序　論　SDGs 時代におけるメカノケミカル反応の可能性と課題
〈齋藤　文良〉
1．SDGs（持続可能な開発目標）とメカノケミストリー
2．メカノケミカル反応の利点
3．メカノケミカル法の課題と解決につながるヒント
4．粉砕とメカノケミカル反応の効率の議論
5．メカノケミストリーの発展の鍵

第1編　メカノケミカル効果の基礎
第1章　メカノケミストリーの基礎
〈齋藤　文良〉
1．メカノケミストリーとメカノケミカル効果
2．固体の粉砕過程で起こるマクロとミクロな変化
3．粉砕による固体表面の活性とメカノケミストリーのエネルギーレベル
4．メカノケミカル効果の発現要因
5．微粉砕過程で弾性体単粒子も塑性体に変化：単一粒子の変形挙動
6．粉砕産物の結晶構造の評価
7．メカノケミカル反応の特徴と特異性

第2章　メカノケミカル処理における粉じん爆発とその防止
〈土橋　律〉
1．粉じん爆発とは
2．粉じん爆発のリスク評価
3．粉じん爆発リスクの低減対策
4．おわりに


第2編　社会実装を目指した応用研究と装置開発
第1章　メカノケミカル効果と反応プロセス
第1節　 メカノケミカル法を利用したPFAS の分解とフッ素化合物合成への展開
〈服部　雅史／柴田　哲男〉
1．はじめに
2．リン酸塩を用いるPFAS の分解とフッ素化合物合成への展開
3．塩基を用いるPVDF の分解とフッ素化合物合成への展開
4．アルカリ金属を用いるPFAS の分解とフッ素化合物合成への展開
5．メカノケミカル法を用いないPFAS 分解技術の進展
6．おわりに

第2節　 水素吸蔵材料を用いたメカノケミカル法によるCO2 メタン化反応のその場解析
〈澤原　馨登／源馬　龍太〉
1．背　景
2．実験操作
3．LaNi5 を用いたメカノケミカルCO2 メタン化反応
4．LaNi5 の構造変化がCO2 メタン化反応に与える影響
5．おわりに

第3節　 メカノケミカル反応による木質リグニンの循環資源化
〈高谷　光〉
1．はじめに：循環型化学資源としての木質バイオマスおよびリグニン
2．木質リグノセルロースの難分解性とその分子科学的起源
3．ボールミルによる木質バイオマスの解重合・分解とリグニンの単離
4．木質バイオマスの酸/塩基メカノケミカル分解
5．木質バイオマスの酸化的メカノケミカル分解
6．木質リグニンのメカノケミカル官能基化
7．まとめと将来展望

第4節　 振動ディスクミルを用いたメカノケミカル処理による新規バイオマス変換技術の開発
〈森　武士〉
1．はじめに
2．振動ディスクミルによるセルロースからのオリゴ糖製造
3．セルロース以外の天然多糖からのオリゴ糖製造
4．天然多糖を含む実バイオマスからのオリゴ糖製造
5．おわりに

第2章　メカノケミカル反応機構と最適化
第1節　 DEM シミュレーションによる粉砕プロセスの最適化手法
〈久志本　築／加納　純也〉
1．シミュレーションの必要性
2．乾式ボールミリングへの適用
3．おわりに

第2節　 タルクの乾式粉砕によるメカノケミカル無定形化機構
〈齋藤　文良／杉山　和正／早稲田　嘉夫〉
1．はじめに
2．試料と実験方法
3．実験結果と考察
4．おわりに

第3節　 硫黄と鉄添加による非鉄金属酸化物のメカノケミカル硫化機構
〈齋藤　文良／張　其武／王　軍〉
1．はじめに
2．試料と実験方法
3．実験結果と考察
4．結　論

第4節　 分散剤やモノマーの添加によるメカノケミカル重合反応の最適化
〈木俣　光正〉
1．はじめに
2．ラジカル重合反応
3．粉砕操作と粉砕助剤
4．メカノラジカルの生成
5．モノマー中でのメカノケミカル重合反応
6．溶媒を用いたメカノケミカル重合反応
7．ビーズミルを用いたスケールアップ
8．おわりに

第3章　メカノケミカル反応による物質合成
第1節　 メカノケミカルアシスト合成プロセスによる酸化鉄ナノ粒子合成技術
〈岩崎　智宏／鬼塚　貴大〉
1．はじめに
2．尿素の加水分解を利用した酸化鉄の液相合成プロセスにおけるメカノケミカルアシスト効果
3．おわりに

第2節　 メカノケミカル反応による分子ナノカーボンの次世代合成・変換技術
〈伊藤　英人／遠山　祥史〉
1．分子ナノカーボン
2．メカノケミカル反応と分子ナノカーボン合成
3．金属リチウムを用いたメカノケミカル脱水素環化反応：ナノグラフェン合成
4．メカノケミカルBirch 還元的アリール化とナノカーボン分子の合成
5．金属リチウムを用いたメカノケミカルアルキン二量化反応による分子ナノカーボン合成
6．メカノケミカルWurtz 反応の開発とPAH 合成
7．メカノケミカル移動水素化反応と周辺水素化PAH の合成
8．おわりに

第3節　 メカノケミカル法によるヘテロアトムドープ多孔質カーボンの合成技術
〈立花　直樹〉
1．はじめに
2．ヘテロアトムドープカーボンの合成法
3．メカノケミカル法によるヘテロアトムドープカーボンの合成
4．ヘテロアトムドープ多孔質カーボンとその応用
5．固相-気相メカノケミカル法による窒素ドープ多孔質カーボンの合成
6．おわりに


第4節　 メカノケミカル法による有機無機ハイブリッド強誘電体の合成
〈保科　拓也〉
1．はじめに
2．メカノケミカル法によるTMCM-MnCl3の合成
3．メカノケミカル法によるTMCM-GaCl4の合成
4．おわりに

第5節　 分子触媒を用いた触媒的アンモニア合成におけるメカノケミカル反応
〈杉野目　駿／西林　仁昭〉
1．はじめに
2．ボールミル技術を用いたアンモニア生成
3．種々のモリブデン触媒を用いた検討
4．おわりに

第6節　 メカノケミカル反応による水素製造―極限反応場の創成と物質合成―
〈齋藤　健一〉
1．はじめに：新しい反応場
2．局所反応場を利用したTiO2 の相制御と光触媒機能
3．シリコンを用いた水素製造と高効率化の起源
4．室温での熱化学サイクルによる水素の連続生成
5．室温・ハロゲンフリーでの有機ケイ素化合物と水素の同時合成
6．まとめと展望：社会実装への道

第4章　メカノケミカル反応による材料開発
第1節　 メカノケミカル反応によるヒドリド化合物の合成と機能開拓
〈小林　玄器／竹入　史隆〉
1．無機固体におけるヒドリド
2．ヒドリドを含む化合物の合成法とその課題
3．メカノケミカル法によるヒドリド化合物の合成
4．展　望

第2節　 メカノケミカル法を用いたナトリウムイオン伝導性塩化物の開発
〈本橋　宏大／作田　敦／林　晃敏〉
1．はじめに
2．ハロゲン化物電解質の開発
3．NaTaCl6 塩化物電解質
4．おわりに

第3節　 メカノケミカル法による各種の金属・酸化物・硫化物・複合酸化物ナノ粒子の開発
〈齋藤　文良／張　其武〉
1．はじめに：ナノ粒子とそのメカノケミカル合成
2．McCormick, Tsuzuki らの成果
3．筆者らの取り組み：複合酸化物ナノ粒子
4．おわりに

第5章　メカノケミカル反応による触媒開発
第1節　 メカノケミカル技術による水酸アパタイト触媒材料合成と高活性化
〈白井　孝／辛　韵子〉
1．はじめに
2．熱誘起活性ラジカル生成を利用した水酸アパタイト酸化触媒
3．MC 処理による触媒能向上と完全酸化への挑戦
4．液相反応中におけるHAp 生成挙動へのMC 効果の影響
5．おわりに

第2節　 メカノケミカル反応による金属酸化物―カーボン複合触媒の設計と水質浄化応用―
〈加藤　邦彦／白井　孝〉
1．はじめに
2．メカノケミカル無機・有機ハイブリッドプロセスの原理
3．金属酸化物-カーボン複合体の構造特性
4．水質浄化触媒への応用と性能評価
5．おわりに

第3 節　 メカノケミカル反応によるフルオロペロブスカイト触媒の開発
〈飯田　肇〉
1．はじめに
2．炭酸エチレンとエタノールのエステル交換反応のための活性炭担持フルオロペロブスカイト触媒
3．クネフェナーゲル縮合反応のためのKMgF3 触媒
4．おわりに

第4節　 メカノケミカル反応による新規高機能酸化チタン光触媒の開発
〈石垣　隆正／樽谷　直紀〉
1．緒　言
2．アナターゼ/ルチル界面の重要性
3．メカノケミカル反応を活用したニオブ添加
4．まとめ

第5節　 メカノケミカル反応による高分子固定化触媒の開発
〈松本　光／三浦　佳子／笠井　秀隆／西堀　英治〉
1．はじめに
2．高分子を活用したメカノケミカル有機合成反応およびその固定化触媒の設計
3．メカノケミストリーを利用した再活性化可能な高分子固定化金属触媒の開発
4．おわりに

第6節　 メカノケミカル法を利用した可視光応答型光触媒の合成
〈齋藤　文良／張　其武／殷　澍〉
1．はじめに
2．試料と実験
3．実験結果と考察
4．ドーピング効果の評価
5．おわりに

第6章　メカノケミカル反応のリサイクル/環境への応用
第1節　 塩を活用したメカノケミカル処理によるフッ素ポリマーのマテリアル・リサイクル手法の開発
〈火原　彰秀／長谷川　健〉
1．はじめに
2．PTFE のメカノケミカルプロセス
3．分子ほぐしプロセスの階層構造的描像

第2節　 メカノケミカル反応を利用したITO からのIn 金属回収
〈加納　純也〉
1．はじめに
2．酸化インジウムの非加熱還元によるインジウム（金属）の生成
3．インジウム（金属）と副生成物（Li2O あるいはLiOH）の分離（金属インジウムの回収）
4．ITO からの金属インジウムの回収
5．おわりに

第3節　 メカノケミカル法によるカオリナイトからのゼオライト-A 型，-X型の合成
〈齋藤　文良／Kim Wantae／張　其武〉
1．はじめに
2．乾式粉砕によるカオリナイトの機械的活性とそれを利用するゼオライト合成
3．試料と実験方法
4．実験結果と考察
5．おわりに

第4節　 メカノケミカル技術を活用したセメント代替材料の開発
〈白井　孝／辛　韵子／加藤　邦彦／人見　尚〉
1．はじめに
2．メカノケミカル処理によるフライアッシュの表面改質
3．メカノケミカル改質フライアッシュ粉体を用いた固化体の作製
4．フライアッシュ粉体の表面活性化挙動に及ぼすボール材質の影響
5．おわりに

第7章　その他の応用研究
第1節　 メカニカル活性を利用した木質系バイオマス，セルロース系廃棄物，樹脂からの高純度水素の生成
〈齋藤　文良／張　其武〉
1．はじめに
2．木質系バイオマス，セルロース系廃棄物や樹脂のメカニカル活性と熱分解の組み合わせによる高純度水素生成
3．おわりに

第2節　 メカノケミカルエネルギーを利用した水を水素源とする炭素循環プロセスの開発
〈繁田　尭／市川　智大／井川　貴詞／佐治木　弘尚〉
1．はじめに
2．CO2 メタネーションの動向
3．初期検討
4．おわりに

第3節　 グラファイトのメカノケミカル処理による酸素電極の開発
〈湯浅　雅賀〉
1．はじめに
2．グラファイトのメカノケミカル処理による多層グラフェンの合成
3．メカノケミカル処理による多層グラフェンのORR/OER 活性
4．メカノケミカル処理による窒素・硫黄ドープ多層グラフェンの合成とORR/OER 活性
5．おわりに

第4節　 ハロゲン含有樹脂のメカノケミカル分解（脱ハロゲン化）
〈齋藤　文良／張　其武〉
1．はじめに
2．ハロゲン含有樹脂のメカノケミカル脱ハロゲン化（分解）法
3．おわりに

第8章　装置紹介と適用事例
第1節　 撹拌型ボールミルによるメカノケミカル処理技術とその産業応用
〈奥山　杏子〉
1．はじめに
2．アトライタの概要
3．メカニカルアロイングのための条件
4．アトライタを用いたMA 処理
5．アルケミの概要
6．アルケミを用いた金属負極材のメカニカルグラインディング処理
7．当社装置を用いたメカノケミカル処理
8．おわりに

第2節　 ビーズミル
〈石井　利博〉
1．はじめに
2．ビーズミルの特徴
3．乾式ビーズミルと湿式ビーズミルとの特徴の比較
4．乾式ビーズミル
5．横型バッチ式乾式ビーズミルによるメカノケミカル効果
6．湿式ビーズミル
7．湿式ビーズミルによる粒子合成
8．おわりに

第3節　 超微粒子，粒子設計および測定に関する最新の粉体技術
〈河原　正佳〉
1．はじめに
2．超微粉砕機
3．粒子設計装置
4．測定装置
5．おわりに

第4節　 球状化装置NSM の構造，原理と応用事例
〈江口　拓伸〉
1．はじめに
2．NSM の構造，原理
3．NSM のラインナップ
4．NSM を用いた粉体処理事例
5．おわりに

第5節　 振動ミル
〈鬼頭　孝嘉〉
1．概　要
2．振動ミルの原理と構造
3．振動ミルの種類
4．粉砕条件
5．オプション設備
6．今後の開発について

第6節　 微粒子複合化装置
〈桂田　哲志〉
1．はじめに
2．ハイブリダイゼーションシステムの構造・原理
3．ハイブリダイゼーションシステムの微粒子複合化事例
4．ハイブリダイゼーションシステムの現在の取り組み
5．おわりに

第7節　 メカノケミカル処理に適した粉砕装置「スーパーマスコロイダー」
〈増田　幸也〉
1．はじめに
2．粉砕原理
3．特　性
4．クリアランス調整
5．グラインダーの特徴
6．プラスα の機能を備えたスーパーマスコロイダーα
7．湿式メカノケミカル処理の効率化
8．メカノケミカル処理の効率化
9．食品粉砕とリサイクル
10．おわりに

第8節　 粉砕物の粒子径均一化を追求したジェットミル
〈小澤　和三〉
1．はじめに
2．スーパージェットミルの構造および特長
3．粉砕例
4．応用例
5．おわりに

第9節　 遊星型ボールミル
〈木村　崇久／上村　勇介／武田　忠彦〉
1．遊星型ボールミルとは
2．遊星型ボールミルにおける高エネルギー投入と装置性能
3．Fritsch 社の遊星型ボールミルとメカノケミカル応用
4．遊星型ボールミルを用いたプルシアンブルーのメカノケミカル合成
5．おわりに

第10節　 種々のメカノケミカル反応機の操作条件
〈齋藤　文良〉
1．はじめに
2．容器回転型ミル（Container rotary type mill）とその中での転動ミル
3．粉砕媒体径とその材質
4．ミルポット内の雰囲気（温度や湿度，雰囲気ガスなど）の調整

【監修者】
齋藤　文良　　東北大学名誉教授

【執筆者】（掲載順）
齋藤　文良　　東北大学名誉教授
土橋　律　　　東京理科大学　大学院創域理工学研究科　教授
服部　雅史　　名古屋工業大学　大学院工学研究科
柴田　哲男　　名古屋工業大学　工学部　客員教授
澤原　馨登　　国立研究開発法人産業技術総合研究所　省エネルギー技術研究部門　研究員
源馬　龍太　　東海大学　工学部　准教授
高谷　光　　　帝京科学大学　生命環境学部　教授
森　武士　　　地方独立行政法人北海道立総合研究機構　産業技術環境研究本部工業試験場新技術創生研究推進室　主査
久志本　築　　東北大学　多元物質科学研究所　助教
加納　純也　　東北大学　多元物質科学研究所　教授
杉山　和正　　東北大学名誉教授
早稲田　嘉夫　東北大学名誉教授／公益財団法人電磁材料研究所　理事長
張　其武　　　武漢理工大学　大学院資源・環境工学研究科　教授
王　軍　　　　大川原粉体技術蘇州有限公司　副董事長兼総経理
木俣　光正　　山形大学　大学院理工学研究科　教授
岩崎　智宏　　大阪公立大学　大学院工学研究科　教授
鬼塚　貴大　　大阪公立大学　大学院工学研究科
伊藤　英人　　名古屋大学　大学院理学研究科　准教授
遠山　祥史　　名古屋大学　大学院理学研究科／日本学術振興会海外特別研究員
立花　直樹　　地方独立行政法人東京都立産業技術研究センター　多摩テクノプラザ複合素材技術グループ　主任研究員
保科　拓也　　東京科学大学　物質理工学院　教授
杉野目　駿　　東京大学　大学院工学系研究科　助教
西林　仁昭　　東京大学　大学院工学系研究科　教授
齋藤　健一　　広島大学　自然科学研究支援開発センター・研究開発部門/大学院先進理工系科学研究科　教授
小林　玄器　　国立研究開発法人理化学研究所　開拓研究所小林固体化学研究室　主任研究員
竹入　史隆　　近畿大学　理工学部　講師
本橋　宏大　　大阪公立大学　大学院工学研究科　助教
作田　敦　　　大阪公立大学　大学院工学研究科　准教授
林　晃敏　　　大阪公立大学　大学院工学研究科　教授／東北大学　金属材料研究所　教授
白井　孝　　　名古屋工業大学　大学院工学研究科　教授
辛　韵子　　　名古屋工業大学　先進セラミックス研究センター　特任准教授
加藤　邦彦　　岐阜大学　工学部　助教
飯田　肇　　　工学院大学　先進工学部　准教授
石垣　隆正　　法政大学名誉教授／(元)法政大学　生命科学部　教授
樽谷　直紀　　広島大学　大学院先進理工系科学研究科　准教授
松本　光　　　九州大学　大学院工学研究院　助教
三浦　佳子　　九州大学　大学院工学研究院　教授
笠井　秀隆　　大阪公立大学　大学院工学研究科　准教授
西堀　英治　　筑波大学　数理物質系　教授
殷　澍　　　　東北大学　多元物質科学研究所　教授/材料科学高等研究所（WPI-AIMR）　連携教授
火原　彰秀　　東京科学大学　理学院　教授
長谷川　健　　京都大学　化学研究所　教授
Kim Wantae　韓国地質資源研究院　鉱石処理・金属資源センター　主席研究員
人見　尚　　　株式会社大林組　技術本部未来技術創造部　専任役
繁田　尭　　　岐阜薬科大学　薬学部　講師
市川　智大　　岐阜薬科大学　薬学部　助教
井川　貴詞　　岐阜薬科大学　薬学部　教授
佐治木　弘尚　愛知工業大学　工学部　教授
湯浅　雅賀　　近畿大学　産業理工学部　教授
奥山　杏子　　日本コークス工業株式会社　化工機事業部栃木工場粉体技術センター開発グループ　マネージャー
石井　利博　　アシザワ・ファインテック株式会社　微粒子技術研究所　主任研究員
河原　正佳　　ホソカワミクロン株式会社　粉体工学研究所　フェロー
江口　拓伸　　株式会社セイシン企業　開発部北九州研究所　課長
鬼頭　孝嘉　　中央化工機株式会社　セールスエンジニアリング部　部長
桂田　哲志　　株式会社奈良機械製作所　北海道サテライトプロセス設計チーム　リーダー
増田　幸也　　増幸産業株式会社　代表取締役会長
小澤　和三　　日清エンジニアリング株式会社　粉体事業部　機器販売センター長
木村　崇久　　フリッチュ・ジャパン株式会社　代表取締役
上村　勇介　フリッチュ・ジャパン株式会社　アプリケーションラボ
武田　忠彦　フリッチュ・ジャパン株式会社　アプリケーションラボ