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磁性セラミックス及びその製造方法 コモンズ

国内特許コード P130010101
掲載日 2013年11月26日
出願番号 特願2011-546136
登録番号 特許第5669754号
出願日 平成22年12月14日(2010.12.14)
登録日 平成26年12月26日(2014.12.26)
国際出願番号 JP2010072504
国際公開番号 WO2011074587
国際出願日 平成22年12月14日(2010.12.14)
国際公開日 平成23年6月23日(2011.6.23)
優先権データ
  • 特願2009-284457 (2009.12.15) JP
  • 特願2010-003270 (2010.1.8) JP
  • 特願2010-213282 (2010.9.24) JP
発明者
  • 高田 潤
  • 橋本 英樹
  • 藤井 達生
  • 中西 真
出願人
  • 国立大学法人 岡山大学
発明の名称 磁性セラミックス及びその製造方法 コモンズ
発明の概要 開示されているのは、Fe及びγ-Feからなる群から選ばれる少なくとも1種の磁性酸化鉄(a)とアモルファス相(b)を主成分として含む磁性セラミックス、並びに磁性セラミックスを製造する方法であって、(1)鉄原子を有する微生物由来の酸化鉄セラミックスを加熱する工程、及び(2)工程(1)で得られた酸化鉄セラミックスを水素ガスの存在下、加熱下に還元する工程を有する磁性セラミックスの製造方法である。
従来技術、競合技術の概要


酸化鉄は、触媒、磁性体、顔料などの幅広い分野で利用されており、産業上極めて重要な材料である。また、鉄原子は触媒反応で非常に重要な物質であるとともに、磁性金属の一つであり、大きな磁化を有することが知られている。



酸化鉄の中にも磁性を有するものが存在する。例えば、カセットテープ、フロッピー(登録商標)などの磁気記録媒体として用いられている針状γ-Feや、複写機のトナーとして用いられているFe等は、代表的な磁性酸化鉄である(非特許文献1)。



また、磁性酸化鉄は生体適合性が高いため、バイオスクリーニング、バイオセンサ、抗がんハイパーサーミア、ドラッグデリバリーシステム、MRIなどのバイオ医療技術に用いる担体としても注目されている。この様に、磁性酸化鉄はセラミックス工業、化学工業、電子工業、バイオ産業、医療分野など様々な分野において幅広く利用することができる魅力的な材料である(非特許文献2)。



さらに、ナノテクの観点からの研究も盛んに行われている。酸化鉄の形態をナノレベルで制御し、ナノチューブ、ナノワイヤー、ナノロッド、ナノリングなどの非常に興味深い形状の酸化鉄が作製されており、その形状や酸化鉄としての特性を生かし、テンプレート、マイクロリアクター、触媒、磁性体、ガスセンサーなどの応用を狙った研究がいくつかなされている(非特許文献3~7)。



特許文献1には、粒子の表面に形成されたアミノ基に核酸を吸着させることによる核酸抽出方法が開示され、特許文献2には、微粒子の表面に多層のデンドリマーを生成し、このデンドリマーの表面にアミノ基を生成し、このアミノ基により核酸又はタンパク質を抽出もしくは回収することが開示されている。そして、上記粒子としてはバクテリア由来の磁性体が挙げられ、当該バクテリア由来の磁性体は、酸化鉄で構成された単磁区構造を有し、大きさが50~100 nmであることが記載されている。

産業上の利用分野


本発明は、磁性セラミックス及びその製造方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
鉄原子を含む微生物由来のセラミックスを加熱処理してなり、Fe及びγ-Feからなる群から選ばれる少なくとも1種の磁性酸化鉄(a)とアモルファス相(b)を主成分として含む磁性セラミックス。

【請求項2】
前記磁性酸化鉄の含有量が30~50質量%であり、且つ前記アモルファス相の含有量が70~50質量%である、請求項1に記載の磁性セラミックス。

【請求項3】
前記アモルファス相が鉄、ケイ素及びリンの酸化物を含む、請求項1に記載の磁性セラミックス。

【請求項4】
前記ケイ素酸化物の含有量が磁性セラミックスに対して10~30質量%である、請求項3に記載の磁性セラミックス。

【請求項5】
前記リン酸化物の含有量が磁性セラミックスに対して1~20質量%である、請求項3に記載の磁性セラミックス。

【請求項6】
表面の形状が微細凹凸構造である、請求項1に記載の磁性セラミックス。

【請求項7】
酸性を有する水酸基を有する、請求項1に記載の磁性セラミックス。

【請求項8】
酸性点が、磁性セラミックスに吸着されたピリジンに基づくIR吸収が1640cm-1及び1544cm-1にピークとして観察される、請求項7に記載の磁性セラミックス。

【請求項10】
前記微生物が鉄バクテリアである、請求項1に記載の磁性セラミックス。

【請求項11】
磁性セラミックスを製造する方法であって、
(1)鉄原子を有する微生物由来の酸化鉄セラミックスを加熱する工程、及び
(2)工程(1)で得られた酸化鉄セラミックスを水素ガスの存在下、加熱下に還元する工程
を有する磁性セラミックスの製造方法。

【請求項12】
(3)前記工程(2)で得られた磁性セラミックスを酸素ガスの存在下に加熱する工程
を更に有する、請求項11に記載の方法。

【請求項13】
工程(3)の加熱温度が100~300℃である、請求項12に記載の方法。

【請求項14】
工程(1)の加熱温度が700~900℃である、請求項11に記載の方法。

【請求項15】
工程(2)の加熱温度が400~650℃である、請求項11に記載の方法。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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出願権利状態 登録
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