高性能な酸素貯蔵材料
汎用元素のみで製造
北海道大学大学院工学研究院の本橋輝樹准教
授らの研究グループ（物質化学部門・構造無機化学研究室）は，資源的に豊富なカルシウム，アルミニウム，マンガン，酸素で構成される新

図2

しい酸素貯蔵材料を開発した． 本材料は， 温Ca2AlMnO5+δ の温度スイング時における酸素中での熱重量曲線．

度・雰囲気のわずかな変化で 3.0wt％もの多量の酸素を高速可逆に吸収放出することから，酸

図1

Ca2AlMnO5+δ の結晶構造．

素ガス濃縮や固体酸化物燃料電池（SOFC）などへの応用が期待される．現在，同材料の応用展開を目指して酸素貯蔵能向上のための合成プロセス最適化を進めている．

が示すように，500 ～ 700℃の範囲内の温度スイングで多量の酸素を高速・可逆に吸収放出でしている．
今回開発したのは，酸素欠損ペロブスカイトの一種であるブラウンミラーライト型構造をもきる．このように，温度変化のみで顕著な酸素吸収放出が起きるのが既存材料には見られない
本物質の特徴である．

多量の酸素を低温で可逆に吸収放出する金属

つ Ca2AlMnO5+δ である．δ＝0 の組成では，ペこの研究の一部は，科学研究費補助金および酸化物は酸素貯蔵材料と呼ばれ，エネルギー生

ロブスカイト構造（ABO3） の A サイトを Ca（財）稲盛財団からの研究助成金により執り行わ

産や環境保護に関わるさまざまな高温プロセスが占有し，B サイトの Al, Mn がそれぞれ四面れた．

への応用が期待されている．すでに，セリアジ体および八面体配位を形成して交互に積層する（北海道大学大学院工学研究院

ルコニア固溶体に代表される既存材料が自動車（図 1）．本物質では酸素中や空気中において約

絡先：〒 060-8628

排ガス浄化触媒として広く実用化されている．

600℃を境に酸素含有量が大きく変化し，500℃

目，E-mail：t-mot@eng.hokudai.ac.jp）

一方，同研究グループは全く新しい物質群におでは Al 四面体層に過剰酸素を取り込んだ酸素

URL：http://www.eng.hokudai.ac.jp/labo/

ける新規材料探索を進めており，既存材料では吸収相，700℃では過剰酸素を含まない酸素放strchem/カバーできない分野での実用材料の創出を目指出相が得られる．したがって図 2 の熱重量曲線［2011 年 10 月 6 日原稿受付］

スーパーエンプラとセラミックス複合
耐熱性高く加工容易な熱伝導材性を有する全芳香族ポリイミドと hBN を用いフィルムの厚み（約 30μm）方向に 5.4W/m·Kた無機／有機ハイブリッド熱伝導材料を作製しの熱伝導率を達成した．さらに，ポリイミド分た．ポリイミドは耐熱性，化学的安定性，電気子鎖に沿って熱振動が伝播しやすい性質を利用

東京工業大学の大学院生 谷本瑞香，安藤慎

絶縁性，機械強度に優れ，電子デバイス材料・し，面内配向しやすい直線状構造を有するポリ治教授，電気化学工業（株）の山縣利貴，宮田建

航空宇宙材料として広く用いられるスーパーエイミドとアスペクト比の高い平板状 hBN 粒子

治らの研究グループは，耐熱性スーパーエンプンプラである．一方，hBN は黒鉛に似た結晶を用いることで両者を強く面内配向させ，ステ本橋輝樹

連

札幌市北区北 13 条西 8 丁ラであるポリイミドに六方晶窒化ホウ素粒子構造と平板状の粒子形状を有する人工セラミッ

ンレス鋼に匹敵する高い面内方向熱伝導性（hBN）を分散させた高熱伝導性の複合材料（ハクスで， 平板構造の平面方向に高い熱伝導率（20.9W/m・K）を達成した．このハイブリッドイブリッド材料）を開発した．

（約 200W/m・K）を示す一方，厚み方向の値は材料は過酷な条件下で使用される熱伝導材料と電子機器の温度上昇は故障率増大の原因とな3W/m・K であり，顕著な異方性を示す．無機／して好適であり，パワー半導体やハイブリッドるため，半導体素子と周辺部材との接触面積を有機ハイブリッド材料では一般に粒子の高充填自動車・電気自動車など，幅広い用途への応用増やし外部への放熱を効率化する材料として，化と優れた機械特性（高弾性・高靱性・密着性が 期 待 で き る． な お， こ の 研 究 の 一 部 は樹脂に無機粒子を充填した熱伝導シートや接着など）の両立が困難であるが，ポリイミドを用NEDO「超ハイブリッド材料技術開発」の助成剤が実用化されている．しかし，樹脂の耐熱性いることで hBN の高充填化が可能となった．

が複合材料の耐熱性を決めるため，従来品ではこの研究では，hBN の平板形状を利用した

高温での長時間使用により特性が劣化するとい配向状態制御とポリイミドの分子構造による熱治う問題があった．

伝導特性の最適化を行った結果，一次粒子が等

1-E4-5，Email：sando@polymer.titech.ac.jp）

そこで研究グループは，350℃以上の高耐熱セラミックス

47（2012）No. 1

方的に凝集した hBN 二次粒子を用いることでを受けて実施された．
（東京工業大学大学院理工学研究科 教授 安藤慎連絡先：〒 152-8552

目黒区大岡山 2-12-［2011 年 11 月 15 日原稿受付］

51

の右巻き，左巻きのつくりわけ（不斉合成）を最短らせん型ナノチューブ
右・左巻きつくり分け試み，ボトムアップ合成時に，コレステロール東北大学の磯部寛之教授らの研究グループることができることを明らかにした．現時点で（学生メンバー一杉誘導体を添加することで，右巻を優先的につく俊平氏，山﨑孝史氏，おの左右の識別効率は，最高 17 パーセントとそよび中西和嘉講師） は， 右巻・左巻らせん型

れほど高いものではないが，光学活性最短カー

カーボンナノチューブの最短構造のボトムアッボンナノチューブを，選択的に合成し得ることプ化学合成に世界で初めて成功した．4 つのベを示す世界で初めての例である．

ンゼン環がジグザグに連なったクリセンと呼ばこの研究は，JST「震災地域を対象とした研れる芳香族分子 4 つを，カップリング反応によ究シーズ探索プログラム」，文部科学省「科学り環状につなげることで， 最短カーボンナノ研究費補助金」などの支援のもとで実施された．

チューブを化学合成した．この方法により，そ（東北大学大学院理学研究科

磯部寛之

連絡

れぞれ構造の異なる最短カーボンナノチューブわせることでその構造を完全決定した．合成し先：〒 980-8578

を 6 種類，一挙に合成することに成功した．さたナノチューブのうち 4 種類が，らせん型であE-mail：isobe@m.tohoku.ac.jp）

らにコレステロールを活用した分離法により，り，光学活性なカーボンナノチューブの世界初

URL：http://www.orgchem2.chem.tohoku.

これら 6 種類すべての最短カーボンナノチューの合成・単離例となった．

ac.jp/

ブを分離し，分光分析法と理論計算法を組み合［2011 年 12 月 6 日原稿受付］

研究グループではさらに，最短ナノチューブ◇国際交流奨励賞 21 世紀記念個人冠賞倉田賞受賞者会議参加報告◇

23rd Symposium and Annual Meeting ofInternational Society for Ceramics in Medicine（Bioceramics 23）参加報告

仙台市青葉区荒巻字青葉，

1）日本 54 名，2）トルコ 43 名，3）韓国 27 名，4）ブラジル 21 名，5）
ドイツ 19 名等であり，本分野において日本が世界的にリードしているということは依然変わりありません．今後も世界トップの水準を維持するために，先駆者の先生方が築いてきた国内での連携をより強いものとしていかなくてはならないと感じました．次回は，2012 年 10 月 21 日からこの度，名誉ある日本セラミックス協会 21 世紀記念国際交流賞個人

24 日まで九州大学（石川邦夫教授）にて開催されます．今回よりもさら冠賞倉田元治賞を頂き，誠にありがとうございます．本賞による渡航費に深く議論できるよう，日々の研究活動を充実させていきたいと思います．の援助により，2011 年 11 月 6 日から 9 日までトルコ，イスタンブール

最後に，21 世紀記念国際交流賞個人冠賞倉田元治賞を授与して頂き，で開催された 23rd Symposium and Annual Meeting of International

このような機会を与えて頂いた関係者の方々および日本セラミックス協

Society for Ceramics in Medicine（Bioceramics 23）に参加し，研究発会に心から感謝致します．

表を行って参りましたので，ここに報告致します．
本シンポジウムは，医療分野への応用を目指したセラミックス関連材料を開発する材料研究者と実際にその材料を用いて治療を行う臨床医が一同に集い，より良質で高性能な医療材料の開発に向けて活発に議論す
る医用セラミックスを研究する上で，最も主要な国際会議です．
筆者がこのシンポジウムに初めて参加したのは，2002 年にオースト
ラリア，シドニーで開催された 15 回大会ですが，その際に主催された
Besim Ben Nissan 先生が Opening Lecture を行われました．先生は，学生を含めた若手研究者たちに，本分野が歩んできた歴史，特に 1 回大会から 11 回大会までを，主催された先生の紹介を交えてわかりやすく紹介してくださいました．世代が新しくなればなるほど，その学会の意義や歴史について知ることは難しく，自分自身がどのような流れの中で研究しているかということを再認識できる興味深い講演内容でした．
一般講演は，7 件の招待講演，115 件の口頭発表，125 件のポスター発表があり，骨置換材料に関するリン酸カルシウム系セラミックス材料懇親会会場にてに関する発表が最も多く，続いてコーティング，再生医療における足場材料（スキャフォールド）に関する発表が多くなっていました．今回は，臨床応用に関する発表よりも，これまでの臨床結果から得られている問題を解決するために，材料の特性を改質，あるいは改質するための知見を得る為の研究内容が多かったように感じました．
筆者は，生分解性ヒドロゲルから溶出するケイ酸化学種と骨芽細胞の増殖・分化活性との関係に関して発表を行いました．ケイ酸種が骨再生を活性化するということは Hench 先生のグループを初めとして多くの研究者が信じて疑わないことではありますが，その機構や詳細といった点でまだまだ明確になっていないことがたくさんあります．発表後には，今後の研究を進めて行く上で，有意義な御意見を頂くことができました．
本シンポジウムへの学会参加者は総勢 29 カ国 245 名であり，昨今の経済悪化等の影響か，例年より少ない人数ではありました．しかし，非筆者の発表常に活気あるシンポジウムでした．学生参加者が多いのも特徴で，今回も参加者総数の 3 割強の参加がありました．国別参加者数は，多い順に

52

（城﨑由紀

岡山大学大学院自然科学研究科）

セラミックス47（2012）No. 1