バイオミメティクスから学ぶ有機エレクトロニクス 白鳥 世明(著/文) - コロナ社 【利用不可】
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バイオミメティクスから学ぶ有機エレクトロニクス
- 初版年月日
- 2019年11月
- 書店発売日
- 2019年10月30日
- 登録日
- 2019年9月20日
- 最終更新日
- 2019年10月21日
紹介
【書籍の特徴】
私たちの日常生活でも役立つ新製品は，意外にも生体の優れた機能を模範，模倣することから，もしくは生体機能にヒントを得て発案されたものが多い。何万年，何億年と絶滅の危機を回避して生き延び，進化の一途を経て来た生体の機能にはわれわれ人間が学ぶべきもとがあまりに多い。それがバイオミメティクス（生体模倣）であり，特に生体機能こそわれわれの学ぶべき老師であるともいえる。
近年著しい進展を遂げているエレクトロニクスには，有機物が積極的に活用されている。コガネムシの美しさやホタルの発光は昔から人々を魅了してきた。スマホやパソコンの表面では, 液晶や有機ELが次々に開発され, 近年目覚ましい進展を遂げている。しかしながら，ヘルスケア用や香料, 製品の管理用の匂いセンサとなるとまだまだであり，犬や多くの動物の嗅覚にまさる製品がなく，今後の研究開発が期待されている。太陽電池もだいぶ普及してきたが，植物の光合成に見習うべきところがまだまだありそうである。
こうした有機薄膜表面の機能の発現，制御には顕微鏡による直接観察がきわめて有用であった。これからも，マイクロメートルオーダー，ナノメートルオーダーの観察や制御に顕微鏡がますます活躍するであろう。そのため，本書では電子顕微鏡やプローブ顕微鏡をはじめ薄膜のおもな評価方法もまとめた。
【著者からのメッセージ】
著者らも，ハスの葉がコロコロと雨水を弾く様子に魅了され，「バイオミメティックス」によって，その機能を自動車用の汚れ防止として撥水コーティングやヨーグルトが付着しない容器の蓋材などの開発，製品化を進めてきた。ハスの葉そのものはヨーグルトを弾けるが，生クリームは付着してしまう。それでも原理を追求し続けると，生クリームの付着しない表面も製品化でき，実際にクリスマスケーキのフィルム用に製品化された。「表面・界面」において、生体の優れた機能からの発想がとても有効であることを実感している。
本書では，植物，動物のバイオミメティクスからはじめ，特に生体の表面に直目する。また，生体の特徴的な構造を形成する生体分子の自己組織化について述べた。そして，この自己組織化から発現するさまざまな機能を調べ，こうした機能性を発現する特徴的な構造を模倣したさまざまな薄膜形成技術を学習し，それを用いた電子デバイスへの展開を紹介する。
特に，有機エレクトロニクスの中で，バイオミメティクスに重点を置き，材料科学，界面物理・界面化学に関する基礎的な理解，電気・電子デバイス，光学デバイスに関する基礎理解や新しい発想の習得を目標として，大学生・大学院生の教科書・参考図書とすることをめざした。実践的な薄膜の製造方法や評価方法についても紙面の許す範囲で記述したため，民間・産業界での研究・開発の一助にもなれば幸いである。
目次
1. バイオミメティクスとは
2. 生物模倣と表面
2.1 植物
2.2 動物
章末問題
3. 固体表面構造と濡れの関係
3.1 接触角
3.2 撥水性と超撥水性の分類
3.3 超撥水性発現のためには
3.3.1 化学的要因
3.3.2 幾何学的要因
3.4 撥水性が要求される用途および現状と課題
3.5 平ら面上での濡れ現象
3.6 凹凸面上での濡れ現象
3.7 複合表面上での濡れ現象
章末問題
4. 導電性高分子とデバイス
4.1 電気ウナギの発電メカニズム
4.2 電気を使う神経線維
4.3 電線を流れる電気
4.4 導電性高分子の発明
章末問題
5. 水晶振動子マイクロバランス
5.1 人の五感とセンシング
5.2 水晶振動子
5.3 水晶の圧電効果
5.4 質量付加効果
5.5 液中での質量付加効果
5.6 水晶振動子の等価回路および発振回路
5.7 水晶振動子式センサの感度
章末問題
6. 顕微鏡の原理と利用法
6.1 光学顕微鏡
6.2 電子顕微鏡
6.2.1 走査型電子顕微鏡
6.2.2 透過型電子顕微鏡
6.3 走査型プローブ顕微鏡（SPM）
6.3.1 走査型プローブ顕微鏡の原理
6.3.2 走査型トンネル顕微鏡（STM）
6.3.3 原子間力顕微鏡（AFM）
6.3.4 SPMによる観察・評価
6.4 X線回折法
6.5 赤外分光分析法
6.6 紫外可視吸光度測定法
6.7 エリプソメトリー法
章末問題
7. 動画表示素子，ディスプレイ
7.1 液晶
7.2 生物発光
7.3 有機EL
章末問題
8. 光学多層膜の原理と応用
8.1 フレネルの透過と反射
8.2 多層膜の透過と反射
8.3 有機高分子の屈折率
章末問題
9. コーティング技術
9.1 コーティング技術の利用
9.2 ドライコーティング技術
9.2.1 真空蒸着法
9.2.2 スパッタリング法
9.2.3 イオンプレーティング法
9.2.4 化学気相反応法
9.2.5 分子線エピタキシー法
9.2.6 静電塗装
9.3 ウェットコーティング技術
9.3.1 ディップコート
9.3.2 スピンコート
9.3.3 グラビアコート
9.3.4 スロットオリフィスコート
9.3.5 スプレーコート
9.3.6 ビードコート
9.3.7 メッキ技術
9.3.8 LB法
9.4 次世代コーティング技術
9.5 交互吸着法
9.5.1 交互吸着法の原理
9.5.2 交互吸着法の報告例
9.5.3 光学薄膜作製技術としての交互吸着法
章末問題
10. 有機薄膜太陽電池
10.1 有機薄膜太陽電池の原理
10.2 有機薄膜太陽電池の構造
10.3 有機半導体活性層
10.3.1 半導体
10.3.2 有機半導体と活性層
10.3.3 太陽電池特性
10.4 最近の研究動向
10.4.1 低バンドギャップポリマーへの取組み
10.4.2 光吸収領域の長波長化への取組み
10.4.3 界面構造に関する取組み
10.4.4 半透明太陽電池の開発
10.4.5 ウェットプロセスでの有機薄膜太陽電池
章末問題
11. 電磁気学と有機エレクトロニクス
11.1 非接触IC
11.2 フレキシブルエレクトロニクス
11.3 ウェアラブルエレクトロニクス
11.4 IoTセンサデバイスシステム
章末問題
引用・参考文献
章末問題略解
索引
上記内容は本書刊行時のものです。
