Nuclear signs renewables cooperation withconstruction firm
http://www.pv-tech.org/news/china_national_nuclear_signs_renewables_
cooperation_with_construction_firm

MoS2 に置換型ニオブをドーピング、安定した p 型伝導性を確認
層状遷移金属ジカルコゲニド（TMD）へのドーピングは典型的に 1 種類のみ安定、例えば MoS2 では遍在電子供与硫
黄空孔により n 型、安定 / 制御可能な p 型ドーピングは未だない、p 型ドーピングの欠如は MoS2 の p-n 接合の開発を妨げる、スピン縮退伝導帯の代わりにスピン偏極価電子帯へのキャリア伝導を妨げる、これまで TMD における p型ドーピングは表面吸着または電子受容性分子のインター
カレーションを利用、実質的に安定したドーピングが必要、

インテル、スマートグラス開発でルクソティカと提携
インテルはハイエンドのスマートグラスを開発するためイ
タリアのルクソティカ（ファッションデザイナー）と複数
年の R&D 提携、ルクソティカはグーグルグラスの開発でも設計を担当することで 2014 年春にグーグルと提携、ス
マートグラス事業の拡大を模索するルクソティカの戦略とインテルの思惑が合致、インテルの身体装着型端末向け
チップ事業拡大路線をあらためて明示、グーグルグラス向けにチップを提供することでグーグルと合意したことを発表したばかり62

PEN January 2015

置換型ニオブ（Nb）のドーピングで安定した p 型伝導性を示す（約 3 × 1019cm–3 の縮重正孔密度）、Nb 原子がホ
スト格子中の Mo カチオンを置換することにより MoS2 に置換的に組み込まれる、垂直に積み重ねた MoS2 層でファンデルワール p-n ホモ接合を作成、ゲート可変電流整流を確認、MoS2 で実証された置換型バイポーラドーピングから広範囲（マイクロエレクトロニクス、オプトエレクトロ
ニクス、及びスピントロニクスデバイス）な展開が期待できる、UCB、韓国科学技術院、スタンフォード大学
Doping against the Native Propensity of MoS2: Degenerate
Hole Doping by Cation Substitution

http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/nl503251h

は 2015 年 2 月を予定、新法人の代表には現ハンファソー
ラーワンの CEO ナム・ソンウ氏が就任予定
Hanwha to create 3GW cell giant with Q CELLS and

透明導電性酸化物を使用して入光角度に依存しないホット

SolarOne merger

キャリアの発生とコレクション

http://www.pv-tech.org/news/hanwha_to_create_3gw_cell_giant_with_q_cells_and_

ホットキャリアを利用する検出器・センサ・パワー変換器、

solarone_merger

これらのデバイスの設計および実装はデバイス形状・光子
入社角度・入射光子の波長の厳格な要求のため困難、ホットキャリアの発生及び収集を可能にする透明な導電性電極に基づいた単純な角度に依存しないデバイスを初めて提示、単色およびブロードバンド光源の両方から光電流の発生を確認、表面から最大 60°での入射照明で均一な吸収、
1.5 〜 3.0V の範囲の開放電圧が期待できる、透明導電性
電極に基づいた新しいホットキャリア収集デバイスや検出器への扉を開く、メリーランド大学
Angle-Independent Hot Carrier Generation and Collection
Using Transparent Conducting Oxides
http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/nl503246h

目覚ましい成長を続ける米国のソーラー
米国太陽エネルギー産業協会（SEIA）の発表、今年第 3 四
半期にインストールされた PV システムは 1,354MW（昨年同期の 41% 増、四半期ではこれまでに 2 番目に大きな値）、2014 年第 3 四半期 963MW・第２四半期 1,133MW・第 3 四半期は 963MW、合計発電能力で 16GW を超えている、「ソーラーの継続的な目覚ましい成長はスマート
かつ効果的な公共政策（太陽投資税額控除、ネットエネル
ギーメーターと再生可能ポートフォリオ基準のような）に起因する」（SEIA 社長兼 CEO のローヌレッシュ氏）
SEIA: US solar continues ‘impressive growth’
http://www.pv-tech.org/news/seia_us_solar_continues_impressive_growth_

Jinko Solar 社、60 セル多結晶シリコン PV モジュールの

trajectory

出力が 300W を超える
中 国 の Jinko Solar 社 は 多 結 晶 シ リ コ ン PV モ ジ ュ ー ルの出力で新記録を達成したと発表、セルを 60 枚用いた「Eagle+」PV モジュールの出力が 306.9W に到達、同社によれば 60 セルの多結晶シリコン太陽電池モジュールの平均出力は約 255W、この Eagle+ の高出力品は量産に近い状態、（2014 年 5 月に出力 275W の Eagle+ 量産品を発表）、出力を増やすためにデュポン社の技術を導入、セルの電極用の導電ペースト（Solamet）の採用、
太陽電池のバックシート材料として Tedlar（ポリフッ化ビニル樹脂フィル
ムの一種）を利用
Jinko Solar 'Eagle+' Modules Reach the New Height ofPower Output for 60-cell Multi c-Si Module
http://www.jinkosolar.com/press_detail_1012.html

寿命が 10 年以上の有機太陽電池製造技術を開発
光州科学技術院（GIST）新素材工学部の研究チームが有機太陽電池の商用化の妨げとなっていた寿命の短さの問題を解決、有機太陽電池の寿命が短い原因として素子製造後の初期作動時に発生する効率の急激な低下（burn-in）、これまでこの問題は根本的に未解決、高分子の分子量構成分布をゲル透過クロマトグラフィをもとに細分化して光活性物
質内の多様な大きさの高分子・低分子の領域が共存していることを確認、このうち低分子領域帯の分子が有機太陽電池内の発生電流を妨げる物質として作用している事実を発見、低分子領域帯の分子を選択的に除去することで既存の有機太陽電池に比べて素子効率を 40% 向上（予想寿命が最大で 10 年）、太陽電池だけでなく有機ディスプレイや
有機 LED などの多様な有機電子素子の短い寿命の問題を

世界最大の太陽電池メーカー誕生、Hanwha SolarOne と
Q CELLS が合併
ハンファグループ（本社：ソウル）は傘下のハンファＱセルズ（本社：ドイツ・タールハイム）とハンファソーラー

解決するのに役立つものと期待
Long-term stable polymer solar cells with significantly
reduced burn-in loss
http://www.nature.com/ncomms/2014/141208/ncomms6688/abs/ncomms6688.
html

ワン（本社：上海）の両社が合併に正式合意したことを発表、この合併で 3.28GW の太陽光セルの生産能力を保有する世界 1 の太陽電池メーカーが誕生、本社機能をドイツ・

ナノスケール量子回路のための新しいコンパクトな高抵抗

韓国の 2 か所に構えてグローバル体制を強化、両社の強み

薄膜を作成を活かした生産と販売のシナジーを実現、資本構造の改善

高い値の抵抗を必要とする一つの応用例は量子位相スリッによりグローバルな資金調達力を強化、合併手続きの完了

プ（QPS）回路、抵抗はノイズの多い古典的な世界から

PEN January

63

QPS デバイスの脆弱な量子状態を分離するために必要、集ター、炭素捕捉と貯蔵、エネルギー効率化技術、きれいな積回路の抵抗を作るために使用される標準的な材料は QPS

空気と水の技術、廃棄物処理技術、スマートグリッド、グ回路の要件を満たすために十分に小さい形態で十分な抵抗

リーン交通機関など）、このミッションは 11 月 12 日のオをまだない、新しい価値の高いコンパクトなナノスケール

バマ大統領と習国家主席による共同声明に続くクリーンエ抵抗を作成するために酸化クロム化合物を利用、スパッタ

ネルギー協力を拡大するいくつかの取り組みの一つ、中国

リング法で酸化クロム薄膜を作成、薄膜の酸素含有量を制は 2030 年あたりに CO2 排出量がピークに達し 2030 年ま御することにより抵抗を調整（酸素含有量が高いと抵抗がでにすべてのエネルギーの彼らの非化石燃料のシェアを約高い）、酸素とクロムの質量比に対し抵抗率を 4,2K で測20％に増加させる目標を達成するのに役立つ

定、QPS 回路の要件に最適な十分高い抵抗値を実測、ニオ

U.S. Secretary of Commerce Pritzker and U.S. Secretary

ブ - シリコン界面での酸化クロム薄膜の接触抵抗を明らか

of Energy Ernest Moniz Announce Business Developmentにした、ニオブシリコンナノワイヤで QPS 回路を作成す

Mission to China

ることはアンプの新たな量子標準を測定するための一つのhttp://www.energy.gov/articles/us-secretary-commerce-pritzker-and-us-secretary-

方法、酸化クロムとニオブ - ケイ素との間の金中間層を作

energy-ernest-moniz-announce-business

成すると接触抵抗を低下させることを発見、ロンドン・ナ
ノテクノロジーセンター
Nanoscale resistors for quantum devices
http://www.eurekalert.org/pub_releases/2014-12/aiop-nrf120514.php

集光式 PV システムで初めて変換効率 40％を達成
太陽光を放物面鏡で反射・集光して光束をダイクロイック
ミラーで分光、透過光をシリコン系の太陽電池に反射光を3 接合型の化合物太陽電池にそれぞれ照射して発電するシシリコンの代わりに半導体としてゲルマニウムを用いる
CMOS デバイスを作成
シリコントランジスタはスケーリングの限界に到達、シリコンに比べてゲルマニウムは電子や正孔の高い移動度、CMOS 電子デバイスのために必要な 2 種類のトランジスタを製造するためにゲルマニウムを使用する方法を開発、低い電気抵抗を有する N 型コンタクトを作成することを困難にする特性をゲルマニウムドープまたは不純物添加でその特性を変化、不純物を多く含む領域は最も低い抵抗、良好な接触を提供する最も高濃度にドープされた部分を露出させるためにゲルマニウムの上部層をエッチングする方法を

ステム、オーストラリアのニューサウスウェールズ大学が独自に開発した技術はダイクロイックミラー部分で太陽電池は米国 Boeing 社の子会社の Spectrolab のセルなどを利用、900nm 弱～ 1100nm 超の近赤外線帯は Si 系太陽電池が高い変換効率を実現しやすい波長領域、残りの波長域
は 3 接合型化合物太陽電池でカバー、「この技術はオーストラリアで普及しつつあるタワー型の大規模集光式 PV シ
ステムに特に向いている」（Martin Green 氏）
UNSW researchers set world record in solar energy
efficiency
http://newsroom.unsw.edu.au/news/science-technology/unsw-researchers-setworld-record-solar-energy-efficiency

開発、非シリコンインバータでこれまでに実証された最高

solのパフォーマンスを実証、12 月 15 〜 17 日の 2014 IEEE

参考：ダイクロイックミラーは、誘電体多層膜鏡とも呼ば

国際電子デバイス会議にて 2 つの論文で詳細を説明、パれ、特定の周波数幅の光は透過しそれ以外は反射するなどデュー大学の機能を持つ。

Germanium comes home to Purdue for semiconductor
milestone
http://www.purdue.edu/newsroom/releases/2014/Q4/germanium-comes-home-topurdue-for-semiconductor-milestone.html

ASML は TSMC から量産用 EUV 露光装置「NXE:3350B」2台を受注、2015 年に納入予定
TSMC がプロセス技術の境界（潜在的に 7nm）を拡張する

米国、中国に対する事業開発ミッションを発表
商務省長官のプリッツカー氏・DOE 長官モニス氏はスマー
トシティやスマート成長を支える産業に焦点を当て中国への事業開発ミッション（2015 年 4 月）を発表、貿易ミッショ
ンは米国企業の立ち上げを助け中国での事業を増やすことを支援する、支援対象分野（グリーンビルディング、ビル
ディングエネルギー改修、ビル管理、グリーンデータセン

64

PEN January 2015

ために来年 EUV スキャナ 2 台を購入予定（欧州最大のチップ製造装置メーカー ASML NV の発表）、「EUV スキャナは10nm のためのもの、7nm の生産準備のためにそれらを使用するつもり」（12 月 4 日の第 14 回サプライチェーン
マネジメントフォーラムで ASML 執行副社長ハウト氏談）、
この件について TSMC 広報担当者はコメントを控えたがTSMC は EUV スキャナを使って 2018 年までに 7 nm のチップ生産を開始する可能性も、EUV へのシフトはリソグ

ラフィ装置の次の世代における社会通念を切替えるシグナ

ナノ構造オパールアセンブリ内のナノキャスティング階層

ルグかもしれない（EUV システムの遅延により 10nm チッカーバイド誘導炭素でリチウム - 硫黄電池カソードを高性プ製造には従来の液浸リソグラフィを使用するという以前

能化の予想）、インテルは EUV なしで 7nm までムーアの法則

シリコンカーバイド誘導炭素を合成するためにナノキャスを駆動する方法を見つけた（今年初めの発表）、ASML はティング法で均一なサイズのシリカナノ球の使用を検討、

EUV の生存に関するインテルの最近の懐疑論の一部を払い

ナノ球の単分散性は逆オパールのような細孔配列を用いてのけた格好

メソシステムに転送することができ等方性収縮が起るが塩TSMC to Use EUV for 7nm, Says ASML

素ガス処理により誘導された CDC でさえ保持することがhttp://www.eetimes.com/document.asp?doc_id=1324906&

できることを実証、カーバイド由来炭素 DUT-86（DUT=
ドレスデン工科大学）サンプルはユニークな階層的な細孔構造特性（小さい窓や微多孔壁によって相互接続された単優れた電気特性をもつ p 型 WSe2 原子層を大面積成長

分散球状メソ細孔）、逆オパール構造とそれによる凹状細

p 型半導体特性を有する 1 つの典型的な例がタングステ

孔壁階層をもつ開放多孔性 CDC を得た、球状の気孔の大ンジセレニド（WSe2）、バルク WSe2 は単層で直接バンド

きさだけでなく細孔窓シリカナノ球のサイズを変えること

ギャップ（~1.65eV）の中に間接バンドギャップ（約 1.2によって調整可能、この特別な CDC 材料は高度な電気化eV）をもつ、機能的なエレクトロニクスとオプトエレク

学的性能の結果 Li–S 電池電極用硫黄をホストすることがトロニクスの新しい電子材料として魅力的、WSe2 の課題

できる、ドレスデン工科大学、フラウンホーファー材料照は大面積 WSe2 原子層の制御可能な合成法が未だないこ

射技術研究所

2と、ここでは横方向の寸法が約 1cm までの WSe2 薄膜のNanocasting Hierarchical Carbide-Derived Carbons in

大面積成長のための化学気相堆積法の系統的な研究を報

Nanostructured Opal Assemblies for High-Performance

告、単層領域で二重層または多重層よりも非常に強い発

Cathodes in Lithium–Sulfur Batteries

光、単層における直接バンドギャップに対し予想される

http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/nn503394u

遷移と一致、原子的に薄い WSe2 の優れた結晶品質を透過型電子顕微鏡示で確認、p 型 WSe2 FET での正孔キャリ
ア移動度（単層の場合室温で 100cm2V–1s–1、数層の場合
2

–1 –1

Al2O3/SiNx スタック不動態化メカニズムに基本的な洞察、

350cm V s ）、以前に報告された剥離材料や合成 WSe2

高効率シリコン太陽電池に応用可能の移動度の最高値をに匹敵、UCLA

原子層堆積（ALD）で堆積しプラズマ化学気相成長法で堆Large Area Growth and Electrical Properties of p-Type

積した SiNx 層でキャップした極薄 Al2O3 層と c-Si の界面

WSe2 Atomic Layers

について詳細な検討、注目点はこれら誘電体スタックの固http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/nl504256y

定電荷密度と界面欠陥密度、異なる ALDAl2O3 堆積プロセス（プラズマ支援 ALD 及び熱 ALD）による Al2O3 層の厚さと異なる熱処理の関数として、表面再結合のための拡張

NEDO、ドイツでスマートコミュニティ実証に向けた事前

ショックレー – リード – ホールモデルによる理論的な計算調査を開始に基づいてこれらの界面特性が十分に実験的に決定された

NEDO はドイツでエネルギー地産地消型のスマートコミュ

表面再結合を説明できることを見つけた、Al2O3/SiNx のス

ニティ実証事業に向けた事前調査を開始、シュパイヤー市

タック不動態化メカニズムに基本的な洞察を提供（特に高で PV の自己消費モデルの共同実証に参加、シュパイヤー

効率シリコン太陽電池のため）、Al2O3 堆積前の c-Si 表面を市・シュパイヤー電力公社・住宅供給公社 GEWO 社など

酸化して熱 ALDAl2O3 で積層体の表面パッシベーション品と協力、日本が得意とする蓄電・蓄熱技術や ICT 技術によ

質を向上させることも可能、

り実証システムを構築、PV で発電した電力を地産地消す

フラウンホーファー・ソーラーエネルギーシステム研究所

る「自己消費モデル」の確立を目指す、PV からの逆潮流

Properties of the c-Si/Al2O3 interface of ultrathin atomic

抑制に貢献するシステムとなることで再生可能エネルギー

layer deposited Al 2O 3 layers capped by SiNx for c-Siの大量導入時代を迎えようとするドイツにおける PV・蓄

surface passivation

電池・熱運用の統合環境の可能性を追求

http://scitation.aip.org/content/aip/journal/apl/105/23/10.1063/1.4903483

http://www.nedo.go.jp/news/press/AA5_100336.html

PEN January

65シリコンナノ結晶構造で熱伝導率の異常な減少

プロジェクト 80 億ドル、再生可能エネルギーや効率的な3 つの物性値（ゼーベック係数、電気伝導率、熱伝導率）

エネルギープロジェクト 40 億ドル、先進技術車両製造融は互いに相関があり全ての物性値を最適化することは難し

資プログラム 160 億ドルなど）

い、極薄 Si 酸化膜を用いて数 nm サイズの球形ナノドッ

Department of Energy Issues Final $12.5 Billion Advanced

ト結晶を Si 基板上に超高密度にエピタキシャル成長させ

Nuclear Energy Loan Guarantee Solicitation

る技術を開発し結晶方位をそろえて Si のナノドット結晶

http://www.energy.gov/articles/department-energy-issues-final-125-billion-を連結した構造を作製することに成功、ナノドット連結構

advanced-nuclear-energy-loan-guarantee

造は Si 結晶の電気伝導率を大きく低下させることなく熱伝導率のみを低減、熱伝導率の最小値は 0.78 ± 0.12W/
mK（バルク Si の 1/200 に低減）
、ナノ構造を用いた熱電変換高性能化に成功、阪大 、東京大学、アルバック理工
Anomalous reduction of thermal conductivity in coherent
nanocrystal architecture for silicon thermoelectricmaterial
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2211285514201558

シリコン中に均一なサブミクロン細孔の高密度アレイを作
成
シリコン中に高アスペクト比の並列サブミクロン細孔アレイ形成法を開発、センサー・光学・高分子微細パター
ンニイングなどへの応用、ポリスチレン球は金被覆シリコ
ンウエハ上に対流によって組み立てられスパッタエッチン
グ、その結果優れた長距離秩序を有する明確な金のディス
ク・アレイが生成、金ディスクは金属支援化学エッチン

市販のポリマーからレーザー誘起多孔グラフェン薄膜を作
成
カーボンナノ材料の費用対効果の高い合成とパターニン
グが電子とエネルギー貯蔵デバイスへの課題、CO2 赤外線レーザーを使用して市販のポリマーフィルムから 3 次元
ネットワークと多孔グラフェン薄膜をパターニングするためのスケーラブルな一段階方法を開発、sp3 炭素原子が光
熱パルスレーザー照射により sp2 炭素原子に変換、得られ

グ（MACE）において触媒として作用（ストレート壁、平底、高アスペクト比の均一な細孔をもたらす）、細孔アレ
イはバイオセンシング用途では堅牢な反射面としてまたポ
リマーレプリカ成形のための鋳型として使用可能、ライプニッツ新素材研究所、南オーストラリア大学
Dense Arrays of Uniform Submicron Pores in Silicon andtheir Applications
http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/am506891d

たレーザー誘起グラフェン（LIG）は高い電気伝導性を示
す、電力密度 ~9 mW cm-2 および比容量 >4 mF cm-2 をもつ面内マイクロスーパーキャパシタための櫛形電極を容易に
パターニング、理論計算により増大した静電容量は五角形- 七角形構造の LIG の珍しい超多結晶格子から生じることを部分的に示唆、この技術はポリマー書き込み電子・エネ
ルギー蓄積デバイスへの迅速な経路を提供、ライス大学
Laser-induced porous graphene films from commercial
polymers
http://www.nature.com/ncomms/2014/141210/ncomms6714/full/ncomms6714.
html

パルスオキシメトリ用センサーを有機材料ですべて作成
従来のパルスオキシメータは高価なオプトエレクトロニク
ス部品を使用、指先・耳たぶなど感知場所に制限（剛性形と面積スケーリングの複雑さに起因）、本研究はフレキシ
ブル基板と互換性のある有機材料に基づくパルス酸素濃度計のセンサーを報告、緑（波長 532nm）・赤（626nm）の有機発光ダイオードと有機フォトダイオードを共用、ン
サの活性層をスピンコーティングと印刷技術により溶液処
理材料から堆積、すべての有機光電子オキシメータセンサ
は従来の電子機器と 1kHz で結合、得られた脈拍数及び酸素化は市販のパルスオキシメータで較正・比較、有機セン

DOE、125 億ドル融資保証の革新的な原子力エネルギープ
ロジェクト公募
DOE は次世代原子力エネルギープロジェクト融資保証公募を公表、エネルギー戦略の一環として革新的な原子力エ
ネルギープロジェクトを支援するために 125 億ドル程度を提供、公募対象の 4 つの主要な技術分野（高度な原子炉、
小型のモジュール式の反応器、既存施設のアップグレード、
フロントエンドの原子力プロジェクト）、DOE の融資プロ
グラム局（LPO）は 4 分野でも現在公募中（化石エネルギー66

PEN January 2015

サーは脈拍数および酸素をそれぞれ 1％および 2％の誤差で正確に測定、UCB
All-organic optoelectronic sensor for pulse oximetry
http://www.nature.com/ncomms/2014/141210/ncomms6745/full/ncomms6745.
html

参考：パルスオキシメトリは、指先などにセンサーを装着し、人体を傷つけずに酸素の血中濃度を測定する方法。

他の既存の金属材料よりも高い強度対重量比を持つ新しいグラフェンにプロトンの透過性、燃料電池の応用に期待「高エントロピー」金属合金を開発

無欠陥の単層グラフェンは普通の条件下でどんな原子・分

高エントロピー合金はほぼ等量の 5 つ以上の金属から成る子に対しても不透過であるとされてきた、従来の理論では材料、リチウム・マグネシウム・チタン・アルミニウム・

プロトンに対しても不透過であると予想（プロトンの透過

スカンジウムを組み合わせてナノ結晶の高エントロピー合性は水素原子と同等と考えられているため）、プロトンは金を作成、低密度で非常に高い強度、強くて軽い素材に広単層グラフェンの膜を簡単に透過することが実験で実証、い用途範囲（車両や人工装具）、「密度がアルミニウムに匹

窒化ホウ素（hBN）単層膜についてもプロトン透過性を確敵するがチタン合金よりも強い。他の金属材料に見られな認、二硫化モリブデン単層膜・二層グラフェン・多層 hBN

いない高強度と低密度の組み合わせを持つ、強度対重量比のような厚みのある膜ではプロトンは不透過、燃料電池では一部のセラミックに匹敵、セラミックよりも強い（脆性はプロトンだけを選択的に透過する膜が不可欠、マンチェが少ない）、現時点での大きな問題は非常に高価なスカンスター大ジウムの利用、スカンジウムの代替または合金から排除す

Proton transport through one-atom-thick crystals

ることができるかどうかを検討中」（論文の筆頭著者 Carl

http://www.nature.com/nature/journal/vaop/ncurrent/full/nature14015.html

Koch 氏談）、ノースカロライナ州立大学、カタール大学
A Novel Low-Density, High-Hardness, High-entropy Alloywith Close-packed Single-phase Nanocrystalline Structures

東芝、人工光合成の世界記録を更新

http://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/21663831.2014.985855#.

太陽光のもつエネルギーのうち 1.5％を化学エネルギーに

VIkZTjr9mUk

転換、これまでの世界記録を 1 桁上回る成果、nm サイズの構造をもつ金ナノ触媒を利用、二酸化炭素が一酸化炭素に変化する活性サイトを増やすことが効率向上に有効、ナ

11 月分

追加

ノサイズの構造制御技術、2014 年 11 月 24 ～ 28 日に兵庫県で開催された人工光合成国際会議 2014（ICARP2014）

ブルーレイ映像ディスクを再利用し光子を操作し、準ランでポスター発表（11 月 26 日）

ダム・ナノインプリント・テンプレートにhttp://artificial-photosynthesis.net/ICARP2014/index.html

ブルーレイ映像ディスクを転用して太陽電池の効率向上させるテンプレートの作製が可能に、ブルーレイ映像ディスクに存在する準ランダムなナノ構造（ランドとピットのラ

光化学系 II 複合体の正確な三次元原子構造を解明

ンダムな配列を論理的順序で反復したもの）が最適に近い

X 線自由電子レーザー（XFEL）施設 SACLA を用いて光合光閉じ込め用途に適する、自然界の数多くの生物がもつ準成による水分解反応を触媒する光化学系 II 複合体の構造

ランダムなナノ構造の工学用途が検討され始めたのはごくを 1.95Å（0.195nm）の分解能で正確に突き止め、光合成

最近（しかし準ランダムなパターンの作製コストが高く、における水分解反応機構の解明に繋がる成果、X 線自由電

広範な応用に障害）、ブルーレイ映像ディスクのパターン

子レーザー（XFEL）施設の SACLA は発生する XFEL 光のの中に光子管理に適した準ランダムなナノ構造があること

1 パルスの継続時間が 10fs（1fs は 10 〜 15 秒）と短く 1を発見、太陽スペクトル全体にわたる光の吸収と操作に適パルスで X 線写真を撮影できる明るさをもつ、X 線によるしていることも明らかに、ポリマー太陽電池のテンプレー

放射線損傷のない状態で分子構造の変化を X 線回折写真撮

トとしてブルーレイディスクを用いて作製された準ランダ

影することが可能、「フェムト秒 X 線結晶構造解析法」と

ムなナノパターンを有する太陽電池は太陽スペクトル全体

世界最高品質の光化学系 II の結晶作成技術を組み合わせたにわたって光吸収と電力変換効率が高いことを確認、今回

研究成果、岡山大学、理研の知見は光子操作デバイスと光閉じ込めデバイスを高い費Native structure of photosystem II at 1.95 Å resolution

用効果で作製するための方法につながる可能性、ノースウ

viewed by femtosecond X-ray pulses

エスタン大学

http://www.nature.com/nature/journal/vaop/ncurrent/full/nature13991.html

Repurposing Blu-ray movie discs as quasi-random
nanoimprinting templates for photon management
http://www.nature.com/ncomms/2014/141125/ncomms6517/full/ncomms6517.
html

ウェアラブル基板上の溶液生成 ZnO ホモ接合ナノワイヤ
膜、エネルギー変換やセルフパワージェスチャ認識に応用可能向上した機械的エネルギーハーベスティングのための ZnO

PEN January67

ホモ接合ナノ構造の適用可能性を初めて実証、異なる材料

命、ギア作動による騒音や振動の発生も抑えることができ構成や処理法を体系的に設計・テストし最適な材料設計をる）、7 機関が参加する欧州の MAGDRIVE プロジェクト

見つけた、得られた出力は圧電 NGs の動作メカニズムに

Researchers Develop a Magnetic Levitating Gear

関する以前の基本的な理論と一致、密集した NW 膜を製造

http://www.innovations-report.com/html/reports/physics-astronomy/researchers-

するための合成方法は従来のスパッタ薄膜のような実行可能な方法を代替可能（合成温度が非常に低いため）、ZnO
p-n ホモ接合ナノ構造に基づく極薄ウェアラブル圧電デバ
イスは人間の手首の腱から小規模皮下の動きを検出（異なる動きと手のジェスチャを識別）、ジョージア工科大学、
ナノエネルギー・ナノシステム北京研究所
Solution-Derived ZnO Homojunction Nanowire Films on
Wearable Substrates for Energy Conversion and SelfPowered Gesture Recognition
http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/nl5029182

大面積無欠陥単結晶グラフェンを CVD 法で成長
大面積高品質単結晶グラフェンを製造するための 2 つの課
題（核生成密度の低減、構造上の欠陥修復）、一度に両方の問題を解決する CVD 成長を伴う方法を開発、繰り返されるエッチングと成長、メタン流量が成長サイクルの数を減少、大面積の無欠陥単結晶グラフェンドメインを作製、エッチングを通じて効率的に核ドメインをランダムに削除、初期成長における核生成密度で許されるよりもはるかに大きなサイズの単結晶グラフェンドメインを非常に低い温度で生成（従来の CVD 法を用いて実現することは不可
能）、黒鉛化に類似の構造的欠陥を効率的に治癒、成長基
板に Pt を用いて約 3mm の無欠陥単結晶グラフェンドメ
インを成長、大気条件下のキャリア移動度 13000cm2 V–1
s–1、材料科学瀋陽国立研究所、北京大学
Repeated Growth–Etching–Regrowth for Large-Area
Defect-Free Single-Crystal Graphene by Chemical Vapor
Deposition
http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/nn506041t

欧州のプロジェクト、非接触型の磁気浮上式ギアの開発に成功開発した減速ギアは入力軸と出力軸のそれぞれのギアが相互に接触することなしに動力を伝達、従来型ギア同様に入力軸から出力軸に軸の回転速度を減速させて伝達することができる、磁気歯車減速機の開発で構成、入力軸から別の出力軸に速度を変換するメカニズム（自転車のチェーンメカニズムや自動車のギアボックスのように）、従来の減速機とは異なり磁気のおかげで部品間の接触なしに伝達主な利点（潤滑が不要となるため極低温での動作可能、摩耗が存在しないため歯を持つ従来の減速機よりはるかに長寿

68

PEN January 2015

develop-a-magnetic-levitating-gear.html

Column

構造色をもつ鳥㉞

キバラタイヨウチョウ

キバラタイヨウチョウは中国南部からオーストラリアの北東部にかけて分布するタイヨウチョウ科の鳥です。スズメより
小さな 11cm ほどの小鳥です。果実、花の蜜、小型の昆虫などを餌とし、マングローブ林や海岸の林、緑の多い都市の公園などを住み処とします。タイヨウチョウの外見や行動はハチドリに良く似ていますが、スズメ目に属するタイヨウチョ
ウとアマツバメ目に属するハチドリは、遺伝子的には離れています。ハチドリは南北アメリカ大陸にしか生息しておらず、
一方、タイヨウチョウの仲間はアジア、オセアニア、アフリカに広く分布しています。タイヨウチョウは、ハチドリほどホバリングは上手ではないらしく、花の蜜を吸うときは花や茎に止まることが多いようです。
タイヨウチョウは漢字で太陽鳥と書きます。この名前のとおりに、タイヨウチョウのオスは、様々な色合いの煌めく金属
光沢の羽を持っています。キバラタイヨウチョウのオスも喉から腹にかけて藍色の金属の光沢を放つ羽を持っており、太陽の光を浴びると強く輝きます。

PEN 関谷瑞木

PEN January69台湾 ITRI より

台湾工業技術研究院（ITRI）の材料化学研究所
が配信する台湾のナノテクノロジー研究開発動向と最新技術レポートをお届けします。台湾の研究開発動向は日本語で PEN 編集室に届けられ
ています。

◆

台湾の研究開発・政策動向◆ポートする。既存のタッチパネル産業においては、フレキ
シブル基板の耐熱性、重量や安全性の問題をクリアした携

工業技術研究院、「多目的フレキシブル電子基板技術」を帯に便利な特性を活かし、車用や医療用のニッチ市場への宇威材料社へ技術移転（2014.12.5）

応用が可能。またデジタルレントゲン、OLED 照明等への応用も可能で、顧客の既存の生産ラインと組み合わせてフ工業技術研究院（ITRI）は、「多目的フレキシブル電子基

レキシブル基材を生産することで、生産ラインの初期導入

板技術（FlexUP™）」を宇威材料科技有限会社へ技術移転にかかる時間やコストを抑えることが期待できる。

しました。独自のフレキシブル基材を提供することで、高まるフレキシブルディスプレイ市場のニーズに応えてビジネスチャンスを確保し、世界的に高成長している腕装着型

工業技術研究院アカデミー会員会議

デバイス、スマートポータブルデバイス、フレキシブル医

業で産業の転換と高度化を促進（2014.12.16）

イノベーションと起療センサー市場に参入する。
工業技術研究院（ITRI）は 2012 年より、産業の科学技術「多目的フレキシブル電子基板技術」は、2010 年に「ウォーにより台湾の産業発展や人々の生活福祉増進に対して傑出

ルストリートジャーナル・テクノロジーイノベーションア

した貢献をした個人を表彰するため、「工業技術研究院アワード」と「R&D 100 Awards」を同時に受賞した。このカデミー会員（ITRI Laureate）」を設置している。先日行

技術の中核を成すのは離形層と高透明のプラスチック基板

われたアカデミー会員会議では、「台湾産業構造転換の戦材料で、この基板上に厚さが 0.01~0.02mm のタッチセン

略と方法」をテーマとして、革新的なキーとなるコアコン

サーを作製することに成功し、これを取り外して耐傷性のピタンス（KEC）により、如何に産業のパラダイムシフト

マスキング層を組み合わせることで、「ベンダブルタッチを促進させるか、如何にソフトとハードを統合したサービパネル」が完成する。

ス型産業を構築するか、また ITRI の産業構造転換における役割等の議題について話し合いが行われた。

宇威材料社は台湾で初めてフレキシブル基材を生産した専70門メーカーである。宇威材料社は将来的に「硬い」材質（ガ会議では、KEC は産業転換と高度化の突破口であり、利用ラス）から「柔らかい」材質（フレキシブルディスプレイ）

者価値、技術の突破と商業モデルの三つの要素が同時に領に渡る主要基材を提供することが可能である。より人間域を越えて推進されなければならず、また利用者と絶えず工学的な腕装着型デバイス、「開けばパッド、折りたため

交流して修正をすることで、OEM、ODM の産業構造を打ば携帯電話」となるスマートポータブルデバイス、軽く薄

ち破るということ、人々の価値と美意識は台湾が強化すべい耐衝撃性を持つ電子ペーパー応用製品など、顧客に対しき突破口であり、ITRI は消費者と向かい合うことができなて高付加価値、差別化といった特性を持つ製品の開発をサければならず、また業界と共にグローバルな思考を発展さ

PEN January 2015

せてエンドユーザーと市場での検証を促進し、革新的技術の産業化に貢献するということが議題に上った。
アカデミー会員の智融グループ会長施振栄氏は、国がベン
チャー企業を報奨する新しい仕組みが必要であり、そのために機関を越えた国家レベルの計画が必要であり、業界の主導により機関を越えた提携計画を展開するべきであるとの考えを示した。また、台湾セミコンダクター・マニュファ
クチャリング・カンパニー創設者兼会長の張忠謀氏は、大企業の転換は難度が高く、歴史的にもあまり見られないことであり、台湾産業の転換と高度化にはまず起業を奨励することだと指摘した。ITRI 院長の蔡清彦氏は、ITRI は積
極的にベンチャー事業を推進しており、三年余りで既に30 の会社を新設し、2014 年に設立した 14 のベンチャー
企業も資金調達の状況は去年より好転していると述べた。
また蔡氏は、ITRI は絶えず新しい領域に参入してより多くのベンチャー企業を産み出していくとも述べ、出席した産業界の重鎮に対して、良き指導者としてベンチャー企業を大いに育成してもらいたいと呼びかけた。

PEN January71

MEMS 関連情報

東北大学原子分子材料科学高等研究機構教授江刺正喜氏ご提供の MEMS 関連情報をお届けします。

◆

イベント、講演会のお知らせ◆

サ、MEMS ジャイロの主要 4 製品を取り上げ、原理と構造、設計・製造・組立技術、周辺技術、動向と将来展望その最1. IEEE MEMS 2015（The 28th IEEE Internl. Conf. on Micro

新技術を分かりやすくかつ詳細に解説します。

Electro Mechanical Systems）
参加費：48,500 円（テキスト代 / 昼食代 / 消費税含む）
開催日：2015 年 1 月 18 日（日）～ 22 日（木）＊早割サービス：開催日 1 カ月前までに参加申込をされた

場所：ポルトガル エストリル（Estoril Congress Center）

場合、参加費を定価から 2 割引します。

詳細：http://www.mems2015.org/

定員：30 名詳細・申込：http://www.electronicjournal.co.jp/t_seminar/2344.html

2. Electronic Journal 第 2344 回 Technical Seminar【プログラム】

圧力センサ / マイク / 加速度センサ / ジャイロ★徹底解説

10:00-11:20

ｰ最先端 MEMS デバイスの設計・製造・組立技術を詳解ｰ

ンサの現状と将来展望

トレンド（付録 地磁気センサ）、1. 圧力セ

11:20-12:00

2. MEMS マイクロフォンの現状と将来展望

開催日時：1 月 27 日（火）10：00 ～ 17：00

12:40-14:40

3. 加速度センサの現状と将来展望

場所：連合会館（東京都千代田区神田駿河台 3-2-11）

14:50-16:50

4. MEMS ジャイロの現状と将来展望

主催：電子ジャーナル

16:50-17:00

名刺交換会

講師：東北大学 原子分子材料科学高等研究機構 教授 江刺正喜

3. The AIMR International Symposium 2015（AMIS 2015）

開催趣旨：MEMS デバイスが組み込まれたアプリケーショ
ンが次々と登場しています。これらのアプリケーションに

開催日：2015 年 2 月 16 日（月）～ 19 日（木）おいては、例えば MEMS マイクの用途として、携帯電話

場所：仙台国際センター（宮城県仙台市青葉区青葉山無番などに複数搭載することでデジタル音声信号処理による地）

雑音除去を行わせたり、自動車のエンジンルームに設置し

詳細：http://www.wpi-aimr.tohoku.ac.jp/amis2015/て異音をキャッチするセンサとして利用するなど、微細化や耐熱性などといった MEMS の特徴を生かした新たな活用に期待が集まっています。本セミナーでは、このように様々な分野への展開が注目されている MEMS デバイスとして、圧力センサ、MEMS マイクロフォン、加速度セン

72

PEN January 2015

バイオミメティクス研究会より

高分子学会バイオミメティクス研究会より、研究会等イベントのご案内、関連書籍のご案内、注目トピックなどをお届けします。

◆

イベント、講演会のご案内◆

技術振興機構・さきがけ）
http://www.math.sci.hokudai.ac.jp/seminar-index/seminar/20150118.php

1. クロスボーダーシンポジウム
開催期間：2015 年 1 月 17 日（土）～ 18 日（日）会場：北海道大学理学部４号館 4-501

2. 2014 年度バイオミメティクス研究会・高分子表面研究

主催：北海道大学理学研究院数学部門久保研究室

会合同研究会

共催：北海道大学数学連携研究センター

表面！生物と高分子の接点
日時：2015 年 1 月 30 日（金）13：00 ～ 18：45【プログラム】

会場：京都大学 東京オフィス（東京都港区港南 2-15-1 品

1 月 17 日（土）川インターシティ A 棟 27 階）

14:00-14:45「濡れ現象の再考察」眞山博幸（旭川医科大学・

主催：高分子学会バイオミメティクス研究会、高分子表面

一般教科 化学）研究会

15:00-15:45「細胞の集団運動の数理モデル」三浦岳（九開催趣旨：生物にとっても、高分子材料にとっても、表面

州大学・医学研究院）

は非常に重要です。表面を「みて」、のぞむべき表面を「つ16:15-17:00「Proneural Wave の数理モデリング」長山雅

くり」そして、その機能を引き出して「つかう」ことに、晴（北海道大学・電子科学研究所）

共通するものもあれば際立って異なるものもあります。生

17:15-18:00「自己組織化とバイオミメティクス：構造形

物と高分子材料の表面をお互いに知ることは、生物機能の成と機能発現のロバストネスの起源について…そして持続

模倣や医用材料の開発など、様々な分野への応用が広がる可能性」下村政嗣（千歳科学技術大学）

とともに、新しい分析法やモノ作りの考え方をもたらしま18:30- 懇親会

す。高分子表面研究会とバイオミメティクス研究会の共同事業として、異分野研究者が集い連携を深める場として本1 月 18 日（日）講演会を開催します。

10:00-10:45「生体ケミカルセンサの成り立ちと機能性：

http://www.spsj.or.jp/entry/annaidetail.asp?kaisaino=1013「パターン識別」「差分検出」はいかにして可能となるか」
尾崎まみこ（神戸大学・理学研究科）
11:00-11:45「埋め込み時系列解析による回転流体の乱流－層流スイッチングの特徴付けに向けて」中野直人（科学PEN January73

3. バイオミメティクス市民セミナー（第 38 回）「ミメティクスおもしろネタの源としての昆虫分類学、形態学」
日時：2015 年 2 月 7 日（土）13：30 ～会場：北海道大学総合博物館

知の交流コーナー

主催：北海道大学総合博物館
共催：科学研究費新学術領域「生物規範工学」
協賛：高分子学会北海道支部、千歳科学技術大学バイオミ
メティクス研究センター
講師：吉澤和徳（北海道大学農学部 准教授）
セミナー概要：昆虫は形や行動の多様性の宝庫である。これまでに命名された真核生物の半数以上を昆虫が占めるが、その種多様性の解明度は 10 分の 1 程度とも見積もられており、われわれが目にしたことも無い未知の形を備えた昆虫がまだ沢山いることも間違いない。昆虫分類学者は
その多様性の発掘に力を注ぎ、また系統学者・形態学者は、
ミメティクスネタの宝庫とも言える多様性を、工学者とは違う観点で見つめている。昆虫の未知の多様性がごく最近明かされた例として、雌雄で交尾器が逆転した昆虫について、そして形態・系統学的観点からの昆虫の形の研究例として、昆虫の跳躍行動の進化について紹介する。
http://www.museum.hokudai.ac.jp/event/article/295/

74

PEN January 2015

ソフトマテリアル研究 in AIST
産業技術総合研究所ソフトマテリアル分科会メンバーの研究を 5 回にわたって紹介します。

ソフトマテリアルの特性を生かす：電子機能を創る

会を利用するなどしてグループ間の情報交換を行いつつ研究を進めている。今月号では、これらの研究グループの研絶縁体となる場合の多いソフトマテリアルのなかにも、電究成果のいくつかを紹介する。

子機能の主役となりうる材料群が存在する。たとえばイオ
ン性の有機材料はイオン伝導の主体となり、高分子電解質

1）高分子電解質膜中のイオンチャンネルナノ構造の解は製膜した際イオン伝導のマトリックスとなる。一方でπ析共役系化合物を中心とした分子性材料のなかには電子（ま2）金属錯体分子膜の長距離電子移動能：分子エレクト

たはホール）伝導を示すものがある。電子は、分子鎖内をロニクスの新しい流れ

伝導するのみでなく、隣接する分子間をホッピングないし

3）摩擦転写法によるポリマー製膜－分子配向による機

バンド伝導により伝導するため、孤立した１分子を伝導体

能発現－とすることも、分子集合体を伝導体とすることも原理的に

4）液晶性を活用して分子配向制御されたプリンテッド可能である。有機材料は、分子設計による物性制御の自由エレクトロニクス用有機半導体インクの開発

度、柔軟性、溶剤への易溶性、分子配列制御の容易さなど
無機材料にない特性を示すことから、従来の電子デバイスとは異なる作製法や機能付加ができる可能性がある。

（独）産業技術総合研究所
電子光技術研究部門

産総研では複数の研究ユニットにおいて有機電子材料およ

分子集積デバイスグループ
阿澄玲子

びデバイスの開発を実施しており、ソフトマテリアル分科

PEN January75高分子電解質膜中のイオンチャンネルナノ構造の解析
産業技術総合研究所 ユビキタスエネルギー研究部門

塩山洋（MV2+）などカチオン性の発光プローブと消光剤の組み合

はじめにわせを、陰イオン交換樹脂膜中での挙動はピレンスルホン
ソフトマテリアルの一種である高分子電解質は、固体高分酸（PyS-）と NO2- のアニオンどうしの組み合わせを利用

子形燃料電池や全固体リチウムイオン電池などの利用に向して検討した。

けて精力的に研究が進められている。これらの各電池の性能は、使われている高分子電解質材料の膜中におけるイオ

さて具体的な試料の調製であるが、陽イオン交換膜は Du

ンの易動度に依存する。ここでイオンは高分子電解質膜中

Pont 社製のナフィオン 117 膜を、陰イオン交換膜は株式に形成されているイオンチャンネル内を移動するのである

会社トクヤマ製の電解質膜（2 種類）を、それぞれ 2 ×が、このナノサイズの孔の構造を、光化学で用いられてい1cm に切り出して使用した。試料膜への発光プローブの吸る汎用の装置によって解析する手法について紹介する。

蔵は、試料膜を発光プローブの溶液に２日間以上浸漬することによって行った。その後同じ方法で、所定量の消光剤を吸蔵させた。得られた試料の発光スペクトルとその強度
は、汎用の分光蛍光光度計を用いて測定した。

高分子電解質
高分子電解質の代表例であるナフィオン [1] は、テフロン様骨格を主鎖とし、側鎖にスルホ基を有している。このた

Stern-Volmer プロット

め水やアルコールなどの極性溶媒中では、疎水性の主鎖を中心としスルホ基を外側に向けた棒状のミセル様会合体を溶液中における [Ru(bpy)3]2+ などの発光プローブは、その形成する。また溶媒を除去することによって製膜した場合

発光プローブと相互作用する分子を添加すると発光強度がは、疎水性の主鎖マトリックス中に親水性のスルホ基を壁減少する。この現象は消光として知られ、溶液中に添加さ面とするトンネルが通じている構造となる。このトンネル

れた化学種は消光剤と呼ばれている。[Ru(bpy)3]2+ の発光

は燃料電池の分野ではプロトンチャンネルとして知られては、例えば MV2+ を添加すると、励起された [Ru(bpy)3]2+

いるが、本稿ではプロトンではなく各種のイオンを用いてから MV2+ への電子移動相互作用によって消光される。こ

解析しているためイオンチャンネルと呼ぶことにする。

の場合、消光の程度は Stern-Volmer の式
I0/I = 1 + Ksv[Q]

高分子電解質膜中では、イオンはイオンチャンネル内を移動する。このナノサイズの通路内でのイオン挙動は、発光で表される [2]。ここで I は発光強度、I0 は消光剤が添加さプローブの消光過程を通じて解析できる。陽イオン交換樹

れていない場合の発光強度、Ksv は Stern-Volmer 定数、[Q]

脂であるナフィオン膜中での挙動はビピリジンを配位子

は消光剤濃度、kq は消光反応速度定数、τ 0 は消光剤が添2+とするルテニウム錯体 Ru(bpy)3 とメチルビオローゲン

76

Ksv = kq τ 0

PEN January 2015

加されていない場合の発光寿命をそれぞれ示している。この式から分かる通り、
I0/I の値を消光剤濃度に対してプロッ

1/18 に制限されていることが明らかとなった。

トすると１を通る直線となり、その傾きである Ksv は消光反応の速度定数に比例している。

また陰イオン交換膜中における、ピレンスルホン酸発光のNO2- による消光挙動を図２に示した。例えば品番 A-201

高分子電解質膜中、具体的にはイオンチャンネル中でのの陰イオン交換膜中でのピレンスルホン酸の NO2- による発光プローブの消光剤による消光挙動も、同様に Stern-

Ksv 値を水溶液中での値と比べると、約 1/3 であった。こVolmer プロットによって解析する事ができる。

のように陰イオン交換膜中のイオンチャンネルの解析も可能であることが分かる。

高分子電解質膜中での消光反応
ナフィオン膜中における、Ru(bpy)32+ 発光の MV2+ による消光の際の Stern-Volmer プロットを図１に示す。プロッ
トの傾きから求めた Ksv を、破線で示したバルク水溶液中での傾きから求まる Ksv と比べると、約 1/18 であることが分かった。この違いは、消光反応自体は同じ発光プロー
ブと消光剤を用いているため、反応種が拡散してきて衝突

図2

して反応する際の拡散項の違いのみによるものと考えられ際に得られる Stern-Volmer プロットる。すなわちトンネル構造のイオンチャンネル中における（■：品番 A-201、□：品番 A-202。前者の方がイオンチャ

このイオンの組み合わせでの拡散は、バルク溶媒中の約

ンネル孔径が大きい。）

陰イオン交換膜中で PyS- の発光を NO2- で消光した

同様の方法により、これら高分子電解質膜のイオンチャン
ネル中における各種の発光プローブと消光剤の組み合わせで得られた Stern-Volmer 定数を表１に示す。発光プロー
ブを Ru(bpy)32+ に固定した場合、消光剤イオンのサイズがCu2+ から MV2+、エチルビオローゲン（EV2+）と大きくなるに伴い、バルク溶媒中での値からの減少率が増大する。
すなわちサイズの大きなイオンほど、イオンチャンネル中
で拡散し難くなっていることが分かる。同様に発光プロー
図１

ナフィオン膜中で Ru(bpy)32+ の発光を MV2+ で消光した際に得られる Stern-Volmer プロット
（破線は、バルク水溶液中での傾きを示している。
）

ブを配位子がバルキーなジフェニルフェナントロリンのル
テニウム錯体に変えた場合も、バルク溶媒中での値からの減少率は大きく、拡散し難くなっている。さらに陰イオン

PEN January

77

表1

高分子電解質膜中において、各種の発光プローブと消光剤の組み合わせで得られた Stern-Volmer 定数の発光の減衰過程を解析することにより、このイオンチャ
ンネルの孔径が均質ではなく隘路も存在することが解明されつつある。今後はこれらの結果をもとにした計算機シ
ミュレーションを行い、より詳細にイオンチャンネルナノ
構造を解明していきたい。
【本件問い合わせ先】shioyama.h@aist.go.jp
References：[1] 竹中啓恭、電池便覧 第 3 版（松田好晴、竹原善一郎編）（2001）pp.395-396、丸善株式会社[2] ウィキペディアに「シュテルン－フォルマーの式」の項目で必要充分な解説がなされている。

交換膜中で PyS- の発光を NO2- により消光した場合は、イオンチャンネル孔径の小さい品番の方がバルク溶媒中での値からの減少率が大きくなっていること、すなわち拡散しにくくなっていることは興味深い。

高分子電解質膜中のイオンチャンネルナノ構造
このようにバルク溶液中と電解質膜中との消光速度の違い
は、イオンチャンネルの孔径とイオンのサイズによって決定されるイオンの易動度によって説明できる。逆に考えると、消光挙動を観測することにより、イオンチャンネルのナノ構造を推定することが可能となることが明らかとなった。誌面の都合で紹介できないが、パルスレーザー励起後

78

PEN January 2015

金属錯体分子膜の長距離電子移動能：
分子エレクトロニクスの新しい流れ
産業技術総合研究所 ナノシステム研究部門 ナノ構造アクティブデバイスグループ
石田敬雄にした場合、従来までの電子移動能を超えた極めて低いβ

はじめに値（0.002Å -1）が観察されている。我々も太陽電池への
ソフトマテリアルである有機分子の機能を活用してエレク応用をも目指してルテニウム金属錯体分子膜の研究を行っ

トロニクスへの応用を目指す一分野として「分子エレクトていた [3] が、ルテニウム金属錯体分子の基本構造が文献

ロニクス」がある。シリコンエレクトロニクスのように光2 に用いられた分子に類似していることからも同様な性質

リソグラフィ技術で切り刻んで微細電子回路を形成するのをあらわすと期待し、理論と実験の連携で長距離電子移動ではなく、孤立した一つの分子を素子に見立てたところが能の実証だけでなくその電子移動モデルを構築した [4]。

出発点である。走査型プローブ顕微鏡やナノギャップ電極を活用して単一分子や分子膜にアクセスし、単一分子や単分子膜レベルの導電性、整流性を計測するということでこ

実験及び結果の分野の研究は進んできた [1]。
図１に示すホスホン酸基を持つ多脚型ルテニウム金属錯体
分子の電気伝導性は分子のエレクトロニクスデバイス応用

分子では、分子間のホスホン酸基同士に水素結合が生じやを目指す上で最も重要な機能である。電気伝導性、もしく

すい。分子を含んだ溶液の pH を 3 に下げた場合、水素結

は電子が分子膜中を移動する能力を示す電子移動能ができ合によって 1 ステップでこの金属錯体の多層膜（図 1b）

るだけ高い分子を使うほうが、分子エレクトロニクスの可が形成される。このルテニウム錯体多層膜が持つ電子移動能性を広げ、様々なデバイス応用につながると期待される。

能を見積もるため、導電性高分子と透明導電膜（ITO）の基板でルテニウム錯体多層膜を挟んだサンドイッチ型セル

近年共役構造に金属イオンが錯形成した、いわゆる金属錯構造（図 2a）を作製し、ルテニウム錯体分子膜中を流れ体分子を使った自己組織化多層膜に非常に高い電子移動能

る電流と膜厚との関係を調べた。これまでの共役構造のみがあることが報告された [2]。コバルトイオンを錯イオンからなる有機分子膜では、電極のフェルミレベルと、有機

図１

ルテニウム錯体と水素結合による多層化のモデル図

PEN January79

つことについて、理論計算からも支持された。現在は水素結合で構築した多層膜でなく金属イオンを介して積層した
ルテニウム錯体多層膜でも同様の実験を行い、同レベルの高い電子移動能を確認している。

今後の展望など

図２ （a）導電性計測用のサンドイッチ型セルの模式図；（b）電流値の対数の多層膜厚への依存性
分子膜の伝導帯を形成する分子のエネルギーレベルとの差が大きく、膜厚が厚くなると分子膜内を流れる電流量が激減する。例えば金属を含まない共役分子からなる自己組織化膜では、分子膜が 1 ナノメートル厚くなると、膜中を流れる電流が 1/500 程度の値となる。一方、ルテニウム錯体の多層膜では、膜厚が 10 ナノメートルを超える 5 層膜
でも単層膜（膜厚：2 ナノメートル程度）の 1/3 程度の電流が観察され（図 2b）、ルテニウム錯体多層膜でも従来の共役分子膜よりもはるかに長距離の電子移動が実現してい。金属錯体多層膜のこることがわかった（β値 0.01Å -1）のような長距離電子移動能は、共役分子系で提唱されている、共役分子のエネルギーレベルと電極のフェルミレベルの差に由来するトンネル機構では説明がつかない。第一原
理電子状態計算結果を踏まえ、金属錯体多層膜のモデルとして炭素を主体とする共役構造部分と金属原子部分の電子状態を一つ一つ飛び石状に分けた「飛び石モデル（Stepping
Stone-Model）」を提唱した（図 3）。タイトバインディング法からも「飛び石モデル」では膜厚が 10 ナノメートル以上と厚くなっても電子の透過確率はほとんど減少しなかった。電子の透過確率は分子膜中を流れる電流と対応する。よってルテニウム錯体多層膜が長距離電子移動能を持

分子エレクトロニクスという視点や高導電性材料といった視点から考えると金属錯体分子膜はまだまだ新しい物性発現が期待できる。例えば現在私たちが取り組んでいるルテニウム錯体分子系では分子エレクトロニクスの研究として
は電子移動能計測だけでなくメモリーなどの試作も行われている [5]。また分子エレクトロニクスの出口として IT 用途以外にも熱電素子などのエネルギーデバイスなどへの広がりも期待できる。例えば理論計算でこのルテニウム錯体
系での大きな熱電性能の発現が予想された [6]。これらの研究をヒントにして、現在自分のグループでは有機熱電素子の性能向上や熱電モジュールの試作を積極的に進めている [7]。
分子エレクトロニクスはまだまだ発展する将来性のある分野である。特に電子移動、電気伝導性の向上と分子構造体の安定性が上がれば IT 以外への用途も含め出口が広がる。
じっくり時間をかけて腰を据えて研究を続けていきたい。
謝辞：ここで紹介した研究は中央大学理工学部 芳賀正明
教授、産総研ナノシステム研究部門 浅井美博副研究部門長、中村恒夫主任研究員、大山真紀子氏、寺田恵一氏（現KST ワールド（株））らとの共同研究です。この場を借りて深く御礼申し上げます。
【本件問い合わせ先】t-ishida@aist.go.jp
References：[1] 例 え ば A.Aviram, M. A. Ratner, Molecular Electronics:
Science and Technology. Academy of Sciences, New York:New York, 1998
[2] Y. Nishimori, et al, Chem. Asian J. 4, (2009)1361[3] T. Ishida, et al.,Appl. Sur. Sci., 255, (2009) 8824.
[4] K. Terada, et al, ACS Nano, 6, (2012) 1988.
[5] J.C. Li et al., J.Phys.Chem. Lett. 5(2014) 1017
[6] H. Nakamura et al., J. Am. Chem. Soc. 135 (2013)
16545.

図380

飛び石モデルによる有機分子接合の模式図

PEN January 2015[7] Q. Wei, et al., Appl. Phys. Exp.7（2014）031601

摩擦転写法によるポリマー製膜 – 分子配向による機能発現－

産業技術総合研究所 ユビキタスエネルギー研究部門

図１

谷垣宣孝

摩擦転写法の概念図

現在、省エネルギー・大量生産を実現するプリンテッド・

層することでその材料に配向を誘起する能力を持っている

エレクトロニクス（PE）の開発が盛んになっている。我々[4,5]。これによって他の有機半導体材料を配向させてデバが開発している摩擦転写法［1,2］は高分子材料の製膜技

イスに応用することもできる。

術であり、既存の PE プロセスにはない特徴として、溶剤を用いずに製膜できるという特徴を持っている。高分子固体を直接、基板に対して擦り付けて、製膜する技術であ

有機 EL 素子（偏光 EL）

り、様々な共役系高分子材料（高分子半導体）の製膜に応用できることを見いだしている。図１は摩擦転写の概念図

摩擦転写法によって、発光性の高分子材料、ポリフルオレである。溶剤を使用せず製膜できることは、環境に優しいンの配向薄膜を作製することができる。ポリフルオレン類という利点だけではなく、溶剤に不溶な高分子や難溶性のは青色発光する共役系高分子で、有機 EL 素子の材料としものにも適用の可能性がでてくる。実際にポリパラフェニてよく研究されている。また、ポリフルオレン類は液晶性

レンやポリチオフェンといった不溶性の共役系高分子材料を持つことでも知られ、ラビング膜を利用した配向誘起にに適用できる [3]。また、別の特徴として摩擦転写法によっよる配向膜も作製されており、分子配向を生かした偏光て作製された薄膜は摩擦の方向に主鎖が高度に一軸配向す

EL も作製されている。摩擦転写により直接ポリフルオレ

ることがあげられる。有機エレクトロニクスにおいて分子ンを配向させることにより、既存の手法とくらべ、簡便なの配向は非常に重要な要素である。我々は摩擦転写膜をプロセス、簡単な素子構造、そして高い配向度がえられ、様々な有機デバイスへと応用する研究を行ってきた。有機世界最高クラスの偏光度をもつ偏光 EL を作製することが薄膜に積極的に分子配向を取り入れることにより、性能のできた [6]。

向上や新機能の付与といったことが期待できる。本稿では
摩擦転写法の有機エレクトロニクスデバイスへの最近の応最近、我々は青色発光するポリフルオレンと橙色発光する

用例を２件紹介する。摩擦転写のもう一つの特徴はその表

棒状の有機色素分子であるαセキシチオフェン（6T）を面における配向誘起である。摩擦転写膜上に他の材料を積組み合わせることで白色偏光発光を得た（図２）。摩擦転

PEN January81通常の製膜法ではπ共役面は基板垂直方向となることから
πスタックが面内に形成され、面内の電荷移動度を生かす
デバイスであるトランジスタ等で有利である。しかし、太陽電池応用では膜厚方向に電荷が移動するため、基板垂直方向にπスタックを形成させたほうが有利と考えられる。摩擦転写法では容易にこのような配置をとらせることができる。分子配向の違いによる太陽電池性能への影響を調べた。ITO 透明電極上にポリ（3- ドデシルチオフェン）（P3DDT）を摩擦転写し、その上にフラーレンを蒸着し、
図2

白色偏光 EL のスペクトル

最後にアルミニウム電極を蒸着し太陽電池とした。参照として P3DDT をスピンコート製膜したものと比較した。摩
擦転写膜を用いた素子の方が二倍程度変換効率が高かった

写ポリフルオレン配向薄膜上に 6T を極薄く真空蒸着法で[8]。膜厚方向にπスタックが形成され、電荷移動度が向積層することにより実現した [7]。非常に少量の 6T 分子

上し、効率を向上させる原因となったと考えている。

は摩擦転写膜表面でポリフルオレン主鎖と分子長軸が平行になるように配向し、偏光白色発光となったと考えている。

摩擦転写膜による配向誘起による有機半導体の配向制御についても太陽電池への応用を検討した [9]。摩擦転写ポリチオフェン上に 6T を蒸着することで分子長軸を基板面内

有機薄膜太陽電池のポリチオフェン主鎖と平行に配列させることができる。
通常の真空蒸着では 6T 分子は基板に立った配向をとりや82

ポリフルオレンを用いた有機 EL 素子では高分子主鎖の配すい。6T では分子間のπ軌道の重なりにより分子長軸方向を生かし、有機 EL に新たな機能を加えることができた。

向より、その方向に垂直方向に電荷が移動しやすいことが

ここでは分子配向の別の利用について述べる。摩擦転写法

知られている。摩擦転写膜上で配向誘起により膜厚方向ので共役系高分子の配向薄膜を作製したとき、主鎖方向のみ

電荷移動が容易になり、太陽電池では有利となる。フラー

ならず、基板面に対して垂直、すなわち膜厚方向にも優先

レン誘導体 PCBM との積層膜を用いた太陽電池を作製し、的な配向をとる場合が多い。ポリ（3- アルキルチオフェ

摩擦転写膜の有無（配向誘起の有無）により素子性能にどン）ではチオフェン環のπ共役面が基板平面に配置する。

のような影響があるかを調べた。図３は 6T/PCBM を用い

PEN January 2015

References：[1] K. R. Makinson & D. Tabor, Nature, 201, 464（1964）.
[2] N. Tanigaki, K. Yase, A. Kaito, K. Ueno, Polymer, 36,2477（1995）.
[3] N. Tanigaki, K. Yase, A. Kaito, Thin Solid Films, 273,
263（1996）.
[4] J. C. Wittmann & P. Smith, Nature, 352, 414（1991）.
[5] T. Mizokuro, C. Heck, N. Tanigaki, J. Phys. Chem. B,
116, 189（2012）.
図3

有機薄膜太陽電池の電流－電圧特性[6] M. Misaki, Y. Ueda, S. Nagamatsu, M. Chikamatsu, Y.
Yoshida, N. Tanigaki, K. Yase, Appl. Phys. Lett., 87, 243503（2005）.

た素子の電流－電圧特性である。摩擦転写膜により配向制[7] C. Heck, T. Matsumoto, T. Mizokuro, H. Aota, N.

御した素子では摩擦転写膜がないものに比べて、短絡電流

Tanigaki, Jpn. J. Appl. Phys., 53, 01AC01（2014）.

が増加、フィルファクターも向上し、変換効率が大きく向[8] T. Mizokuro, Y. Okamoto, C. Heck, H. Aota, N. Tanigaki, J.

上している。短絡電流の増加は 6T 分子が基板面に寝るこ

Appl. Polym. Sci., 131, 40136（2014）.

とにより吸光度が大きくなったことが大きな原因と考えら[9] T. Mizokuro, K. Takeuchi, C. Heck, H. Aota, N. Tanigaki,れる。また、フィルファクターが向上したのは膜厚方向のOrg. Elecron., 13, 3130（2012）.

電荷移動度が向上したためと考えている。
ここにあげたように分子配向の制御により、有機デバイス
では性能の向上や新しい機能の付与の可能性が広がる。摩擦転写法は比較的簡単に分子配向制御できる手法であり、幅広い材料に適用可能である。真空も溶剤も使わないユ
ニークな製膜法として今後も研究を進めていきたい。
【本件問い合わせ先】no.tanigaki@aist.go.jp

PEN January

83液晶性を活用して分子配向制御された
プリンテッドエレクトロニクス用有機半導体インクの開発

産業技術総合研究所 ユビキタスエネルギー研究部門 ナノ機能合成グループ

図１

液晶性有機半導体の特徴

持続可能な社会の実現のために製造プロセスの革新を基と

図2

物部浩達

棒状層状液晶の有機 TFT への応用

液晶性有機半導体した低環境負荷・省エネルギーな産業技術の新たな展開が求められている。この中で、特にプリンッテドエレクトロ

ソフトマテリアルの一種である液晶材料は分子の配向秩序ニクス（PE）と呼ばれる、印刷技術により電子回路を描く

が長距離的であり、これにより光学・電気特性等の様々なデバイス作製技術により、大面積でフレキシブルかつ軽量性質が異方性を有する。また同時に、自己組織化能によりな電子素子が実現されている。しかもこれは耐衝撃性に優分子配向が容易に制御し易く、大面積の均一配向膜形成がれた低コスト素子で、汎用大量に使用される新たなカテゴ

可能となる特徴があり、この点に液晶の（デバイス対応）

リーの電子デバイスの実現が期待される。これまで有機半機能性材料としてのアドバンテージがある。一方、1990

導体、有機 EL、有機太陽電池等を出口イメージとして開年代半ば、フラットパネルディスプレーを実現した液晶で、発が進められているが、材料も含めて基本的な研究開発のアモルファスシリコン並みの高速電荷移動度を示す化合物

段階にある。この分野では、素子としての動作性能に優れが見出された。それ以来、液晶性有機半導体という名ととかつ生産性に優れた有機半導体素子の実現がキーポイント

もに液晶性化合物における電子伝導機構などの基礎的研究である。高分子、液晶に代表されるソフトマテリアルはフから高効率の有機電子デバイスへの応用を目指す高移動度

レキシブル素子の実現や、インク化して PE 用材料として化や異方性を考慮した分子配向制御に関する研究が進んで用いることで簡易なプロセスで素子の形成が可能なことがきた（図１）。我が国においても近年、円盤状液晶や棒状注目されると共に、その分子配向を制御することで機能発液晶において 10-1 から 1cm2V-1s-1 程度の電荷移動度を持

現の異方性や高機能化が期待される。これまでも様々な新

つ新しい材料が報告されており、それらを用いた有機デバ

しい有機材料や有機薄膜中の粒界制御、分子配向制御技術

イスの研究が進められている。また、液晶性を高品質な結が開発されており、実用化素子の開発への道を探っている。

晶薄膜を得る手段として積極的に活用し、棒状液晶の結晶相において 10cm2V-1s-1 を超える高速な電界効果トランジ
スタ（FET）素子が実現されている（図２）。

84

PEN January 2015

液晶性有機半導体の利点として、PE への適応性として多様な溶媒に溶解することと、電荷輸送特性が薄膜中のドメイン粒界にあまり影響されない（defect-free）という特徴があり、材料として信頼性の高い高速電荷輸送特性と大面積均一性があれば、今後、情報・電子分野他への新たな応用も期待される。

図5

FET 素子のマイクロスコープ・AFM 像

図6

BCBG 型 FET 素子の構造模式図

これまでに、我々と関東化学（株）は室温で 0.18cm2V-1
s-1 のドリフト移動度を示す p 型液晶性有機半導体 2,6-Di(5’-octyl-2’-thienyl)naphthalene（8TNAT8、図３）を開発し、大阪大学と共同でシリコン基板上に真空蒸着により成膜
し、熱酸化膜表面をヘキサメチルジシラザン処理したトッ
プコンタクト・ボトムゲート（TCBG）型の FET 素子を作製し評価した（図４）。その結果、μ FET=0.14cm2V-1s-1、
3

On/Off 比 1.6 × 10 、Vth=-27.4V を得ている [1-3]。
極として Au のソース / ドレイン電極を蒸着し（40nm）、
現在、我々は奥野製薬工業（株）と共同で、液晶性有機半TCBG 型 FET 素子を作製した。FET 測定は室温下、真空中導体材料を用いた溶液塗布による FET 素子作製とその特で行い、薄膜の表面状態をデジタルマイクロスコープ及び性評価を行っている [4]。8TNAT8 をトルエン等の各種溶AFM にて観察した。8TNAT8 の 0.1wt% トルエン溶液から媒を用いて塗布用溶液を調製し、300nm の熱酸化膜付き

キャストにより形成した FET 素子は、µFET=0.08cm2V-1s-1、n-Si 基板上に一定量の 8TNAT8 溶液をキャストし溶媒の蒸On/Off 比 1.3 × 106、Vth=-12.0V が得られ、溶液を用いた発を制御することにより有機半導体層を形成した。上部電簡便なウェットプロセスで FET 特性の発現を確認した。また、表面状態を観察したところ、蒸着膜では均一に成膜されているのに対し、キャスト膜では微結晶の析出が見られた。溶媒濃度，蒸発速度を制御することで FET 特性が著しく変化すること、および AFM 測定の結果から成膜性の違いが FET 特性に大きく影響を与えていることが示唆さ

図3

液晶性有機半導体 8TNAT8 の分子構造れた（図５）。
さらに、印刷による素子作成の検討の為、FET 素子構造
を有機半導体層の下部に電極を形成するボトムコンタク
ト・ボトムゲート（BCBG）型素子について作製を行った。
2/40nm の Cr/Au 下 部 電 極 上 に TCBG 型 素 子 と 同 様 に、
8TNAT8 溶液をキャストすることで有機半導体層の成膜を

図4

TCBG 型 FET 素子の構造模式図

行った（図６）。下部電極にはチオール系単分子膜（PFBT、PEN January85

ペンタフルオロベンゼンチオール）を表面修飾すること

References：

で電荷注入に影響のある仕事関数を調整した FET 素子は、

[1] 及川一摩、物部浩達、清水洋、中山健一、横山正明、

2

-1 -1

4

µFET=0.01cm V s 、On/Off 比 7.4 × 10 、Vth=-19.1V が得

電子材料、45、43-50（2006）.

られ、BCBG 型素子においても FET 特性の発現を確認した。

[2] 物部浩達、清水洋、産総研 TODAY、Vol.6、No.8、24-25（

また、AFM により表面形状を観察したところ、ソース・

2006）.

ドレイン電極間において、キャスト膜でステップ状の分子[3] K. Oikawa, H. Monobe, K. Nakayama, T. Kimoto, K.

薄膜が見られ、比較的均一な膜が見られた。PE 用有機半Tsuchiya, B. Heinrich, D. Guillon, Y. Shimizu, M. Yokoyama,

導体インクとしての液晶性有機半導体の有用性が示唆されAdv. Mater., 19, 1864-1868（2007）.

る。

[4] 木本正臣、物部浩達、清水洋、第 27 回春季エレクト
ロニクス実装学会講演大会（2013）.

本稿で述べた液晶性有機半導体材料 8TNAT8 は、有機半導体デバイスに応用できる優れた材料であるが、今後、絶縁膜表面の修飾、界面における分子配列の更なる制御、粒界制御といった薄膜モルフォロジーなどの検討を、分子設計から自己組織化的に、また、赤外光照射等による外部刺激を利用することで分子配向制御を行い [5]、デバイスとしての性能をいっそう改善し、液晶性材料の特性を活用した PE 用有機半導体インクの開発を進めたい。
また現在、近畿地域企業の PE 関連研究開発に関する様々な支援を行うべく、産業技術連携推進会議近畿地域部会ナノテクノロジー分科会の下に PE 連携 WG を設置し、近畿圏の公設試験研究機関と産総研との水平連携を展開している。ご活用いただければ幸いである。
【本件問い合わせ先】monobe-hirosato@aist.go.jp

86

PEN January 2015

[5] 物部浩達、清水洋、液晶、10、369-379（2006）.

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日 時：2015 年 1 月 9 日（ 金 ）13：00 ～ 18：00（ 受 付

場所：ザ・ガーデンオリエンタル大阪（旧大阪市公館）

12：00）

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所、企業等が一体となって、ナノテクノロジーに関する連（JMAC）

携を強化し、最先端ナノサイエンスの発展、ナノテクノロ

概要：国際標準化を切り口とし、国内外の識者を招いたバ

ジーに関する教育の強化、およびそれを応用したナノテク

イオ産業の今後を展望する講演のほかに、JMAC 会員企業

ノロジー産業の振興を図ります。

の技術を紹介するパネル展示も予定しています。入場無料。

http://www.sanken.osaka-u.ac.jp/labs/nano/k_net/k_net%2019th%20Jan.%202015.

http://www.jmac.or.jp/ja/sympo201501.html

発足記念式典pdf

第 14 回日本分類学会連合公開シンポジウム
Ⅰ国立自然史博物館の設立を望む
Ⅱ分類学と応用科学の接点－人間社会にとって必要不可欠な分類学
日 時： Ⅰ
Ⅱ2015 年 1 月 10 日（ 土 ）13：00 ～ 17：00、2015 年 1 月 11 日（日）10：00 ～ 16：45

会場：国立科学博物館 上野本館 ２階講堂
主催：日本分類学会連合
概要：参加費は無料ですが、常設展示入館料が必要です。
http://www.ujssb.org/sympo/14_sympo_2015/index.html

PEN January89

SAT テクノロジー・ショーケース 2015
ご案内
つくばサイエンス・アカデミー（SAT）が主催するテクノロジー・ショーケース、今回は、2015 年 1 月 21 日水曜日に、つくば国際会議場にて開催されます。本ショーケースでは、ポスター発表にて、つくばのあらゆる分野の研究者・技術者の最先端の研究成果に触れることができます。つくばの研究開発の現況を一目でお分かりいただくことができると同時に、広い範囲の異分野交流の場としてもご活用いただけると思います。
今回は、従来のポスター発表に加えて、機関推薦のつくば発注目研究のポスターが展示され、さらに国立環境研究所理事長による特別講演、ミニシンポ「地球温暖化問題をしなやかに解決する科学と技術」が用意されています。ぜひ、お誘い
合わせの上、多くの皆様にご参加賜りたく、ご案内申し上げます。
日時：2015 年 1 月 21 日（水）会場：つくば国際会議場（茨城県つくば市竹園 2-20-3）
主催：つくばサイエンス・アカデミー（SAT、（一財）茨城県科学技術振興財団）実行委員会協力機関：（独）国立環境研究所
参加費：無料、懇親会は 1000 円
詳細：http://www.science-academy.jp/showcase/14/

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PEN January 2015

第４回ナノカーボン実用化推進研究会について
フラーレン・ナノチューブ・グラフェン学会（FNTG 学会 )ナノカーボン実用化推進研究会
ナノカーボン材料は、1985 年のフラーレン発見後、カーボンナノチューブ、グラフェンなど様々な形態が見出され、その多様かつ特徴的な性能からナノテクノロジーの代表的な素材として注目を浴び、産学官で幅広く基礎研究および用途開発
研究が展開されています。このような状況を踏まえ、2013 年 8 月、ナノカーボン材料に関心を寄せられる多くの企業、大学、研究機関の方々にご参加いただき、ナノカーボン材料の用途開発に関連する発表をとおして、企業におけるナノカー
ボン材料を用いた新たな事業創出を支援することを目的に、「ナノカーボン実用化推進研究会」を FNTG 学会所属の研究会として設立しました。研究会には、毎回約 200 名近い方々にご参加いただき、熱気あふれる研究会となっています。特に、企業からの参加者が全参加者の 3 分の 2 以上を占め、熱心に発表を聞いていただいており、これはナノカーボン材料への企業の方々の関心の高さの表れと喜んでいます。
第 4 回研究会は、第 48 回 FNTG 総合シンポジウム前日 2 月 20 日（金）に、シンポジウムと同じ会場にて開催します。当
日夕方に、本研究会の交流会を開催いたします。講師の方々も出席されますので、こちらにもぜひご参加ください。

主催：フラーレン・ナノチューブ・グラフェン学会【プログラム】

協賛：技術研究組合単層 CNT 融合新材料研究開発機構

10:00-10:10 冒頭挨拶

後援：（独）新エネルギー・産業技術総合開発機構

10:10-10:15 来賓挨拶

丸山茂夫（FNTG 学会会長）

10:15-10:45「カーボンナノホーンの応用と事業展開」弓
会期：2015 年 2 月 20 日（金）10：00 ～ 17：00
会場：東京大学伊藤国際学術研究センター

削亮太（日本電気（株））

地下 1 階伊10:45-11:15「垂直配向長尺 CNT の連続製造およびその用

藤謝恩ホール途形態」井上鉄也（日立造船（株））

会場へのアクセス

11:15-11:45「長尺 MWCNT シートを用いた薄型ストレッ

http://www.u-tokyo.ac.jp/ext01/iirc/access.html

チャブル変位センサの開発と応用提案」鈴木克典（ヤマハ（株））参加申込方法：下記 URL よりお申込みください。申込期

11:45-12:15「湿式微粒化装置「ナノヴェイタ」による分

限は 2015 年 2 月 13 日（金）です。

散検討」小林芳則（吉田機械興業（株））

http://www.ncaf.jp/next.shtml

12:15-13:15 昼食

参加費：FNTG 学会会員
5000 円、学生

2000 円、FNTG 学会会員外

無料

シートの開発と評価」柳澤憲史（長野工業高等専門学校）（ 当 日 お 支 払 い の 場 合 の み：FNTG 学 会 会 員
FNTG 学会会員外6000 円、学生

13:15-13:45「着雪・着氷を防止する超滑水性 VGCF 複合

3000 円、無料）

13:45-14:15「ナノカーボンを光触媒とするレーザー光誘起によるメタルフリー水素発生反応」高野直樹（大阪大学）

交流会：2015 年２月２０日（金）17：30 ～ 19：30（参14:15-14:45「カーボンナノチューブ／ゴム複合材料開発

加費：学生以外の現状と今後の展開」阿多誠介（産総研 /TASC）

5,000 円、学生

2,500 円）

連絡先：フラーレン・ナノチューブ・グラフェン学会

ナ

14:45-15:15「シリコン上・超高速・高集積ナノカーボン

ノカーボン実用化推進研究会事務局係（bureau@ncaf.jp）

発光素子と情報通信・分析技術応用」牧英之（慶応義塾大学）
15:15-15:30 休憩
15:30-16:00「欧州のナノ登録制度の動向」五十嵐卓也（産総研）
16:00-17:00 特別講演「紡績性 CNT による配向 CNT 樹脂
複合材料の開発」井上翼（静岡大学 / 浜松カーボニクス（株））

PEN January91

Backstage
今号に登場した生き物や風景の撮影の裏側を紹介します。

稲村ケ崎からは葛飾北斎の「相州七里濱」や昇亭北寿の「江之嶋七里ヶ濱」に描かれたままの景色を今も眺めることができる。右手の暗く沈んでいるところに七里ヶ浜が位置している。

ネパールや中国の山岳地帯に分布するレッサーパンダは野生での生息数が 7000 頭程度とみられており、絶滅が危惧されている。現在、約 800 頭が世界中の動物園で飼育されているが、その 4 分の 1 が日本国内の動物園で暮らしている。

ルリビタキのオスは構造色の青色の羽を纏うまで 3 年程度かかる。16 ページの若い個体も上手く次のシーズンまで生き残ることができれば、メスを惹きつける美しい青い羽になれるだろう。

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PEN January 2015

PEN
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PENGIN
リニューアルが完了しました。PEN バックナンバー
や連載などがまとめて閲覧できます。
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PEN January

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PEN
編集長

関谷瑞木

発行責任者

阿多誠文

編集委員

安順花

連絡先：

（独）産業技術総合研究所

ナノシステム研究部門〒 305-8565

つくば市東 1-1-1

産総研つくばセンター中央第 52 号館 2602 室

Email：nano-pen-ml@aist.go.jp

編集後記

Tel：029-860-5108

ポータルサイト：PENGIN
http://pengin.ne.jp
サイト管理

杉本まき子

科学技術の世紀と言われた 20 世紀中盤から、トランジスタと名付けられた新しい技術が世の中を大きく変えていった。発見者たちでさえ難しいと思っていたその実用化に日本人は大きな貢献をした。今医療を大きく変えようとしている iPS 細胞技術は、独創的な手法による 4 つの遺伝因子の解明によりもたらされた。20 世紀のうちにはできないと言われていた青色 LED を実用化したのも、日本の研究者の弛まぬ創意工夫だった。科学者・技術者にとって「なんとかしようとする意志」は大事な資質である。その意志を成功に導く「日本外部編集委員

的な独創性・創意工夫の土壌やそれを進めていける環境」は、大事にされなければならないと思う。

伊藤正
李佾炯

読者の皆様の 2015 年が良い年でありますように、PEN を傍らにごCharles-Anica Endo

活用ください。

勝又麗香
亀井信一
下村政嗣

Sirasak Teparkum
宋清潭

栃折早敏
豊蔵信夫
玉川惟正
中村衣利
山根秀信
横山宏美
森本元

Ramjitti Indaraprasirt
Christoph Schiller

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PEN
2015 年 1 月 8 日