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研究和开发趋势

利用 SPring-8 大规模同步辐射装置开发新材料
工业—学术界联合体专用光束线研制成功

1. 概述

2008 年 2 月 15 日,19 家企业集团组成高级软材料光束线联合体,旨在利用 SPring-8 大规模同步辐射装置*的可用高级光源设计收缩光束线,以开发新型先进材料。

BL03XU 收缩光束线,作为 SPring-8 的首个同类光束线,已于 2010 年 2 月 4 日研制成功。 政府利用这种大规模同步辐射装置产生的先进光源使专业学者能够利用自身知识,使私营部门的研究人员能够利用自身的技能寻找新的高分子材料,旨在使高分子科学获得进一步发展。

希望将同步辐射装置作为一种工具,开发出高分子材料的创新应用。

SPring-8 大规模同步辐射装置鸟瞰图 © RIKEN/JASRI

* SPring-8 由物理和化学研究所 (Riken) 在 Hyogo Prefecture's Harima Science Park 市建造。 这是第三代大规模同步辐射装置,能够产生世界上质量最高的同步辐射。 同步辐射是带电粒子在电磁场的作用下沿弯转轨道行进的速度增加至接近光速而发出的一种轻型强电磁波。 SPring-8 源自对装置的描述,即超级光子环 8 GeV(8 千电子伏)装置。

2. 收缩光束线概览

通过使用企业联合体生产的这种收缩光束线,可同时进行纳米-亚微米级的 X 射线分析和高分子材料的散射测量。 通过使用特殊的光源增亮设备可实现高分辨率并形成微光束。 收缩光束线由 1 号实验箱(薄膜的结构特性)和 2 号实验箱(动态纳米-亚微米级结构特性)组成。

高级软材料光束线概览

第一个实验箱的目的在于评估有机和高分子薄膜表面和接口的动态结构特性。 这包括检查结晶聚合物薄膜的结晶程度、晶体变形和长期结构性质,以确定不同环境条件下嵌段共聚物薄膜的微相分离结构和薄膜中超分子聚合物的分子聚集。 该系统有助于控制高分子薄膜表面和钎缝界面区所用的高分子材料结构。 预计这将对开发高性能软物质的广泛应用大为有利,包括电子设备(有机 EL、有机 FET 和有机内存材料)、粘合、涂层、印刷和生物材料。

第二个实验箱的目的在于发现高分子材料的动态结构及其物理性质之间的关系,以开发新型材料。 这个设置可以进行测量,以阐明外部条件发生变化时(如拉伸和旋转相关的应力、加热和冷却、压力和溶剂蒸发)高分子材料的形成和退化机制。 评价在成型和加工等过程中高分子材料在微观层面上的结构性质,高分子晶体的电子密度分布,模压聚合物产品的变形机制和高分子材料的结构性能。 此外,第二个实验箱所在的地方足以使用一个标准化的动态样品支架系统。 这个系统使企业集团能在自己的大型设备,如生产线上,充分利用收缩光束线的特性。

3. 未来发展和连锁反应

目的是使用这种收缩光束线开发和使用新的分析和评估技术,检查材料的表面和内部结构,而使用其他方法几乎无法进行这些评估。

我们希望通过生产一种基于高分子材料的创新型框架,用于开发新一代先进材料,从而对经济增长做出巨大贡献。

Nitto 支持国家研发项目

致力于使技术参与符合未来国家战略的国际研发项目。

1. CO2 回收技术

(这个政府补贴研究由 Nippon Steel Engineering Co. Ltd. 和经济、贸易和工业部共同进行。)

同地球创新技术研究所 (RITE) 以及四家私有公司共同开发用于浓缩发电站排放的 CO2 气体的膜组件。 2009 年(财政年),使用原型膜组件与一种新型发电厂产生的气体进行了测试。 一方面希望能证明膜组件具有高能效,另一方面也希望继续在未来开发膜组件。

测试工厂(ECOPRO: 由经济、贸易和工业部赞助的 JCOAL 项目。)

2. 生物乙醇浓缩技术

(NEDO: 新能源和工业技术发展组织)

近年来,生物乙醇作为汽车燃料添加剂受到了广泛关注。 目前,使用木头和稻草等材料的纤维素进行的相关乙醇研究和开发也在积极进行。 这种材料不会对食物的供应造成影响。 作为 NEDO 项目的参与者之一,Nitto 正在使用我们的专利膜组件进行研究和开发,使从纤维素中提取的 3-5% 的乙醇浓度高于 99.5%。

日东电工亚洲技术中心将光电学和医学技术结合

日东电工亚洲技术中心 (NAT) 2008 年 11 月成立于新加坡最新的高技术工业区 Fusionopolis 有两个主要任务:一个是使用公司的专利材料开发用于环境和医疗领域的新产品,另外一个就是同基于新加坡的研究和开发企业建立长期合作伙伴关系。

NAT 目前由 18 名年轻的科学家和技师组成,他们来自七个亚洲国家,其中的一半以上持有博士学位。 这会使在 NAT 进行的工作产生文化和观点的独特融合。 NAT 在过去的 15 个月内已提交了 20 个专利申请书。

在过去的一年中,用于生物医学领域的 NAT 有机光电子传感器设备的技术研发已经取得了辉煌的成绩。 这样的成果得益于 Nitto 原始和独特聚合物工艺和新加坡突出的研发基础设施的结合。

一种典型的光电传感器
将样品插入一种小型的便携设备便可以立即获得其生物信息。

使用传感器设备立即获取生物信息有助于监测和预防疾病。 此外,通过使用电子通讯和“远程医疗”有可能实现更有效的疾病管理。 随着对医疗服务需求的潜在增加,和老年人口的不断增加,人们都希望新型的医疗服务能够弥补医务人员和医院床位的短缺。

为了将使用我们专有有机光电传感器的产品投入市场,就必须找到能够大规模生产具有高灵敏度和准确度且价格低廉的传感器设备的生产途径。 Nitto 的聚合物工艺在设计集成有机光电设备方面具有很大的灵活性,在生产有机光波导管方面也具有价格优势。

一种光波导
光,从左侧进入,穿过光波导管。 光波导管是一种由精密聚合物加工组成的光路,位于中心墙底部。 光波导管形成的字母出现在右侧。

2010 年(财政年)将更努力地完善这些产品并开发新的应用领域。

NAT 成员具有不同的文化背景。

  

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