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商品コード:
0000511

エレクトロスピニング最前線
――ナノファイバー創製への挑戦――

滋賀県立大学工学部 山下 義裕
◎A4判 146ページ

通常価格(税込):
3,240
販売価格(税込):
3,240
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目 次

第1 章ナノファイバーの作り方・・・・・・・1
 1.1 はじめに・・・・・・・・・・・・1
 1.2 エレクトロスピニング法の原理・・2
 1.3 ナノファイバー作製に必要な設備・2
 1.3.1 高電圧発生器・・・・・・・・2
 1.3.2 シリンジとノズル針・・・・・3
 1.3.3 ナノファイバー作製用ターゲット板・・・・・・・・・・・・4
 1.3.4 ノズルとターゲット板の位置関係と装置の外観・・・・・・・4
 1.4 ファイバーのナノ化に影響する因子・・・・・・・・・・・・・・・5
 1.4.1 ポリマーの種類・・・・・・・5
 1.4.2 ポリマーの分子量・・・・・・5
 1.4.3 ポリマーの構造・・・・・・・6
 1.4.4 ポリマー溶液の濃度・・・・・6
 1.4.5 溶媒の影響・・・・・・・・・7
 1.4.6 溶液の表面張力と導電性・・・8
 1.4.7 装置の工夫・・・・・・・・・8
 1.4.8 ナノファイバーの直径の測定・10
 1.5 ナノファイバーを作製するためのABCD 式・・・・・・・・・・・10
 1.6 ナノファイバーの用途と課題・・10
第2 章簡単で奥の深いエレクトロスピニング・・13
 2.1 放電現象とエレクトロスピニング・13
 2.2 コロナ放電・・・・・・・・・・13
 2.3 液滴の吐出機構とTaylor cone(テーラーコーン) ・・・・・・・・・14
 2.4 エレクトロスプレーとエレクトロスピニング・・・・・・・・・・・16
 2.5 イオン風とスプレー速度・・・・18
 2.6 レイリーリミテッド(液滴の分裂)・19
第3 章なぜナノファイバーができるのか・・21
 3.1 Baumgarten の研究・・・・・・・21
 3.2 Reneker の研究・・・・・・・・24
 3.3 Brenner とRutledge の研究・・・25
 3.4 エレクトロスピニングのアイデア28
 3.5 ノズル先端でのファイバーの形成・30
 3.6 ストレートファイバーから,らせんファイバーへ・・・・・・・・・32
第4 章最近の技術革新・・・・・・・・・・37
 4.1 最近の研究と装置・・・・・・・37
  ノズル周りの電界の安定・・・・38
  ノズル部トラバースシステム・・40
  マルチシリンジ・・・・・・・・40
  高電圧発生と静電気対策・・・・40
 4.2 各種ポリマーにおけるナノファイバー作製技術・・・・・・・・・41
  バイオポリマー・・・・・・・・41
  スーパーエンプラポリマー・・・41
  ポリエチレンテレフタレート(PET) ・・・・・・・・・・・・41
  ナイロン・・・・・・・・・・・44
  ポリ乳酸・・・・・・・・・・・44
  ポリウレタン・・・・・・・・・44
  PVA ・・・・・・・・・・・・・44
  PAN ・・・・・・・・・・・・・45
  その他・・・・・・・・・・・・46
 4.3 ビーズをなくす・・・・・・・・46
 4.4 ファイバーの直径を制御する・・48
第5 章エレクトロスピニングで作られたナノファイバーの出口・53
 5.1 フィルター/繊維表面改良・・・53
 5.2 セパレーター・・・・・・・・・54
 5.3 細胞培養基材・・・・・・・・・57
 5.4 カーボンナノチューブ(H.Hou)・58
 5.5 酸化チタン(D.Li) ・・・・・・59
 5.6 カーボンナノファイバー(D.L.Gee)・59
 5.7 補強(F.Ko) ・・・・・・・・・60
 5.8 一方向に並べる(S.F.Fennessey)・61
 5.9 湿度センサー(D.Aussawasathien)・61
 5.10 多孔質ナノファイバー(J.S.Stephens) ・・・・・・・・62
 5.11 チューブ状(中空)ナノファイバー(I.G.Loscertales) ・・・・・・・62
 5.12 メディカル・サニタリー・コスメティック・・・・・・・・・・・64
第6 章現状と将来・・・・・・・・・・・・67
 6.1 現状・・・・・・・・・・・・・67
  6.1.1 大学での取り組み・・・・・67
  6.1.2 地方自治体での取り組み・・69
 6.2 将来へ向けての可能な技術・・・69
  6.2.1 溶融エレクトロスピニング・69
  6.2.2 炭酸ガスレーザーを用いた溶融エレクトロスピニング・・・72
  6.2.3 ニードル(針)ノズルを使わないエレクトロスピニング法・73
 6.3 最近のトピックス・・・・・・・74
第7 章フラットノズル方式からのスピニング――Elmarco 社のチャレンジ・79
第8 章工業化に向けた課題・・・・・・・・87
 8.1 工業化に取り組む企業・・・・・87
 8.2 ノズル洗浄・・・・・・・・・・88
 8.3 溶媒の除去,サンプルの乾燥・・89
 8.4 厚みのあるサンプルの作製・・・89
 8.5 生産速度と工業化装置の概要・・89
 8.6 マルチノズルの基本設計・・・・91
 8.7 マルチノズルの課題・・・・・・93
第9 章日本特許に見るエレクトロスピニング・95
 9.1 概要・・・・・・・・・・・・・95
 9.2 エレクトロスピニングによるナノファイバー製造企業・・・・・・96
 9.3 製造技術・・・・・・・・・・・101
 9.4 バイオ・メディカル・・・・・・108
 9.5 フィルター・・・・・・・・・・109
 9.6 電池・セパレーター・・・・・・111
 9.7 まとめ・・・・・・・・・・・・112
第10章エレクトロスピニング法によるナノファイバーの研究動向・113
 10.1 はじめに・・・・・・・・・・113
 10.2 エレクトロスピニング法によるナノファイバー研究の歩み・・・・113
 10.3 エレクトロスピニング法を学ぶための文献紹介・・・・・・・・・115

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