成果報告書詳細
管理番号20100000001708
タイトル平成21年度成果報告書 次世代バイオミメティク材料・技術に係わる調査
公開日2010/10/26
報告書年度2009 - 2009
委託先名神鋼リサーチ株式会社
プロジェクト番号P09018
部署名ナノテクノロジー・材料技術開発部
和文要約1. 次世代バイオミメティック材料・技術に関する、国内外における技術シーズ・技術動向調査としての文献調査を行なった。文献調査の結果を機能別に分類し,生物シーズ、対象とされている材料、期待される用途を纏めた。「超疎水性/疎水性/超親水性/ぬれ性」では、運輸機関の摩擦低減、マイクロ流体デバイス、フィルム、「構造発色」では反射防止皮膜、「接着性・粘着性」では易リサイクル構造、「エレクトロニクス・光学材料・太陽電池」材料では、デバイス、電池材料、太陽熱コレクター、家屋の内外壁が市場規模も大きく、GHG削減効果も大きいと考えられた。
2. 次世代バイオミメティック材料・技術に関する、国内外におけるプロジェクトの調査として、米国NSF、DARPA、DOE、欧州のFP7の関連プロジェクトの調査を行なった。
3. 次世代バイオミメティック材料・技術に関する、国内外における関連ニーズの調査として、以下の4つの観点から行った。
1) 新成長戦略との整合性
2) 企業、大学、国研等の研究開発者へのヒアリング結果
3) 経済産業省、NEDO技術戦略マップとの適合性 
4) 経済産業省 ものづくり高度化  川上・川下ネットワーク構築事業
これらを通じて、低環境負荷型製造技術、複雑な階層的微細構造による高機能性発現に関連し、国の戦略に整合し、ものづくりの現場で要求されている関連ニーズ、有望分野を抽出した。
4. ニーズとシーズのマッチングを行い、環境・エネルギーの太陽電池の自己洗浄性反射防止皮膜、自動車のエンジン内での摩擦損失低減、建築用部材の省エネルギー型環境制御、高効率照明の高反射バックライト、生産工程の改善・高機能化のニーズに対応する技術シーズを選定した。特に喫緊の課題の一つである省エネ型住宅のニ-ズに対応する技術を抽出した。以下の3シーズ、
・甲虫の翅の構造色金属光沢(反射)と超撥水性を模倣した赤外線反射材料
・タペータム*を模倣した高反射率バックライトパネル
・昆虫複眼表面を模倣したコーティングによる太陽光発電の効率の上昇、については環境負荷低減効果、市場規模等についても調査を行なった。
*タペータム:輝盤(英: tapetum)は、視神経円板の背側部の血管板と脈絡毛細血管板の間に存在する構造物である。
5. 提言には、バイオミメティックス材料・技術に関する短期、中期、長期の取組みについて纏めた。
英文要約1.Literature survey was conducted to examine domestic and international technological seeds and trend analysis pertaining to material and technology of next generation biomimetics. The result of bibliographic survey was sorted by function; biological seeds, targeted material, and its expected usage were summarized. The reduction of friction of means of transportation, microfluidic device, and film sorted as “superhydrophobic, hydrophobic, superhydrophilic, and
wettability”; anti-reflection coating sorted as “structural coloring”; easily recyclable structure sorted as “adhesion and cohesion”; device, battery material, solar heat collector and inner/outer walls of residential housing sorted as “electronics, optical material, and solar battery” comprise a large market and are also considered to have impact on reduction of GHG.
2.A survey was conducted on projects implemented by NSF, DARPA, DOE of the U.S. and FP7 of Europe to examine domestic and international projects with regards to material and technology of next generation biomimetics.
3.Regarding material and technology of next generation biomimetics, a survey was conducted based on the following four points of view related to domestic and international needs.
1) Suitability with the new development strategy
2) Results of interviews conducted towards researchers of companies, universities, and national research institutions
3) Conformance with the technological strategy of METI and NEDO
4) METI “Sophistication of Monozukuri (Manufacturing)” Downstream and Upstream Network Development Project
The domestic and international related needs and potential field were chosen through the above.
4.Through matching seeds and needs, the self-cleaning antireflection coating of energy & environmental solar battery, reduction of frictional loss inside the engine of automobiles, energy saving environmental control of construction materials, highly reflective back light of efficient lighting and process improvement and high functionalization were selected as technological seeds corresponding to related needs. The seeds were selected as the technology to meet the needs of energy-efficient residential homes, which is especially one of the most urgent issues.
A survey pertaining to the effects of reduction of GHG and market size has been conducted for the following three seeds in the selected seeds.
・Infrared-reflective material that emulates structural color, metallic luster (reflection) and superhydrophobicity of wings of beetles
・Highly reflective backlight panel emulating tapetum
・Improving efficiency of solar battery by using a coated layering, imitating the surface of insect’s compound eyes
5.In proposal, implementation pertaining to material and technology of biomimetics in a short term, a middle term and a long term were disribed.
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