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旬な材料

原田 衛=Tech-On!
日経テクノロジーオンライン

目次

  • ポリカーボネート(polycarbonate, PC)

    ポリカーボネート

    透明性,耐衝撃性,耐熱性,寸法安定性,難燃性などの特性バランスに優れた非晶性プラスチック。分子構造としては,モノマがフェニルプロパンとカーボネートで構成され,フェニルプロパンが高い耐熱性と機械的性質を与え,カーボネートが成形性を高めている。汎用エンジニアリングプラスチックの中では唯一透明である。 欠…

  • アルミニウム合金

    アルミニウムゴウキン

     アルミニウム合金は,密度が2.7~2.9g/cm3と鋼に比べて約1/3と軽く,熱伝導率が240W/m・K(純アルミの値)と優れているのが特徴である。機械的性質は引っ張り強さが70MPa~600MPa,剛性に関連する縦弾性係数が70GPa~76GPaである。耐食性は表面の不働態皮膜が有効に効く場合,…

  • マグネシウム合金

    マグネシウムゴウキン

    マグネシウム(Mg)を主成分とする合金。比重がアルミニウム合金の2/3,鉄の1/4であり,実用化されている金属の中では最も軽い。比強度と比剛性が高いのも特徴。プラスチックよりは比重は大きいものの,重量あたりの強度や曲げ弾性率が高い。つまり,同じ強度を満たす部品を作った場合にはプラスチックよりも軽くで…

  • ダイヤモンドライクカーボン(DLC)

    ダイヤモンドライクカーボン

    ダイヤモンドに類似した炭素(カーボン)薄膜材料のこと。DLC(Diamond Like Carbon)とも言う。炭素材料は原子間の結合形態によって様々な結晶構造をとるが,このうちダイヤモンドライクカーボン(DLC)は,ダイヤモンドとグラファイトの中間的な結晶構造を持つ(図)。つまり,炭素を主成分とし…

  • 超高純度鉄

    チョウコウジュンドテツ

    材料中のC(炭素),P(リン),S(硫黄)などの不純物元素を10ppm以下のレベルまで低減して,純度99.999%以上まで上げた純鉄のこと。

  • 色素増感型太陽電池

    シキソゾウカンガタタイヨウデンチ

    色素を使って太陽光を電気エネルギーに変換する電池のこと。太陽光が色素に照射されることによって,色素が励起して電子を放出する現象を利用している。シリコン系太陽電池よりも低コストで製造できる可能性があり,次世代の太陽電池として研究が活発化している。

  • 球状半導体

    キュウジョウハンドウタイ

    球状の形をした半導体のこと。直径が1mm程度の球状Si(シリコン)が代表である。通常のSi半導体は板状だが,溶融したSiを滴下することにより,表面張力で球状になり,落下中に固まって球状Siとなる。球状Siの上に半導体技術を使ってIC(集積回路)を作りこんだり,太陽電池を形成する検討が進んでいる。

  • バイオ・ナノ材料

    バイオナノザイリョウ

    バイオテクノロジーとナノテクノロジーを融合することによって産み出される新素材のうち,バイオの機能を活用してナノテクノロジーを発展させることにより創成した材料のこと。これに対して,ナノテクノロジーを活用してバイオの機能を進化させた材料のことを「ナノバイオ材料」と呼ぶが,特に区別せずに使われることもある…

  • DMFC用電解質ポリマー

    ディーエムエフシーヨウデンカイシツポリマー

    DMFC(ダイレクトメタノール型燃料電池)向けの電解質膜に使われるポリマーのこと。DMFCとはメタノールを直接セルに供給して反応させる燃料電池である。PEFC(高分子固体電解質型燃料電池)ではH2が酸化反応を起こしているのに対しDMFCではメタノールそのものが酸化反応を起こしている点で違いはあるが,…

  • フォトニック結晶(PC)

    フォトニックケッショウ

    ある特定の波長を遮断するバンドギャップ(フォトニックバンドギャップ)を持つ光学結晶のことである。PCと呼ばれることもある。屈折率の異なる二種類の物質を,光の半波長程度の周期で交互に並べると,その波長の光の存在が許されないフォトニックバンドギャップが作り出される。

  • 固体酸化物型燃料電池(SOFC)用材料

    コタイサンカブツガタネンリョウデンチヨウザイリョウ

    作動温度が+800~+1000℃と高いことから45~65%と各種燃料電池の中では最も高いエネルギー変換効率を持つ,固体酸化物型燃料電池(SOFC:solid oxide fuel cell)に使われるセラミックス系の固体電解質,触媒,セパレータ材料のこと。

  • Low-k材料

    ロウケイザイリョウ

    LSI配線を支える層間絶縁膜材料として使われる誘電率の低い材料のことである。集積回路の内部では,金属配線が何層にも張り巡らされて,信号を伝達しているが,微細化に伴って配線同士の距離が近くなるために,近接する配線間の電気容量(配線間容量)が大きくなってきた。それに比例して配線を伝わる信号が遅くなるとい…

  • high-k材料

    ハイケーザイリョウ

    CMOS(相補性金属酸化膜半導体:Complementary Metal-Oxide Semiconductor)型のFET(電界効果トランジスタ)のゲート絶縁膜に使われる誘電率の高い材料のことである(Tech-On!の関連記事)。これまで,CMOSのゲート絶縁膜には二酸化ケイ素(SiO2)が用いら…

  • 燃料電池用セパレータ材料

    ネンリョウデンチヨウセパレータザイリョウ

    燃料電池の代表的な構造はセルを積層する「スタック」だが,各セルの間に挟んで,燃料ガスや空気を遮断する役割を果たす板状の部品がセパレータである。各セルをシールする機能のほかに,ガスが流れる流路を作りこんで,燃料ガスや空気を送り込む機能を担う。他に,電動性,耐食性,熱伝導性などが要求され,材料特性面では…

  • 左手系メタマテリアル

    ヒダリテケイメタマテリアル

    電磁波が材料中を伝播する際の挙動を記述するパラメータとして重要な誘電率(ε)と透磁率(μ)が共に負となる材料のこと。左手系材料とも呼ばれる。英語では,Left-Handed Materials (LHMs)と表記する。

  • 光触媒

    ヒカリショクバイ

    光を照射することによって表面に酸化力が生じ,接触した有機化合物などを除去できる浄化機能を持つ材料を光触媒という。光触媒機能を持っている材料として実用化されているのは,今のところTiO2(二酸化チタン)だけである。TiO2は金属酸化物半導体であり,バンドギャップを持っている。以下のような原理で反応が進…

  • 負膨張材料

    フボウチョウザイリョウ

    温度を上げると体積が小さくなる負の熱膨張の特性を持った材料のことである(図1)。ほとんどの材料は温度を上げると体積が大きくなる。これは,熱エネルギーによって構成する原子間の距離が広がるためである。しかし,ある特殊な組成と条件では逆の性質を示すことがある。身近な例では,水を0℃から4℃に昇温した場合体…

  • メタクリル樹脂

    メタクリルジュシ

     正式名はポリメチルメタクリレート(Polymethyl Methacrylate: PMMA)であり,メタクリル酸メチルの重合体(CH2C-CH3-COOCH3)を主成分とする高分子材料である。短縮して「アクリル樹脂」と呼ばれることもある。樹脂の中では最も透明度が高く,耐候性に優れるのが最大の特徴…

  • バイオベースポリマー

    バイオベースポリマー

     植物や動物といった生物由来の原料である「バイオマス」からつくられる生物由来のポリマーを「バイオベースポリマー」と呼ぶ。ポリマーを成形材料として使ったものを「バイオマスプラスチック」,植物が原料のものを「植物性樹脂」とも言う。

  • 有機半導体

    ユウキハンドウタイ

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