自己組織化単分子層によるフッ素成膜技術

平成27年12月特許取得

膜厚がわずか1.2 nmであるため、光の透過には影響を与えません。末端の官能基で材料表面へ様々な機能を付加させることができます。

基板との結合エネルギーは444 kJ/mol、分子間力相互作用は51 kJ/molと非常に強い力で表面にネットワーク構造を形成しています(共有結合)。そのため、物理的な力(摩擦力・熱・圧力など)に対して高い安定性があります。

ステンレス板

CS1 A液で原子レベルまで洗浄後の表面

CS1 A液で原子レベルまで洗浄(下処理)したステンレス基板表面を原子顕微鏡で写したものです。化学修飾促進のための下処理になります。

CS1 C溶液でフッ素化合物が自己組織化した超撥水表面

「擦る」というプロセスを加え、即CS1 C液でフッ素を成膜した
ステンレス基板表面の実物の写真になります。

自己組織化法によるフッ素成膜後の水滴による撥水状況

成膜されていることの証明を示す水滴の撥水状況を写したものになります。膜厚が1.2nmと非常に薄く透明度が高いため肉眼での確認は不可能ですが、水滴の接触角や油性ペンでの撥油性等を見て確認することができます。

原子・分子レベルで構造を制御し、材料に新しい機能を瞬時に付加する究極のナノテクノロジーが当社独自の技術です。

成膜状況をわかりやすくするための、イラストによるフッ素単分子膜成膜状況を表したものになります。

CS1にてフッ素成膜したガラス基板。撥水の様子がはっきりと見られます。

酸化チタン層の新成膜技術(日本、アメリカで特許取得)

完全酸化の光触媒実現

酸化チタンコートの特徴を活かし新しい製法を確立。革新的新製品を提案します。酸化チタン成膜は7nm/秒のスピードで成膜。化学反応での成膜なので、むらがなく、反応時間で薄くも厚くも成膜できます。
従来のゾル系の成膜法とは違い剥がれ落ちることはまずありません。

  • 材料を溶液に浸すだけで表面にチタニア(酸化チタン)が自己組織化して結晶化する。
  • 修飾後は親水性を示す。
  • 結晶制御技術により、高い光の透過性がある。
  • 高い光触媒活性を示す。エチレンの光酸化実験では、完全酸化した結果が得られた。

●自動車用PM2.5削除フィルター ・火力発電への応用

中国のPM2.5問題を解決することを目指して、ナノ制御界面を使った環境浄化技術を提供致します。セラミックスハニカムと呼ばれる基板に、当社の成膜技術を用い三元触媒(Pd,-Pt,-Rh)を固定化させる環境浄化技術です。これにより、90%以上のSPM(浮遊微粒子状物質)を除去することができ、また三元触媒に使われている貴金属の使用量を大幅に削減させることにも成功致しました。


フィルター

ハニカムセラミック


130°C の低温での触媒を確認


従来型の担体

●窓ガラスへ「塗るタイプの新しい太陽光パネル」の開発

この自己組織化法による酸化チタン結晶膜で、N型の半導体をつくることに成功しています。陰極、陽極は、国立研究開発法人産業技術総合研究所(産総研)と秘密保持契約書を交わし進めております。残るP型半導体が同法で完成すれば、ガラス窓に塗るタイプの太陽光パネルを作り出すことができ、世帯あたりで使用する電気は各家庭で生み出すことができるようになります。

●透明導電膜への応用

有機ELカラーフィルターの電極としての役割

酸化チタンにNb(ニオブ)をドープすることで、導電性を持たせることは知られています。

その酸化チタンが結晶膜であれば、更に抵抗値の低い導電膜をつくることは容易に想像することができます。

東京大学大学院教授とNDAを交わし研究開発を進めています。

●水の浄化への応用

西アフリカトーゴ村に代表される飲料水不足(世界6億6,300万人以上)。川や池などの危険な水を飲むしかない子供たちのために役に立ちたいと研究開発に取組んでいます。

微生物で地球を救う

当社では、微生物の発酵に注視し、食品ロス問題やCO₂削減に貢献できないかと研究を進めております。

●食品廃棄物からバイオエタノールをつくる

◎アルコール発酵

ETBEは、ガソリンの精製過程などで副生されるイソブテンと、エタノールを化学合成させて製造します。
ETBEの化学式はC₂H₅OC(CH3)3。バイオエタノールを使って製造されたETBEは特にバイオETBEとも呼ばれる

解糖系回路と発酵によるバイオエタノールの生成

1 molのグルコースから2 molのエタノールが生成する.
=180 g/mol グルコースから46 g/molのエタノールが生成する.

バイオエタノールの製造手順:

酵母菌の応用で豆乳からチーズをつくる  

近年、牛や豚等食用家畜からのCO₂問題が大きく取り沙汰されています。CO₂全体の14%を超えると報じられています。
当社では、その問題の改善策として酵母菌による代替品の研究開発を行っています。

現地で酵母探索を実施し、新規の酵母を多数見つけ出した。
酵母を培養して、発酵に利用することができる量を生産した。
遺伝子解析・毒性解析を行い、安全に発酵を実施できることを確認した。

新規の酵母を使って、大豆からケーキ・チーズ・スナック・ピザなどの料理を開発した。