ナノテク ノ ロ ジーに関する調査研究

仁造公軒・佐藤 壱∴人野付㊨∴斉瀾灘樹∴柳 裾宵∴谷＝舟軒
判科料学評

Investigation of Nano−Technology
Kimi〔）T＾MATSt：KtJR上＊，ALsushiSAT（）f，YoshitIlk之1（）OW）ご，MLISと1kiS八fT（）＋，
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要 旨
ナノテクノロジーは，物質機能や特性の大幅な向上や，新たな高機能材料，省資源■省エネ′ンキー，人巧rl機器〔ハマイクロ化を実現し，社会や生産システムに変革をらたr二〕す革新的な技術である」訃ハヰ重点分署宜1／〕であるこれJJ技術の核をセンターが確保することほ，県卜中′ト企業の新事業創出の人きな支緩となるため∴胤墳会に上る牒内企業〃）啓発と，本県資源を生かしたナノテクノロゾー・〔の可能性に／ついて調査研究を実施した．

1．緒 言を子J二った．

平成14年度よりノ実施してきた本県におけるナノテクノ

主ず，温泉由来アモノレフ7スシリかハ活用げ）検討を＝っ

ロジーー取り組みの可能件の検討結果から，県内企業が優位た．大分県央エリアにおける一師ハ火山性温根においては，性を発揮するためには県産資源を活用したナノテクノニエ

数〜数卜1mのシリカ粒子が浮遊する温泉水が確認されてソー／＼の取り組みとして資源ぉりの：うテーマに／凡、て調査研

いろ（Flg．1）．二れ小甘温束水では高い純度のアモルフ究を行った．

ァスシ リカがスケールなどとして付着すろことが観察さ本年度は，フラーレン（炭素同素体）の研究とその利用れる亡 昨年度の研究において，ニれは柱状に成長しノたスポ技術に関する研修会とナノテクノロジー（微細加1二）に上ンジ伏のシリカでナノからミクし了ンに至る孔／を持／）階層る製造開発に関する講演会を開催して県内企業の啓発を的多軋構造と呼点れる構造であると推定された，ニの温点水からアモルファスシリカを効率的に回収す行うとともに，地域資源として石灰等の県産鉱産物と温泉資源を取り上げて，利用技術の可能性について検討を加える装置を試作しノ（f二ig．2），乾燥，粉砕した粉末を用いて、トー各種の材料，製「芹−を試作Lた．

／」．

2．研究方法と結果考察
2．1研修会■講演会の開催
フラーーレン（炭素同素体）ぴ）研究開発並びに製造技術を保有すろフロンティアか−れボン杜の代表取締役社長友納茂樹氏をお灘きしフラーレンげ）概要及びその利用について平成16年81」2＝に研修会を実施した．
去た，微細加＝二に上ろ製riブ，閃ヲ己を核とした経営を大阪で実践しておられる，クラスターテクノLごジー■様式会社∵代

Flg．1温泉水中のシリカ粒子

表取締役社長足、 ′▲稔氏を講師∴お呼びして，1仕界に通じる技術と経営からFl本爪役割を考えた新産業創生∴ と題Lご、勒k16隼12月10「lに講演会を開催した（1）温京成分の高機能化研究
本県は源泉数¶本 一など告富な温泉資淑を有し．，観光や湯宜津）他∴地熱発電等に活用されるなど，温泉は地域性豊かな資源の代表格である．温泉水や沈殿◎付汁巨るスケー
ル／ごどに着眼し，ニれらを原料士1る各碓の材料粟止び製品の試作を吉山、，ナノテクノしノンー／＼の利用につい手検討¶69

rニig．2 シリカ回収装置

牛成Lノアモ′レフ′【「止右−．1老化作表〔ノ）合成条件

ン′スシリカル細孔分r両肌線に悠ナノ

オいダーー∴トニークがし♭）ろこさこが咋裾炉ノ）抑究∴、い‖r」明

開始温 時 間 設定温 窒素の アンモニア ス丁していろ′汗複数サンフ′Hニ上り江津幻則定を斗￣うと，牛成：云≡塁の流量／ノIL里ップ 度（Oc） （時）（mレminノ度（Oc）mレmin）

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l 室温←ヒークが変動する結果を得た．細孔甘軒ノ）例をホ〉j

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5：00 室温0√＼一叫岬レ／ミふi要 iL圭一LO

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細孔径（nm）

200Fig∴う シリ九細孔分布の例〇

次に，温泉由束アモルファスシリカ〝）用途開発の検討を行うべく，窒化珪素ウイスカ㌧【の合成実験を行った

打沈．5 窒化珪素ゾ）SLM写真1

窒化托素〝〕化学ぺはSIぅ＼】さあ〔jわされ，∈皇i熟衝撃作。高鰍妻・‖抑牽粍′性に優れ，各椎セラミックスの中で最そ〕材料特ノ性〃〕バランスが良いといわれこいる．
回収し′二：アモルファスシリカを乾燥し，平均粒径20〃mに粉砕した粉体原料とLた．
合成装置H管状炉で行／）た．アルミナ製管状炉中央部｛ソ）炭素板（20×40rnrれ，厚さ3TnITl）の巨に粉体裾藩巨）．毎を置いゝr合成Lた．け、1gi）
さ成条件上土温度プログラムd雰囲気（アンモニア可賽素ガス）流量等に／ついては＼′γ最）j〔∴1で子トった。

†■11g。6 窒化珪素しハS宣く㌔‡′′ブニ真2合成しノたノ窒化荘表ハ′．琵j′弾徽鏡′√Jニヂ‡ノントi与ミ．5＼〔i∴二′Jく′室化托素ウ／ナースカーー什恨沈∴．長てさ措か㍉川添川、f丹≡
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仁徳1窒化珪素合成装置

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こで本棚私∴おいてごL 辻井1盛んに検討されているナノ得たニ【、トこ〕ノ￣′ト勺一穴／ごテクノロジーゾ）1／つご′訪）ろホリマ一系ナノコンホンノト∴ずH＝卜Lた．ホリ1フー→系ナノコンホジソト王ご土、一般的∴：ト2 カーボンナノーノ

プラスチックさこいわれる合成系高分J′をマトリクスヒしノ，得られた活竹串雄汁摘訂二V川畑し．し車町㌧水溶液を含ニれにナノサイれ什超微杵「がサノスケーー′ぃで控仁∴二分二、′三t 川5〔 パ射莞L触媒半澤拓中里章伏竹㍍／主′子【i二⊥ 「1、f−＼−散された複合材料〃〕ニとであろ．ニれ去で報告されこいる比たゎ」 と しノた

1′イノミr一（ハト ）′ハ合成得ンニ）れさ二触媒押持活性粒ぺに竹炭′を運㍉七零丹羽気

例け合成高分「をマトリクス±した系が多く，†二分矧せプラスチックに適用した例は未だ少ない．本研′先ご∴ヒ，′生分

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媒を還元Lた後に，けこを（l＼F原料し1（川し、ト1（仝ガス是クをマトリクスとLた系においこナノコ

ンホノットを創製yl一ることに上り，二れ主で1二分解性プラ200sし−（二ーれ）雰囲気卜で郁）0、〔ニ60r11川．ぴ）条件で伽柏Ⅳ気柱成長スチック（ノ）問題ノ・：ミであった衝撃強度や耐熱性＼或1廿日＝1二法に上畑（ご＼r‥〃）合成を試みた．
合成Lたぃけ甘観察は高分頗瀧透通′竜「顕微鏡け烏．7）性の向上をL司ろことを＝的とLていろ．

牛分解性プラスチックと組み合わせるフィラー±してを用いて行工イ

は，環境低負荷ヒいう観ノ点から天然無機材≠∵着目した．

合成系高分「をマトリクスとしノたナノコンホジソトに用ニトニう 高分解能操作電J′顕微鏡に上ろ親愛いられろ天然無機フィラー上しては仁粘t鉱物こあるモン

h豆∵鋸こじV合成反応後の竹炭什沫針ナを1十十．拝封ん〔合成モリ［1ナイト等の板状形態をもつ層状ケイ酸塩がょく知られており，多くの研究結果が牒右キされていろ．本研究におい〉てご、土，人分県内に埋蔵されrいる鉱物に／狛≡∃L，そ〃）形状〔ノ）確言息及び未頭f改質法川碇キについご横．子、トを行なっ
ノ、と＿け）炭素餞合機拒材料の試作検討：ト1活性竹炭ぐノ）合成
炭化反応＼首轟舌「右いざ甘棋聖電気か（内径50rn汀l、全良：う00r†‖†l）に透明イJ一策ガラス管（直径50r町 仝良‡うう（血†1）を挿入

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この炭素を，高分解能走奄′電子一朗微鏡を描いて表面観察を行／ノ）た．観察倍率5、000倍〃）結果をF、ig．∬ 50，000†かノ）結果をFig．射二／jこす一 二れに上ると，活性竹炭長さの短い〔二NFが全面に成長していることがわかった．さらに拡大すると，（二NFのおおょその直径は5伽m精度であった．去た，〔1NFが成長Lていない部分には未反応の触媒と思われる，微粒子が多くみられた．二のことから，触媒の分散不良お上び，合成時間が短いなどの理由が考えられる．今後は，含浸触媒溶液の低濃度かによる高分散化や，合成条件の最適化を図っていく必要があると思われる．

今後，合成条件を最適化し，得られる炭素材料の機能性評価について，検討を進めていく．

3．結 言
今回の調査研究では，地域資源を生かLたナノテクノロ
ジーの可能性を調査したらのである．
温泉成分の利用については，アモルファスシリカをベースにした機能性材料∴を試作し用途開発の可能性に／）いて追求した．また，竹材利用のCNF合成においては，用途開発等の検討が今後必要である．
天然ナノフィラーの利用については，生分角卵生プラスチックをマトリクスにしたナノコンポジットの創製について検討した．
今後，ニれらの成果をさらに検証し，企業等と連携して新材料開発や高機能化，用途開発に取り組んで，地方発のナノテクノロジーを目指していく．

参考文献（l）：田中敦，升聖芙，光来要 二，持凹勲，第28回炭素材料学会年会要旨集，2001，166−167
謝 辞
本章菓の推進にあたって，ナノテクノロジーに関するご指導を賜った東京理科大学名誉教授の小石眞純氏，東北大学素材工学研究所教授の村松淳司氏，ノし州大学先導物質科学研究所教授高原淳氏に厚く謝意を表す．
本研究で用いた高分解能走査電子顕微鏡は平成15年度電源立地特別交付金事業（大分県産業科学技術センターナノテクノロジー調香研究事業）によって設置された．

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