ナノの部屋 - 柴田科学株式会社

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ナノの部屋

“ナノ”とはどのようなものなのか、ナノ市場と当社の対応製品について解説します

	“ナノ”とはどのようなものなのか？

	ナノ関連市場分野と対応する柴田科学の製品

	当社によるナノ関連の学会発表・研究論文の履歴

“ナノ”とはどのようなものなのか？

●ナノとは

１ナノメートルは10億分の1メートル。お米が約1000分の5メートル、髪の毛の太さが約１万分の1メートルです。細菌でさえ100万分の１メートルなので、どれだけ小さいことか･･･。たとえ話で地球の大きさを１とすると10億分の1の大きさはビー玉くらいだそうです。

●ナノテクとは

ナノテクノロジーの略称です。100nm(ナノメートル)未満のサイズの物質から製品を造る技術のことを言います。
どんなに複雑な物質でも、100種類程度の原子という小さな粒から成り立っています。この原子をいろいろ組み合わせたり、並べ方を変えたり、自由に組み立てられると物質そのものの性質を変えることができ、これまでに作ることが出来なかった小さな部品や機械を作ることができます。今まで作られていた物もナノテクを応用すれば異なる性質や特性を生み出せてしまうことが解っています。
またナノサイズ加工技術の発達により、あらゆる機器が小さくなったり、高機能化する可能性が大きくなっています。世界各国でナノテクノロジー開発予算を年々増やしており、食品、医薬品、素材、材料と幅広いナノテク開発が行われています。

数字表記	単位表記	単位読み
10^-1	ｄ	デシ
10^-2	ｃ	センチ
10^-3	ｍ	ミリ
10^-6	μ	マイクロ
10^-9	ｎ	ナノ
10^-12	ｐ	ピコ
10^-15	ｆ	フェムト

●市場動向
材料分野：	フラーレンは60個の炭素原子をサッカーボールのような形に結合させたもので、直径0.7ナノメートルほどの球体です。このフラーレンをプラスチック材料に混ぜると、電気的性質や機械的強度が増すことが判っています。カーボンナノチューブは直径が2～3ナノメートルの筒状をしており、炭素同士が強く結びついているので鉄の10倍以上の強さがありながら、綿よりも軽い物質です。軽くて強いだけではなく、ハチの巣構造の巻かれ方次第では電気をよく通す性質も持ち、電流の増減を調整出来る半導体のような性質も持っているそうです。ナノガラスはナノサイズの穴を開けて、ガスや有害物質を分離することが出来ます。

計測・測定装置分野：
走査型電子顕微鏡では0.5ナノメートルまで、透過型電子顕微鏡では0.1ナノメートルまで、見ることが出来るそうです。またとがった針で接触して測る走査プローブ顕微鏡では垂直方向に0.01ナノメートルまで凹凸が判るものもあります。

コンシューマー分野：	形状記憶シャツ等はナノファイバーを使用して繊維を加工しています。テニスラケットにはフラーレンを使用し質量を増やさずに強度を上げています。めがねのレンズにはフッ素コーティングすることでくもり止めや汚れがつかないようにしています。

情報通信分野：

電子基板やICチップの回路をナノサイズ加工することにより、大変小さくすることができ、パソコンや携帯電話等の部品に使用されています。記憶装置も同様に小型化することによって記憶容量が飛躍的に増えています。

医療分野：

ドラッグデリバリーシステム（通称：DDS）という考え方があり、患部だけに薬を届けるという方法です。
これにはフラーレンを用いて薬を包み、正常な細胞には吸収されないようにする試みが行われています。

バイオテクノロジー分野：

動植物を構成しているたんぱく質やDNAはナノメートルサイズであり、ナノテクにより体の一部になってしまう人工骨や人工皮膚、人工臓器の開発を行っています。
またバイオチップと呼ばれるガラスやシリコンをベースに作られたナノ加工チップにより、血液だけで健康状態が分かるという技術も開発されています。

計測・分析技術分野：

試料、素材、ナノ加工等の試験・検査・評価が必要であるため、測定装置はなくてはなりません。SEM、TEM、TOF-SIMS等、タイプが多種類あります。
当社ではナノ粒子を測定するための発生装置・測定装置・ばく露試験装置(プラント)等がございます。

●●● 豆知識 ●●●
	日本刀作りは、実はナノサイズで原子のならびを作り変えて強化しています。鉄を熱した直後に水を掛け、鉄の中の不純物をナノサイズでコントロールしています。

ナノ関連市場分野と対応する柴田科学の製品

分野と市場規模 0 5 年：億円	品目・サービス等のカテゴリー	Ⅰ.最終製品（装置・システム）	II.部品（デバイス）	対応する柴田科学の製品・技術	III.材料（Ｆ：触媒・塗装・材料、Ｈ：航空・輸送機器）	IV.関連装置・サービス（Ｅ：超精密製造・加工、Ｇ：計測評価装置）	Ｖ.研究・開発・リスク管理
エレクトロニクス分野	表示・映像装置関係(970）	FED/SED、有機EL、無機EL、データプロジェクター	高機能光学薄膜、ナノレンズアレイ、CNT光源	ガラス容器撹拌機蒸留水製造装置超純水製造装置反応合成装置超音波洗浄器マイクロリアクターガラスチューブオーブン低温循環水槽バキュームポンプ分子蒸留装置薄膜濃縮装置	・カーボンナノチューブ・フラーレン・ナノ繊維・ナノコンポジット・ハイテンション鋼板・光触媒材料・ナノ磁性材料・ナノ金属・電波吸収体・ナノセラミックス・ナノガラス・分離膜材料・フォトニック結晶・ナノ粒子・ナノ標準粒子・航空機用材料	・ナノ成膜用CVD ・ナノ成膜用PVD ・インクジェットプリンタ（産業用）・エッチング装置・ナノインプリント装置・次世代ステッパ・EB装置・マイクロ流体デバイス・ナノ金型・微粒子化装置・超臨界装置・SPM ・FIB ・SEM ・TEM ・SIMS ・粒子径測定装置・TOF-SIMS ・光電子分光装置・Auger装置・ラマン分光測定装置・近接場光学顕微鏡・フェムト秒レーザー・エネルギー分散型X線分析装置・ナノテク製造（加工）サービス・ナノテク分析サービス	・各分野のナノ関連研究・開発・ナノ分野の社会的受容性（健康への影響、公害等）の研究管理（公的機関等）・ナノ分野全般に関わるリスク管理ビジネス
	記憶装置関連(3090）	インクジェットプリンタ	フラッシュメモリー、光ピックアップ、ディスクリートトラックメディア、パターンドメディア、次世代光ディスク
	携帯機器関連(14006）	ユビキタス端末、HMD	ウェアラブルセンサ
	演算装置関連(300)	量子コンピュータ、分子コンピュータ	次世代LSI、超高密度プリント配線基板、放熱部品、光集積回路、量子メモリ、CNTトランジスタ
	通信装置関連(360)	－	RF-IDタグ、光デバイス、光配線
	センサ関連(615)	－	CMOSセンサ、加速度センサ、圧力センサ、CNTセンサ
	フレクシブルエレクトロニクス　　デバイス関連(6)	－	分子エレクトロニクスデバイス、電子ペーパー、有機半導体
バイオ・医薬・化粧品分野	医薬品関連(90)	DDS、診断検査薬、人工生体材料	－	ガラス容器蒸留水製造装置超純水製造装置マイクロリアクタースプレードライヤーガラスチューブオーブン反応合成装置ロータリーエバポレーター分取クロマト低温循環水槽バキュームポンプカールフィッシャー水分計
	バイオ関連(890)	内視鏡、ポイントオブケアシステム	バイオセンサ、DNAチップ、抗体チップ
	化粧品関連(170)	DDS、診断検査薬、人工生体材料	－
燃料電池・エネルギ｜分野	発電関連(71)	燃料電池自動車、家庭用燃料電池CGS、民生用/業務用燃料電池CGS	携帯機器用燃料電池デバイス、薄膜太陽電池、色素増感型太陽電池、熱電発電システム	電位差自動滴定装置マイクロリアクタースプレードライヤー分子蒸留装置薄膜濃縮装置
燃料電池・エネルギ｜分野	蓄電関連(4750)	－	リチウムイオン電池、電気二重層キャパシタ	電位差自動滴定装置マイクロリアクタースプレードライヤー分子蒸留装置薄膜濃縮装置
環境分野	環境関連(50)	－	ナノフィルター、メンブレンリアクター、極微量分析センサ
超精密製造・加工分野(942)		ナノ成膜用CVD、ナノ成膜用PVD、　産業用IJ、エッチング装置、ナノインプリント装置、次世代ステッパ、EB装置	マイクロ流体デバイス、ナノ金型、微粒子化装置、超臨界装置	蒸留水製造装置超純水製造装置粒子発生装置
触媒・塗装・材料分野		炭素系ナノ材料(185)	カーボンナノチューブ、フラーレン	ガラス容器攪拌機スプレードライヤー反応合成装置低温循環水槽
		樹脂系ナノ材料(70)	ナノ繊維、ナノコンポジット
		金属系ナノ材料(385)	ハイテンション鋼板、光触媒材料、ナノ磁性材料、ナノ金属、電波吸収体
		非金属系無機ナノ材料(10)	ナノセラミックス、ナノガラス
		その他のナノ材料(220)	分離膜材料、フォトニック結晶、ナノ粒子、ナノ標準粒子
計測評価装置分野	計測評価装置関連(627)	SPM、FIB、SEM、TEM、SIMS、粒子径測定装置、TOFSIMS、光電子分光装置、オージェ装置、ラマン分光測定装置、近接場光学顕微鏡、フェムト秒レーザー、エネルギー分散型X線分析装置		低温循環水槽
	サービス関連(80)	ナノテク製造加工サービス		DMA＋FCE
	サービス関連(80)	ナノテク分析サービス		DMA＋FCE
航空・輸送機器関連分野（200)		－	－	精密微差圧計
対応する柴田科学の製品技術		パーティクルモニター風速計環境試験装置（プラント) DMA＋FCE	ガラス器具、吸引ポンプ	―	有機合成装置、マイクロリアクター、スプレードライヤー、ガラス容器、超音波洗浄器、撹拌機、低温循環水槽、リアクター、DMA＋FCE	低温循環水槽、シングルエレクトロスプレー、金粒子発生装置	マスクフィッティングテスター、細胞曝露実験装置、全身曝露実験装置、DMA＋FCE、ダストフィーダー

※（注）　
１．分野分類、カテゴリー、市場規模数値等は経済産業省（富士経済、旭リサーチセンターが受託調査）の公表資料による。　
２．製品名・部品名等は代表的なものの例示である。

当社によるナノ関連の学会発表・研究論文の履歴

発表年月	題目	学会、刊行誌等
1999年11月	長尺電気移動度分級装置の試作と性能評価	第39回日本労働衛生工学会
2000年08月	長尺DMAを用いた１μmポリスチレンラテックス粒子の粒径測定	第17回エアロゾル科学・技術研究討論会
2000年12月	光散乱粉じん濃度計の粒径特性に関する基礎的検討	第40回日本労働衛生工学会
2001年09月	大粒子用長尺DMAの開発と１μm級ポリスチレンラテックス粒子の分級特性	冊子：空気清浄　第39巻第3号
2003年09月	大気中超微小粒子測定装置の開発と性能評価（その１）－装置概要及び超微小粒子測定における基本性能－	第44回大気環境学会年会
2003年09月	大気中超微小粒子測定装置の開発と性能評価（その２）－装置概要及び超微小粒子測定における基本性能－	第44回大気環境学会年会
2005年07月	大流量DMAの開発	第22回エアロゾル科学・技術研究討論会
2007年08月	金粒子発生装置の開発とその評価	第24回エアロゾル科学・技術研究討論会
2007年08月	エレクトロスプレー粒子発生装置の開発と評価	第24回エアロゾル科学・技術研究討論会
2008年08月	エレクトロスプレーを用いた市販粒子の発生	第25回エアロゾル科学・技術研究討論会
2009年06月	超音波霧化法による懸濁液からの超微粒子の発生	化学工業会　第74回年会