GSアライアンス株式会社(Green Science Alliance Co., Ltd.：環境、エネルギー分野の最先端材料を研究開発する化学会社：本社：兵庫県川西市 代表取締役社長：森 良平 工学博士)はこれまで各種の量子ドット、量子ドット複合材料を研究開発、製造販売しています。この度、当社の岩林 弘久研究員と森 良平博士(工学)が、量子ドットの発光を維持しながら紫外線(UV)硬化型樹脂と複合化させることに成功しました。この方法により、量子ドットの樹脂複合体をあらゆる形に作れることになります。また使用する量子ドットの種類、発光色を調整することにより、あらゆる発光色も表現することができるようになります。

量子ドット＋樹脂複合体材料

量子ドット(Quantum Dot)とは、量子化学、量子力学に従う光学特性を持つシングルナノスケールの超微細結晶である最先端材料です。量子ドットの大きさは通常0.5 - 9nmの直径というごく小さい構造体で、1個あたりの原子、分子数は数個～数千個といわれており、人工原子とも言われています。エネルギー準位、バンドギャップ、伝導帯、価電子帯といった概念は、通常のバルクサイズの半導体の概念がそのままあてはまりますが、量子封じ込めと言われる物理化学的効果により、量子ドットにおいての電子エネルギー準位は連続ではなく、分離が生じています。よって量子ドットにおいては、その粒子サイズによってバンドギャップを調節することが可能であるため、粒径に依存した特徴的な発光特性を持ちます。つまりサイズを変化せることにより発光波長が調整可能ということになります。

量子ドットは、以下に示すような様々な用途で応用が期待されています。

1. 太陽電池

2. ディスプレイ

3. 生体イメージング、バイオマーカー、

　　医療画像装置(がん細胞のイメージング、たんぱく質の分析、細胞の追跡など)

4. 量子コンピューター

5. セキュリティタグ、セキュリティインク、偽造防止

6. 量子ドットレーザー

7. トランジスタ

8. フォトニック結晶

9. LED

10. 高密度固体メモリー

11. 熱電材料

12. 人工光合成

量子ドット関連企業は世界でもまだ数が少なく、供給形態も量子ドットの液体中への分散体での状態が多く、その取扱いや耐光性、耐熱性などに問題がありました。今回GSアライアンス株式会社はこれまでの量子ドット合成技術も含め検討を進めた結果、量子ドット樹脂複合体を作ることができました。以前にも量子ドットと樹脂複合体やシリカ系無機材料複合体を開発していましたが、前の樹脂複合体は熱可塑性樹脂との複合体であり、形状を制御することが難しく、今回のような紫外線(UV)硬化型樹脂との複合化により、あらゆる形状に作ることが可能となったのは大きな前進です。よって、コーティング材料としての使用も可能です。また耐光性、耐熱性、耐水性が向上していることが期待されます。

上記応用例を示したように量子ドットディスプレイ、太陽電池、レーザー、LED、医学、バイオイメージング、偽造防止材料などの領域において、今回、量子ドットを樹脂と複合固形化してあらゆる形に作ることが可能になったことによってさらなる大きな可能性が広がります。

■会社概要

会社名　： GSアライアンス株式会社

代表者　： 代表取締役社長　森 良平博士(工学)

所在地　： 本社 〒666-0015　兵庫県川西市小花2-22-11

事業内容： 環境、エネルギー分野に主に特化した

　　　　　 最先端技術の研究開発、製造販売

HP　　　： https://www.gsalliance.co.jp/

TEL　　 ： 072-759-8501／8543