メカノケミカル法は，機械的エネルギーを利用し化学反応を誘発させる手法である．一般に，それらの反応は，粉砕に伴う高活性な新生面の利用，過度な機械的エネルギーの投入により発生する高温の利用，により行われる．一方で，粉砕や昇温が無くとも“表面”の反応に限れば各種反応が進行することが明らかとなっており，このような機械的な処理を“表面摩砕”と呼ぶ．表面摩砕では，例えばボールミルの場合，粉体–ボール，粉体–壁面，粉体–粉体の摩擦により発生する比較的弱い機械的エネルギーにより，表面にエネルギーが加えられることで不安定な表面近傍の結合破断や結晶の歪形成が主因子となり，各種反応が進行する．表面摩砕を利用した技術の一例として無焼成セラミック製造がある（Nakashima, 2018; Razavi-Khosroshahi(Sena), 2020a, b）．無焼成セラミック法は，粉体を表面摩砕し，その後に化学的処理を施すことで，焼成工程を経ずとも高密度なセラミックを製造可能とする手法である．この際，表面摩砕時には粉体表面の結合が破断されることにより発生するラジカルと表面に吸着している水や大気中の水分とが反応し水酸基量が増大すると共に，粉体表面数層にわたる結晶が歪む．そのため，1 水酸基量の増大により，化学的に溶けやすい（反応しやすい）表面が提供されること，2 表面が反応した際に，表面数層にわたる結晶が歪んだ構造も合わせて反応されること，により化学的処理時に表層がオリゴマーとして溶出する．結果として，溶出成分が粒子間に強固な固体架橋を形成し，無焼成で高密度なセラミックが得られる．本研究では，この表面摩砕を最大限活用し，粉体表面へのポリマー層の構築を検討した．
粉末の表面改質は，有機溶媒中への粉末の分散性向上や粉末のハンドリング性の向上に繋がる．そのため，粉体をフィラーとして使用する様な材料において，粉体の均一・高分散性に寄与し，その特性向上を可能とする．粉体へのポリマーコーティングや改質基の導入は，一般に，湿式での粉体処理によって行われている．例えば，ポリマーコーティングは粉体表面への改質基の導入とその改質基上でのポリマー成長の二段階の改質機構により行われる（Takai et al.,2007）．二段階改質は均質なポリマーを選択的にコーティングすることが可能なため，非常に有用な手法であるが，操作が煩雑であるとともに製造コストが高いことが課題である．一方で，簡便な操作である機械的エネルギーによるポリマーコーティング法も報告されている．機械的手法は，ポリマーと粉末を混合しポリマーを粉体表面に圧着する手法，モノマーを機械的エネルギーで重合させ粉体表面でポリマーを形成する手法の二つの手法に大別される．これらの手法においては，粉体が粉砕されるときに生成される高活性の新生面を利用して，ポリマーの吸着とモノマーの反応を促進している．したがって，製造コストの観点からはプロセスが単純な機械的処理法は非常に優位であるが，粉砕によって粒子の特性が変化する可能性があるため材料が制限される．機械的処理法において，粉砕，すなわち新生面を利用するのは，新生面で多くのラジカルが生成し，効率的・特異的な反応が可能であるためである．以上より，本研究では前述した粉砕を伴わない表面摩砕により発生する高活性場を粉末の表面改質やポリマーコーティングへの適用検討を行った．本技術はプロセスコストの増大や環境高負荷に繋がる湿式処理ではなく，乾式での処理であるため工業利用に有望な手法であると想定される．

カテゴリ: 化学
質問: 機械的エネルギーを利用し化学反応を誘発させる手法は何ですか。
回答: 機械的エネルギーを利用し化学反応を誘発させる手法はメカノケミカル法です。

カテゴリ: 化学
質問: 無焼成セラミック製造は、何を利用した技術の一例ですか。
回答: 無焼成セラミック製造は、表面摩砕を利用した技術の一例です。

カテゴリ: 化学
質問: 二段階改質においては、均質なポリマーをどのようにコーティングすることが可能ですか。
回答: 二段階改質においては、均質なポリマーを選択的にコーティングすることが可能です。

カテゴリ: 化学
質問: 無焼成セラミック法は、粉体を表面摩砕し、その後に何を施しますか。
回答: 無焼成セラミック法は、粉体を表面摩砕し、その後に化学的処理を施します。

カテゴリ: 化学
質問: 製造コストの観点からは、プロセスが単純な機械的処理法はどのようになっていますか。
回答: 製造コストの観点からは、プロセスが単純な機械的処理法は非常に優位になっています。