纳米新技术

【纳米新技术】建材篇：形状、色彩自由操控

会场上备受关注的是利用纳米技术实现了前所未有新功能的产品试制品。例如，可卷起来的扬声器、可由镜子变为透明的玻璃、设置于太阳能电池背面的热电转换模块等。本届展会有很多不久即可面世的高完成度展示，让人感觉纳米技术引领电子产品革新的时代指日可待。

元器件方面的展示，有直接关系到功率半导体低成本化的大口径SiC基板和利用新制造技术试制的GaN基板，以及超越LSI微细化极限的自组织技术和用于三维安装的转接板技术等。

下面将分领域对最新纳米技术的开发动向逐一介绍。（《日经电子》采访组）

建材与器具：自由控制形状和颜色、可卷起来的扬声器

建材与器具：自由控制形状和颜色、可卷起来的扬声器

利用薄膜技术和激光技术等，自由控制家电等产品以及窗玻璃等建材的形状和颜色，这些展示前人头攒动。其中反响最大的是富士胶片试制的可以卷起来的扬声器。该公司将所开发的薄膜作为振动板使用，实现了能够弯折的扬声器。在会场上，除了能卷起来的扬声器外，富士胶片还展示了折扇状扬声器等此前从未见过的新式扬声器（图1）。

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[/td][/tr][tr][td]图1：可制成多种形状的扬声器

富士胶片开发出了可作为扬声器振动板使用的薄膜（a）。通过在粘弹性聚合物中混入压电陶瓷，兼顾了柔性和音响特性（b）。（图由《日经电子》根据富士胶片的资料制作）[/td][/tr][/table]

要实现可弯曲的振动板，柔软的材料必不可少。但柔软的材料容易吸收振动，所以很难在确保柔软性的同时产生振动。为了解决这一问题，富士胶片开发出了一种能在20Hz～20kHz人的可听频率范围下变硬、而在用手弯曲材料时的数Hz下变软的粘弹性聚合物。

在这种粘弹性聚合物中混入压电陶瓷制成压电复合材料，并用电极夹住材料用保护层密封，然后只要向电极施加电压，压电陶瓷就会振动，使粘弾性聚合物发挥振动板的作用。

利用激光使照明器具小型化

东芝正在尝试如何使体育场等室外设施和摄影棚等使用的照明器具实现低耗电量化和小型化。在用LED替换现有HID灯（高压气体放电灯）时，为了确保散热部会导致灯的体积变大。对此，东芝通过分离照明器具的散热部和发光部解决了这个问题。

具体做法是，在光纤的一个端面设置会产生高热的蓝色激光二极管发光部，在另一个端面配置荧光材料。蓝色激光二极管发射出的蓝色光通过光纤照射到荧光材料上，一部分蓝色光在荧光材料中进行波长转换并再次与蓝色光混合，从而混合出白色光。

这种方法可缩小产生照明用白色光的部分，并制成多种形状。东芝在演示中展示了圆环状照明灯，以及白炽灯泡形状的照明灯（图2）。蓝色激光器的输入功率为5W，构成白色光源的荧光材料从日亚化学工业采购。

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[/td][/tr][tr][td]图2：使用蓝色激光的新照明器具

东芝开发出了利用以蓝色激光二极管、光纤、荧光材料构成的白色光源而形成的照明模块。计划

用于室外设施和摄影棚等的照明用途。[/td][/tr][/table]

改变室内装饰和窗玻璃

此外，展会上还展示了控制颜色的“电致变色（electrochromic：EC）”和“气致变色（gaschromic：GC）”技术的应用示例（图3）。

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[/td][/tr][tr][td]图3：通过电压和气体改变特性的技术受到关注

产综研纳米系统研究部门展示了通过加载电压可改变颜色的玻璃（a）。产综研可再生材料研究部门公开了通过注入和析出氢气在透明玻璃和镜子之间切换的技术（b）。此外，理光开发出了

采用EC技术的彩色电子纸用面板（c）。[/td][/tr][/table]

日本产业技术综合研究所（产综研）纳米系统研究部门及东和制作所展出了设想用于室内装饰和调光玻璃的“EC玻璃”。EC技术利用向材料施加电压时，材料的光学特性随着可逆氧化还原反应而变化的现象。EC玻璃采用在两块玻璃间夹着ITO/EC材料等的构造。

EC材料采用普鲁士蓝（PB）及其类似材料，可在蓝色和黄色之间切换。加载电压为1.2V。据称在切换100多万次以后，性能也不会变差。

产综研可再生材料研究部门展示了将镜子变为透明状态的玻璃。利用了根据气体的注入与析出控制材料光特性的GC技术。该研究小组事先在两块玻璃之间加入了镁钙合金（Mg-Ca），以及钯（Pd）作为催化剂，这样就能使玻璃像镜子一样反射光；而再加入氢气（H[sub]2[/sub]）的话，镁会与之反应而变成氢化镁（MgH[sub]2[/sub]），使玻璃变回透明状态。此次通过电解空气中的水来获得H[sub]2[/sub]，能像EC那样进行电气切换。

除此之外，理光还展示了电子纸用显示屏的应用示例，即EC方式的彩色电子纸用面板。该面板采用涂布工艺在PET薄膜上层叠三层对应色光三原色的三种材料，能够向各层单独施加电压。理光利用试制的3.5英寸113ppi面板进行了演示，切换显示了多幅图像。（未完待续，《日经电子》采访组）