定期刊行物

　内容目次　

≪注目市場フォーカス≫
次世代機能性薄膜の動向(6)　 ～バイオ機能薄膜～ （3～43ページ）
～バイオテクノロジー革命により、バイオ医薬品、遺伝子治療などに新風がもたらされている。AI・ITと融合することでさらに大きな飛躍が期待される～

1. 次世代バイオ機能薄膜とは
2. 注目される次世代バイオ技術
2-1. バイオセンサー
2-2. バイオミメティック技術
2-3. システムバイオロジー
2-4. バイオインターフェイス
3. 次世代バイオ機能薄膜の市場規模予測
【図・表1．次世代バイオ機能薄膜の国内およびWW市場規模予測
（金額：2020-2030年予測）】
4. 次世代バイオ機能薄膜に関連する企業・研究機関の取組動向
4-1. 国立大学法人九州工業大学
(1) 単一ニューロン解析デバイス
【図1. 単一ニューロン解析デバイスの概要図(左)とSEM写真(右)】
【図2. 単一ニューロン(緑：明るく見える部分)とシナプス(赤：やや暗く見える部分)の蛍光画像】
(2) 細胞外電位計測デバイス
【図3. 微小電極付きSiN多孔膜を挟んだ共培養の概要図】
【図4. 細胞外電位計測デバイスの概略図】
【図5. 細胞外電位計測デバイスの実物写真】
4-2. 国立研究開発法人産業技術総合研究所（産総研）
(1) 過飽和液中レーザー照射法によるリン酸カルシウム（CaP）成膜
【図6. 過飽和液中レーザー照射法の模式図(上)と照射後の基材（エチレン－ビニルアルコール共重合体）表面の光学顕微鏡像(右下)およびSEM像(左下)】
【図7. フッ素添加CaP過飽和溶液中でのレーザー照射前(左)および照射後(右)の焼結水酸アパタイト基材表面のSEM像（文献[2]より改変）】
(2) ヒト象牙質基材へのフッ素担持アパタイト成膜
【図8. フッ素添加CaP過飽和溶液中でのレーザー照射前および照射1、5、30分後のヒト象牙質基材表層の断面分析結果(上段：TEM像、中段：HAADF像、下段：フッ素の分布を示す走査TEM-EDX像)（文献[3]より改変）】
【図9. フッ素添加CaP過飽和溶液中でのレーザー照射30分後のヒト象牙質基材表層の断面TEM像(上)およびSAEDパターン(下段)（文献[3]より改変）】
4-3. 国立大学法人東京医科歯科大学
(1) バイオトランジスターを用いたDNAシーケンシング解析
(2) リアルタイムDNA増幅検出の研究
【図10. バイオトランジスターの構成】
【図11. パターン化されたAu薄膜電極上のプローブを用いたマイクロRNA検出の模式図】
4-4. 国立大学法人東京工業大学(1)
(1) 高分子ナノシートの特性と製造方法
【図12. 高分子ナノシートの接着力と厚みとの関係】
【図13. 高分子ナノシートの製造方法。コーティングマシンの外観(左上)、Roll-to-Rollプロセスの模式図(右上)、成形したナノシートの模式図(下)】
(2) 糊なしで接着できるナノ絆創膏
【図14. ナノ絆創膏を用いた例（矢印の色の濃い部分にナノ絆創膏が貼ってある）】
(3) 電子ナノ絆創膏
【図15. 電子ナノ絆創膏を生体に貼り付けた例】
(4) ウェアラブル筋電計測デバイスのスポーツへの応用
【図16. ハイスピードカメラを用いた投球モーションと表面筋電位の同期測定】
(5) 生体組織接着用インプランタブル発光デバイスとしての応用
【図17. (a)PDA-PDMSナノシートとPDMSナノシートでNFC-LEDチップを挟み込んだ組織接着性無線発光デバイスの模式図 (b)NFC-LEDチップの拡大写真 (c)緑（左側）・赤色（右側）の組織接着性無線発光デバイス】
4-5. 国立大学法人東京工業大学(2)
(1) バイオマテリアルにおける材料設計手法
【図18. Au-チオール系自己組織化単分子膜（SAM）の模式図】
(2) 機械学習で生体分子の吸着を予測し、材料を高速スクリーニングする手法
【図19. 人工ニューラルネットワークを用いた機械学習の概略図】
【図20. 機械学習を用いた水の接触角とタンパク質吸着量の実験値と予測値の比較】
4-6. 国立大学法人東京大学
(1) 生体ゆらぎに学ぶ超低消費電力を実現する次世代AIデバイス
【図21. ニューロシステム(左)とスピングラス(右)の記憶機能対比】
【図22. ノイズ印加とSN比の関係】
(2) スピン波量子干渉による超高感度磁気センサー
【図23. 電荷＋スピン(左)とスピン波(右)の対比】
(3) 超高感度ウェアラブル生体ガスセンサー
【図24. ウェアラブル体ガスセンサー　(上)モジュール外観　(中)センシング部分のSEM写真　(下)センサー部分の外観】
4-7. 国立研究開発法人物質・材料研究機構（NIMS）
(1) 生体模倣型足場材料の創出
(2) 生体組織再生のための複合多孔質足場材料の開発
(3) 細胞機能を制御するマイクロパターン化材料の開発
(4) 細胞機能を制御するナノ微小環境材料の創出
4-8. 学校法人早稲田大学
(1) FETバイオセンサー
【図25. 典型的なFETバイオセンサーの模式図】
(2) タンパク質固定化センサー
(3) 低分子固定化センサー
(4) 糖鎖固定化センサー
(5) DNA固定化センサー
(6) FETバイオセンサーのアプリケーション
【図26. FETバイオセンサーのアプリケーション事例】

スマートセンシングシリーズ（2）プリンテッドセンサー関連市場①バイオセンサー編　（44～60ページ）
～一部は大市場を形成、今後は次世代型の普及も進む～

1．はじめに
1-1．生産工程が大幅に簡略化されて高効率化
【図1.「プリンテッドエレクトロニクス」の印刷工程と従来工程の比較】
1-2．フレキシブル化と有機エレクトロニクス
【図2.印刷工法と有機/フレキシブルエレクトロニクスの融合】
【図3.有機FET型バイオセンサーの模式図（開発例）】
1-3．プリンテッドバイオセンサーの特徴
【図4.「生体材料利用型」バイオセンサーの基本構造】
【表1.酵素を利用するバイオセンサーの代表的事例】
1-4．血糖センサーの種類と特徴
2.印刷型バイオセンサーの市場概況と見通し
2-1. プリンテッドセンサーの市場規模
【図・表1.プリンテッドセンサーのWW市場の内訳（金額：2019年）】
【図・表2．プリンテッドセンサーのWW市場の内訳（金額：2019年）】
2-2. バイオセンサーの最近の市場動向
(1)バイオセンサーの市場規模推移
【図・表3．バイオセンサーのWW市場の推移・予測（金額：2019－2024年予測）】
【図・表4.バイオセンサーの方式別のWW市場の内訳（金額：2019年）】
(1)バイオセンサーの主要方式と利用分野
【図・表5.バイオセンサーのWW市場の内訳（金額：2019年）】
【図・表6.医療用バイオセンサーのWW市場の内訳（金額：2019年）】
(2)血糖センサーの市場概況
【図・表7.血糖測定製品（試薬・試験紙＋機器）種類別のWW市場の内訳（金額：2019年）】
【図・表8.SMBGとCGMのセンサー端末（試験紙・試験パッチ）のWW市場の内訳（金額：2019年）】

≪次世代市場トレンド≫
ビークルOSの実態と将来展望(3)　（61～69ページ）
～車載電子システムの進展が普及を後押し～

1．車載電子システムにおけるビークルOSの位置づけ
1-1．車載電子システム（ECU、Domain、HPC 、etc）
（1）分散型ECU
【図1．layer stack（分散型ECU）】
（2）集中ゲートウェイ＋統合型ECU
【図2．Central Gateway ＋ Domain（集中ゲートウェイ＋統合型ECU）】
【図3．日産自動車プロパイロット2.0の支援システム概要】
（3）AIを利用した集中ゲートウェイ＋統合型ECU）と中央コンピュータシステム
【図４．Central Gateway＋Domain With AI（AIを利用した集中ゲートウェイ＋統合型ECU）】
【図5．Central Computing（中央コンピュータシステム）】
【図6．近未来の車載ソフトウエアのアーキテクチャ】
2．市場動向と市場規模
【表1．車載ソフトウエア市場とビークルOS】
【図7．ビークルOS市場推移予測（金額：2020-2025年予測）】

超臨界流体技術の動向　（70～114ページ）
～超臨界流体技術は、幅広い分野における応用が開けてきており、成熟段階になりつつあるとはいえ、潜在的な成長力は依然として高いといえる～

1. 超臨界流体とは
【図1. 超臨界流体を説明する圧力-温度状態図】
2. 超臨界流体の需要分野
2-1. 有機化学
2-2. 食品・医薬品
2-3. エネルギー
2-4. 分析
2-5. バイオマス
2-6. 半導体
2-7. 無機材料
2-8. その他
3. 超臨界流体の市場規模推移と予測
【図・表1．超臨界流体のWW市場規模推移と予測
（金額：2018-2023年予測）】
【図・表2．超臨界流体の分類別WW市場規模推移と予測
（金額：2018-2023年予測）】
4. 超臨界流体に関連する企業・研究機関の取組動向
4-1. 学校法人神奈川大学
【図2. 有機フッ素化合物のアプリケーション】
【図3. PFOAおよびPFOSの化学構造】
【図4. 有機フッ素化合物に望まれる循環利用スキ－ム】
4-2. 国立大学法人熊本大学
(1) 亜臨界水反応技術を用いた農水産業資材の活用
【図5. 亜臨界水・超臨界CO2と固体触媒を用いたゴミゼロ・スキーム事例[1][2]】
【図6. 米酢（穀物酢）の製造工程において発生する固形廃棄物の事例[3]】
【図7. 亜臨界水反応を利用して酒粕を液化し酒粕酢を得るプロセスの概略(左)と　用いた小型反応容器(右) [3]】
【図8. 超臨界CO2 (左)と亜臨界水(右)の状態図[2]】
【図9. 超臨界CO2および亜臨界水溶媒と抽出成分との相性[1]】
(2) 超臨界CO2によって抽出された柑橘系オイル組成に関する水分含有量の影響
【図10. 超臨界CO2を用いた抽出プロセスの模式図】
【図11. 超臨界CO2を用いた抽出結果の事例[5]】
4-3. 国立大学法人東京工業大学
【図12. CO2を溶かしたバイオマス由来の溶液中での酵素反応】
4-4. 国立大学法人東京大学
【図13. 超臨界流体物性温度依存性】
【図14. 乱流(上)及び層流(下)状態における伝熱特性】
【図15. オイルを混入した超臨界流体の数値解析】
【図16. 遷臨界CO2二相流エジェクターサイクル】
4-5. 学校法人同支社大学
(1) 研究概要
(2) 研究対象へのアプローチ
(3) 水素結合性の超臨界流体の水素結合供与能と受容能の有効性検証
4-6. 日本分光株式会社
(1) 超臨界流体クロマトグラフィー（SFC）
(2) 超臨界流体抽出（SFE）
【図17. 基本的なSFCシステムの流路図】
【図18. 従来の溶媒抽出と超臨界流体抽出における溶媒使用量の違い】
(3) SFC分析
【図19. SFCの適用範囲】
(4) メソッドスカウティングシステム
【図20. UFCメソッドスカウティングシステムによる農薬成分のキラル分離条件のスカウティング結果】
(5) SFC分取
(6) キラル分離
(7) 蛍光（FL）検出器
【図21. FL検出器セルにおける従来品(左)と新規開発品(右)との違い】
4-7. 国立大学法人広島大学
(1) マイクロセルラープラスチックス
【図22. 従来の発泡樹脂(右)とマイクロセルラープラスチックスのSEM像比較】
(2) 超臨界流体（高圧ガス）下におけるポリマー系の物性
【図23. マイクロセルラープラスチックス生成プロセスと関連する熱物性】
【図24. 磁気浮遊天秤法による溶解度測定装置の模式図】
(3) 超臨界流体CO2とN2ガスを用いたポリマーの発泡実験と発泡プロセス挙動
【図25. バッチ発泡観察実験装置の模式図と実験手順】
【図26. ポリマー種、ガス種の違いによる発泡挙動の差（70℃、10MPa、0.75MPa/s）】
(4) 複数気泡の核生成・成長連立シミュレーション
【図27. 単一気泡シミュレーションと気泡核生成・成長連立シミュレーションの
考え方】
【図28. 気泡核生成・成長連立シミュレーションの結果と実験との比較】
【図29. 物性の影響を評価した結果】
4-8. 三菱化工機株式会社
【図30. 超臨界流体装置の典型的なフロー】
【図31. 三菱化工機製超臨界流体テスト装置(左)と実用装置の自緊式開閉蓋装置マーロック(右)】
5. 超臨界流体の将来展望

≪タイムリー企業動向レポート≫
エスペック株式会社　（115～124ページ）
～「全天候型試験ラボ」をオープン　地球上の様々な気象環境を再現～

1．背景
2．全天候型試験ラボ
【図1．神戸R&Dセンター】
【表1．「全天候型試験ラボの概要】
【表2．試験範囲】
【図2．各種試験の様子(a)　降雪試験、(b)着雪試験】
【図3．各種試験の様子(c)降雨試験、(d)太陽光試験、(e)霧試験、(f)気流試験】
【表3．複合試験例】
【図4．全天候型試験ラボの特徴】
【図5．モビリティ市場向け用途事例】
【図6．雪の再現】
【図7．霧の再現】
【図8．太陽光の再現】
3．今後の取り組み
4．企業概要
【表4．エスペック株式会社概要】