量子テレポーテーション、量子コンピューター。スピン異性体のナトリウムモルデナイトによる選択収着ゼオライトの一種であるナトリウムモルデナイトに対するオルト水素とパラ水素の収着現象を解析し、水素の収着熱と、オルト/パラ水素の収着性の違いについて、実験と理論の両面から検討。水素分子はモルデナイト細孔内で壁面のナトリウムイオンに対して水平に配向していること、分子の回転を束縛して配向を決めている主要因は四重極子と静電場の勾配との相互作用であることを実証。修士論文アモルファスシリコン電極の水溶液中における電気化学的挙動シランのグロー放電分解によって作製したアモルファスシリコンを、種々の酸化還元電位を持つ水溶液に浸し、暗時、および光照射時の電気化学的挙動を解析。アモルファスシリコンはn−型半導体の挙動を示し、適当な電気化学系において光起電力を示す。Pinningの現象を示すが、この過程は光電流によって加速される。液のpHと電極の電位に応じて、表面の可逆的な酸化・還元も起こるが、この変化は表面準位の生成を伴わない。別編として、シランのマイクロ波放電分解によるシリコン膜の作製についても記載。おける磁性粒子の分散性に関する研究ハードディスク等に用いられる有機溶媒系の磁性塗料に関し、磁性粒子表面へのエポキシ樹脂分散剤の吸着に着目して磁性粒子の分散性を検討。エポキシ樹脂は、磁性粒子との混練工程で、粒子表面の水酸基に化学吸着する。その吸着層の状態を、吸着層に含まれる溶媒の量も含めて解析し、液中での吸着層の膜厚などを種々の条件下で決定。Waals相互作用と合わせて、磁性粒子間の相互作用エネルギーを算出して分散性との関係を検証。(1983)ゼオライトの一種であるナトリウムモルデナイト(NaM)に対するオルト水素とパラ水素の吸着性の違いを実験と理論計算から検討。吸着エントロピーの解析から、水素分子はNaMの細孔中で一次元ガスのように振舞うことが判明した。90°C処理NaMに対する水素の収着平衡組成をガスクロマトグラフの手法で分析した結果、オルト水素とパラ水素の収着分離係数として、77Kで1.44、90Kで1.30という値が得られた。収着熱等の一連の理論計算により、NaM細孔中の分散エネルギーと反発エネルギーの和は1.6〜1.8kcal/molであること、誘起双極子と静電場の相互作用および四重極子と静電場の勾配の相互作用は、水素分子の配向に強く影響されること、四重極子と静電場の勾配の相互作用は、誘起双極子と静電場の相互作用よりも大きく、収着された水素の回転を束縛する主要因になること、その束縛回転の障壁値から理論的に求めた収着分離係数が実験値とよく一致することが確かめられた。(1984)種々のゼオライトに対する5種類のガスの収着性を、実験および理論計算により検討。ゼオライトの一種である水素型モルデナイト(H-M)と水素型ZSM-5(H-ZSM-5)に対する各種ガスの収着性を、-60°C〜70°Cで実験的に比較したところ、Ar≦O2≪N2<NO<COの順になった。ゼオライトのガス収着性という点では、H-MはNa-MとK-Mの中間で、H-ZSM-5はCs-Mよりも低かった。ナトリウム-水素型モルデナイト(NaH-M)に対するCOの収着熱は、Naの量が増加するに従ってS字型に増加した。分散エネルギー(ED)と反発エネルギー(ER)の和を、H-M、H-ZSM-5、および8〜12員環の細孔を持つ仮想的なゼオライトについて計算し、相互に比較検討した。その結果、ED+ERはゼオライト細孔のサイズと形状に強く依存することがわかった。ArのH-ZSM-5に対する収着熱とED+ER値の比較から、H-ZSM-5の格子酸素の有効電荷は、H-Mの有効電荷よりも小さいことが推察された。(1990)磁性粒子表面へのエポキシ樹脂の吸着に関して、吸着層の状態を、その中に含まれる溶媒も考慮して実験的に解析し、有機溶媒中での分散安定性との関係を考察。調製し、吸着層を特徴付ける種々のパラメーターを計測した。吸着樹脂量が増加すると吸着層の厚さは増加するが、吸着層中の樹脂濃度は一定値を保っていた。その樹脂濃度の値は、樹脂と溶媒との相溶性によって決まる。樹脂吸着量の増加によって、沈降速度の遅い、安定な分散系が得られることも明らかになった。分散性について、実験的、および理論的に検討。分散系の作製条件によって、樹脂吸着量は30〜110mg/g、吸着層の厚さは6〜22nmの範囲で変化した。粒子の分散性を、沈降速度、および塗布膜の表面粗さで評価した結果、樹脂吸着量が増えるほど、溶媒とエポキシ樹脂の相溶性が増すほど、また粒子が小さくなるほど分散性が良くなることがわかった。Waals反発力、および樹脂吸着層による立体反発力からなる、2個の円柱状粒子間の相互作用を計算した。粒子間距離の関数である相互作用エネルギーの曲線には、1次極小、極大、2次極小が現れる。極大エネルギーと2次極小エネルギーは分散安定性と密接に関係しており、相互作用エネルギー曲線の形状によって、分散安定性に関する実験事実を説明することができた。(1991)バリウムフェライトを用いた面内記録磁気ディスクにおいて、種々の反転磁界分布(SFD)を持つディスクに関し、ノイズ特性と磁気的性質との関係を検討。逆dcイレーズノイズの消去磁界依存性(RDC)を表すグラフには、針状磁性粒子の塗布媒体ではディップ、薄膜媒体ではピークが現れるのに対し、バリウムフェライト媒体では、SFDの値によってどちらの形も現れる。ノイズと磁気的性質との関係を明らかにするために、バリウムフェライトの粒子間相互作用を検討した。逆dcイレーズ時の残留磁化やac-消磁の残留磁化を用いて評価した結果、バリウムフェライトでは正の粒子間相互作用があり、これが増加するとSFDが減少し、ノイズは増加することがわかった。バリウムフェライトの正の粒子間相互作用は、粒子が層状に重なるスタッキングに起因すると思われる。(1991)粒子の充填密度が異なるバリウムフェライト磁気ディスクを用い、反転磁界分布(SFD)に対する粒子間相互作用の影響を検討。粒子の充填密度が1.5〜35vol.%のバリウムフェライト磁気ディスクを用いて残留磁化曲線から粒子間相互作用を求めてSFDと比較した。その結果、粒子の充填密度が高くなるほどSFDは狭くなり、SFDの幅は粒子間相互作用と強い相関があることがわかった。電子顕微鏡による観察で、充填密度の低い媒体では、粒子のスタッキング同士の間隔が広く、充填密度の増加によってその間隔が狭くなることが明らかになった。従って、媒体の性質は、粒子間相互作用だけでなく、スタッキング同士の間隔にも影響されると考えられる。(1992)エポキシ樹脂を吸着させた磁性粒子の分散系に関して、吸着樹脂の分子量の効果を検討。さ、との関係を調べた。分子量の大きいエポキシ樹脂は、溶媒を多量に含んだ厚い吸着層を形成する。このような厚い吸着層は、その立体反発効果により、分散を安定化するのに重要な役割を果たす。立体反発力は、2個の粒子間の相互作用エネルギーを計算することによって見積もることができる。分散性の樹脂分子量依存性も計算から予測することができ、実験事実を支持する結果が得られた。(1992)鉄粉を磁気記録媒体に使用する際に問題となる鉄の酸化について、反応速度論的に解析。針状の鉄磁性粉を種々の温度、湿度下に置き、飽和磁化の減少を測定することによって、酸化過程を追跡した。速度論的な解析により、酸化過程は拡散律速であり、水蒸気の存在によって活性化エネルギーが減少することが明らかになった。得られた反応速度定数を用いて、長期にわたる磁化の減少を見積もった。60°C、相対湿度90%の場合、500時間で20%の磁化の減少が起こる。これに対して25°C、相対湿度10%における磁気記録用鉄粉の寿命は、60°C、相対湿度90%の場合の数百倍である。(1992)粒子充填密度を変えた一連のバリウムフェライト面内記録媒体について、ノイズ特性と粒子間相互作用の関係を検討。逆dcイレーズノイズの消去磁界依存性(RDC)を測定し、粒子間相互作用と比較した。正の粒子間相互作用が増えるに従って、RDCはディップ型からピーク型へと変化し、ピークはしだいに高くなった。正の粒子間相互作用、および粒子充填密度が増加すると、保磁力、および反転磁界分布(SFD)は減少する。バリウムフェライトディスクの磁気的相互作用は2つの機構からなる。一つは粒子のスッタキング内での正の粒子間相互作用であり、もう一つは、スタッキング同士の負の相互作用である。バリウムフェライト粒子とエポキシ樹脂とを溶媒と共に混練することで、磁性粒子の分散系を作製した。混練過程で磁性粒子表面に樹脂が吸着するが、その吸着には、機械的な剪断応力と温度の2つの要因があることが明らかになった。磁性粒子の凝集を破壊するには高い剪断応力が必要で、また、エポキシ樹脂と磁性粒子表面との化学反応を引き起こすのには高温が要求される。吸着樹脂は磁性粒子の分散安定性を高める働きをする。このことは、電子顕微鏡による分散液の観察や粘度測定、分散液を塗布した際の塗膜の表面粗さ測定などで確認された。計算では、磁性粒子を、それぞれ微小な磁気双極子を持ったセルに分割し、これらの微小双極子間の相互作用を積算することで全相互作用を求めた。Waals相互作用も考慮した。計算結果に基いて、磁性粒子の形状、大きさ、樹脂吸着層の厚さ、および磁化の大きさの効果を考察した。粒子同士だけでなく、粒子の凝集体と1個の粒子との相互作用についても検討し、板状の粒子が大きな凝集塊を形成しやすいことを明らかにした。(1993)針状および板状の磁性粒子の分散系に関して、そのレオロジーを検討。これらの特性を調べたところ、粒子の周りの樹脂吸着層も含めた固体成分の体積分率が、レオロジー特性を決める主因子であることがわかった。固体成分の体積分率が20%を超えると、相対粘度や換算粘度で示される粒子間相互作用が顕著になる。降伏値は、相対粘度や換算粘度よりも低い体積分率から急激に立ち上がる。(1993)バリウムフェライト、およびCo被着γ酸化鉄粒子を用いた磁気ディスクにおいて、粒子径と記録再生特性との関係を検討。Co被着γ酸化鉄ディスクでは、粒子が小さくなる、即ち比表面積が大きくなると信号再生時の孤立波の半値幅が小さくなるが、バリウムフェライトディスクでは小さくならない。これは、バリウムフェライトの磁化容易軸方向の長さ、即ち板厚が、磁化遷移長よりも短いことによる。バリウムフェライトディスクの孤立波の半値幅はCo被着γ酸化鉄よりも小さい。これは、バリウムフェライトの反転磁界分布(SFD)が小さいことと、粒子の厚さが小さいことによって説明できる。記録密度に伴う信号/雑音比の減少傾向は、バリウムフェライトディスクの方がCo被着γ酸化鉄ディスクよりも小さい。逆dcイレーズノイズのピーク高さ、またはディップ深さも、Co被着γ酸化鉄ディスクの場合のディップ深さよりも小さい。(1994)磁性粒子とエポキシ樹脂を溶媒と共に混練する工程における、エポキシ基の吸着と変性に関して、脱離させた樹脂のGPCとFTIR測定により検討。分子量の小さいエポキシ樹脂の方が分子量の大きい樹脂よりも吸着しやすく、混練工程でエポキシ樹脂の開環反応が起こっていることが実験的に確認された。この開環反応の速度は磁性粒子の種類によって変わり、高温になるほど速い。バリウムフェライト粒子は、Co被着γ酸化鉄粒子やγ酸化鉄粒子よりも開環反応を促進する。分子量の小さいエポキシ樹脂は、混練工程で、分子量の大きい樹脂よりも急速に重合する。これらの反応は、磁性粒子表面の触媒的な性質によって引き起こされていると考えられる。(1995)エポキシ樹脂とポリビニルブチラール(PVB)の混合溶液に磁性粒子を分散させた際の吸着性を検討。各樹脂を単独で吸着させるとLangmuir型の吸着等温線になり、貧溶媒を用いるほど吸着量は多くなる。両樹脂を混合して競争吸着させると、平衡濃度が0.5g/L以上でPVBの吸着量が減少する傾向が見られた。一方の樹脂を先に吸着させた後にもう一方の樹脂を添加して交換吸着させた場合、特定の濃度領域で置換が進行しなくなった。これらの特異現象は、異種樹脂間で、吸着性のない錯体が形成されるためであると考えられる。このことは、粘度やIR測定からも支持された。(1995)硫化銅、および金の微粒子を分散したシリカ膜を作製する新規な手法を開発。ヒドロキシプロピルセルロース(HPC)を相溶化剤として、前駆体をシリカ膜中に均一に溶解させ、その前駆体を硫化水素ガスと反応させることで硫化銅、および金の微粒子を生成させた。膜の構造は、前駆体の濃度とマトリックスの組成に依存する。硫化銅を分散させた膜は、2.8×102Ω/□の導電性を示した。粒度分布の狭い金の微粒子が均一に分散したHPC-シリカ複合膜が、塩化白金酸から作製できた。この方法で、径3nmの金の微粒子が得られる。(1998)硫化水素ガス拡散法により、塩化白金酸を含む前駆体から、金の微粒子が分散した金属酸化物膜を作製。塩化白金酸は、ヒドロキシプロピルセルロースの働きにより、膜中に均一に溶解する。この塩化白金酸は、硫化水素ガスと接触することで直接に金に変化することがわかった。この方法で生成した金は、粒径が小さく、粒度分布が狭い。膜中に高密度に充填可能である。マトリックス中に酸化チタン成分を導入すると、金の表面プラズモン吸収は長波長側にシフトした。(1999)四酸化オスミウムガスのグロー放電分解によって作製したオスミウム膜の特性を評価。オーダーの抵抗値を持つ。厚さ20nmの膜の可視光透過率は約80%で、ガラスやプラスティック上に透明導電膜を形成することが可能である。X線光電子分光測定により、この膜は30at.%のオスミウムと70at.%の酸素から成ることがわかった。このように酸素を含むことにより、膜は酸素プラズマによって容易にエッチングでき、また電気化学的に酸化を受けやすくなっていると考えられる。このオスミウム膜は、酸素によるプラズマエッチングや、半導体プロセスで一般的なリフトオフ法によって、容易にパターン形成することができる。従って、微小電極や微小配線の材料として使用できる可能性があり、また低温製膜が可能であることから、X線リソグラフィー用のマスク材としての利用が期待できる。より、チタンアルコキシドを原料にして酸化チタン膜を形成。膜の性状や厚さは、アルコキシドの濃度やその加水分解の程度、基板温度などによって変化する。アルコキシドの濃度が高く、加水分解が進行しているほど、また基板温度が低いほど、酸化チタン膜は厚く、粉末様になる。基板温度400°C以下で得られた膜はアモルファスで、400°C2時間の熱処理によりアナターゼ型の結晶を生じる。電子顕微鏡による観察により、この膜は、100nm以下の1次粒子が集合した10〜20μm径の球形粒子から構成されていることがわかった。このことは、径10〜20μmの液状の酸化チタン前駆体が、媒質である二酸化炭素の保護効果で、固化することなく基板まで到達し、過熱した基板上で反応したことを示している。磁性粒子への樹脂吸着量の測定や、吸着層の状態の解析を行ない、分散性への影響を調べた。分散させた薄膜や、感光性ハイブリッド材料、材料の分析技術などに言及。(1996)有機/無機ハイブリッド材料を中心にした、ナノ構造材料の概説。ついて、具体的な例を引きながら説明。(RESS)法は、超臨界流体中に適当な溶質を溶解させてノズルから噴射することにより、微粒子や薄膜を得る手法で、過飽和状態から一気に均一核生成が起こることが特徴である。作製などの応用例について説明。原理とこれによる微細パターン形成について解説。解説(4)のパターニングに関する部分を中心に取り上げる。(2012)新規開発したカーボンナノチューブ分散塗料の紹介。(2012)カーボンナノチューブ分散塗料の紹介。分散プロセスや分散剤の選択に関するポイントを解説し、塗料・塗膜の特性、応用例を紹介。(2016)カーボンナノチューブの分散における問題点や特性、複合材への応用事例などを解説。各種カーボンナノチューブの初期状態の比較、分散性を評価する方法、塗膜の導電性の詳細について説明。電池材料やセルロースナノファイバーとの複合材について紹介。(1982)論文(1)参照。(1989)論文(3)参照。(1989)論文(4)参照。(1989)論文(7)参照。(1990)論文(8)参照。(1990)論文(12)参照。(1990)論文(5)参照。(1990)論文(5)参照。(1991)論文(15)参照。(1991)論文(11)参照。(1991)論文(6)参照。(1992)論文(15)参照。(1992)論文(15)参照。(1995)コンタクトモードのAFMでは観察が困難なポリマーなどの軟質材料を、表面にオスミウム膜を形成することで硬化して観察。(1996)論文(16)(17)参照。(1996)論文(18)参照。(1996)論文(16)(17)参照。(1996)シロキサン結合からなるはしご状高分子(ラダーポリマー)の合成と特性について報告。内側は無機性であるが外側は有機性で、有機溶媒に可溶な無機物質として利用できる。(1997)論文(18)参照。(1998)正極、負極にLi挿入電位の異なる含Li酸化物を用いることで、水溶液中で動作するリチウムイオン電池を作製。(2000)論文(19)参照。(2001)超臨界二酸化炭素にアセチルアセトンを溶解させることで、各種金属表面の溶解洗浄が可能。通常の腐食と異なり、表面は金属光沢を保つ。(2001)超臨界二酸化炭素に各種金属アルコキシドを溶解させ、急速膨張法により金属酸化物薄膜を形成。通常のスプレー法と比べて高速に、付着性のよい膜が得られる。(2002)各種金属アルコキシドの超臨界二酸化炭素への溶解性を測定。アルコキシ基の種類を適当に選んでエントレーナーと組み合わせれば、大部分の金属アルコキシドの溶解が可能であることを示唆。(2016)カーボンナノチューブとセルロースナノファイバーを均一混合することで、導電性の複合材を開発。得られた材料は紙状で、折り畳むこともできる。S/cm以上の高い導電性が実現できた。hr-inoueホーム。