■ポイント■
・ゾル-ゲル法技術の反応・構造制御など研究者が徹底解説!
・光・電気・化学・生体関連など幅広く展開するゾル-ゲル法!
・国内第1線の執筆陣が基礎から応用まで徹底解説!
■概要■
2023年はゾル-ゲル科学技術に関する国内唯一の学術団体である「日本ゾル-ゲル学会」の創立から20年であり、また同じく国際組織であるInternational Sol-Gel Society (ISGS)の創設からも20年を迎えた。
ゾル-ゲル科学技術の黎明はさらに20年以上遡り、1970年代以降のガラス・セラミックスおよび材料の液相合成に対する関心の高まりを受けて、この分野に関する最初の国際会議が1981年にイタリア・パドバで開催された。以後、同会議は世界各地でほぼ隔年に開催され、来年2024年にはドイツ・ベルリンにおいて第22回が予定されている。
日本の研究者はゾル-ゲル科学技術に関して黎明期から常に研究開発における先進的な地位を占め、多くの企業による関連技術の社会実装を通して、この技術分野に多大な貢献を続けてきた。この科学技術に関する国内学会を設立し、恒常的な活動を続けてきたのも日本のみである。
2000年以降これまでに、日本ゾル-ゲル学会の初代会長を務められた作花済夫京都大学名誉教授をはじめとする同会会長経験者を中心に、日本国内のゾル-ゲル科学技術の最新動向をまとめたシリーズがこれまでに計5巻出版され、好評を博してきた。2019年に会長を引き継いだ小職が、今般、前巻から6年を隔して、最新の学術および技術動向を監修する好機を頂いたことは格別な喜びである。
本書が専門家のみならず初学者や異分野の研究者・技術者にも広く読まれ、ゾル-ゲル科学技術の材料プロセシングへの幅広い貢献と有用性が理解されて、さらに広く新しい分野へと適用されていくための、見通しの良い案内役となることを願って止まない。
【Ⅰ 序論】
＜1＞ゾル-ゲル科学技術の国際動向
1．はじめに
2．2018〜2022年におけるゾル-ゲル科学技術に関する材料化学分野の学術・技術開発の動向
3．Journal of Sol-Gel Science and Technology(JSST、ゾル-ゲル科学技術雑誌)の歩み など
【Ⅱ 基礎編:反応、構造制御、構造形成】
＜1＞ホスファチタノキサンの合成
1．はじめに
2．ホスファチタノキサンの合成
3．ホスファチタノキサンの生成過程の推定 など
＜2＞構造制御されたシルセスキオキサンおよびシロキサン類の創製
1．はじめに
2．イオン性ロッド状/ラダー状ポリシルセスキオキサンの合成
3．イオン性POSSの合成 など
＜3＞有機-無機ハイブリッド材料の創成
〜金属アルコキシドと層状物質を用いた研究展開〜
1．はじめに
2．有機-無機ハイブリッド材料
3．層状物質を用いた有機-無機ハイブリッド材料 など
＜4＞ゾル-ゲル法によるシロキサン網目形成と透明エアロゲルの作製
1．はじめに
2．多孔体としてのエアロゲルと有機-無機ハイブリッド
3．有機アルコキシシランの反応メカニズム など
＜5＞自己組織化プロセスによる階層構造制御
1．はじめに
2．界面活性剤を用いた自己組織化によるメソ構造体形成
3．オルガノアルコキシシラン/シロキサン分子の自己組織化によるメソ構造体形成 など
＜6＞超低速ディップコーティングによる有機物フリー金属塩水溶液からのセラミック膜の作製
1．はじめに
2．超低速ディップコーティング
3．金属塩水溶液からの酸化物薄膜の作製 など
＜7＞結晶方位を制御した金属有機構造体薄膜
1．はじめに
2．MOF膜の前駆体としての金属水酸化物
3．金属水酸化物表面におけるMOFのヘテロエピタキシャル成長 など
＜8＞ナノ集積技術の開発
1．はじめに
2．微構造制御のための粉末デザイン
3．静電集積法 など
＜9＞ナノシートの合成と集積化による高機能材料の創成
1．はじめに
2．層状化合物の剥離によるナノシート合成
3．無機ナノシートのボトムアップ合成 など
＜10＞水溶液プロセスによる無機ナノフレーク・ナノシートのボトムアップ合成
1．はじめに
2．金属酸ナノシートのボトムアップ合成
3．合成法の改良による様々な金属酸ナノシートの合成 など
＜11＞ナノ結晶粒子濃厚ゾルからのゲル体の形成〜各種構造制御と機能〜
1．層状水酸化物(LMH)系ナノ粒子濃厚ゾル
2．酸化物系および硫化物系ナノ粒子濃厚ゾル
3．ナノ結晶粒子濃厚ゾルからのナノ/マクロ構造が制御されたゲル形成 など
＜12＞ゾル-ゲル法により作製されるガラス薄膜とセラミック薄膜の面内残留応力の不安定性
1．はじめに
2．面内残留応力の測定
3．面内残留応力の成因 など
【Ⅲ 機能編:光、電気、化学、生体関連】
＜1＞マイクロポーラス構造を制御したシリカ系多孔膜
1．はじめに
2．ゾル-ゲル法によるシリカ系多孔膜の製膜
3．スペーサー法によるオルガノシリカ膜 など
＜2＞金属酸化物ナノ粒子分散体の調製と有機無機ハイブリッド透明材料への応用
1．はじめに
2．シランカップリング剤によるジルコニアナノ粒子分散体の作製
3．2段階法によるジルコニアナノ粒子分散体の調製 など
＜3＞金属ナノ粒子分散機能材料の創成
1．はじめに
2．筒状メソ孔を有する多孔体中での銀ナノロッドの長さ制御
3．異方性メソ多孔体膜を用いた金ナノロッドの配向制御と偏光特性 など
＜4＞無機クラスターを活用した水溶液プロセスによる蛍光体の合成
1．はじめに
2．グリコール修飾シラン(GMS)を活用したケイ酸塩系蛍光体の合成
3．ポリエチレングリコール修飾リン酸エステルを活用したリン酸塩蛍光体の合成 など
＜5＞固体窒素源と液相プロセスで調製した金属(水)酸化物前駆体を用いたサステイナブルな金属酸窒化物の合成
1．はじめに
2．尿素とZn-Ga層状複水酸化物を用いたGaN:ZnO固溶体の合成
3．水熱法で調製した前駆体と固体窒素源として尿素を用いたペロブスカイト型酸窒化物LaTiO2Nの合成 など
＜6＞プラズモニクスを利用した新機能材料の創成
1．はじめに
2．局在表面プラズモン共鳴
3．メソポーラスシリカ薄膜をテンプレートとした
金メソグレーティングの作製とSERS特性 など
＜7＞光機能性シリカガラスの合成
1．はじめに
2．無共溶媒ゾル-ゲル法による多孔質シリカゲル合成
3．濃度消光 など
＜8＞微細構造制御による高機能蛍光体の合成
1．はじめに
2．薄膜蛍光体
3．多孔質マイクロ粒子蛍光体
＜9＞化学溶液法と光結晶成長の融合による電気・光機能性酸化物成膜
1．はじめに
2．化学溶液法により塗布された前駆体膜の光結晶化機構
3．PCSD法を用いる自由形状フィルムセラミックスの形成 など
＜10＞シルセスキオキサンを用いた感光性光学材料の開発
1．はじめに
2．シロキサンコーティング剤の作製
3．感光性シロキサンコーティング剤と機能性硬化膜
＜11＞多様な形態のポーラスシリカを応用した1 nmの領域で発現する新規機能性の開拓
1．はじめに
2．多孔質シリカ材料
3．スーパーマイクロポーラスシリカ(SMPS)の合成 など
＜12＞自動車用熱線カットコーティング(高耐久厚膜コーティング技術)
1．はじめに
2．高耐久厚膜コーティングへのアプローチ
3．熱線カットコーティング など
＜13＞電池材料
1．はじめに
2．蓄電池用材料
3．リチウムイオン二次電池 など
＜14＞ゾル-ゲル法を用いたプロトン伝導体の開発動向
1．はじめに
2．燃料電池
3．プロトン放出
＜15＞イオン伝導性複合体
1．プロトン伝導体の作製と燃料電池への応用
2．水酸化物イオン伝導体の作製と金属空気電池への適用
3．リチウムイオン伝導体の作製と全固体リチウムイオン電池の構築 など
＜16＞ハード柔軟性を有する低密度フェノール樹脂
1．はじめに
2．固さと柔軟性
3．多孔質RFゲルの細孔構造制御 など
＜17＞超伝導薄膜
1．はじめに
2．超伝導薄膜について
3．溶液法による超伝導層の成膜 など
＜18＞ゾルゲル法による強誘電体薄膜の開発
1．はじめに
2．ゾルゲル法による強誘電体薄膜の量産成膜技術
3．膜組成最適化による膜特性の改善 など
＜19＞誘電体単結晶ナノキューブの二次元規則配列集積技術と構造・物性評価
1．はじめに
2．誘電体ナノキューブの二次元規則配列集積
3．誘電体ナノキューブ単層膜の結晶構造及び物性評価
＜20＞バイオメディカル分野におけるシリカゲル材料
1．はじめに
2．生体内におけるケイ素の状態と生体応答性
3．シリカハイドロゲル材料への生体分子の包括 など
【Ⅳ 開発動向編】
＜1＞ハイブリッド金属水酸化物の開発とイオン交換・自己修復性電極への応用
1．はじめに
2．ハイブリッド金属水酸化物の合成法
3．ハイブリッドLDHによる有害アニオン吸着 など
＜2＞固体前駆体を用いた金属有機構造体(MOF)の合成と応用
1．はじめに
2．MOFの合成方法
3．固体材料表面でのMOFの形成 など
＜3＞カーボンドットを用いた複合発光材料
1．はじめに
2．微細構造を制御したメソポーラスZnO-C-dot複合発光材料とエネルギー移動
3．マクロポーラスZnO-C-dot複合発光材料における界面での相互作用 など
＜4＞金属水酸化物ナノコロイド
1．はじめに
2．金属水酸化物ナノコロイドの合成
3．ナノコロイド性やハイブリッド性を活用した材料設計
＜5＞スプレーコーティングによるガラスのアンチグレア処理
1．はじめに
2．スプレーコーティングによるガラスのアンチグレア処理
3．凹凸形成過程 など
＜6＞複合アニオンナノシートコロイド
1．はじめに
2．酸窒化物ナノシートコロイド
3．酸フッ化物ナノシートコロイド など
＜7＞メソポーラス薄膜
1．メソポーラス薄膜の特徴と基本的応用
2．メソポーラス薄膜の細孔配向制御と応用
＜8＞プラズモニック材料
1．はじめに
2．プラズモニックナノ粒子に生じる局所的に増強された電場
3．表面ゾル-ゲル法による酸化チタン超薄膜の形成 など
■監修■
中西 和樹
名古屋大学
