やわらかものづくりハンドブック

～先端ソフトマターのプロセスイノベーションとその実践～

第1部　やわらかものづくり学～ソフト3D インターフェースの創製～
オープン，融合，領域型，明確なエンジニアリングでやわらかものづくり革命を起こす
　≪古川　英光≫
1　はじめに
2　やわらかものづくり革命の起こり
3　コンビニエンス・ファクトリー（CNVFAB（コンビファブ））構想
4　やわらかものづくりワーキング
5　対話型ラピッドやわらかものづくりとデジタル分業
6　おわりに

コラム①　やわらかバイオロジー　≪郡司　芽久≫
1　やわらか生物
2　やわらか身体

第2部　プロセスイノベーションの新潮流
第1節　やわらかものづくりのプラットフォーム化
　≪古川　英光／貝沼　友紀／神谷　卓郎≫
1　はじめに
2　価値共創
3　やわらかものづくりのプラットフォーム化

第2節　やわらか成形加工　≪小林　豊／伊藤　浩志≫
1　成形加工（基礎）
2　ナノインプリント技術 
3　3D プリント
4　おわりに

第3節　やわらか加飾インクジェット　≪酒井　真理≫
1　インクジェット概要
2　インクジェットインク
3　インクジェットの応用
4　加飾，やわらかい材料への適用

第4節　やわらか回路─フレキシブルエレクトロニクス─　≪松井　弘之≫
1　やわらか回路とは
2　第1 世代のやわらか回路
3　第2 世代のやわらか回路
4　第3 世代のやわらか回路
5　第4 世代のやわらか回路

第5節　やわらか次世代発光材料・デバイス　≪千葉　貴之／城戸　淳二≫
1　はじめに
2　ペロブスカイトナノ結晶の表面修飾技術
3　おわりに

第6節　やわらかバリア技術①　室温原子層堆積法　≪廣瀬　文彦≫
1　はじめに
2　室温原子層堆積法の原理
3　原子層製膜事例
4　おわりに

第7節　やわらかバリア技術②　ウェットコート　≪硯里　善幸≫
1　はじめに
2　バリア技術
3　バリア性能評価 
4　ウェットプロセスによるハイバリア
5　ウェットハイバリアの今後の展開

第8節　やわらか太陽電池　≪佐野　健志≫
1　はじめに
2　「やわらか」な太陽電池とは
3　「やわらか」な太陽電池を実現するための技術
4　「やわらか」な太陽電池の実現に向けて

第9節　やわらか有機トランジスタ　≪水上　誠≫
1　有機トランジスタ
2　有機トランジスタの構造と原理
3　高移動度有機トランジスタ
4　有機トランジスタの応用
5　これからの展開

第10節　3D ゲルプリンター「ゲルパイパー」　≪渡邉　洋輔／古川　英光≫
1　はじめに
2　3Dゲルプリンターの造形技術
3　GelPiPer（ゲルパイパー）
4　おわりに

第11節　食品3D プリンティング　≪古川　英光／川上　勝≫
1　はじめに
2　食品3D プリンターのイメージ
3　食品3D プリンターの介護食への利用
4　3D 食品プリンターの開発
5　今後の発展について
6　おわりに

第12節　3D/4D プリンティング，アクティブ材料
　≪MD Nahin Islam Shiblee ／亀岡　将成／渡邉　洋輔／小川　純／古川　英光≫ 
1　はじめに
2　4D プリンティング，4D 物質とは
3　4D プリンティングの造形手法
4　可動・変形に要するエネルギー
5　ヒンジ構造による変形箇所・変形具合のコントロール
6　4D プリンティングの応用分野
7　4Dプリンティングの今後の展開

第13節　ソフトマターロボティクス　≪小川　純／古川　英光≫ 
1　はじめに
2　ソフトマターロボティクスとは
3　やわらかアニマロイド
4　おわりに

コラム②　やわらかロボットデザイン　≪山野　光裕≫
1　はじめに
2　硬いロボットアーム
3　やわらかいロボットアーム
4　形状記憶ゲルを用いたロボットハンド
5　おわりに

第3部　やわらかものづくりの適用事例
第1節　モスアイフィルムの作り方　≪魚津　吉弘≫
1　はじめに
2　自己組織化現象を応用したモスアイ金型の製造方法
3　光ナノインプリントによるモスアイフィルムの作製方法 
4　Roll to Roll プロセスによるモスアイフィルムの製造技術
5　モスアイフィルムの光学特性
6　まとめ

第2節　自己修復ポリマーの作り方　≪井上　諒子≫
1　自己修復材料とは
2　当社の自己修復ポリマー製品
3　ウィザード製品の実用化に向けて

第3節　ソフト食品の作り方　≪赤地　利幸≫
1　ソフト食品とは
2　従来のソフト食品と技術
3　3D フードプリンター

第4節　ソフトコンタクトレンズの作り方　≪渡辺　剛士≫
1　はじめに
2　ソフトコンタクトレンズ材料
3　コンタクトレンズの製造方法
4　コンタクトレンズ製造方法の新展開
5　コンタクトレンズの新しい価値
6　まとめ

第5節　眼内レンズの作り方　≪村瀬　響子≫
1　白内障と眼内レンズ
2　眼内レンズの歴史
3　眼内レンズの製造方法
4　眼内レンズの材料
5　眼内レンズの付加機能
6　今後の眼内レンズに求められること

第6節　ソフトアクチュエータの作り方　≪難波江　裕之≫
1　はじめに
2　ソフトアクチュエータの製作例
3　おわりに

第7節　 非生体物による生体質感模擬臓器の開発と製造について
─PVA ハイドロゲルの製造，使用例─　≪増山　秀徳≫
1　はじめに
2　開発の経緯
3　生体質感模擬臓器および素材について
4　PVA ハイドロゲルとは
5　生体質感模擬臓器の特徴
6　製造方法
7　生体質感模擬臓器の代表モデル例
8　生体質感模擬臓器の使用例
9　おわりに─生体質感模擬臓器の進化と今後─

第8節　テクノゲル®を使用したハイドロゲルマスクの作り方
　≪藤田　貴彦／羽鳥　貴顕≫
1　スキンケア用のマスクとは
2　ハイドロゲルマスクの種類と製造プロセス
3　テクノゲル®ハイドロゲルマスク
4　新しい製造プロセス
5　新しい処方の提案
6　まとめ

第9節　やわらか分子模型，川上モデルの作り方　≪川上　勝≫
1　川上モデルとは
2　タンパク質とは何か─模型の重要性
3　「やわらかく，透明で，手で操作可能な」タンパク質分子模型（川上モデル）の製作 
4　「川上モデル」分子模型の持つ機能，価値
5　おわりに

第10節　3D フードプリンター，可食材料3D プリンターの作り方　≪戸田　寿之≫
1　3D フードプリンターを作るには
2　基本的情報
3　食材の出力方法について
4　シリンジ（注射器）による吐出方式
5　スクリューによる吐出方式
6　3D フードプリンターの造形特徴
7　3D フードプリンターの課題
8　3D フードプリンターの応用例
9　3D 造形可能な食材
10　介護食への活用
11　まとめ

第11節　経口ゼリー剤の作り方　≪菱川　慶裕／垣野　由佳理≫
1　はじめに
2　経口ゼリー剤の製品開発
3　実際のゼリー剤の作り方
4　従来型ゼリー剤の課題と新たな剤形
5　おわりに

第12節　大豆ベース食品の作り方　≪佐藤　友則／米元　博子≫
1　はじめに
2　大豆ベース食品
3　大豆ベース食品の作り方
4　大豆ベース食品のこれから

第13節　おいしい料理の作り方　≪石川　伸一≫
1　「分子調理研究会」の設立
2　料理の世界における科学の導入
3　料理のサイエンス＆テクノロジー
4　料理の温故知新
5　料理をミクロとマクロの視点から見ること
6　「調理」と「料理」の違い
7　3D フードプリンターが注目される理由
8　おいしい料理の未来

第14節　スポーツ用品の作り方　≪立石　純一郎≫
1　はじめに
2　ランニングシューズの構造
3　ランニングシューズの材料と製造方法
4　ランニングシューズの機能設計
5　おわりに

第15節　井桁構造の作り方　≪當間　隆司≫
1　はじめに
2　井桁構造
3　井桁構造の応用
4　まとめ

第16節　 付加製造による新しいものづくり
─競技用義足ソケットの製造を例とした付加製造応用の試み─　≪新野　俊樹≫
1　はじめに
2　付加製造によるものづくり
3　対象選びと三位一体の開発
4　製品力の向上
5　設計力の向上
6　製造力の向上
7　おわりに

第17節　腸のやわらかい運動を規範とした蠕動運動型ミキシングポンプ　≪中村　太郎≫
1　はじめに：高粘度流体・固液混合流体の搬送や混合について
2　腸の蠕動運動
3　蠕動運動型ミキシングポンプ
4　蠕動運動型ミキシングポンプの応用事例

第18節　ソフトロボットの作り方　≪鈴森　康一≫
1　はじめに
2　FMA（フレキシブルマイクロアクチュエータ）を用いたソフトロボットの作り方
3　医用ソフトロボットの作り方
4　細径マッキベン人工筋を用いたソフトロボットの作り方
5　化学反応を利用した自立型ロボット

第19節　生き物のようなロボットの作り方　≪梅舘　拓也≫
1　生き物のこと，案外みんなわかっていない
2　生き物のようなロボットを作るには
3　おわりに

第20節　人工筋肉，BZ 反応振動の作り方　≪前田　真吾／山田　雄平≫
1　はじめに
2　自発的に運動するハイドロゲル
3　Belousov-Zhabotinsky（BZ）反応
4　BZ ゲル
5　BZ ゲルのロコモーション
6　ゲルの蠕動運動
7　ミクロ相分離BZ ゲルの熱サイクルと仕事の最大化
8　BZゲルポンプ
9　おわりに

第21節　インフレータブルの作り方　≪鳴海　紘也／新山　龍馬／川原　圭博≫ 
1　インフレータブルを「作る」
2　パウチモーターとリキッドパウチモーター
3　ドロップステッチファブリック
4　おわりに

第22節　細胞版3D プリンターおよび3D 組織の作り方　≪秋枝　静香≫
1　はじめに
2　3 次元組織の構築
3　バイオ3D プリンター
4　サイフューズのバイオ3D プリンター
5　バイオ3D プリンターを用いた臨床開発事例
6　おわりに

第23節　やわらかハンドの作り方　≪多田隈　建二郎≫
1　はじめに：やわらかハンドとは
2　指ありハンド
3　指なしハンド
4　膨張式ハンド
5　柔剛の切り替えを行うハンド
6　実施例

コラム③　液滴やベシクルから考えるやわらかものづくり　≪吉田　一也≫
1　はじめに
2　細胞内相分離と膜
3　液滴やベシクルを活用した研究例
4　おわりに

第4部　やわらかものづくりの評価技術
第1節　力学特性・ソフトセンサー・センサー／AI 活用
　≪須藤　郁馬／亀岡　将成／櫻井　佑真／廣瀬　航佑／鳥羽　慶／小川　純／古川　英光≫
1　はじめに
2　ゲルの圧縮
3　ゲルの引張試験
4　圧電フィルムによる異なるやわらかさを持つ材料のセンシング
5　ソフトセンサーによる触感認知AI
6　おわりに

第2節　食品のテクスチャー
　≪相磯　孝輔／倉持　丘帆／茂木　勇志／一森　湧／川上　勝／古川　英光≫
1　はじめに
2　テクスチャーの定義
3　テクスチャー試験（TPA 試験）の動作原理，解析
4　クリープメータの動作原理，解析
5　食品3D プリンターで製作したクッキーのテクスチャー解析
6　レーザー方式食品3D プリンターで製作した食品のテクスチャー解析例
7　おわりに

第3節　含水率・膨潤率　≪青山　響／亀岡　将成／渡邉　洋輔／小川　純≫
1　はじめに
2　含水率（膨潤率）の測定方法
3　含水率の変化に伴い影響を及ぼす物性値 
4　膨潤，高含水率を利用した研究
5　おわりに

第4節　レオロジー　≪佐藤　貴風／古川　英光≫
1　はじめに
2　粘弾性
3　静的粘弾性測定
4　動的粘弾性測定
5　ゲルのレオロジー
6　粘弾性をデザインできる人工的なソフト材料の開発
7　おわりに

第5節　摩　擦　≪森　智晴／佐藤　大介／古川　英光≫
1　はじめに
2　滑り摩擦の状態
3　潤滑モード
4　塑性変形材料の摩擦
5　ゴムなどのエラストマーの摩擦
6　ゲルの摩擦
7　ゲルの摩擦制御
8　ゲルの低摩擦性の利用

第6節　吸収分光・光量測定・AFM　≪相磯　孝輔／櫻井　佑真／鳥羽　慶／川上　勝≫
1　はじめに
2　吸収分光
3　光量測定
4　AFM によるやわらかい物質の測定

第7節　電気化学特性
　≪佐藤　大介／小林　竜也／ Ajit Khosla ／渡邉　洋輔／小川　純≫
1　はじめに
2　イオン液体・イオンゲル
3　イオン液体・イオンゲルの電気化学特性
4　おわりに

第8節　走査型顕微光散乱
　≪志賀　郁也／青山　響／亀岡　将成／一森　湧／渡邉　洋輔／小川　純／古川　英光≫
1　はじめに
2　動的光散乱
3　走査型顕微光散乱
4　ゲルの動的光散乱の測定例
5　おわりに

第9節　3D スキャン技術（寸法測定）・アイトラッキング
　≪鈴木　康海／落合　俊樹／鳥羽　慶／渡邉　洋輔／小川　純≫
1　はじめに
2　ゲルの3D スキャナー
3　アイトラッキング
4　おわりに

第10節　密着性試験　≪硯里　善幸／武田　真一≫
1　密着・接着特性
2　遠心式多検体同時接着強度試験装置の原理
3　測定例紹介
4　まとめ

第11節　やわらか表面における濡れ現象とその評価　≪野々村　美宗≫
1　はじめに
2　濡れ現象の物理モデルと評価法 
3　接触角と表面張力の評価法
4　やわらか表面で起こる濡れ現象
5　濡れ現象のダイナミクスとその応用
6　生体表面における濡れ現象のダイナミクス
7　おわりに