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西畑 保雄; 田中 裕久*; 御立 千秋*; 笠井 秀明*
工業材料, 62(5), p.41 - 44, 2014/05
自動車排ガスを浄化するための触媒にはパラジウム、白金、ロジウム等の貴金属が使用されており、全世界の年間需要の半分以上をその用途に充てられている。その貴金属を銅、ニッケル、鉄等のユビキタスな元素に置き換える技術が望まれている。ガス分子と反応するためには、金属元素のd軌道のエネルギー準位がフェルミ準位近傍にあることが必要で、遷移金属元素の電子状態を修正する必要がある。そこで、実環境ではどうしても避けられない酸素原子の存在を前提とし、酸化銅を利用して銅の電子状態を理論的に設計した。金属粒子-担体間の相互作用、金属粒子の合金化等の方法により、酸化銅の表面を改質できることを実験的に示した。この銅系新触媒は、エンジン定常状態において高い浄化率を示し、初期性能としては白金と遜色ない性能が得られた。
瀧上 眞知子*; 長澤 尚胤; 玉田 正男
工業材料, 56(2), p.62 - 65, 2008/02
カルボキシメチルセルロース(CMC)等の水溶性多糖誘導体が、10%以上のペースト状態で放射線橋かけし、水に不溶な化学ゲルに調製することができ、得られたゲルを酸に浸漬することにより、弾性的な性質を付与することができることを見いだした。その作製方法やその物性について解説した。放射線橋かけCMCゲルでは50%圧縮すると壊れてしまうが、酸処理すると圧縮しても壊れず、荷重を外すと元の形状に戻る。酸処理するとゲルの破壊強度は、放射線橋かけCMCゲルの約200倍の0.5N/mm
に大きくなった。また、ゲル分率は、酸の種類にかかわらず、酸の濃度が高くなるのに伴い増加した。TG-DTA測定の結果、酸処理CMCゲルには、CMCそのものの分解温度よりも高温側に、新たなピークが現れたことから、酸処理することにより分子鎖の運動が束縛され、分解温度が高くなったものと考えられる。
大島 武
工業材料, 55(10), p.60 - 64, 2007/10
耐放射線性炭化ケイ素(SiC)半導体素子の開発の現状を、金属-酸化膜-半導体電界効果トランジスタ(MOSFET)の
線照射効果及びpn接合ダイオードのイオン照射効果を中心にレビューする。SiC MOSFET開発では、しきい値電圧やチャンネル移動度といった素子特性とゲート酸化膜の作製方法の関係を紹介し、さらには素子特性劣化の原因となる界面準位濃度の評価方法に関して解説する。pn接合ダイオードへのイオン照射効果では、イオン誘起過渡電流評価により得られた電荷収集効率(CCE)と入射イオンの種類、エネルギーの関係を述べる。特に、十数MeV重イオン入射の際に観測されるCCE低下の原因が、高密度の電子-正孔対が発生することで電界が一時的に遮蔽され、その間に電子-正孔対の再結合が発生するためであることを明らかにした成果について紹介する。
広田 耕一
工業材料, 55(5), p.68 - 71, 2007/05
電子ビーム法は照射によって発生させたOHなどのラジカルにより、排煙・排ガス中の環境負荷物質を効率的に分解させることができる。本稿では、高崎市クリーンセンターで1000m
/hの排煙を対象に実施したダイオキシン類分解パイロット試験結果のほか、近年改正大気汚染防止法の施行により排出規制が強化された揮発性有機化合物(VOC)の分解挙動や物質収支などの基礎的研究成果について概説する。
三島 良直*; 吉田 直亮*; 河村 弘; 土谷 邦彦; 岩立 孝治*; 内田 宗範*
工業材料, 54(1), p.46 - 47, 2006/01
ベリリウムの金属間化合物を核融合炉やガスタービンに応用することにより、高効率化を目指す「高温・高照射量に耐えうる先進的機能材料の開発」が注目されている。本稿は、国内の産学官連携で行っているベリリウム金属間化合物の研究の現状を解説するとともに、この化合物利用の波及効果や今後の課題について紹介する。
杉本 雅樹
工業材料, 53(12), p.75 - 79, 2005/12
本稿は耐熱・耐蝕性に優れた炭化ケイ素(SiC)のマイクロチューブをケイ素高分子から合成する新技術について述べている。具体的には、ケイ素高分子を繊維化し電子線照射で表面のみ酸化して架橋させ、未架橋の繊維内部を溶媒で抽出することで中空構造を形成し、その後不活性ガス中で熱処理してセラミックに転換する手法についての解説である。SiCマイクロチューブの長さは約20cm程度で、その壁厚を電子線照射条件によりその壁厚を2
20
mの範囲で制御可能である。1000
Cを超える耐熱性と耐蝕性を有し、また、アモルファス構造を利用したガス選択分離性を付与可能であることから、比表面積の大きなマイクロチューブを用いた高効率フィルターや吸着材等への応用が期待できる。
八巻 徹也; 浅野 雅春; 吉田 勝
工業材料, 53(1), p.63 - 67, 2005/01
PEFC用の高分子電解質膜にかかわる重要な研究課題の一つとして、低湿度下で作動する膜の開発がある。原研では、PTFE膜に放射線で架橋構造を付与し、それに放射線グラフト重合法を応用することにより、プロトン伝導を担う官能基(スルホン酸基)の量を従来の3倍にまで高めた新しいフッ素系高分子電解質膜を作製する技術を開発した。そして、最近の研究において、スルホン酸基の量を制御した架橋PTFE電解質膜に対し、温度,相対湿度(R.H.)の制御下でプロトン伝導性を検討したところ、その指標である伝導率
がR.H.を下げても大きく低下せず、低加湿の条件下であっても高伝導膜として十分に機能することがわかった。本稿では、独自開発による架橋PTFE電解質膜の作製技術とプロトン伝導性、さらには今後の課題などを紹介する。
浅野 雅春; 吉田 勝
工業材料, 52(12), p.65 - 69, 2004/12
イオン照射・エッチング処理技術により得られた円柱状の貫通孔を持つ穿孔膜表面と孔壁面に、温度に応答して伸縮するゲル層を放射線グラフト重合によって導入し、温度変化に追従させてゲル層厚(孔径)を制御することで、目的物質を選択的に分離できる温度応答性多孔膜を開発した。エチレングリコールビスアリルカーボネートに基づく基材フイルム(50m厚)に6.19MeV/nのエネルギーを持つ
LiKrイオンを1
10
Li ions/cmLiのフルエンスで照射し、次いで6M NaOH水溶液に浸漬し60Cで所定時間エッチングを行い、1.3m径の円柱状貫通孔からなるイオン穿孔膜を作製した。次いで、アクリロイル-L-プロリンメチルエステル(A-ProOMe)水溶液にイオン穿孔膜を浸漬し、
LiCo線源からの線を30kGy照射することで、イオン穿孔膜にA-ProOMeに基づくポリマーゲルを重量で1.1%化学修飾した。この膜の温度による孔のon-offスイッチング機能を知るため、0.1M KCl水溶液中、0Cと30Cの間で電流値を測定したところ、温度と孔のサイズの変化に追従して電流値は可逆的に応答することがわかった。
梅林 励; 浅井 圭介*; 八巻 徹也; 吉川 正人
工業材料, 51(7), p.34 - 36, 2003/07
硫黄添加二酸化チタン可視光型光触媒の開発技術の概要,光触媒特性,今後の課題と展望についての解説記事である。本稿では、当該化合物の可視光応答性のメカニズムと可視光下における光化学反応について詳細に解説する。また、実用化を見据えた今後の課題についても触れており、そこでは、イオン注入技術を利用した新規可視応答型光触媒薄膜の開発の試みについても説明している。
八巻 徹也; 浅野 雅春; 吉田 勝
工業材料, 51(4), p.39 - 42, 2003/04
放射線架橋ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)膜に放射線グラフト重合を応用することによって高分子電解質膜を作製する技術を開発した。架橋PTFE膜は、線をアルゴンガス雰囲気,340
5 
の温度で、60~320kGy照射して得た。この架橋膜に、アルゴンガス雰囲気、室温で線を前照射することによりラジカルを生成させた後、60でスチレンを後グラフトした。最後に、グラフトされたポリスチレン鎖をクロルスルホン酸でスルホン化し、イオン交換基(スルホン酸基)を基材に導入した。合成した電解質膜のイオン交換容量は0.7~3meq/gで、従来膜ナフィオンの0.9~1.1meq/gよりはるかに高く、しかも広範囲で変化させることが可能であった。また、アルコールに対しては、ナフィオンが大きな膨潤性を示すのとは対照的に、われわれの電解質膜では膨潤し難く安定であることが確認できた。今後は、ポリスチレンのような炭化水素からなる側鎖の代わりに、フッ素系モノマーをグラフト重合し、燃料電池膜としての耐久性の向上を狙っている。
田中 裕久*; 西畑 保雄
工業材料, 50(13), p.35 - 38, 2002/12
触媒におけるインテリジェンスとは使用される環境変化を敏感に察知して、自らの構造や機能を変えてその環境に常に適切な性能を発揮する能力といえる。現在の自動車用ガソリンエンジンはジルコニア酸素センサーを用いて、空気と燃料の比率(空燃比A/F)が化学的に等量点となるよう電子制御され、排ガス浄化触媒は常に14Hzといった周波数で酸化還元変動雰囲気にさらされている。この酸化と還元という環境変化を利用した「自己再生」により、永遠の寿命を実現することが自動車触媒の持つことのできる真のインテリジェンスと考えている。われわれはこの触媒を「インテリジェント触媒」と名付け2002年秋に世界で初めて実用化に成功した。本稿ではインテリジェント触媒の研究開発について紹介する。
杉本 雅樹
工業材料, 49(1), p.72 - 76, 2001/01
ケイ素系高分子をマトリックスを用いたSiC/SiC複合材料の製造プロセスに、放射線照射を応用することで優れた特性のSiC/SiC複合材料を開発した。本稿ではその製造法と特長について述べる。
島本 進; 中嶋 秀夫; 吉田 清
工業材料, 35(12), p.145 - 150, 1987/00
原研が行なっている超電導コイル用構造材料開発を中心に、構造材料と超電導との結びつきについてわかりやすく解説する。
瀬口 忠男
工業材料, 32(6), p.71 - 80, 1984/00
原子力の開発に伴い、原子力施設等での放射線の環境で使用される高分子材料の需要が増大している。これらの材料は施設の安全性や保守などの点から耐放射線性を含めた高い信頼性が要求されている。本稿では、耐放射線性高分子材料の用途、照射効果、劣化試験、評価法、材料の開発について、最近の動向を解説する。
梶 加名子
工業材料, 31(4), p.98 - 106, 1983/00
新しい材料を作る際に、既存の材料を改質、加工するという方法は確実且つ有効である。本論文では材料の改質における、放射線グラフト重合の意義を述べると共に、大阪支所で行なわれて来た放射線グラフト重合による合成織維の改質の研究の一端である、アクリル酸のグラフト重合によるポリエチレンの耐熱化および難熱化について紹介した。
嘉悦 勲
工業材料, 24(7), p.48 - 56, 1976/07
放射線重合の分野における最近の研究の動向と成果をまとめて紹介解説したものである。特に広義の特殊条件下の重合反応に重点をおいて紹介した。すなわち結晶状態、ガラス状態、吸着状態、包接状態、単分子膜、エマルジョンなど特殊な相状態における重合反応の最近の研究について紹介し、また低温・高圧など特異な条件下の重合反応の現状についても解説した。放射線重合の特徴を特異な条件下の重合反応に求めて追求する研究は、放射線重合の分野における伝統的な研究の流れの一つであり、現存および将来にわたってこの流れから、新しい有用な応用の可能性が生れるであろうことを予想し、今後の展望についても言及した。
町 末男
工業材料, 23(8), p.6 - 7, 1975/08
放射線照射プロセスの特徴とそれを利用して新材料の研究開発が行なわれている。この報告ではとくに、省エネルギー,環境保全の立場からみた放射線プロセスの利点、最近の放射線プロセスを利用した材料開発について述べた。新材料としては機能性の膜,固定化酵素,PVC対熱電線,透明ポリエチレンなどについて紹介した。
町 末男; 山口 康市; 須郷 高信
工業材料, 21(9), p.45 - 50, 1973/09
エチレンの放射線重合の開発研究は原研高崎研とBNLとが中心になって行なわれてきた。前者は比較的低温低圧プロセス、後者は高温高圧プロセスについて研究してきた。高崎研のプロセスは技術的にはほぼ完成し、連続的なポリエチレンの製造が可能になった。この方法によって作られたポリエチレンは微粉末であり、比表面積が非常に大きいなどの特徴があるが、製造コストが従来法のものに比べて高いという問題がある。したがってこのプロセスの工業化のためには、その特徴を生かした用途開発が重要な課題となる。本報では、タカセンの特徴を要約してのべ、さらに、その用途開発の例としてグラフト基材としての利用、イオン交換樹脂原料としての利用、常温塑性加工材料としての利用、ブレンド法によるポリエチレン透明化などについて、現在の研究状況を紹介した。
伊藤 彰彦
工業材料, 21(9), p.51 - 55, 1973/09
トリオキサンの放射線固相重合によって得られたポリオキシメチレンは、他の製法によって得られたポリオキシメチレンと異って、三次元配向性であり、折れたたみのない特殊な構造を有する。このフイブリル状ポリオキシメチレンは引張り強度、ヤング率などについて、繊維軸方向には非常に大きな値を示すが、これを直角な方向には容易に剥離する。このような特徴を有するポリオキシメチレンの利用についての検討は十分に行なわれていないが、複合材料用の強化繊維、増粘剤などの用途が有望である。一旦溶解すると三次元配向性はなくなるが、他の重合法によるものとほぼ同等の物性を有するポリオキシメチレンが、より低コストで得られる。
