JP2007537965A - Silicon structure - Google Patents

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Abstract

本発明はマクロ細孔ケイ素の新しい製造方法および新しいマクロ細孔ケイ素製造物に関する。本発明または、多孔性ケイ素を親水性化合物と組み合わせる新しい方法に関する。本発明のマクロ細孔ケイ素の製造方法は、その後に陽極化成することができるケイ素粒子製造物を圧密化することを伴う。得られるマクロ細孔ケイ素製造物は、ミクロ細孔ケイ素および/またはメソ細孔ケイ素の領域によって実質的に取り囲まれるマクロ細孔を含む。親水性化合物を負荷する方法は、ケイ素粒子製造物および親水性化合物を圧密化する工程を含む。  The present invention relates to a new method for producing macroporous silicon and a new macroporous silicon product. The present invention relates to a new method for combining porous silicon with a hydrophilic compound. The method for producing macroporous silicon of the present invention involves consolidating a silicon particle product that can then be anodized. The resulting macroporous silicon product comprises macropores substantially surrounded by regions of microporous silicon and / or mesoporous silicon. The method of loading the hydrophilic compound includes the step of compacting the silicon particle product and the hydrophilic compound.

Description

本発明は新しいケイ素構造体およびケイ素構造体を製造するための方法に関連する。本発明のケイ素構造体は1つ以上の親水性物質を含むことができる。   The present invention relates to new silicon structures and methods for producing silicon structures. The silicon structure of the present invention can include one or more hydrophilic materials.

本発明はまた、マクロ細孔ケイ素を製造するための新しい方法、および、新しいマクロ細孔ケイ素製造物に関する。マクロ細孔ケイ素を製造するための方法は、ケイ素粒子製造物を圧密化し、次いで、圧密化された製造物を陽極化成することを伴う。得られるマクロ細孔ケイ素製造物は、ミクロ細孔ケイ素および/またはメソ細孔ケイ素によって実質的に取り囲まれるマクロ細孔を含むことができる。   The present invention also relates to a new method for producing macroporous silicon and a new macroporous silicon product. A method for producing macroporous silicon involves compacting a silicon particle product and then anodizing the consolidated product. The resulting macroporous silicon product can include macropores substantially surrounded by microporous silicon and / or mesoporous silicon.

多孔性ケイ素は、多孔性ケイ素が様々な医学的使用のために使用されることを可能にする様々な性質を有する。例えば、多孔性ケイ素は、国際特許出願公開WO9706101に記載されるように、生体適合性および再吸収性の材料である;多孔性ケイ素は、国際特許出願公開WO0195952に記載されるように、損傷した骨の修復または置換のためのスキャフォールドとして使用することができる;多孔性ケイ素は、国際特許出願公開WO0215863に記載されるように、皮膚科学的組成物において使用することができる;多孔性ケイ素は、国際特許出願公開WO9953898に記載されるように、薬物などの有益な物質を送達するために使用することができる;また、多孔性ケイ素は、国際特許出願公開WO03015636に記載されるように、様々な診断デバイスにおいて使用することができる。多孔性ケイ素の生物学的性質は、多くの場合、多孔性および細孔サイズに依存している。2%もの低い多孔性を有する多孔性ケイ素、および、90%を越える多孔性を有する多孔性ケイ素が形成されており、多孔性ケイ素はこの細孔サイズによって分類することができる;ミクロ細孔ケイ素は、直径が20Å未満である細孔を含有し、メソ細孔ケイ素は、直径が20Åから500Åの範囲での細孔を含有し、マクロ細孔ケイ素は、直径が500Åを越える細孔を含有する。   Porous silicon has various properties that allow porous silicon to be used for various medical uses. For example, porous silicon is a biocompatible and resorbable material, as described in International Patent Application Publication WO 9706101; Porous silicon is damaged as described in International Patent Application Publication WO 0195952. Can be used as a scaffold for bone repair or replacement; porous silicon can be used in dermatological compositions, as described in International Patent Application Publication No. WO0215863; Can be used to deliver beneficial substances such as drugs, as described in International Patent Application Publication No. WO9953898; and porous silicon can be used in various ways as described in International Patent Application Publication No. WO03015636. Can be used in any diagnostic device. The biological properties of porous silicon often depend on the porosity and pore size. Porous silicon having a porosity as low as 2% and porous silicon having a porosity of more than 90% have been formed, and porous silicon can be classified by this pore size; Contains pores with a diameter of less than 20 mm, mesoporous silicon contains pores with a diameter in the range of 20 mm to 500 mm, and macroporous silicon contains pores with a diameter greater than 500 mm To do.

多孔性ケイ素が製造され得る2つの主要な方法は、陽極化成による方法、および、ステインエッチングによる方法である。陽極化成では、典型的には、ケイ素の中実サンプル(例えば、バルク状の結晶性シリコンウェーハなど)をフッ化水素酸溶液に浸けることが伴う。ケイ素のサンプルとの電気的接触がなされ、電位差が、ケイ素と、溶液内に同様に置かれた第2の電極との間に加えられる。HFがケイ素をエッチングして、細孔を生じさせ、この結果、多孔性ケイ素が形成される。好ましくは、サンプルは、均一な電位差が確立されることを可能にするために、この体積全体を通して半導体である。   Two main methods by which porous silicon can be produced are anodization and stain etching. Anodization typically involves immersing a solid sample of silicon (eg, a bulk crystalline silicon wafer) in a hydrofluoric acid solution. Electrical contact is made with a sample of silicon and a potential difference is applied between the silicon and a second electrode that is also placed in the solution. HF etches silicon to create pores, which results in the formation of porous silicon. Preferably, the sample is a semiconductor throughout this volume to allow a uniform potential difference to be established.

ステインエッチングでは、ケイ素サンプルを、強力な酸化剤を含有するフッ化水素酸溶液に浸けることが伴う。ケイ素との電気的接触はなされず、また、電位も加えられない。フッ化水素がケイ素の表面をエッチングして、細孔を生じさせる。   Stain etching involves immersing a silicon sample in a hydrofluoric acid solution containing a strong oxidizing agent. No electrical contact is made with silicon and no electrical potential is applied. Hydrogen fluoride etches the silicon surface, creating pores.

この技術は一般には、電極をそれぞれの小さい粒子に取り付けることが困難であるので、比較的小さいケイ素粒子をエッチングするために使用される。   This technique is generally used to etch relatively small silicon particles because it is difficult to attach an electrode to each small particle.

陽極化成およびステインエッチングは、典型的には、多孔性ケイ素の表面におけるケイ素−水素結合の形成をもたらし、多孔性ケイ素の表面を疎水性にする。多孔性ケイ素は、薬物を動物またはヒトの患者に送達するために使用される場合があり、この疎水性の性質のために、多孔性ケイ素内への親水性薬物の負荷が問題となり得る。   Anodization and stain etching typically result in the formation of silicon-hydrogen bonds at the surface of the porous silicon, making the surface of the porous silicon hydrophobic. Porous silicon may be used to deliver drugs to animal or human patients, and due to this hydrophobic nature, loading of hydrophilic drugs into porous silicon can be a problem.

陽極化成の大きな欠点の1つが、この処理能力が比較的低いことであり、この結果、高コストである。電気化学的セルの使用は、ケイ素が加工され得る速度を低下させ、従って、費用を増大させる。さらに、陽極化成のために使用されるケイ素は、好ましくは、この体積全体を通して半導体であり、このことは、典型的には、比較的高価なシリコンウェーハが用いられることを意味する。   One of the major drawbacks of anodization is its relatively low throughput, which results in high costs. The use of electrochemical cells reduces the rate at which silicon can be processed and thus increases costs. Furthermore, the silicon used for anodization is preferably a semiconductor throughout this volume, which typically means that relatively expensive silicon wafers are used.

ステインエッチングは、シリコンウェーハよりも安価な価格で得ることができる粒子状ケイ素の使用を可能にし、また、時間のかかる電気化学プロセスの使用を伴わない。   Stain etching allows the use of particulate silicon, which can be obtained at a lower cost than silicon wafers, and does not involve the use of time-consuming electrochemical processes.

しかしながら、製造される多孔性ケイ素の細孔サイズおよび/または多孔性を陽極化成によって制御することの方が、ステインエッチング技術によるよりも容易である。   However, it is easier to control the pore size and / or porosity of the porous silicon produced by anodization than by the stain etching technique.

下記の文書は、本出願に関係のある背景情報を提供する。米国特許第5,164,138号は、ケイ素系材料を含む粒子を有する物品を製造するためのプロセスを記載する;この場合、粒子は液体の薬剤との反応によって互いに結合する。米国特許第4,357,443号は、粒子を酸化ホウ素により被覆する工程を含む、ケイ素含有品を製造するためのプロセスを記載する。米国特許第4,040,848号は、ケイ素粉末およびホウ素の粒子混合物を形成する工程を含む、多結晶性ケイ素の焼結体を製造するためのプロセスを記載する。米国特許第4,865,245号は、多数の金属接点をそれぞれが有する2つの半導体デバイスを一緒につなぐ方法を記載する。米国特許第6,126,894号は、高密度の焼結品を鉄−ケイ素合金から製造するための方法を記載する。米国特許第4,818,482号は、金属合金を水アトマイズ化することを含む、加工物を製造するためのプロセスを記載する。米国特許第5,711,866号は、金属被覆された複合材の表面から酸化物を除く工程を含む、粉末を圧密化するためのプロセスを記載する。米国特許第6,057,469号は、冶金学規格のケイ素を粉砕する工程を含む、ケイ素粉末を調製するためのプロセスを記載する。米国特許第4,040,848号は、多結晶性の焼結体を製造するためのプロセスを記載する。国際特許出願公開WO01/95952は、多孔性ケイ素を含むフィクシトル(fixitor)(これは、損傷した骨の修復のために使用することができる)を記載する。国際特許出願公開WO03/101504は、多孔性ケイ素を含むブロックからスキャフォールドを調製する方法を記載する。米国特許第4,767,585号は、成型された製造物を顆粒状のケイ素から製造するためのプロセスを記載する。米国特許第4,759,887号は、形状化された製造物をケイ素の顆粒から製造するためのプロセスを記載する。JP8109012は高温下での圧縮成型を記載する。RG Stephen&FL Rileyによる「酸化ケイ素粉末の圧縮成形」(Journal of European Ceramic Society、9(1992)、301−307)は、塊状化をもたらす二酸化ケイ素被覆されたケイ素粒子の製造を記載する。Derbouz Draoua他による「ケイ素粉末を圧縮および焼結することによる光発電用途用多結晶ケイ素シートの製造」は、ケイ素の融点に近い温度での圧縮成形および加熱によるケイ素粉末からのウェーハの製造を記載する。「Semiconductor Wafer Bonding:Science and Technology」(Wiley、New York、ISBN0471574813、1999)は、2つの平面状単結晶ウェーハ表面を結合することを記載する。   The following documents provide background information relevant to this application. US Pat. No. 5,164,138 describes a process for producing an article having particles comprising silicon-based material; in this case, the particles are bonded together by reaction with a liquid drug. U.S. Pat. No. 4,357,443 describes a process for producing silicon-containing articles comprising the step of coating particles with boron oxide. U.S. Pat. No. 4,040,848 describes a process for producing a sintered body of polycrystalline silicon comprising the step of forming a particle mixture of silicon powder and boron. U.S. Pat. No. 4,865,245 describes a method of joining together two semiconductor devices, each having a number of metal contacts. US Pat. No. 6,126,894 describes a method for producing high density sintered articles from iron-silicon alloys. U.S. Pat. No. 4,818,482 describes a process for manufacturing a workpiece that includes water atomizing a metal alloy. U.S. Pat. No. 5,711,866 describes a process for compacting a powder comprising removing oxides from the surface of a metal-coated composite. U.S. Patent No. 6,057,469 describes a process for preparing silicon powder that includes grinding metallurgical grade silicon. U.S. Pat. No. 4,040,848 describes a process for producing a polycrystalline sintered body. International Patent Application Publication WO 01/95952 describes a fixator comprising porous silicon, which can be used for repair of damaged bone. International Patent Application Publication No. WO 03/101504 describes a method for preparing a scaffold from a block comprising porous silicon. U.S. Pat. No. 4,767,585 describes a process for producing molded products from granular silicon. U.S. Pat. No. 4,759,887 describes a process for producing shaped products from silicon granules. JP8109012 describes compression molding at high temperatures. "Compression molding of silicon oxide powder" by RG Stephen & FL Riley (Journal of European Ceramic Society, 9 (1992), 301-307) describes the production of silicon dioxide coated silicon particles resulting in agglomeration. "Manufacture of polycrystalline silicon sheets for photovoltaic applications by compressing and sintering silicon powder" by Derbouz Draoua et al. Describes the production of wafers from silicon powder by compression molding and heating at temperatures close to the melting point of silicon. To do. “Semiconductor Wafer Bonding: Science and Technology” (Wiley, New York, ISBN 041774813, 1999) describes bonding two planar single crystal wafer surfaces.

上記問題の少なくとも一部を少なくとも部分的に解決することが本発明の目的である。十分に規定された多孔性および細孔サイズを有する多孔性ケイ素の低コストおよび迅速な製造を可能にするプロセスを提供することが本発明のさらなる目的である。   It is an object of the present invention to at least partially solve at least some of the above problems. It is a further object of the present invention to provide a process that allows low cost and rapid production of porous silicon with well-defined porosity and pore size.

親水性の化合物を多孔性ケイ素と組み合わせる方法を提供することは本発明のなおさらなる目的である。ケイ素粒子製造物および親水性の薬物を圧密化することによる薬物負荷の新しい方法を提供することは本発明のさらにさらなる目的である。   It is a still further object of the present invention to provide a method for combining a hydrophilic compound with porous silicon. It is a still further object of the present invention to provide a new method of drug loading by consolidating silicon particle products and hydrophilic drugs.

1つの態様によれば、本発明は、下記の工程を含む、ケイ素構造体を製造するための方法を提供する:
(a)多数の自由ケイ素粒子を含むケイ素粒子製造物を取得する工程;および
(b)ケイ素粒子製造物の少なくとも一部を圧密化して、多数の結合したケイ素粒子を形成させる工程(この場合、それぞれの結合したケイ素粒子がそれ以外の結合したケイ素粒子の少なくとも1つと結合する)。
According to one aspect, the present invention provides a method for producing a silicon structure comprising the following steps:
(A) obtaining a silicon particle product comprising a number of free silicon particles; and (b) compacting at least a portion of the silicon particle product to form a number of bonded silicon particles (in this case, Each bonded silicon particle is bonded to at least one other bonded silicon particle).

この方法は、ケイ素粒子製造物の少なくとも一部を有益な物質と組み合わせる、工程(a)と工程(b)との間で行われるさらなる工程を含むことができる。有益な物質は親水性の化合物であり得る。   The method can include a further step performed between step (a) and step (b) that combines at least a portion of the silicon particle product with the beneficial agent. The beneficial substance can be a hydrophilic compound.

結合したケイ素粒子の少なくとも2つの間で形成される結合の少なくとも1つは、共有結合によるSi−Siの結合であり得る。結合したケイ素粒子の少なくとも一部はSi−Siが共有結合により結合し得る。工程(b)は、Si−Siの共有結合による結合がケイ素粒子の少なくとも2つの間で形成されるような様式で行うことができる。工程(b)は、十分な圧力が、多数の結合したケイ素粒子が形成されるケイ素粒子製造物の少なくとも一部に加えられるように行うことができる。   At least one of the bonds formed between at least two of the bonded silicon particles may be a covalent Si—Si bond. At least a part of the bonded silicon particles can be bonded by Si—Si covalent bonding. Step (b) can be performed in such a way that a covalent bond of Si—Si is formed between at least two of the silicon particles. Step (b) can be performed such that sufficient pressure is applied to at least a portion of the silicon particle product from which a large number of bonded silicon particles are formed.

工程(a)および工程(b)は、結合したケイ素粒子の少なくとも一部を含むケイ素一体成形体が形成されるような様式で行うことができる。   Step (a) and step (b) can be performed in such a manner that a silicon monolithic body comprising at least some of the bonded silicon particles is formed.

工程(a)および工程(b)は、ケイ素一体成形体が少なくとも10個の結合したケイ素粒子を含むような様式で行うことができる。工程(a)および工程(b)は、ケイ素一体成形体が少なくとも100個の結合したケイ素粒子を含むような様式で行うことができる。工程(a)および工程(b)は、ケイ素一体成形体が少なくとも1,000個の結合したケイ素粒子を含むような様式で行うことができる。工程(a)および工程(b)は、ケイ素一体成形体が10個から1026個の結合したケイ素粒子を含むような様式で行うことができる。工程(a)および工程(b)は、ケイ素一体成形体が10個から1016個の結合したケイ素粒子を含むような様式で行うことができる。 Step (a) and step (b) can be performed in such a manner that the silicon monolith includes at least 10 bonded silicon particles. Step (a) and step (b) can be performed in such a manner that the silicon monolith includes at least 100 bonded silicon particles. Step (a) and step (b) can be performed in such a manner that the silicon monolith includes at least 1,000 bonded silicon particles. Steps (a) and (b) can be performed in such a manner that the silicon monolith includes from 10 to 10 26 bonded silicon particles. Steps (a) and (b) can be performed in such a manner that the silicon monolith includes from 10 4 to 10 16 bonded silicon particles.

一体成形体は多孔性である場合があり、この場合、細孔が、結合したケイ素粒子の間のすき間によって形成される。この多孔性により、比較的大きい表面積が生じ得る。   The monolith may be porous, in which case pores are formed by the gaps between the bonded silicon particles. This porosity can result in a relatively large surface area.

工程(a)および工程(b)は、30MPaから7,000MPaの間の破壊強さを有するケイ素一体成形体が形成されるような様式で行うことができる。   Step (a) and step (b) can be carried out in such a way that a silicon monolith with a breaking strength between 30 MPa and 7,000 MPa is formed.

工程(a)および工程(b)は、70MPaから7,000MPaの間の破壊強さを有するケイ素一体成形体が形成されるような様式で行うことができる。   Step (a) and step (b) can be performed in such a way that a silicon monolith with a breaking strength between 70 MPa and 7,000 MPa is formed.

工程(a)および工程(b)は、40MPaから250MPaの間の破壊強さを有するケイ素一体成形体が形成されるような様式で行うことができる。   Step (a) and step (b) can be performed in such a way that a silicon monolith with a breaking strength between 40 MPa and 250 MPa is formed.

工程(a)および工程(b)は、50MPaから150MPaの間の破壊強さを有するケイ素一体成形体が形成されるような様式で行うことができる。   Step (a) and step (b) can be carried out in such a way that a silicon monolith with a breaking strength between 50 MPa and 150 MPa is formed.

工程(a)および工程(b)は、この最長距離で測定されたとき、10KΩcmから10−5Ωcmの間の電気抵抗率を有するケイ素一体成形体が形成されるような様式で行うことができる。工程(a)および工程(b)は、この最長距離で測定されたとき、10KΩcmから200KΩcmの間の電気抵抗率を有するケイ素一体成形体が形成されるような様式で行うことができる。工程(a)および工程(b)は、この最長距離で測定されたとき、10KΩcmから60KΩcmの間の電気抵抗率を有するケイ素一体成形体が形成されるような様式で行うことができる。 Step (a) and step (b) can be performed in such a way that a silicon monolith having an electrical resistivity between 10 KΩcm and 10 −5 Ωcm is formed when measured at this longest distance. . Step (a) and step (b) can be performed in such a way that a silicon monolith having a resistivity between 10 KΩcm and 200 KΩcm is formed when measured at this longest distance. Step (a) and step (b) can be performed in such a way that a silicon monolith having a resistivity of between 10 KΩcm and 60 KΩcm is formed when measured at this longest distance.

結合したケイ素粒子の間におけるケイ素−ケイ素の共有結合による結合の形成は、比較的大きい機械的強度および低い電気抵抗率を有する一体成形体をもたらし得る。   Formation of a silicon-silicon covalent bond between bonded silicon particles can result in a monolith having a relatively high mechanical strength and low electrical resistivity.

一般には、2つの結合したケイ素粒子の間に形成された結合の電気抵抗率は、それらの粒子のいずれかが形成されるケイ素の電気抵抗率よりも大きい。従って、一体成形体は、それぞれの粒子が形成されるケイ素よりも著しく大きい電気抵抗率を有すると思われる。結合の数が多くなるほど、この最長距離の間での一体成形体の抵抗から計算されたとき、抵抗率は大きくなる。   In general, the electrical resistivity of the bond formed between two bonded silicon particles is greater than the electrical resistivity of the silicon from which either of those particles is formed. Thus, the monolithic body appears to have a significantly higher electrical resistivity than the silicon from which the respective particles are formed. The greater the number of bonds, the greater the resistivity when calculated from the resistance of the monolith during this longest distance.

工程(a)および工程(b)は、一体成形体が形成される結合したケイ素粒子のそれぞれが、ケイ素一体成形体が形成されるそれ以外の結合したケイ素粒子のそれぞれと一体化しているような様式で行うことができる。   Step (a) and step (b) are such that each bonded silicon particle from which the monolithic body is formed is integrated with each other bonded silicon particle from which the silicon monolith is formed. Can be done in style.

本発明の方法は、ケイ素粒子製造物の一部を還元するさらなる工程(r)を含むことができる。工程(r)は工程(b)の前に行うことができる。工程(r)は、ケイ素酸化物を自由ケイ素粒子の表面の少なくとも一部から実質的に除く工程を含むことができる。工程(r)は、自由ケイ素粒子の少なくとも一部を還元剤で処理する工程を含むことができる。工程(r)は、自由ケイ素粒子の少なくとも一部を、NaOH、KOHおよびHFの1つ以上から選択される還元剤で処理する工程を含むことができる。工程(r)は、自由ケイ素粒子の少なくとも一部を、HF水溶液、エタノール性HF溶液、メタノール性HF溶液およびエタン酸HF溶液の1つ以上から選択されるフッ化水素酸の溶液で処理する工程を含むことができる。工程(r)は、自由ケイ素粒子の少なくとも一部をHF蒸気で処理する工程を含むことができる。工程(r)は、Si−H結合が自由ケイ素粒子の少なくとも一部の粒子の表面で形成されるような様式で行うことができる。工程(r)は、Si−H結合が自由ケイ素粒子のほとんどの粒子の表面で形成されるような様式で行うことができる。   The method of the present invention can include a further step (r) of reducing a portion of the silicon particle product. Step (r) can be performed before step (b). Step (r) can include substantially removing silicon oxide from at least a portion of the surface of the free silicon particles. Step (r) can include a step of treating at least a portion of the free silicon particles with a reducing agent. Step (r) can include treating at least a portion of the free silicon particles with a reducing agent selected from one or more of NaOH, KOH, and HF. In the step (r), at least a part of the free silicon particles is treated with a hydrofluoric acid solution selected from one or more of an HF aqueous solution, an ethanolic HF solution, a methanolic HF solution, and an ethanoic acid HF solution. Can be included. Step (r) can include treating at least a portion of the free silicon particles with HF vapor. Step (r) can be performed in such a manner that Si—H bonds are formed on the surface of at least some of the free silicon particles. Step (r) can be carried out in such a way that Si—H bonds are formed on the surface of most of the free silicon particles.

フッ化水素酸による自由ケイ素粒子の処理は、少なくとも部分的に水素末端化される表面を有する自由ケイ素粒子の形成をもたらすので、また、自由ケイ素粒子の表面に結合していた何らかの酸素原子が少なくとも部分的に除かれるので、好都合である。   Treatment of free silicon particles with hydrofluoric acid results in the formation of free silicon particles having a surface that is at least partially hydrogen-terminated, and any oxygen atoms that have bound to the surface of the free silicon particles are at least Convenient because it is partly excluded.

自由ケイ素粒子の表面における酸素原子の存在は、ケイ素粒子製造物を圧密化することをより困難にすることが見出された。すなわち、ケイ素の表面に結合した酸素の存在は、結合したケイ素粒子の間におけるSi−Siの共有結合による結合を形成することをより困難にしている。酸素の存在はHFの溶液における一体成形体の安定性を低下させ、このことは、断片化する可能性をより大きくする。表面酸化物はまた、一体成形体の電気抵抗率を増大させる場合がある。   The presence of oxygen atoms on the surface of the free silicon particles has been found to make it more difficult to compact the silicon particle product. That is, the presence of oxygen bonded to the silicon surface makes it more difficult to form a Si—Si covalent bond between the bonded silicon particles. The presence of oxygen reduces the stability of the monolith in a solution of HF, which makes it more likely to fragment. Surface oxides can also increase the electrical resistivity of the monolith.

自由ケイ素粒子の表面における水素原子の存在はまた、圧密化前のケイ素表面への酸素の再結合を防止することを助けるので好都合である。   The presence of hydrogen atoms at the surface of the free silicon particles is also advantageous as it helps to prevent oxygen recombination to the silicon surface prior to consolidation.

表面Si−H結合を含むケイ素粒子製造物の圧密化はシランの形成をもたらす場合がある。本発明の方法は、結合したケイ素粒子の形成に由来するシランガスを検出するさらなる工程(h)を含むことができる。シランの形成は、Si−H結合の破壊およびSi−Si結合の形成の証拠を提供する。   Consolidation of a silicon particle product containing surface Si-H bonds may result in silane formation. The method of the present invention can include a further step (h) of detecting silane gas derived from the formation of bonded silicon particles. Silane formation provides evidence of Si-H bond breakage and Si-Si bond formation.

工程(b)は、圧力を自由ケイ素粒子の少なくとも一部に加える工程(p)を含むことができる。   Step (b) can include a step (p) of applying pressure to at least a portion of the free silicon particles.

工程(b)は、(ci)自由ケイ素粒子の少なくとも一部を容器に入れる工程と、(di)容器の体積を減少する工程とを含むことができる。   Step (b) may include (ci) placing at least a portion of the free silicon particles in a container and (di) reducing the volume of the container.

工程(ci)および工程(di)は、圧力が、容器に含有される自由ケイ素粒子の少なくとも一部に加えられるような様式で行うことができる。   Step (ci) and step (di) can be performed in such a way that pressure is applied to at least a portion of the free silicon particles contained in the container.

工程(b)は、自由ケイ素粒子の少なくとも一部を容器に入れる工程と、一軸方向の圧力または等方向(isostatic)の圧力を容器に含有される自由ケイ素粒子に加える工程とを含むことができる。   Step (b) can include placing at least a portion of the free silicon particles in a container and applying a uniaxial or isostatic pressure to the free silicon particles contained in the container. .

工程(b)は、自由ケイ素粒子の少なくとも一部を容器に入れる工程と、等方向の圧力を容器に含有される自由ケイ素粒子に加える工程とを含むことができる。   Step (b) can include placing at least a portion of the free silicon particles in a container and applying isotropic pressure to the free silicon particles contained in the container.

一軸方向の圧力は5,000MPaから50MPaの間であり得る。   Uniaxial pressure can be between 5,000 MPa and 50 MPa.

一軸方向の圧力は1,000MPaから100MPaの間であり得る。   The uniaxial pressure can be between 1,000 MPa and 100 MPa.

一軸方向の圧力は1,000MPaから200MPaの間であり得る。   The uniaxial pressure can be between 1,000 MPa and 200 MPa.

一軸方向の圧力は750MPaから200MPaの間であり得る。   The uniaxial pressure can be between 750 MPa and 200 MPa.

一軸方向の圧力は50MPaから10MPaの間であり得る。   The uniaxial pressure can be between 50 MPa and 10 MPa.

等方向の圧力は5,000MPaから50MPaの間であり得る。   The isotropic pressure can be between 5,000 MPa and 50 MPa.

等方向の圧力は1,000MPaから100MPaの間であり得る。   The isotropic pressure can be between 1,000 MPa and 100 MPa.

等方向の圧力は1,000MPaから200MPaの間であり得る。   The isotropic pressure can be between 1,000 MPa and 200 MPa.

等方向の圧力は750MPaから200MPaの間であり得る。   The isotropic pressure can be between 750 MPa and 200 MPa.

等方向の圧力は50MPaから10MPaの間で可能である。   The isotropic pressure can be between 50 MPa and 10 MPa.

工程(b)は、(cii)自由ケイ素粒子の少なくとも一部を鋳型の少なくとも一部により囲まれた体積に入れる工程と、(dii)囲まれた体積を減少する工程とを含むことができる。   Step (b) can include (cii) placing at least a portion of the free silicon particles into a volume surrounded by at least a portion of the template, and (dii) reducing the enclosed volume.

工程(cii)および工程(dii)は、圧力が、鋳型に含有される自由ケイ素粒子の少なくとも一部に加えられるような様式で行うことができる。   Step (cii) and step (dii) can be performed in such a way that pressure is applied to at least a portion of the free silicon particles contained in the mold.

ケイ素粒子製造物は半導体ケイ素を含むことができる。粒子状ケイ素製造物は、多結晶ケイ素、非晶質ケイ素、バルク結晶ケイ素および冶金学規格ケイ素の1つ以上を含むことができる。ケイ素粒子製造物は、化学気相成長によって調製されたケイ素粒子を含むことができる。ケイ素粒子製造物は、水素末端を有するケイ素粒子を含むことができ、この場合、水素末端を有するそれぞれの粒子は半導体ケイ素および表面Si−H結合を含む。ケイ素粒子製造物は、酸素末端を有するケイ素粒子を含むことができ、この場合、酸素末端を有するそれぞれの粒子は半導体ケイ素および表面Si−O結合を含む。   The silicon particle product can include semiconductor silicon. The particulate silicon product can include one or more of polycrystalline silicon, amorphous silicon, bulk crystalline silicon, and metallurgical grade silicon. The silicon particle product can include silicon particles prepared by chemical vapor deposition. The silicon particle product can include silicon particles having hydrogen ends, where each particle having hydrogen ends includes semiconducting silicon and surface Si-H bonds. The silicon particle product can include silicon particles having an oxygen terminus, where each particle having an oxygen terminus includes semiconductor silicon and surface Si-O bonds.

本明細書の目的のために、冶金学規格ケイ素は、シリカを1500℃から2500℃の間の温度でアーク炉において炭素によって還元することによって調製されているケイ素であり、95%から99.9%の純度を有する。   For the purposes of this specification, metallurgical standard silicon is silicon that has been prepared by reducing silica with carbon in an arc furnace at a temperature between 1500 ° C. and 2500 ° C., between 95% and 99.9. % Purity.

自由ケイ素粒子の少なくとも一部は半導体ケイ素を含むことができる。自由ケイ素粒子の少なくとも一部は、多結晶ケイ素、非晶質ケイ素、バルク結晶ケイ素および冶金学規格ケイ素の1つ以上を含むことができる。自由ケイ素粒子は、化学気相成長によって調製されたケイ素粒子を含むことができる。   At least a portion of the free silicon particles can include semiconductor silicon. At least a portion of the free silicon particles can include one or more of polycrystalline silicon, amorphous silicon, bulk crystalline silicon, and metallurgical standard silicon. Free silicon particles can include silicon particles prepared by chemical vapor deposition.

ケイ素粒子製造物は多孔性ケイ素を含むことができる。自由ケイ素粒子の少なくとも一部は多孔性ケイ素を含むことができる。自由ケイ素粒子のそれぞれが多孔性ケイ素を含むことができる。   The silicon particle product can include porous silicon. At least a portion of the free silicon particles can include porous silicon. Each of the free silicon particles can include porous silicon.

ケイ素粒子製造物の圧密化は多孔性の一体成形体をもたらすことができ、この場合、細孔が、結合したケイ素粒子の間の空間から形成される。しかしながら、自由ケイ素粒子は、圧密化の前に、自身が多孔性であってもよい。例えば、自由ケイ素粒子はステインエッチングによって多孔化されていてもよい。   Consolidation of the silicon particle product can result in a porous monolith, where pores are formed from the spaces between the bonded silicon particles. However, the free silicon particles may themselves be porous prior to consolidation. For example, the free silicon particles may be made porous by stain etching.

ケイ素粒子製造物は下記元素の1つ以上を含むことができる:Y、P、Sb、In、Fe、As、La、Ca、Pd、Sr、I、Co、Ir、B、Ge、Cu、Pb、SnおよびAu。自由ケイ素粒子の少なくとも一部は下記元素の1つ以上を含むことができる:Y、P、Sb、In、Fe、As、La、Ca、Pd、Sr、I、Co、Ir、B、Ge、Cu、Pb、SnおよびAu。   The silicon particle product can include one or more of the following elements: Y, P, Sb, In, Fe, As, La, Ca, Pd, Sr, I, Co, Ir, B, Ge, Cu, Pb. Sn and Au. At least a portion of the free silicon particles can include one or more of the following elements: Y, P, Sb, In, Fe, As, La, Ca, Pd, Sr, I, Co, Ir, B, Ge, Cu, Pb, Sn and Au.

好ましくは、ケイ素粒子製造物は下記元素の1つ以上を含むことができる:Y、B、PおよびSn。好ましくは、自由ケイ素粒子の少なくとも一部は下記元素の1つ以上を含むことができる:Y、B、PおよびSn。   Preferably, the silicon particle product can contain one or more of the following elements: Y, B, P and Sn. Preferably, at least some of the free silicon particles can contain one or more of the following elements: Y, B, P and Sn.

本発明の方法は、ケイ素一体成形物の少なくとも一部を多孔化するさらなる工程(e)を含むことができる。本発明の方法は、ケイ素一体成形物をフッ化水素酸の溶液において陽極化成することによってケイ素一体成形物の少なくとも一部を多孔化するさらなる工程(e)を含むことができる。本発明の方法は、界面活性剤を含むフッ化水素酸の溶液においてケイ素一体成形物を陽極化成することによってケイ素一体成形物の少なくとも一部を多孔化するさらなる工程(e)を含むことができる。界面活性剤は、エタノール、メタノール、酢酸、カチオン性界面活性剤、アニオン性界面苛性剤の1つ以上を含むことができる。   The method of the present invention can include a further step (e) of making at least a portion of the silicon monolith porous. The method of the present invention can include a further step (e) of porousizing at least a portion of the silicon monolith by anodizing the silicon monolith in a solution of hydrofluoric acid. The method of the present invention can include a further step (e) of making at least a portion of the silicon monolith by porosity anodizing the silicon monolith in a solution of hydrofluoric acid containing a surfactant. . The surfactant can include one or more of ethanol, methanol, acetic acid, a cationic surfactant, an anionic surfactant.

HF酸溶液への界面活性剤の添加は、HF溶液によるケイ素一体成形体の濡れを改善することができる。   The addition of the surfactant to the HF acid solution can improve the wettability of the silicon integrated molded body by the HF solution.

工程(e)は、HFの溶液が一体成形体の細孔の中に進入することを可能にする工程を含むことができ、この場合、細孔は、一体成形体が形成される結合したケイ素粒子の間の空間によって形成される。   Step (e) can include the step of allowing a solution of HF to enter into the pores of the monolith, where the pores are bonded silicon from which the monolith is formed. Formed by the space between the particles.

陽極化成による一体成形体の多孔化が効果的であるためには、一体成形体は十分に大きい電気伝導率を有しなければならず、また、HFの溶液に浸されたとき、十分な構造的安定性を有しなければならない。一体成形体を非常に多数の自由ケイ素粒子から形成することができ、従って、要求される安定性および伝導率は、それに対応するような非常に多数の結合をケイ素粒子間に形成することによって達成され得るだけである。形成された結合の強さ、および、結合したケイ素粒子の間での接触の程度もまた、陽極化成プロセスの成功に影響を及ぼす。   In order for the porosity of the integrally formed body by anodization to be effective, the integrally formed body must have a sufficiently large electric conductivity, and when it is immersed in a solution of HF, it has a sufficient structure. Must have stability. The monolith can be formed from a large number of free silicon particles, and thus the required stability and conductivity is achieved by forming a correspondingly large number of bonds between the silicon particles. Can only be done. The strength of the bond formed and the degree of contact between the bonded silicon particles also affects the success of the anodization process.

界面活性剤の使用は、結合したケイ素粒子の間に位置する細孔の中へのフッ化水素酸溶液の進入を助けることができる。   The use of a surfactant can help the penetration of the hydrofluoric acid solution into the pores located between the bonded silicon particles.

本発明の方法は、ケイ素一体成形体をフッ化水素酸の溶液においてステインエッチングすることによってケイ素一体成形物の少なくとも一部を多孔化するさらなる工程(e)を含むことができる。   The method of the present invention can include a further step (e) of porously forming at least a portion of the silicon monolith by subjecting the silicon monolith to a stain etch in a solution of hydrofluoric acid.

工程(e)の前に、少なくとも1つの電極をケイ素一体成形物に取り付ける工程を行うことができる。   Prior to step (e), a step of attaching at least one electrode to the silicon monolith can be performed.

一体成形体は多数のマクロ細孔を含むことができ、この場合、それぞれの細孔が、少なくとも部分的には、結合したケイ素粒子の間のすき間によって形成される。一体成形体に含有されるマクロ細孔の平均サイズは500Åから200ミクロンの間のサイズを有することができる。   The monolith may include a number of macropores, where each pore is formed at least in part by a gap between bonded silicon particles. The average size of the macropores contained in the integrally formed body can have a size between 500 Å and 200 microns.

一体成形体は多数の細孔を含むことができ、この場合、それぞれの細孔が、少なくとも部分的には、結合したケイ素粒子の間のすき間によって形成される。一体成形体は多数のナノ粒子を含むことができ、一体成形体に含有される細孔の平均サイズは50Åから1ミクロンの間のサイズを有することができる。   The monolith may include a number of pores, where each pore is at least partially formed by a gap between bonded silicon particles. The monolithic body can include a number of nanoparticles, and the average size of the pores contained in the monolithic body can have a size between 50 サ イ ズ and 1 micron.

工程(e)は、フッ化水素酸の溶液が一体成形体の細孔の少なくとも1つの中を通ることを可能にする工程を含むことができる。工程(e)は、フッ化水素酸の溶液が一体成形体の細孔の実質的にすべての細孔の中を通ることを可能にする工程を含むことができる。工程(e)は、フッ化水素酸の溶液が一体成形体の細孔の一部の中を通ることを可能にする工程を含むことができる。   Step (e) can include the step of allowing a solution of hydrofluoric acid to pass through at least one of the pores of the monolith. Step (e) can include the step of allowing a solution of hydrofluoric acid to pass through substantially all of the pores of the monolith. Step (e) can include the step of allowing a solution of hydrofluoric acid to pass through some of the pores of the monolith.

工程(e)は、結合したケイ素粒子の少なくとも1つがこの体積全体を通して多孔化されるような様式で行うことができる。工程(e)は、結合したケイ素粒子の少なくとも1つが実質的にこの体積全体を通して多孔化されるような様式で行うことができる。工程(e)は、結合したケイ素粒子の実質的にそれぞれがこの体積全体を実質的に通して多孔化されるような様式で行うことができる。   Step (e) can be performed in such a way that at least one of the bonded silicon particles is porous throughout this volume. Step (e) can be performed in such a way that at least one of the bonded silicon particles is porous throughout this volume. Step (e) can be performed in such a manner that substantially each of the bonded silicon particles is made porous through substantially the entire volume.

この方法でのマクロ細孔のケイ素一体成形体の製造は比較的安価なケイ素粒子製造物(例えば、冶金学規格のケイ素など)の陽極化成を可能にする。ケイ素粒子製造物は、十分な機械的強度と、電極の取り付けを可能にするための、従って、陽極化成を可能にするためのサイズとを有する一体成形体を形成するために圧密化される。ケイ素のマクロ細孔体は大きい表面積を有しており、この結果、多孔性ケイ素の収率が、使用されたケイ素の量に対して大きい。   Production of macroporous silicon monoliths in this manner allows anodization of relatively inexpensive silicon particle products (eg, metallurgical grade silicon). The silicon particle product is compacted to form a unitary body with sufficient mechanical strength and size to allow attachment of the electrode and thus to allow anodization. Silicon macropores have a large surface area, so that the yield of porous silicon is large relative to the amount of silicon used.

工程(e)は、ミクロ細孔ケイ素および/またはメソ細孔ケイ素がケイ素一体成形体から形成されるような様式で行うことができる。   Step (e) can be performed in such a way that microporous silicon and / or mesoporous silicon is formed from the silicon monolith.

一体成形体は、工程(e)が行われる前に、細孔が、結合したケイ素粒子の間の空間から形成されることの結果として、および/または、粒子製造物が自由の多孔性ケイ素粒子を含むことの結果として、既に多孔性であってもよい。   The monolithic body is a porous silicon particle in which pores are formed from the spaces between the bonded silicon particles and / or the particle product is free before step (e) is performed. It may already be porous as a result of including.

本発明の方法は、ケイ素一体成形体を断片化する、工程(e)の後で行われるさらなる工程(g)を含むことができる。工程(g)は、一体成形体を機械的に破砕する工程を含むことができる。工程(g)は、一体成形体を超音波によって断片化する工程を含むことができる。工程(g)は、多数の部分的な表面多孔性のケイ素粒子が生じるような様式で行うことができ、この場合、それぞれの部分的な表面多孔性粒子の表面は多孔性の領域および非多孔性の領域を含む。   The method of the present invention can include a further step (g) performed after step (e), which fragments the silicon monolith. Step (g) may include a step of mechanically crushing the integrally formed body. The step (g) can include a step of fragmenting the integrally formed body with ultrasonic waves. Step (g) can be carried out in such a way that a large number of partially surface porous silicon particles are produced, wherein the surface of each partially surface porous particle is a porous region and non-porous. Including sex areas.

工程(e)および工程(g)を含む方法は、他の先行技術の方法によって製造することができない小さい陽極化成された多孔性ケイ素粒子の形成を可能にする。   The method comprising steps (e) and (g) allows the formation of small anodized porous silicon particles that cannot be produced by other prior art methods.

それぞれの結合したケイ素粒子が少なくとも1つの他の結合したケイ素粒子に結合させられ、この結合を、圧力を2つ以上の自由ケイ素粒子に加えることによって形成させることができる。   Each bonded silicon particle is bonded to at least one other bonded silicon particle, which bond can be formed by applying pressure to two or more free silicon particles.

ケイ素一体成形体は第1のケイ素結合粒子および第2のケイ素結合粒子を含むことができる。第1および第2の結合したケイ素粒子を、互いに直接的に接触させることなく、互いに一体化することができる。すなわち、第1および第2の結合したケイ素粒子を中間の結合したケイ素粒子によってつなぐことができる。   The silicon monolith can include first silicon-bonded particles and second silicon-bonded particles. The first and second bonded silicon particles can be integrated with each other without being in direct contact with each other. That is, the first and second bonded silicon particles can be connected by intermediate bonded silicon particles.

工程(b)は、ケイ素粒子製造物を加熱する工程(h)を含むことができる。工程(b)は、ケイ素粒子製造物を50℃から500℃の間の温度に加熱する工程を含むことができる。工程(b)は、ケイ素粒子製造物を実質的に一定の温度で維持する工程を含むことができる。   Step (b) can include a step (h) of heating the silicon particle product. Step (b) can include heating the silicon particle product to a temperature between 50 ° C and 500 ° C. Step (b) can include maintaining the silicon particle product at a substantially constant temperature.

工程(b)は−5℃から+5℃の間の温度で1秒から1時間の時間にわたって行うことができる。工程(b)は、ケイ素粒子製造物を−20℃から+20℃の間の温度で0.1秒から1時間の時間にわたって維持する工程を含むことができる。工程(b)は−50℃から+50℃の間の温度において1分から10時間の間で行うことができる。   Step (b) can be carried out at a temperature between −5 ° C. and + 5 ° C. for a time of 1 second to 1 hour. Step (b) may comprise maintaining the silicon particle product at a temperature between −20 ° C. and + 20 ° C. for a time of 0.1 seconds to 1 hour. Step (b) can be carried out at a temperature between −50 ° C. and + 50 ° C. for 1 minute to 10 hours.

圧力を自由ケイ素粒子の少なくとも一部に加える工程(p)の前に、ケイ素粒子製造物を加熱する工程(h)を行うことができる。   The step (h) of heating the silicon particle product can be performed before the step (p) of applying pressure to at least a part of the free silicon particles.

工程(b)は、ケイ素粒子製造物の少なくとも一部を低音圧縮する工程を含むことができる。   Step (b) can include bass compression of at least a portion of the silicon particle product.

工程(a)および工程(b)は、ケイ素一体成形体がケイ素1グラムあたり10cm以上の表面積を有するような様式で行うことができる。工程(a)および工程(b)は、ケイ素一体成形体がケイ素1グラムあたり100cm以上の表面積を有するような様式で行うことができる。工程(a)および工程(b)は、ケイ素一体成形体がケイ素1グラムあたり1,000cm以上の表面積を有するような様式で行うことができる。 Step (a) and step (b) can be performed in such a manner that the silicon monolith has a surface area of 10 cm 2 or more per gram of silicon. Step (a) and step (b) can be performed in such a manner that the silicon monolith has a surface area of 100 cm 2 or more per gram of silicon. Step (a) and step (b) can be performed in such a manner that the silicon monolith has a surface area of 1,000 cm 2 or more per gram of silicon.

低音圧縮技術によって形成されたケイ素一体成形体の表面積は、熱間圧縮技術によって形成されたケイ素一体成形体の表面積と比較して大きい場合がある。これは、熱間圧縮は、空洞および欠陥が除かれることを引き起こす表面ケイ素原子の再配置をもたらすことができるからである。   The surface area of the silicon monolithic body formed by the bass compression technique may be larger than the surface area of the silicon monolithic body formed by the hot compression technique. This is because hot compression can result in rearrangement of surface silicon atoms that cause cavities and defects to be removed.

本発明の方法はさらに、ガスを、自由ケイ素粒子の少なくとも一部が位置する領域に導入する工程(i)を含むことができ、この場合、ガスは、窒素、ヘリウム、アルゴンおよび水素の1つ以上を含むことができる。   The method of the present invention can further comprise the step (i) of introducing a gas into the region where at least a portion of the free silicon particles are located, wherein the gas is one of nitrogen, helium, argon and hydrogen. The above can be included.

本発明の方法は、ガスを、自由ケイ素粒子の少なくとも一部が位置する領域から除く工程(v)を含むことができる。本発明の方法は、圧力が1mmHg未満に減圧されるような様式で、ガスを、自由ケイ素粒子の少なくとも一部が位置する領域から除く工程を含むことができる。   The method of the present invention can include the step (v) of removing the gas from the region where at least some of the free silicon particles are located. The method of the present invention can include removing the gas from the region where at least some of the free silicon particles are located in such a manner that the pressure is reduced to less than 1 mm Hg.

工程(b)は、不活性な雰囲気において、または、Hガスを含む雰囲気において行うことができる。不活性な雰囲気は希ガス(例えば、アルゴンなど)を含むことができる。 Step (b) can be performed in an inert atmosphere or in an atmosphere containing H 2 gas. The inert atmosphere can include a noble gas (eg, argon).

工程(b)および/または工程(h)は工程(i)および/または工程(v)の後および/または期間中に行うことができる。   Step (b) and / or step (h) can be performed after and / or during step (i) and / or step (v).

本発明の方法は、ケイ素粒子製造物を有益な物質と組み合わせる、工程(a)と工程(b)との間で行われる工程を含むことができ、この場合、工程(a)および工程(b)は、有益な物質が、結合したケイ素粒子の間の細孔に位置するような様式で行われる。   The method of the present invention can include a step performed between step (a) and step (b), combining the silicon particle product with a beneficial substance, where step (a) and step (b) ) Is performed in such a way that the beneficial substance is located in the pores between the bonded silicon particles.

少なくとも部分的には、有益な物質を工程(a)および工程(b)によって形成される圧密化された製造物の中に捕捉することによって、有益な物質の放出を制御することができる。従って、本発明の方法は、生理学的環境での制御された放出が要求され得る親水性薬物を含む医薬用製造物の製造において特に有益である。結合したケイ素粒子を自由な多孔性ケイ素粒子から製造することは、結合したケイ素粒子によって形成される細孔に有益な物質を捕捉することを助けるので好都合である場合がある。   At least in part, the release of the beneficial substance can be controlled by trapping the beneficial substance in the consolidated product formed by steps (a) and (b). Thus, the method of the present invention is particularly beneficial in the manufacture of pharmaceutical products containing hydrophilic drugs that may require controlled release in a physiological environment. Producing bonded silicon particles from free porous silicon particles may be advantageous as it helps to trap beneficial substances in the pores formed by the bonded silicon particles.

有益な物質は親水性の化合物を含むことができる。有益な物質は有益な物質の分子を多数含むことができ、この場合、有益な物質の分子のそれぞれが100個を越える原子を有する。有益な物質は親水性の化合物を含むことができる。有益な物質は有益な物質の分子を多数含むことができ、この場合、有益な物質の分子のそれぞれが1000個を越える原子を有する。有益な物質は親水性の化合物を含むことができる。有益な物質は有益な物質の分子を多数含むことができ、この場合、有益な物質の分子のそれぞれが100個から5,000個の原子を有する。   Beneficial substances can include hydrophilic compounds. The beneficial agent can include a number of beneficial agent molecules, where each beneficial agent molecule has more than 100 atoms. Beneficial substances can include hydrophilic compounds. The beneficial agent can include a number of beneficial agent molecules, where each beneficial agent molecule has more than 1000 atoms. Beneficial substances can include hydrophilic compounds. The beneficial substance can include a number of beneficial substance molecules, wherein each of the beneficial substance molecules has from 100 to 5,000 atoms.

有益な物質をケイ素粒子製造物と組み合わせる工程は、ケイ素粒子製造物の少なくとも一部を、有益な物質の蒸気、有益な物質のガス、液体の有益な物質、固体の有益な物質、および、有益な物質の溶液の1つ以上と接触させる工程を含むことができる。   The step of combining the beneficial agent with the silicon particle product comprises at least a portion of the silicon particle product, the beneficial agent vapor, the beneficial agent gas, the liquid beneficial agent, the solid beneficial agent, and the beneficial agent. Contacting with one or more solutions of various substances.

本発明の方法は、工程(a)および工程(b)によって形成される圧密化された製造物を断片化するさらなる工程を含むことができる。   The method of the present invention may comprise a further step of fragmenting the consolidated product formed by steps (a) and (b).

本明細書の目的のために、「有益な物質」は、ヒトまたは動物の対象に投与されたとき、全体として有益である何かである:有益な物質は、毒素、すなわち、望ましくない細胞にとって/望ましくない生理学的プロセスを妨害するために毒性であり得る。例えば、この目的が、ガン細胞を殺すことであるとしても、抗ガン物質は「有益」であると見なされる。   For purposes herein, a “beneficial agent” is something that is beneficial overall when administered to a human or animal subject: a beneficial agent is a toxin, ie, an unwanted cell. / Can be toxic to interfere with undesirable physiological processes. For example, even though this purpose is to kill cancer cells, anti-cancer substances are considered “beneficial”.

ケイ素粒子製造物は1x10−4ミクロンから1x10−2ミクロンの間の平均粒子サイズを有することができる。ケイ素粒子製造物は1x10−3ミクロンから1x10−2ミクロンの間の平均粒子サイズを有することができる。ケイ素粒子製造物は2x10−3ミクロンから1x10−2ミクロンの間の平均粒子サイズを有することができる。 The silicon particle product can have an average particle size between 1 × 10 −4 microns and 1 × 10 −2 microns. The silicon particle product can have an average particle size between 1 × 10 −3 microns and 1 × 10 −2 microns. The silicon particle product can have an average particle size between 2 × 10 −3 microns and 1 × 10 −2 microns.

ケイ素粒子製造物は0.01ミクロンから5mmの間の平均粒子サイズを有することができる。ケイ素粒子製造物は1ミクロンから500ミクロンの間の平均粒子サイズを有することができる。ケイ素粒子製造物は1ミクロンから1mmの間の平均粒子サイズを有することができる。ケイ素粒子製造物は1nmから150ミクロンの間の平均粒子サイズを有することができる。   The silicon particle product can have an average particle size between 0.01 microns and 5 mm. The silicon particle product can have an average particle size between 1 and 500 microns. The silicon particle product can have an average particle size between 1 micron and 1 mm. The silicon particle product can have an average particle size between 1 nm and 150 microns.

ケイ素粒子製造物が形成される自由ケイ素粒子の少なくとも1/10はそれぞれが1x10−4ミクロンから1x10−2ミクロンの間の最大の大きさを有することができる。ケイ素粒子製造物が形成される自由ケイ素粒子の少なくとも1/10はそれぞれが1ミクロンから500ミクロンの間の最大の大きさを有することができる。 At least 1/10 of the free silicon particles from which the silicon particle product is formed can each have a maximum size between 1 × 10 −4 microns and 1 × 10 −2 microns. At least 1/10 of the free silicon particles from which the silicon particle product is formed can each have a maximum size between 1 micron and 500 microns.

さらなる態様によれば、本発明は、下記の工程を含む、ケイ素および有益な物質を含むケイ素構造体を製造するための方法を提供する:
(a)多数のケイ素粒子を含むケイ素粒子製造物を有益な物質と組み合わせる工程、および、
(b)ケイ素粒子製造物の少なくとも一部および有益な物質の少なくとも一部を圧密化して、ケイ素および有益な物質を含むケイ素構造体を形成する工程。
According to a further aspect, the present invention provides a method for producing a silicon structure comprising silicon and a beneficial substance, comprising the following steps:
(A) combining a silicon particle product comprising a number of silicon particles with a beneficial substance; and
(B) Consolidating at least a portion of the silicon particle product and at least a portion of the beneficial material to form a silicon structure comprising silicon and the beneficial material.

ケイ素構造体は、有益な物質の少なくとも一部およびケイ素粒子製造物の少なくとも一部を含む一体成形体を含むことができる。   The silicon structure can include a unitary body including at least a portion of the beneficial material and at least a portion of the silicon particle product.

本発明の方法は、ケイ素構造体が少なくとも部分的に形成される一体成形体を断片化するさらなる工程を含むことができる。   The method of the present invention can include a further step of fragmenting the monolithic body from which the silicon structure is at least partially formed.

ケイ素粒子製造物は、多孔性ケイ素、多結晶ケイ素、バルク結晶ケイ素、非晶質ケイ素および冶金学規格ケイ素の1つ以上を含むことができる。ケイ素粒子製造物は、ステインエッチングされた多孔性ケイ素および/または陽極化成された多孔性ケイ素を含むことができる。ケイ素粒子製造物は、化学気相成長によって調製されたケイ素を含むことができる。   The silicon particle product can include one or more of porous silicon, polycrystalline silicon, bulk crystalline silicon, amorphous silicon, and metallurgical grade silicon. The silicon particle product may include stain etched porous silicon and / or anodized porous silicon. The silicon particle product can include silicon prepared by chemical vapor deposition.

多孔性ケイ素は、ミクロ細孔ケイ素、マクロ細孔ケイ素およびメソ細孔ケイ素の1つ以上を含むことができる。   The porous silicon can include one or more of microporous silicon, macroporous silicon and mesoporous silicon.

有益な物質は親水性の化合物を含むことができる。有益な物質は、先行技術の方法によって多孔性ケイ素の細孔の中に導入することが困難である他の薬物を含むことができる。有益な物質は親水性の化合物を含むことができる。有益な物質は有益な物質の分子を多数含むことができ、この場合、有益な物質の分子のそれぞれが100個を越える原子を有する。有益な物質は親水性の化合物を含むことができる。有益な物質は有益な物質の分子を多数含むことができ、この場合、有益な物質の分子のそれぞれが1000個を越える原子を有する。有益な物質は親水性の化合物を含むことができる。有益な物質は有益な物質の分子を多数含むことができ、この場合、有益な物質の分子のそれぞれが100個から5,000個の原子を有する。   Beneficial substances can include hydrophilic compounds. Beneficial materials can include other drugs that are difficult to introduce into the pores of porous silicon by prior art methods. Beneficial substances can include hydrophilic compounds. The beneficial agent can include a number of beneficial agent molecules, where each beneficial agent molecule has more than 100 atoms. Beneficial substances can include hydrophilic compounds. The beneficial agent can include a number of beneficial agent molecules, where each beneficial agent molecule has more than 1000 atoms. Beneficial substances can include hydrophilic compounds. The beneficial substance can include a number of beneficial substance molecules, wherein each of the beneficial substance molecules has from 100 to 5,000 atoms.

工程(a)は、ケイ素粒子製造物の少なくとも一部を、有益な物質の蒸気、有益な物質のガス、液体の有益な物質、有益な物質の溶液の1つ以上と接触させる工程を含むことができる。   Step (a) comprises contacting at least a portion of the silicon particle product with one or more of a beneficial substance vapor, a beneficial substance gas, a liquid beneficial substance, a beneficial substance solution. Can do.

工程(b)は、(ci)ケイ素粒子の少なくとも一部および有益な物質の少なくとも一部を容器に入れる工程と、(di)容器の体積を減少する工程とを含むことができる。   Step (b) can include (ci) placing at least a portion of the silicon particles and at least a portion of the beneficial material into the container, and (di) reducing the volume of the container.

工程(ci)および工程(di)は、圧力が、容器に含有される自由ケイ素粒子の少なくとも一部および有益な物質の少なくとも一部に加えられるような様式で行うことができる。   Steps (ci) and (di) can be performed in such a way that pressure is applied to at least some of the free silicon particles and at least some of the beneficial material contained in the container.

工程(b)は、ケイ素粒子製造物および有益な物質を容器に入れる工程と、一軸方向の圧力を容器内の有益な物質の少なくとも一部およびケイ素粒子製造物の少なくとも一部に加える工程とを含むことができる。   Step (b) includes placing the silicon particle product and the beneficial substance in a container and applying uniaxial pressure to at least a portion of the beneficial substance and at least a portion of the silicon particle product in the container. Can be included.

一軸方向の圧力は5,000MPaから50MPaの間であり得る。   Uniaxial pressure can be between 5,000 MPa and 50 MPa.

一軸方向の圧力は1,000MPaから100MPaの間であり得る。   The uniaxial pressure can be between 1,000 MPa and 100 MPa.

一軸方向の圧力は1,000MPaから200MPaの間であり得る。   The uniaxial pressure can be between 1,000 MPa and 200 MPa.

一軸方向の圧力は750MPaから200MPaの間であり得る。   The uniaxial pressure can be between 750 MPa and 200 MPa.

一軸方向の圧力は500MPaから10MPaの間であり得る。   The uniaxial pressure can be between 500 MPa and 10 MPa.

工程(b)は、(cii)ケイ素粒子の少なくとも一部および有益な物質の少なくとも一部を鋳型の少なくとも一部により囲まれた体積に入れる工程と、(dii)囲まれた体積を減少する工程とを含むことができる。   Step (b) includes (cii) placing at least a portion of the silicon particles and at least a portion of the beneficial material into a volume surrounded by at least a portion of the template, and (dii) reducing the enclosed volume. Can be included.

工程(cii)および工程(dii)は、圧力が、鋳型に含有されるケイ素粒子の少なくとも一部および鋳型に含有される有益な物質の少なくとも一部に加えられるような様式で行うことができる。   Steps (cii) and (dii) can be performed in such a way that pressure is applied to at least some of the silicon particles contained in the template and at least some of the beneficial substances contained in the template.

ケイ素構造体は医療用デバイスの少なくとも一部を形成することができる。   The silicon structure can form at least a portion of a medical device.

工程(b)は、ケイ素粒子製造物および有益な物質を−5℃から+5℃の間の温度において1秒から1時間の時間にわたって維持する工程を含むことができる。工程(b)は、ケイ素粒子製造物および有益な物質を−20℃から+20℃の間の温度において0.1秒から10時間の時間にわたって維持する工程を含むことができる。工程(b)は、ケイ素粒子製造物および有益な物質を−50℃から+50℃の間の温度において1分から1時間の間で維持する工程を含むことができる。   Step (b) may comprise maintaining the silicon particle product and the beneficial substance at a temperature between -5 ° C and + 5 ° C for a time of 1 second to 1 hour. Step (b) may comprise maintaining the silicon particle product and the beneficial substance at a temperature between −20 ° C. and + 20 ° C. for a time of 0.1 seconds to 10 hours. Step (b) may comprise maintaining the silicon particle product and the beneficial substance at a temperature between -50 ° C. and + 50 ° C. for 1 minute to 1 hour.

さらなる態様によれば、本発明は、有益な物質を、少なくとも2つのケイ素層の間に挟んで、構造体を形成する工程を含む、ケイ素構造体を製造するための方法を提供する。   According to a further aspect, the present invention provides a method for manufacturing a silicon structure comprising the step of sandwiching a beneficial substance between at least two silicon layers to form the structure.

有益な物質は親水性の化合物を含むことができる。有益な物質は有益な物質の分子を多数含むことができ、この場合、有益な物質の分子のそれぞれが100個を越える原子を有する。有益な物質は親水性化の合物を含むことができる。有益な物質は有益な物質の分子を多数含むことができ、この場合、有益な物質の分子のそれぞれが1000個を越える原子を有する。有益な物質は親水性の化合物を含むことができる。有益な物質は有益な物質の分子を多数含むことができ、この場合、有益な物質の分子のそれぞれが100個から5,000個の原子を有する。   Beneficial substances can include hydrophilic compounds. The beneficial agent can include a number of beneficial agent molecules, where each beneficial agent molecule has more than 100 atoms. Beneficial materials can include hydrophilized compounds. The beneficial agent can include a number of beneficial agent molecules, where each beneficial agent molecule has more than 1000 atoms. Beneficial substances can include hydrophilic compounds. The beneficial substance can include a number of beneficial substance molecules, wherein each of the beneficial substance molecules has from 100 to 5,000 atoms.

ケイ素粒子製造物は、多孔性ケイ素、多結晶ケイ素、バルク結晶ケイ素、非晶質ケイ素および冶金学規格ケイ素の1つ以上を含むことができる。ケイ素粒子製造物は、ステインエッチングされた多孔性ケイ素および/または陽極化成された多孔性ケイ素を含むことができる。ケイ素粒子製造物は、化学気相成長によって調製されたケイ素を含むことができる。   The silicon particle product can include one or more of porous silicon, polycrystalline silicon, bulk crystalline silicon, amorphous silicon, and metallurgical grade silicon. The silicon particle product may include stain etched porous silicon and / or anodized porous silicon. The silicon particle product can include silicon prepared by chemical vapor deposition.

ケイ素層の少なくとも1つは多孔性ケイ素の膜を含むことができる。ケイ素層の少なくとも1つは、最大の大きさが0.5mmから20mmの間である多孔性ケイ素の膜を含むことができる。ケイ素層の少なくとも1つは実質的に平面状であり得る。ケイ素層の少なくとも1つは実質的に球状であり得る。有益な物質は1つまたはそれ以上の層を構成することができる。   At least one of the silicon layers may include a porous silicon film. At least one of the silicon layers may include a porous silicon film having a maximum size between 0.5 mm and 20 mm. At least one of the silicon layers can be substantially planar. At least one of the silicon layers can be substantially spherical. The beneficial material can constitute one or more layers.

多孔性ケイ素は、ミクロ細孔ケイ素、マクロ細孔ケイ素およびメソ細孔ケイ素の1つ以上を含むことができる。   The porous silicon can include one or more of microporous silicon, macroporous silicon and mesoporous silicon.

本発明の方法はさらに、シーラント物質をケイ素構造体の表面の少なくとも一部に塗布する工程を含むことができる。本発明の方法は、多孔性ケイ素の侵食から、または、多孔性ケイ素の細孔を通した拡散から生じるのとは異なる有益な物質の放出が、ケイ素構造体が生理学的電解質の中に置かれたときに実質的に妨げられるような様式で、シーラント物質をケイ素構造体の少なくとも一部に塗布するさらなる工程を含むことができる。   The method of the present invention can further include the step of applying a sealant material to at least a portion of the surface of the silicon structure. The method of the present invention allows the release of beneficial substances different from those caused by erosion of porous silicon or from diffusion through the pores of porous silicon, wherein the silicon structure is placed in a physiological electrolyte. A further step of applying the sealant material to at least a portion of the silicon structure in a manner such that it is substantially impeded.

有益な物質を挟む工程は、有益な物質を前記少なくとも2つのケイ素層の少なくとも一部と機械的に接触させる工程を含むことができる。有益な物質を挟む工程は、有益な物質が層の両方またはそれぞれの少なくとも一部と接触するような様式で、圧力を層の両方またはそれぞれに加える工程を含むことができる。   The step of sandwiching the beneficial substance can include mechanically contacting the beneficial substance with at least a portion of the at least two silicon layers. The step of sandwiching the beneficial substance can include applying pressure to both or each of the layers in a manner such that the beneficial substance contacts at least a portion of both or each of the layers.

ケイ素の層および有益な物質の層を交互に積み重ね、場合により、シーラントをサンドイッチ構造体の両端に塗布することによって、様々な形態を達成することができる。このことは、有益な物質の負荷および放出についてより大きな制御を可能にし、また、親水性物質の負荷に関して特に有益である。有益な物質の放出が、構造体が生理学的環境に浸されたときには、ケイ素層間の接触によって形成されたマクロ細孔を通した拡散の結果として生じ得る。または、有益な物質の放出が、ケイ素層を通した拡散の結果として、または、ケイ素層の侵食の結果として生じ得る。   Various forms can be achieved by alternately stacking layers of silicon and layers of beneficial material and optionally applying sealant to both ends of the sandwich structure. This allows greater control over beneficial substance loading and release, and is particularly beneficial with respect to hydrophilic substance loading. Release of beneficial substances can occur as a result of diffusion through macropores formed by contact between silicon layers when the structure is immersed in a physiological environment. Alternatively, beneficial substance release may occur as a result of diffusion through the silicon layer or as a result of erosion of the silicon layer.

本発明の方法は、サンドイッチ構造体を断片化するさらなる工程を含むことができる。   The method of the present invention can include an additional step of fragmenting the sandwich structure.

さらなる態様によれば、本発明は、上記態様のいずれかにおいて規定されるようなプロセスによって得ることができる製造物を提供する。   According to a further aspect, the present invention provides a product obtainable by a process as defined in any of the above aspects.

さらなる態様によれば、本発明は、ケイ素骨格を含むケイ素一体成形体を提供する。   According to a further aspect, the present invention provides a silicon monolithic body comprising a silicon skeleton.

ケイ素一体成形体はさらに、平均細孔サイズが500Åから200ミクロンの間であるマクロ細孔ケイ素と、ミクロ細孔ケイ素および/またはメソ細孔ケイ素とを含むことができる。   The silicon monolith may further include macroporous silicon having an average pore size between 500 and 200 microns, and microporous silicon and / or mesoporous silicon.

ケイ素一体成形体はさらに、平均細孔サイズが500Åから10ミクロンの間であるマクロ細孔ケイ素と、ミクロ細孔ケイ素および/またはメソ細孔ケイ素とを含むことができる。   The silicon monolith may further comprise macroporous silicon having an average pore size between 500 and 10 microns, and microporous silicon and / or mesoporous silicon.

ケイ素一体成形体はさらに、平均細孔サイズが1ミクロンから100ミクロンの間であるマクロ細孔ケイ素と、ミクロ細孔ケイ素および/またはメソ細孔ケイ素とを含むことができる。   The silicon monolith may further comprise macroporous silicon having an average pore size between 1 micron and 100 microns, and microporous silicon and / or mesoporous silicon.

ケイ素一体成形体は1mmから5cmの間の最大の大きさを有することができる。ケイ素一体成形体は1cmから50cmの間の最大の大きさを有することができる。   The silicon monolith can have a maximum size between 1 mm and 5 cm. The silicon monolith can have a maximum size between 1 cm and 50 cm.

一体成形体の表面ケイ素原子の少なくとも0.1%はそれぞれが水素原子に結合していてもよい。一体成形体の表面ケイ素原子の少なくとも1%はそれぞれが水素原子に結合していてもよい。一体成形体の表面ケイ素原子の少なくとも10%はそれぞれが水素原子に結合していてもよい。   At least 0.1% of the surface silicon atoms of the integrally molded body may be bonded to hydrogen atoms. At least 1% of the surface silicon atoms of the integrally formed body may be bonded to hydrogen atoms. At least 10% of the surface silicon atoms of the integrally molded body may be bonded to hydrogen atoms.

ケイ素一体成形体はケイ素1グラムあたり10cmから200cmの間の表面積を有することができる。ケイ素一体成形体はケイ素1グラムあたり50cmから500cmの間の表面積を有することができる。ケイ素一体成形体はケイ素1グラムあたり10cmから10,000cmの間の表面積を有することができる。 Silicon integrally molded body may have a surface area of between silicon per gram 10 cm 2 of 200 cm 2. Silicon integrally molded body may have a surface area of between silicon per gram 50 cm 2 of 500 cm 2. Silicon integrally molded body may have a surface area of between silicon per gram 10 cm 2 of 10,000 cm 2.

ケイ素一体成形体が形成される結合したケイ素粒子の少なくとも1/10はそれぞれが0.01ミクロンから500ミクロンの間の最大の大きさを有することができる。   At least 1/10 of the bonded silicon particles from which the silicon monolith is formed can each have a maximum size between 0.01 microns and 500 microns.

ケイ素一体成形体が形成される結合したケイ素粒子の少なくとも1/10はそれぞれが1nmから10ミクロンの間の最大の大きさを有することができる。   At least 1/10 of the bonded silicon particles from which the silicon monolith is formed can each have a maximum size between 1 nm and 10 microns.

ケイ素一体成形体は、平均粒子サイズが0.01ミクロンから5mmの間である結合したケイ素粒子を含むことができる。ケイ素一体成形体は、平均粒子サイズが1ミクロンから500ミクロンの間である結合したケイ素粒子を含むことができる。ケイ素一体成形体は、平均粒子サイズが1ミクロンから1mmの間である結合したケイ素粒子を含むことができる。ケイ素一体成形体は、平均粒子サイズが1nmから150ミクロンの間である結合したケイ素粒子を含むことができる。   The silicon monolith can include bonded silicon particles having an average particle size between 0.01 microns and 5 mm. The silicon monolith can include bonded silicon particles having an average particle size between 1 and 500 microns. The silicon monolith may include bonded silicon particles having an average particle size between 1 micron and 1 mm. The silicon monolith can include bonded silicon particles having an average particle size between 1 nm and 150 microns.

ケイ素一体成形体は、最大の大きさが1nmから50nmの範囲にある結合したケイ素ナノ粒子を含むことができ、また、ケイ素一体成形体は、結合したナノ粒子の間の空間によって形成されるミクロ細孔および/またはメソ細孔を含むことができ、および、生理学的環境において再吸収性であり得る。   The silicon monolith can include bonded silicon nanoparticles having a maximum size in the range of 1 nm to 50 nm, and the silicon monolith is also a microscopic space formed by the space between the bonded nanoparticles. The pores and / or mesopores can be included and can be resorbable in a physiological environment.

ケイ素一体成形体はさらに、平均細孔サイズが1x10−4ミクロンから1x10−2ミクロンの間であるミクロ細孔ケイ素を含むことができ、この場合、ミクロ細孔はケイ素粒子間の空間によって形成される。 The silicon monolith may further comprise microporous silicon having an average pore size between 1 × 10 −4 microns and 1 × 10 −2 microns, where the micropores are formed by the spaces between the silicon particles. The

ケイ素一体成形体はさらに、平均細孔サイズが1x10−3ミクロンから1x10−2ミクロンの間であるミクロ細孔ケイ素を含むことができる。 The silicon monolith may further comprise microporous silicon having an average pore size between 1 × 10 −3 microns and 1 × 10 −2 microns.

ケイ素一体成形体はさらに、平均細孔サイズが2x10−3ミクロンから1x10−2ミクロンの間であるミクロ細孔ケイ素を含むことができる。 The silicon monolith may further comprise microporous silicon having an average pore size between 2 × 10 −3 microns and 1 × 10 −2 microns.

本明細書の目的のために、相互に連絡したマクロ細孔は、1つまたはそれ以上のメソ細孔および/または1つまたはそれ以上のミクロ細孔によって少なくとも1つの他のマクロ細孔に連絡するマクロ細孔である。   For purposes of this specification, interconnected macropores communicate with at least one other macropore by one or more mesopores and / or one or more micropores. Macropores.

一体成形体は少なくとも1個の相互に連絡したマクロ細孔を含むことができ、一体成形体は少なくとも10個の相互に連絡したマクロ細孔を含むことができる。一体成形体は少なくとも100個の相互に連絡したマクロ細孔を含むことができ、一体成形体は少なくとも1,000個の相互に連絡したマクロ細孔を含むことができる。   The monolithic body can include at least one interconnected macropore, and the integral body can include at least 10 interconnected macropores. The monolithic body can include at least 100 interconnected macropores, and the monolithic body can include at least 1,000 interconnected macropores.

一体成形体は、10個の隣接したマクロ細孔あたり少なくとも1個の相互に連絡したマクロ細孔を含むことができる。一体成形体は、100個の隣接したマクロ細孔あたり少なくとも1個の相互に連絡したマクロ細孔を含むことができる。一体成形体は、1,000個の隣接したマクロ細孔あたり少なくとも1個の相互に連絡したマクロ細孔を含むことができる。   The monolith may include at least one interconnected macropore per 10 adjacent macropores. The monolith may include at least one interconnected macropore per 100 adjacent macropores. The monolith may include at least one interconnected macropore per 1,000 adjacent macropores.

マクロ細孔の少なくとも1つがマクロ細孔表面および/またはメソ細孔ケイ素表面の少なくとも一部によって規定され得る。マクロ細孔の少なくとも一部がマクロ細孔ケイ素表面および/またはメソ細孔ケイ素表面の少なくとも一部によって規定され得る。マクロ細孔のそれぞれがマクロ細孔ケイ素表面および/またはメソ細孔ケイ素表面の少なくとも一部によって規定され得る。   At least one of the macropores may be defined by at least a portion of the macropore surface and / or the mesoporous silicon surface. At least a portion of the macropores may be defined by at least a portion of the macroporous silicon surface and / or the mesoporous silicon surface. Each of the macropores can be defined by at least a portion of the macroporous silicon surface and / or the mesoporous silicon surface.

マクロ細孔の少なくとも一部がケイ素骨格の少なくとも一部において形成される場合があり、マクロ細孔が形成されるケイ素骨格またはケイ素骨格の一部はミクロ細孔ケイ素および/またはメソ細孔ケイ素の少なくとも一部を含むことができる。   In some cases, at least part of the macropores is formed in at least part of the silicon skeleton, and the silicon skeleton or part of the silicon skeleton from which the macropores are formed is formed of microporous silicon and / or mesoporous silicon. At least a portion can be included.

ケイ素一体成形体は、この最長距離で測定されたとき、10KΩcmから10−5Ωcmの間の電気抵抗率を有することができる。ケイ素一体成形体は、この最長距離で測定されたとき、10KΩcmから250KΩcmの間の電気抵抗率を有することができる。ケイ素一体成形体は、この最長距離で測定されたとき、10KΩcmから100KΩcmの間の電気抵抗率を有することができる。 The silicon monolith can have an electrical resistivity between 10 KΩcm and 10 −5 Ωcm when measured at this longest distance. The silicon monolith can have an electrical resistivity between 10 KΩcm and 250 KΩcm when measured at this longest distance. The silicon monolith can have an electrical resistivity between 10 KΩcm and 100 KΩcm when measured at this longest distance.

ケイ素一体成形体は30MPaから1,000MPaの破壊強さを有することができる。   The silicon integral molded body can have a breaking strength of 30 MPa to 1,000 MPa.

ケイ素一体成形体は70MPaから7,000MPaの破壊強さを有することができる。   The silicon integral molded body can have a breaking strength of 70 MPa to 7,000 MPa.

ケイ素一体成形体は40MPaから250MPaの破壊強さを有することができる。   The silicon integral molded body can have a breaking strength of 40 MPa to 250 MPa.

ケイ素一体成形体は50MPaから150MPaの破壊強さを有することができる。   The silicon integral molded body can have a breaking strength of 50 MPa to 150 MPa.

ケイ素一体成形体は下記元素の1つ以上を含むことができる:Y、P、Sb、In、Fe、As、La、Ca、Pd、Sr、I、Co、Ir、B、Ge、Cu、Pb、SnおよびAu。ケイ素一体成形体は下記同位体の1つ以上を含むことができる:90Y、32P、124Sb、114In、59Fe、76As、140La、47Ca、103Pd、89Sr、131I、125I、60Co、192Ir、12B、10B、71Ge、64Cu、203Pbおよび198Au。 The silicon monolith may include one or more of the following elements: Y, P, Sb, In, Fe, As, La, Ca, Pd, Sr, I, Co, Ir, B, Ge, Cu, Pb Sn and Au. The silicon monolith may include one or more of the following isotopes: 90 Y, 32 P, 124 Sb, 114 In, 59 Fe, 76 As, 140 La, 47 Ca, 103 Pd, 89 Sr, 131 I 125 I, 60 Co, 192 Ir, 12 B, 10 B, 71 Ge, 64 Cu, 203 Pb and 198 Au.

ケイ素一体成形体は、ガンの処置において使用される放射性核種および/または細胞毒性剤を含むガン処置デバイスの少なくとも一部を形成することができる。   The silicon monolith can form at least a portion of a cancer treatment device that includes radionuclides and / or cytotoxic agents used in the treatment of cancer.

ケイ素一体成形体は、ガンの処置において使用される下記の放射性核種の1つ以上から選択される放射性核種を含むガン処置デバイスの少なくとも一部を形成することができる:90Y、32P、124Sb、114In、59Fe、76As、140La、47Ca、103Pd、89Sr、131I、125I、60Co、192Ir、12B、10B、71Ge、64Cu、203Pbおよび198Au。 The silicon monolith can form at least part of a cancer treatment device comprising a radionuclide selected from one or more of the following radionuclides used in cancer treatment: 90 Y, 32 P, 124 Sb, 114 In, 59 Fe, 76 As, 140 La, 47 Ca, 103 Pd, 89 Sr, 131 I, 125 I, 60 Co, 192 Ir, 12 B, 10 B, 71 Ge, 64 Cu, 203 Pb and 198 Au.

ケイ素一体成形体は、下記の1つ以上から選択される細胞毒性剤を含むガン処置薬物送達デバイスの少なくとも一部を形成することができる:アルキル化剤(例えば、クロラムブチルなど)、細胞毒性抗体(例えば、ドキソルビシンなど)、代謝拮抗剤(例えば、フルオロウラシルなど)、ビンカアルカロイド(例えば、ビンブラスチンなど)、ホルモン調節剤(例えば、GNRHなど)、および、白金化合物(例えば、シスプラチンなど)。   The silicon monolith can form at least part of a cancer treatment drug delivery device comprising a cytotoxic agent selected from one or more of the following: an alkylating agent (eg, chlorambutyl), a cytotoxic antibody ( For example, doxorubicin and the like, antimetabolites such as fluorouracil, vinca alkaloids such as vinblastine, hormone regulators such as GNRH, and platinum compounds such as cisplatin.

ケイ素一体成形体は、有益な物質を含む薬物送達デバイスの少なくとも一部を形成することができる。ケイ素一体成形体は、親水性の有益な物質を含む薬物送達デバイスの少なくとも一部を形成することができる。   The silicon monolith can form at least a portion of a drug delivery device that includes a beneficial substance. The silicon monolith can form at least a portion of a drug delivery device that includes a hydrophilic beneficial substance.

ケイ素一体成形体は、下記のガンの1つまたはそれ以上の処置において使用される、90Y、32P、124Sb、114In、59Fe、76As、140La、47Ca、103Pd、89Sr、131I、125I、60Co、192Ir、12B、71Ge、64Cu、203Pbおよび198Auの放射性核種の1つ以上を有するガン処置デバイスの少なくとも一部を形成することができる:前立腺ガン、肝臓ガン、膵臓ガン、乳ガン、肺ガン、脳ガンおよび精巣ガン。 The silicon monolith is used in one or more of the following cancer procedures: 90 Y, 32 P, 124 Sb, 114 In, 59 Fe, 76 As, 140 La, 47 Ca, 103 Pd, 89 Can form at least part of a cancer treatment device having one or more of Sr, 131 I, 125 I, 60 Co, 192 Ir, 12 B, 71 Ge, 64 Cu, 203 Pb and 198 Au radionuclides : Prostate cancer, liver cancer, pancreatic cancer, breast cancer, lung cancer, brain cancer and testicular cancer.

一体成形体は、骨の修復または置換において使用される整形外科用スキャフォールドの少なくとも一部を形成することができる。一体成形体は、軟組織の修復または置換において使用される組織工学用スキャフォールドの少なくとも一部を形成することができる。   The monolithic body can form at least a portion of an orthopedic scaffold used in bone repair or replacement. The monolithic body can form at least a portion of a tissue engineering scaffold used in soft tissue repair or replacement.

ケイ素一体成形体は半導体ケイ素を含むことができる。自由ケイ素粒子の少なくとも一部は、多結晶ケイ素、非晶質ケイ素、バルク結晶ケイ素および冶金学規格ケイ素の1つ以上を含むことができる。   The silicon monolith can include semiconductor silicon. At least a portion of the free silicon particles can include one or more of polycrystalline silicon, amorphous silicon, bulk crystalline silicon, and metallurgical standard silicon.

ケイ素骨格は多数の結合したケイ素粒子を含むことができ、この場合、それぞれの結合したケイ素粒子がそれ以外の結合したケイ素粒子の少なくとも1つに結合している。   The silicon skeleton can include a number of bonded silicon particles, where each bonded silicon particle is bonded to at least one of the other bonded silicon particles.

結合したケイ素粒子の少なくとも一部は、マクロ細孔ケイ素、メソ細孔ケイ素およびミクロ細孔ケイ素の1つ以上を含むことができる。   At least a portion of the bonded silicon particles can include one or more of macroporous silicon, mesoporous silicon, and microporous silicon.

ケイ素一体成形体は、有益な物質と、結合剤物質とを含む薬物送達インプラントの少なくとも一部を形成することができ、この場合、結合剤物質は、有益な物質の少なくとも一部をケイ素骨格の少なくとも一部に結合するように所定の構造および組成を有する。   The silicon monolith can form at least a portion of a drug delivery implant that includes a beneficial agent and a binder material, wherein the binder material includes at least a portion of the beneficial agent in the silicon skeleton. It has a predetermined structure and composition so as to be bonded to at least a part.

ケイ素一体成形体は、有益な物質と、フラグメント化物質とを含む薬物送達インプラントの少なくとも一部を形成することができ、この場合、フラグメント化物質は、生理学的電解質に浸されたとき、電解質と反応して、気体を放出するように所定の構造および組成を有する。   The silicon monolith can form at least a portion of a drug delivery implant that includes a beneficial material and a fragmented material, where the fragmented material, when immersed in a physiological electrolyte, and the electrolyte It has a predetermined structure and composition to react and release gas.

さらなる態様によれば、本発明は、ケイ素および有益な物質を含む複合骨格を含む複合一体成形体を提供する。   According to a further aspect, the present invention provides a composite monolithic body comprising a composite framework comprising silicon and a beneficial material.

ケイ素粒子製造物は、多孔性ケイ素、多結晶ケイ素、バルク結晶ケイ素、非晶質ケイ素および冶金学規格ケイ素の1つ以上を含むことができる。ケイ素粒子製造物は、ステインエッチングされた多孔性ケイ素および/または陽極化成された多孔性ケイ素を含むことができる。   The silicon particle product can include one or more of porous silicon, polycrystalline silicon, bulk crystalline silicon, amorphous silicon, and metallurgical grade silicon. The silicon particle product may include stain etched porous silicon and / or anodized porous silicon.

ケイ素粒子製造物は、ミクロ細孔ケイ素、マクロ細孔ケイ素およびメソ細孔ケイ素の1つ以上を含むことができる。   The silicon particle product can include one or more of microporous silicon, macroporous silicon and mesoporous silicon.

有益な物質は親水性の化合物を含むことができる。   Beneficial substances can include hydrophilic compounds.

複合一体成形体は多数のマクロ細孔を含むことができる。一体成形体に含有されるマクロ細孔の平均サイズは50Åから200ミクロンの間のサイズを有することができる。   The composite monolithic body can include a number of macropores. The average size of the macropores contained in the one-piece molded body can have a size between 50 and 200 microns.

複合一体成形体は、有益な物質を動物またはヒトの対象に送達するための医薬用製造物の一部を形成することができる。一体成形体は、有益な物質を動物またはヒトの対象に送達するためのインプラントの一部を形成することができる。   The composite monolith can form part of a pharmaceutical product for delivering a beneficial substance to an animal or human subject. The monolithic body can form part of an implant for delivering a beneficial substance to an animal or human subject.

複合一体成形体は、有益な物質と、結合剤物質とを含む医薬用製造物の少なくとも一部を形成することができ、この場合、結合剤物質は、有益な物質の少なくとも一部をケイ素の少なくとも一部に結合するように所定の構造および組成を有する。   The composite monolith can form at least a portion of a pharmaceutical product that includes a beneficial material and a binder material, wherein the binder material includes at least a portion of the beneficial material in silicon. It has a predetermined structure and composition so as to be bonded to at least a part.

複合一体成形体は、有益な物質と、フラグメント化物質とを含む医薬用製造物の少なくとも一部を形成することができ、この場合、フラグメント化物質は、生理学的電解質に浸されたとき、電解質と反応するようび所定の構造および組成を有する。   The composite monolith can form at least a portion of a pharmaceutical product that includes a beneficial substance and a fragmented substance, where the fragmented substance is electrolyte when immersed in a physiological electrolyte. It has a predetermined structure and composition.

さらなる態様によれば、本発明は、2つ以上のケイ素層と、有益な物質の1つまたはそれ以上の層とを含む多層ケイ素構造体を提供し、この場合、有益な物質はケイ素層の間またはケイ素層の少なくとも2つの間に挟まれる。   According to a further aspect, the present invention provides a multi-layered silicon structure comprising two or more silicon layers and one or more layers of beneficial materials, wherein the beneficial materials are of the silicon layer. Or between at least two of the silicon layers.

多層構造体は、有益な物質の層およびケイ素の層を交互に含むことができる。   The multilayer structure can include alternating layers of beneficial materials and layers of silicon.

有益な物質は親水性の化合物を含むことができる。   Beneficial substances can include hydrophilic compounds.

ケイ素層の両方またはそれぞれが形成されるケイ素は、多孔性ケイ素、多結晶ケイ素、非晶質ケイ素およびバルク結晶ケイ素の1つ以上を含むことができる。   The silicon on which both or each of the silicon layers are formed can include one or more of porous silicon, polycrystalline silicon, amorphous silicon and bulk crystalline silicon.

ケイ素層の少なくとも1つは多孔性ケイ素の膜を含むことができる。このようなケイ素膜またはこのようなケイ素膜の少なくとも1つは0.5mmから20mmの間の最大の大きさを有することができる。ケイ素層の少なくとも1つは実質的に平面状であり得る。ケイ素層の少なくとも1つは実質的に球状であり得る。有益な物質は2つ以上の層を構成することができる。   At least one of the silicon layers may include a porous silicon film. Such a silicon film or at least one of such silicon films may have a maximum size between 0.5 mm and 20 mm. At least one of the silicon layers can be substantially planar. At least one of the silicon layers can be substantially spherical. The beneficial material can constitute more than one layer.

多孔性ケイ素は、ミクロ細孔ケイ素、マクロ細孔ケイ素およびメソ細孔ケイ素の1つ以上を含むことができる。   The porous silicon can include one or more of microporous silicon, macroporous silicon and mesoporous silicon.

ケイ素構造体は、前記少なくとも2つのケイ素層の少なくとも一部と接触しているシーラント物質を含むことができる。ケイ素構造体は、多孔性ケイ素の侵食から、または、多孔性ケイ素の細孔を通した拡散から生じるのとは異なる有益な物質の放出が、医薬用製造物が生理学的電解質の中に置かれたときに実質的に妨げられるような様式で前記少なくとも2つのケイ素層の少なくとも一部と接触しているシーラント物質を含むことができる。   The silicon structure can include a sealant material in contact with at least a portion of the at least two silicon layers. Silicon structures have a beneficial substance release that differs from the erosion of porous silicon or from diffusion through the pores of porous silicon, where the pharmaceutical product is placed in a physiological electrolyte. A sealant material that is in contact with at least a portion of the at least two silicon layers in a manner that is substantially disturbed when

さらなる態様によれば、本発明は、多数の部分的に表面多孔性のケイ素粒子を含む部分的に表面多孔性のケイ素粒子製造物を提供し、この場合、それぞれの部分的に表面多孔性のケイ素粒子の表面は多孔性領域および非多孔性領域を含む。   According to a further aspect, the present invention provides a partially surface porous silicon particle product comprising a number of partially surface porous silicon particles, wherein each partially surface porous silicon product. The surface of the silicon particle includes a porous region and a non-porous region.

部分的に表面多孔性のケイ素粒子の少なくとも1つは少なくとも2つの離れた非多孔性領域を有することができる。部分的に多孔性のケイ素粒子の少なくとも一部はそれぞれが2つ以上の離れた非多孔性領域を有することができる。   At least one of the partially superficially porous silicon particles can have at least two separate non-porous regions. At least some of the partially porous silicon particles can each have two or more spaced non-porous regions.

部分的に表面多孔性のケイ素粒子の少なくとも1つは第1の非多孔性領域および第2の非多孔性領域を有することができ、この場合、第1の非多孔性領域および第2の非多孔性領域は多孔性領域によって互い空間的に隔てられている。   At least one of the partially surface porous silicon particles can have a first non-porous region and a second non-porous region, wherein the first non-porous region and the second non-porous region are The porous regions are spatially separated from each other by the porous region.

部分的に表面多孔性のケイ素粒子製造物は少なくとも100個の部分的に表面多孔性のケイ素粒子を含むことができる。部分的に表面多孔性のケイ素粒子製造物は100個から1026個の間の部分的に表面多孔性のケイ素粒子を含むことができる。部分的に表面多孔性のケイ素粒子製造物は100個から10個の間の部分的に表面多孔性のケイ素粒子を含むことができる。部分的に表面多孔性のケイ素粒子製造物は100個から10個の間の部分的に表面多孔性のケイ素粒子を含むことができる。 The partially superficially porous silicon particle product can comprise at least 100 partially superficially porous silicon particles. The partially surface porous silicon particle product can comprise between 100 and 10 26 partially surface porous silicon particles. Partially surface porous silicon particles product may contain partially surface porous silicon particles of between 100 10 6. Partially surface porous silicon particles product may contain partially surface porous silicon particles between 100 10 3.

実質的にそれぞれの部分的に表面多孔性のケイ素粒子は0.5ミクロンから200ミクロンの間のサイズを有することができる。   Substantially each partially superficially porous silicon particle can have a size between 0.5 microns and 200 microns.

部分的に表面多孔性のケイ素粒子の全体の10%から90%が1ミクロンから150ミクロンの間のサイズを有することができる。   10% to 90% of the total of partially surface porous silicon particles can have a size between 1 micron and 150 microns.

部分的に表面多孔性のケイ素粒子の少なくとも1つは下記元素の1つ以上を含むことができる:Y、P、Sb、In、Fe、As、La、Ca、Pd、Sr、I、Co、Ir、B、Ge、Cu、Pb、SnおよびAu。部分的に表面多孔性のケイ素粒子の少なくとも1つは下記同位体の1つ以上を含むことができる:90Y、32P、124Sb、114In、59Fe、76As、140La、47Ca、103Pd、89Sr、131I、125I、60Co、192Ir、12B、10B、71Ge、64Cu、203Pbおよび198Au。 At least one of the partially surface porous silicon particles can include one or more of the following elements: Y, P, Sb, In, Fe, As, La, Ca, Pd, Sr, I, Co, Ir, B, Ge, Cu, Pb, Sn and Au. At least one of the partially surface porous silicon particles can include one or more of the following isotopes: 90 Y, 32 P, 124 Sb, 114 In, 59 Fe, 76 As, 140 La, 47 Ca. 103 Pd, 89 Sr, 131 I, 125 I, 60 Co, 192 Ir, 12 B, 10 B, 71 Ge, 64 Cu, 203 Pb and 198 Au.

部分的に表面多孔性のケイ素粒子製造物の少なくとも1つは下記元素の1つ以上を含むことができる:Y、P、Sb、In、Fe、As、La、Ca、Pd、Sr、I、Co、Ir、B、Ge、Cu、Pb、SnおよびAu。部分的に表面多孔性のケイ素粒子製造物の少なくとも1つは下記同位体の1つ以上を含むことができる:90Y、32P、124Sb、114In、59Fe、76As、140La、47Ca、103Pd、89Sr、131I、125I、60Co、192Ir、12B、10B、71Ge、64Cu、203Pbおよび198Au。 At least one of the partially surface porous silicon particle products can include one or more of the following elements: Y, P, Sb, In, Fe, As, La, Ca, Pd, Sr, I, Co, Ir, B, Ge, Cu, Pb, Sn and Au. At least one of the partially surface porous silicon particle product can include one or more of the following isotopes: 90 Y, 32 P, 124 Sb, 114 In, 59 Fe, 76 As, 140 La, 47 Ca, 103 Pd, 89 Sr, 131 I, 125 I, 60 Co, 192 Ir, 12 B, 10 B, 71 Ge, 64 Cu, 203 Pb and 198 Au.

部分的に表面多孔性のケイ素粒子の少なくとも1つは、粒子製造物が形成されるそれ以外の部分的に表面多孔性のケイ素粒子の1つ以上に結合することができる。   At least one of the partially surface porous silicon particles can be bonded to one or more of the other partially surface porous silicon particles from which the particle product is formed.

部分的に表面多孔性のケイ素粒子の少なくとも1つは、粒子製造物が形成されるそれ以外の部分的に表面多孔性のケイ素粒子の1つ以上に共有結合的に結合することができる。   At least one of the partially surface porous silicon particles can be covalently bound to one or more of the other partially surface porous silicon particles from which the particle product is formed.

さらなる態様によれば、本発明は、医薬品として使用される、上記態様のいずれかにおいて規定されるようなケイ素構造体を提供する。   According to a further aspect, the present invention provides a silicon structure as defined in any of the above aspects for use as a medicament.

さらなる態様によれば、本発明は、医薬品として使用される、上記態様のいずれかにおいて規定されるような一体成形体を提供する。   According to a further aspect, the present invention provides a monolithic body as defined in any of the above aspects for use as a medicament.

さらなる態様によれば、本発明は、医薬品として使用される、上記態様のいずれかにおいて規定されるような断片化されたケイ素一体成形体を提供する。   According to a further aspect, the present invention provides a fragmented silicon monolith as defined in any of the above aspects for use as a medicament.

さらなる態様によれば、本発明は、医薬品として使用される冶金学規格ケイ素を提供する。このような冶金学規格ケイ素はカルシウムおよび/または鉄を含むことができる。冶金学規格ケイ素はカルシウムを含むことができ、この場合、カルシウムのモル濃度は、このケイ素に含有される任意の他の不純物のモル濃度よりも大きい。冶金学規格ケイ素は鉄を含むことができ、この場合、鉄のモル濃度は、このケイ素に含有される任意の他の不純物のモル濃度よりも大きい。冶金学規格ケイ素は、ヒ素、カドミウム、鉛および水銀の1つ以上から選択される毒性成分を含むことができる。毒性成分は、好ましくは、10ppm未満の濃度を有する。冶金学規格ケイ素はアルミニウムを含むことができ、この場合、アルミニウムは1,000ppm未満の濃度で存在し得る。   According to a further aspect, the present invention provides metallurgical standard silicon for use as a medicament. Such metallurgical standard silicon can include calcium and / or iron. Metallurgical standard silicon can include calcium, where the molar concentration of calcium is greater than the molar concentration of any other impurities contained in the silicon. Metallurgical standard silicon can include iron, where the molar concentration of iron is greater than the molar concentration of any other impurities contained in the silicon. The metallurgical standard silicon can include a toxic component selected from one or more of arsenic, cadmium, lead and mercury. The toxic component preferably has a concentration of less than 10 ppm. Metallurgical standard silicon can include aluminum, in which case the aluminum can be present at a concentration of less than 1,000 ppm.

次に、本発明は、例としてのみであるが、下記の図面を参照して記載される。
図1 本発明によるケイ素構造体からの、日毎に測定されたニュートラルレッドの放出の経時変化を示す。
図2 本発明によるケイ素構造体からの放出速度に対するニュートラルレッドの事前負荷の影響を示す。
図3 本発明によるケイ素構造体からの、日毎に測定されたガンマ型インターフェロンの累積濃度の経時変化を示す。
図4 本発明によるケイ素構造体からの、日毎に測定された胎盤アルカリホスファートの累積濃度の経時変化を示す。
図5a 数日間にわたってTrizma緩衝液に浸された後での多孔性ケイ素膜のSEM画像を示す。
図5b 数日間にわたってTrizma緩衝液に浸された後での多孔性ケイ素膜のSEM画像を示す。
図6a 本発明によるケイ素一体成形体を製造するために使用された第1の低音圧縮デバイスの写真である。
図6b 図6aの第1の低音圧縮デバイスが形成される構成成分のいくつかの写真を示す。
図7a 本発明によるケイ素一体成形体の一部分のSEM顕微鏡写真を示す。
図7b 図7aに示される同じケイ素一体成形体の一部分の高倍率でのSEM顕微鏡写真を示す。
図8 本発明によるケイ素一体成形体を製造するために使用された第2の低音圧縮デバイスの構成成分の写真であり、第2の低音圧縮デバイスは5mmの金型81を含む。
図9 構成成分が図8に示される第2の低音圧縮デバイスを使用して製造されたケイ素一体成形体を示す。
図10 本発明による陽極化成されたケイ素一体成形体の一部分の多孔化された表面を示す。
図11 図10に示された多孔化表面をとり高倍率で示す。
The invention will now be described by way of example only and with reference to the following drawings in which:
FIG. 1 shows the time course of the neutral red release measured from day to day from a silicon structure according to the invention.
FIG. 2 shows the effect of neutral red preload on the release rate from a silicon structure according to the invention.
FIG. 3 shows the time course of the cumulative concentration of gamma interferon measured daily from the silicon structure according to the invention.
FIG. 4 shows the time course of the cumulative concentration of placental alkaline phosphate measured daily from the silicon structure according to the invention.
FIG. 5a shows an SEM image of a porous silicon film after being immersed in Trizma buffer for several days.
FIG. 5b shows an SEM image of the porous silicon film after being immersed in Trizma buffer for several days.
6a is a photograph of a first bass compression device used to produce a silicon monolith according to the present invention.
6b shows several photographs of the components from which the first bass compression device of FIG. 6a is formed.
FIG. 7a shows a SEM micrograph of a portion of a silicon monolith according to the invention.
7b shows a SEM micrograph at high magnification of a portion of the same silicon monolith shown in FIG. 7a.
FIG. 8 is a photograph of the components of a second bass compression device used to produce a silicon monolith according to the present invention, the second bass compression device comprising a 5 mm mold 81.
FIG. 9 shows a silicon monolith produced using the second bass compression device whose components are shown in FIG.
FIG. 10 shows a porous surface of a portion of an anodized silicon monolith according to the present invention.
FIG. 11 shows the porous surface shown in FIG. 10 at a high magnification.

下記の記載は2つの節に分かれる。最初の節は、特にケイ素粒子製造物の圧密化によるケイ素と有益な物質との組み合わせの説明を提供する。第2節はケイ素圧密化および得られたケイ素一体成形体の陽極化成の開示を含む。   The following description is divided into two sections. The first section provides an explanation of the combination of silicon and beneficial materials, especially by consolidation of silicon particle products. Section 2 includes disclosure of silicon consolidation and anodization of the resulting silicon monolith.

(I)有益な物質を含むケイ素構造体
約5mgのニュートラルレッド(これは親水性色素である)を60mgのケイ素粒子製造物と混合し、混合物を、2つのかみ合う半部分を有するクランプ締めのステンレススチール製プレス機に負荷することによって圧密化した。圧力を、20秒間、プレス機によって混合物に加えた。この圧密化法は方法Aとして示される。3つの異なる混合物を、ステインエッチングされた多孔性ケイ素、陽極化成された多孔性ケイ素、および、多結晶ケイ素を含む粒子製造物を使用して調製した。次に、これら3つの圧密化サンプルをTrizma緩衝液に浸し、色素の放出を、573nmにおける吸光度変化を測定することによって求めた。図1に示される結果は、陽極化成された多孔性ケイ素の使用は最も遅い溶出速度を与えていること(これはANと標識される)、ステインエッチングされた多孔性ケイ素の使用は中間の放出を与えていること(これはSEと標識される)、および、多結晶ケイ素の使用は比較的早い放出を与えていること(これはポリSiと標識される)を示す。これらの結果は、使用されたケイ素の形態を変化させることによって薬物放出速度を制御できることを示しているので、薬物送達に特に関係する。
(I) Silicon structure containing beneficial material Approximately 5 mg of neutral red (which is a hydrophilic dye) is mixed with 60 mg of silicon particle product and the mixture is clamped stainless steel having two mating halves. Compaction was achieved by loading on a steel press. Pressure was applied to the mixture by a press for 20 seconds. This consolidation method is shown as Method A. Three different mixtures were prepared using a particle product comprising stain-etched porous silicon, anodized porous silicon, and polycrystalline silicon. These three consolidated samples were then immersed in Trizma buffer and dye release was determined by measuring the change in absorbance at 573 nm. The results shown in FIG. 1 show that the use of anodized porous silicon gives the slowest elution rate (which is labeled AN), and the use of stain-etched porous silicon is an intermediate release. , Which is labeled SE, and the use of polycrystalline silicon gives a relatively fast release (which is labeled poly-Si). These results are particularly relevant to drug delivery as they show that the drug release rate can be controlled by changing the form of silicon used.

図2(a)および図2(b)は、陽極化成された多孔性ケイ素およびステインエッチングされた多孔性ケイ素からのニュートラルレッドの累積放出をそれぞれ示す。   Figures 2 (a) and 2 (b) show the cumulative release of neutral red from anodized and stain-etched porous silicon, respectively.

2aiと標識された結果は、方法Aによって圧密化された、ステインエッチングされた多孔性ケイ素とニュートラルレッドとの混合物についてである。2aiiと標識された結果は、方法Aによる圧縮の前にローターリーエバポレーションまたは凍結乾燥によりニュートラルレッドが事前に負荷された、ステインエッチングされた多孔性ケイ素についてである。これらの結果は、事前の負荷により、事前に負荷されていないサンプルと比較して、7日間の溶解期間にわたってより良好な持続し得る放出がもたらされることを示している。類似する結果が図2(b)に示される。2biと標識される結果は、方法Aによって圧密化されている、陽極化成された多孔性ケイ素とニュートラルレッドとの混合物についてであり、2biiと標識される結果は、方法Aの圧密化の前にニュートラルレッドが事前に負荷されている陽極化成された多孔性ケイ素についてである。   The result labeled 2ai is for a mixture of stain-etched porous silicon and neutral red consolidated by Method A. The result labeled 2 aii is for stain-etched porous silicon pre-loaded with neutral red by rotary evaporation or lyophilization prior to compression by Method A. These results indicate that the preload results in a better and sustainable release over a 7 day dissolution period compared to a sample that was not preloaded. Similar results are shown in FIG. The results labeled 2bi are for a mixture of anodized porous silicon and neutral red that has been consolidated by Method A and the results labeled 2bii are prior to consolidation of Method A. About anodized porous silicon preloaded with neutral red.

類似する実験を、ニュートラルレッドを胎盤アルカリホスファート(PLAP)およびガンマ型インターフェロン(γ−IFN)により置き換えることによって行った。図3は、凍結乾燥によって事前に負荷されている陽極化成された多孔性ケイ素を使用するγ−IFNの累積放出を示す。サンプルを、4日間の研究が終了したときに回収し、粉砕し、放出を粉砕サンプルについて再び測定した。残留するγ−IFNのさらに3%が粉砕後に放出された。   Similar experiments were performed by replacing neutral red with placental alkaline phosphate (PLAP) and gamma interferon (γ-IFN). FIG. 3 shows the cumulative release of γ-IFN using anodized porous silicon preloaded by lyophilization. Samples were collected at the end of the 4 day study, ground, and release was measured again on ground samples. An additional 3% of the remaining γ-IFN was released after grinding.

図4は、陽極化成された多孔性ケイ素(プロット4a)およびステインエッチングされた多孔性ケイ素(プロット4b)から方法Aを使用して調製されたサンプルからのPLAPの放出を示す。累積放出をpNP法によって測定した。3日間を通して、PLAPの約20%の放出が認められた。   FIG. 4 shows PLAP release from a sample prepared using Method A from anodized porous silicon (plot 4a) and stain-etched porous silicon (plot 4b). Cumulative release was measured by the pNP method. Throughout 3 days, about 20% release of PLAP was observed.

類似する実験をまた、2つの多孔性ケイ素膜の間に圧縮されたニュートラルレッドを使用して行った。シーラントを、ニュートラルレッドの放出が主として多孔性ケイ素の細孔を通してであるか、または、多孔性ケイ素の浸食の結果としてであるように、サンプルの両端に塗布した。図5(a)および図5(b)は、Trizma緩衝液溶液に数日間浸けた後での多孔性ケイ素膜のSEM画像を示す。結果は、膜の細孔サイズが溶解の結果として大きくなっていることを示している。これにより、膜を介した色素の拡散速度が大きくなっていることが考えられる。   Similar experiments were also performed using neutral red compressed between two porous silicon membranes. The sealant was applied to both ends of the sample so that the release of neutral red was primarily through the pores of the porous silicon or as a result of erosion of the porous silicon. FIG. 5 (a) and FIG. 5 (b) show SEM images of the porous silicon film after being immersed in a Trizma buffer solution for several days. The results show that the pore size of the membrane has increased as a result of dissolution. Thereby, it is considered that the diffusion rate of the dye through the film is increased.

(II)ケイ素構造体および陽極化成されたケイ素構造体
平均粒子サイズが1ミクロンから50ミクロンの間であるケイ素粒子製造物を40wt%(w/w)のフッ化水素酸水溶液で処理して、存在する表面酸化物をケイ素製造物から除き、および、水素末端を有する表面を作製した。このケイ素粒子製造物は、p+型またはn+型で大きくドープ処理されている冶金学規格ケイ素粒子を含むことができる。
(II) Silicon structure and anodized silicon structure A silicon particle product having an average particle size between 1 micron and 50 microns is treated with 40 wt% (w / w) aqueous hydrofluoric acid solution, The surface oxide present was removed from the silicon product and a surface with hydrogen termination was created. The silicon particle product can include metallurgical standard silicon particles that are heavily doped in p + or n + type.

フッ化水素酸を、脱イオン水により洗浄することによってケイ素粒子製造物から除き、次いで、ろ紙上で15分間、空気中で迅速に乾燥した。次に、粒子をステンレススチール製の低音圧縮デバイス1(これは図6aに示される)に素早く負荷した。乾燥工程および負荷工程を、酸素との反応を最小限に抑え、または、酸素との反応を防止するために、および、水素末端化された粒子表面を保持するために、できる限り迅速に行った。   Hydrofluoric acid was removed from the silicon particle product by washing with deionized water and then rapidly dried in air on filter paper for 15 minutes. The particles were then quickly loaded onto a stainless steel bass compression device 1 (shown in FIG. 6a). The drying and loading steps were performed as quickly as possible to minimize reaction with oxygen or prevent reaction with oxygen and to retain the hydrogen-terminated particle surface. .

その後、1,000psiから5,000psiの間の推定される一軸方向の圧力を低音圧縮デバイス1によって加えることができ、ケイ素粒子製造物の温度を20℃で維持することができる。得られたケイ素一体成形体は、直径が5mmで、長さが46mmである円筒状の圧密化されたマクロ細孔のケイ素ブロックの形態を有することができる。   Subsequently, an estimated uniaxial pressure between 1,000 psi and 5,000 psi can be applied by the bass compression device 1 and the temperature of the silicon particle product can be maintained at 20 ° C. The resulting silicon monolith can have the form of a cylindrical consolidated macroporous silicon block having a diameter of 5 mm and a length of 46 mm.

小さい開口部が、圧縮プロセスの期間中に生じたガスが逃げることを可能にするために低音圧縮デバイスには形成された。図6bはステンレス製の低音圧縮デバイスの構成成分(一般には2によって示される)を示す。   A small opening was formed in the bass compression device to allow the gas generated during the compression process to escape. FIG. 6b shows the components of the bass compression device made of stainless steel (generally indicated by 2).

図7aは、本発明によるケイ素一体成形体3の一部分のSEM顕微鏡写真を示す。ケイ素体は円筒状の一体成形体の形態である。図7aの画像は、一体成形体のマクロ細孔性状をより明確に示すために円筒体が破壊された破断表面4を示す。図7bはマクロ細孔の破断表面4のより高倍率でのSEM顕微鏡写真を示す。   FIG. 7a shows an SEM micrograph of a portion of the silicon monolith 3 according to the present invention. The silicon body is in the form of a cylindrical integral body. The image of FIG. 7a shows a fractured surface 4 where the cylinder has been broken to more clearly show the macroporous nature of the integrally formed body. FIG. 7 b shows a SEM micrograph at higher magnification of the macroporous fracture surface 4.

電極をケイ素一体成形体に取り付けることができ、次いで、界面活性剤(例えば、エタノールなど)および1mAcm−2から10Acm−2の間の電流密度(これはブロック体の外側表面に関して測定される)とともに10から40%(w/w)のフッ化水素酸水溶液に浸すことができ、電流を1分間から200分間にわたって流すことができる。 The electrode can be attached to a silicon monolith, and then with a surfactant (eg, ethanol, etc.) and a current density between 1 mAcm −2 and 10 Acm −2 (which is measured with respect to the outer surface of the block body) It can be immersed in a 10 to 40% (w / w) aqueous hydrofluoric acid solution and the current can flow for 1 to 200 minutes.

フッ化水素酸はケイ素ブロックのマクロ細孔の網状組織の中に入って行くことができ、陽極化成により、多孔性の層の形成が、マクロ細孔の内側表面に、および、ケイ素ブロックの外側表面にもたらされる。   Hydrofluoric acid can go into the macropore network of the silicon block, and anodization causes the formation of a porous layer on the inner surface of the macropore and on the outside of the silicon block Brought to the surface.

陽極化成が完了すると、ブロック体は、脱イオン水またはメタノールに繰り返し浸けることによって洗浄することができ、次いで、風乾することができる。   When the anodization is complete, the block can be washed by repeated soaking in deionized water or methanol and then air dried.

最後に、ケイ素粒子製造物が必要とされるならば、多数の部分的に表面多孔性のケイ素粒子を得るために、ブロック体を機械的に破砕することができる。それぞれの部分的に表面多孔性の粒子は非多孔性の表面領域を有しており、この領域は、一体成形体で依然として位置していたときに隣接のケイ素粒子にケイ素粒子を結合していた領域に対応する。   Finally, if a silicon particle product is required, the block can be mechanically crushed to obtain a large number of partially surface porous silicon particles. Each partially superficially porous particle has a non-porous surface area that bound silicon particles to adjacent silicon particles when still located in a monolithic body. Corresponds to the region.

本発明による一体成形のケイ素物体は、損傷組織または疾患組織に対する保護を提供するためのスキャフォールドとして、または、損傷組織または疾患組織の再成長を助けるためのスキャフォールドとして使用することができる。適切なサイズおよび形状を有する一体成形体が、組織の再成長を生じさせる領域に設置される。10,000μmから62,500μmの間のサイズを有し、一体成形体において形成されたマクロ細孔は、組織がケイ素スキャフォールドを通り抜けることを可能にする。スキャフォールドはまたメソ細孔ケイ素を含むことができ、この場合、メソ細孔ケイ素は、組織の成長が完了すると侵食されるように設計することができる。このプロセスが国際特許出願公開WO0195952に記載される(これはその全体が参照により本明細書中に組み込まれる)。 The monolithic silicon object according to the present invention can be used as a scaffold to provide protection against damaged or diseased tissue or as a scaffold to assist in the regrowth of damaged or diseased tissue. A monolith with the appropriate size and shape is placed in an area that causes tissue regrowth. Have a size between 62,500Myuemu 2 from 10,000 2, macropores formed in the integrally molded body, tissue to allow to pass through the silicon scaffold. The scaffold can also include mesoporous silicon, where the mesoporous silicon can be designed to erode once tissue growth is complete. This process is described in International Patent Application Publication No. WO0195952, which is incorporated herein by reference in its entirety.

次に、様々なケイ素粒子製造物の様々な条件のもとでの圧密化を記載する5つの実施例が示される。実施例4および実施例5は、圧密化の前におけるHFの水溶液によるケイ素粒子製造物の処理を記載する。このHF前処理の詳細および圧密化プロセスの詳細がともに、5つの実施例に続く別個の節に示される。   Next, five examples describing consolidation of various silicon particle products under various conditions are presented. Examples 4 and 5 describe the treatment of a silicon particle product with an aqueous solution of HF prior to consolidation. Both the details of this HF pretreatment and the details of the consolidation process are shown in separate sections following the five examples.

実験を、多結晶ケイ素インゴットをのこ引きすることによって得られていた、粒子サイズが6ミクロンから30ミクロンの間であるケイ素カーフ(kerf)を含む第1のケイ素粒子製造物について行った。このカーフを含む粒子製造物を、油圧プレス機を使用して、直径5mmの硬化ステンレススチール製の金型81(これは図8に示される)において、真空下、293Kで1000MPa未満の圧力で一軸方向に圧縮した。   The experiment was conducted on a first silicon particle product containing silicon kerf having a particle size between 6 and 30 microns, obtained by sawing a polycrystalline silicon ingot. The particle product containing this kerf was uniaxially treated under a vacuum at a pressure of less than 1000 MPa at 293 K in a hardened stainless steel mold 81 having a diameter of 5 mm (this is shown in FIG. 8) using a hydraulic press. Compressed in the direction.

粒子製造物の圧密化はペレットの形態でケイ素一体成形体の形成をもたらした。しかしながら、このプロセスが1000MPaの増大した圧力で繰り返されたとき、1個の一体成形体を粒子製造物から形成することが不可能であった。このことは、過大な圧力を粒子製造物に加えることは可能であるが、これは、金型から取り出したとき、一体成形体の破壊または一体成形体に対する損傷をもたらし得ることを示している。   Consolidation of the particle product resulted in the formation of a silicon monolith in the form of pellets. However, when this process was repeated at an increased pressure of 1000 MPa, it was impossible to form a single molded body from the particle product. This indicates that excessive pressure can be applied to the particle product, but this can result in the failure of the monolith or damage to the monolith when removed from the mold.

表面酸化されている、粒子サイズが32ミクロンから125ミクロンの範囲にある冶金学規格ケイ素を含む第2のケイ素粒子製造物を、5mmの金型81において250MPaで一軸方向に圧縮して、1個のケイ素一体成形体をペレットの形態で形成した。金型81から取り出した後直ちに、一体成形体を、等体積のエタノールおよび40%(w/w)HF水溶液を含む溶液に浸した。溶液に入れて5秒後、一体成形体は崩壊した。   A second silicon particle product containing metallurgical grade silicon with a particle size ranging from 32 microns to 125 microns, which is surface oxidized, is uniaxially compressed at 250 MPa in a 5 mm mold 81, Were formed in the form of pellets. Immediately after removal from the mold 81, the integrally molded body was immersed in a solution containing an equal volume of ethanol and 40% (w / w) HF aqueous solution. After 5 seconds in the solution, the monolithic body collapsed.

この実験は、天然の表面ケイ素酸化物の存在下でさえ、ケイ素粒子間の結合形成が可能であることを示していた。しかしながら、その結合は、HFに対する比較的悪い抵抗性を示している。当然のこととして、表面酸化物の存在は陽極化成のためには不都合であるということになる。   This experiment has shown that bond formation between silicon particles is possible even in the presence of natural surface silicon oxide. However, the bond shows a relatively poor resistance to HF. Of course, the presence of surface oxides is inconvenient for anodization.

ケイ素粒子を含み、表面Si−H結合を含み、および、サイズが0.005ミクロンから0.5ミクロンの範囲にあるケイ素粒子製造物を500MPaの圧力で5mmの金型81において一軸方向に圧縮した。得られたケイ素一体成形体はペレットの形態であり、これを、等体積のエタノールおよび40%(w/w)HF水溶液を含む溶液に浸した。このケイ素成形体は、30分間、この溶液において安定であった。   A silicon particle product containing silicon particles, containing surface Si-H bonds, and having a size in the range of 0.005 microns to 0.5 microns was uniaxially compressed in a 5 mm mold 81 at a pressure of 500 MPa. . The resulting silicon monolith was in the form of pellets, which were immersed in a solution containing an equal volume of ethanol and 40% (w / w) HF aqueous solution. The silicon compact was stable in this solution for 30 minutes.

このことは、粒子製造物における表面Si−H結合の存在は、圧縮されたとき、ケイ素粒子間のより多数のケイ素−ケイ素結合の形成を可能にすること、および、その結合はHFに対してより抵抗性であることを示している。この性質は、一体成形体の陽極化成および圧密化を容易にするはずである。   This means that the presence of surface Si-H bonds in the particle product allows the formation of a greater number of silicon-silicon bonds between the silicon particles when compressed, and the bonds are against HF. It shows more resistance. This property should facilitate anodization and consolidation of the integrally formed body.

冶金学規格ケイ素を含み、粒子サイズが32ミクロンから125ミクロンの間であり、および、表面の天然ケイ素酸化物を含むケイ素粒子製造物をHF水溶液において10分間処理し、脱イオン水において10分間洗浄し、次いで、10分間、ろ紙上で風乾した。100mgの得られた乾燥粉末を5mmの金型81に移し、真空下において1000MPaで一軸方向に圧縮した。少量のシランガスが、圧縮成形されたペレットを金型81から取り出したときに検出された。得られたケイ素一体成形体の密度は、ペレットの形態では、中実の非多孔性の冶金学規格ケイ素の73%であった。ケイ素一体成形体の電気抵抗は、電気接点の電気抵抗と一緒になっているが、80,000オームであった。空気に16日間暴露した後、ケイ素一体成形体を、等体積のエタノールおよび40%(w/w)HF水溶液を含む溶液に浸した。一体成形体は、20分間、この溶液において安定であった。   A silicon particle product containing metallurgical standard silicon, particle size between 32 microns and 125 microns, and surface natural silicon oxide treated in aqueous HF solution for 10 minutes and washed in deionized water for 10 minutes And then air dried on filter paper for 10 minutes. 100 mg of the obtained dry powder was transferred to a 5 mm mold 81 and compressed in a uniaxial direction at 1000 MPa under vacuum. A small amount of silane gas was detected when the compression molded pellets were removed from the mold 81. The density of the resulting silicon monolith was in the form of pellets 73% of solid non-porous metallurgical standard silicon. The electrical resistance of the silicon integral molding was 80,000 ohms, combined with the electrical resistance of the electrical contacts. After exposure to air for 16 days, the silicon monolith was immersed in a solution containing an equal volume of ethanol and 40% (w / w) aqueous HF. The monolith was stable in this solution for 20 minutes.

この結果は実施例2の結果と対照的であり、また、表面のケイ素酸化物をSi−H結合により置き換えるためのHF前処理の有効性を示している。一軸方向の圧力の適用はケイ素粒子製造物の圧密化を生じさせ、Si−H結合が壊れ、隣接するケイ素粒子の間でのSi−Siの共有結合による結合によって置き換えられる。シランの放出は、ケイ素−水素表面の加水分解から生じる、一体成形体形成の副産物である。   This result is in contrast to the result of Example 2 and shows the effectiveness of HF pretreatment for replacing the silicon oxide on the surface with Si—H bonds. Application of uniaxial pressure results in consolidation of the silicon particle product, where the Si-H bond is broken and replaced by the Si-Si covalent bond between adjacent silicon particles. Silane release is a by-product of monolith formation resulting from hydrolysis of the silicon-hydrogen surface.

冶金学規格ケイ素を含み、粒子サイズが32ミクロンから125ミクロンの間であり、および、天然の表面ケイ素酸化物を含むケイ素粒子製造物をHF水溶液において10分間処理し、脱イオン水において10分間洗浄し、この後、10分間、ろ紙上で風乾し、次いで、乾燥した粒子製造物を5mmの金型81に素早く移した。750MPaの一軸方向の圧力を加えて、ケイ素粒子製造物を圧密化し、これにより、100mgの質量を有するペレットの形態でのケイ素一体成形体を形成した。一体成形体の多孔性は約30%であった。   A silicon particle product containing metallurgical standard silicon, particle size between 32 microns and 125 microns, and including natural surface silicon oxide is treated in aqueous HF solution for 10 minutes and washed in deionized water for 10 minutes. Then, it was air-dried on a filter paper for 10 minutes, and then the dried particle product was quickly transferred to a 5 mm mold 81. A uniaxial pressure of 750 MPa was applied to consolidate the silicon particle product, thereby forming a silicon monolith in the form of pellets having a mass of 100 mg. The porosity of the integrally molded body was about 30%.

白金基部を、銀ペーストを使用して、ケイ素一体成形体の下部表面と電気的に接点させて設置した。等体積のエタノールおよび40%(w/w)HF水溶液を含む電解質の約1mlの液滴をピペットによりケイ素ペレットの上部表面に分注した。次に、薄い白金ワイヤを電解質液滴の中に降ろし、12ボルトから15ボルトの電位差を加え、これにより、30mAの電流を20秒間生じさせた。電気的加熱からのエバポレーションと、ペレットの細孔の中への浸透との組み合わさった作用の結果として、HF液滴は体積が徐々に減少した。陽極化成されたペレットの表面の、図10および図11に示されるSEM画像では、結合したケイ素粒子が多孔化しており、メソ細孔が形成されていることが明らかにされた。   The platinum base was placed in electrical contact with the lower surface of the silicon monolith using a silver paste. Approximately 1 ml droplets of electrolyte containing equal volumes of ethanol and 40% (w / w) aqueous HF were pipetted onto the top surface of the silicon pellets. A thin platinum wire was then dropped into the electrolyte droplet and a potential difference of 12-15 volts was applied, thereby producing a 30 mA current for 20 seconds. As a result of the combined action of evaporation from electrical heating and penetration into the pores of the pellet, the HF droplets gradually decreased in volume. The SEM images shown in FIG. 10 and FIG. 11 on the surface of the anodized pellet revealed that the bonded silicon particles were made porous and mesopores were formed.

圧密化手順
図8は、本発明によるケイ素一体成形体を製造するために使用された第2の低音圧縮デバイスの構成成分の写真を示しており、この場合、第2の低音圧縮デバイスは、直径5mmの金型81と、1つの可動性プランジャー82とを含み、両者は硬化ステンレススチールから形成されている。金型81は、排気され得るように設計される。典型的には、100mgのケイ素粒子製造物が5mmの金型81の中に負荷された。次に、金型は、0.1トンの精度のデジタル圧力表示を有する10トンの実験室プレス機(これは図に示されていない)のプラテンの間に置かれる。真空ライン(これは図に示されていない)を金型に接続し、金型を約10−4Torrの圧力に排気した。次に、50MPaから1000MPaの間の軸方向の圧力をケイ素粒子製造物に5分間加えた。次に、真空ラインを除き、軸方向の圧力を、図9に示される得られたケイ素一体成形体91から除いた。ケイ素一体成形体を金型から取り出す前に。シランセンサーを、一体成形体を取り出すとき、一体成形体の上部に配置した。
Consolidation Procedure FIG. 8 shows a photograph of the components of a second bass compression device used to produce a silicon monolith according to the present invention, where the second bass compression device has a diameter of It includes a 5 mm mold 81 and one movable plunger 82, both of which are formed from hardened stainless steel. The mold 81 is designed so that it can be evacuated. Typically, 100 mg of silicon particle product was loaded into a 5 mm mold 81. The mold is then placed between the platens of a 10 ton laboratory press (not shown) with a digital pressure display with 0.1 ton accuracy. A vacuum line (not shown in the figure) was connected to the mold and the mold was evacuated to a pressure of about 10 −4 Torr. Next, an axial pressure between 50 MPa and 1000 MPa was applied to the silicon particle product for 5 minutes. Next, the vacuum line was removed, and the axial pressure was removed from the resulting silicon integral molded body 91 shown in FIG. Before removing the silicon monolith from the mold. The silane sensor was placed on top of the integral molded body when the integral molded body was removed.

HF前処理
ケイ素粒子製造物を、100mlの40%(w/w)および10mlのエタノールを含有するビーカーに10分間入れ、混合物を時々撹拌した。エタノールの存在は、ケイ素粒子を濡らすことを可能にするために要求された。次に、できる限り多くの溶液をデカンテーションにより除き、粒子製造物をビーカーに残した。次に、ビーカーを100mlの脱イオン水およびエタノールで満たし、次いで、混合物を、Bucknerポンプに取り付けられた乾燥用容器に注いだ。過剰な溶液を圧力差の結果としてPTFEメンブランに通して除いた。残ったケイ素粒子製造物を新鮮な水またはエタノールによりすすぎ、HF検出器を使用して、HFが実質的に残留していないことを保証した。次に、Bucknerポンプを外し、粒子製造物が留まっているPTFEメンブランを取り出した。次に、メンブランを、粒子製造物がろ紙と接触するようにろ紙の上に置き、剥がして、ケイ素粉末を残した。ろ紙を使用して、液体の多くを除き、この後、粉末を空気中で10分間乾燥させた。HF溶液の最初のデカンテーションから、風乾手順の開始までの間で要した時間は典型的には10分であった。その結果、最初から最後までの手順のための総時間は30分である(エタノール性HFによる10分間の処理、水による10分間の洗浄、および、10分間の風乾)。
HF Pretreatment The silicon particle product was placed in a beaker containing 100 ml of 40% (w / w) and 10 ml of ethanol for 10 minutes and the mixture was occasionally stirred. The presence of ethanol was required to allow wetting of the silicon particles. Next, as much solution as possible was removed by decantation, leaving the particle product in a beaker. The beaker was then filled with 100 ml of deionized water and ethanol and the mixture was then poured into a drying vessel attached to a Buckner pump. Excess solution was removed through a PTFE membrane as a result of the pressure differential. The remaining silicon particle product was rinsed with fresh water or ethanol and an HF detector was used to ensure that no substantial HF remained. Next, the Buckner pump was removed, and the PTFE membrane on which the particle product remained was taken out. The membrane was then placed on the filter paper so that the particle product was in contact with the filter paper and peeled off, leaving a silicon powder. Filter paper was used to remove much of the liquid, after which the powder was dried in air for 10 minutes. The time taken from the initial decantation of the HF solution to the start of the air drying procedure was typically 10 minutes. As a result, the total time for the procedure from start to finish is 30 minutes (10 minutes treatment with ethanolic HF, 10 minutes washing with water, and 10 minutes air drying).

本発明によるケイ素構造体からの、日毎に測定されたニュートラルレッドの放出の経時変化を示す。Figure 3 shows the time course of the neutral red release measured from the silicon structure according to the invention, measured daily. 本発明によるケイ素構造体からの放出速度に対するニュートラルレッドの事前負荷の影響を示す。Figure 2 shows the effect of neutral red preload on the release rate from a silicon structure according to the present invention. 本発明によるケイ素構造体からの、日毎に測定されたガンマ型インターフェロンの累積濃度の経時変化を示す。Figure 3 shows the time course of the cumulative concentration of gamma interferon measured daily from a silicon structure according to the invention. 本発明によるケイ素構造体からの、日毎に測定された胎盤アルカリホスファートの累積濃度の経時変化を示す。Figure 2 shows the time course of the cumulative concentration of placental alkaline phosphate measured from day to day from a silicon structure according to the present invention. 数日間にわたってTrizma緩衝液に浸された後での多孔性ケイ素膜のSEM画像を示す。2 shows an SEM image of a porous silicon membrane after being immersed in Trizma buffer for several days. 数日間にわたってTrizma緩衝液に浸された後での多孔性ケイ素膜のSEM画像を示す。2 shows an SEM image of a porous silicon membrane after being immersed in Trizma buffer for several days. 本発明によるケイ素一体成形体を製造するために使用された第1の低音圧縮デバイスの写真である。2 is a photograph of a first bass compression device used to produce a silicon monolith according to the present invention. 図6aの第1の低音圧縮デバイスが形成される構成成分のいくつかの写真を示す。Fig. 6b shows several photographs of the components from which the first bass compression device of Fig. 6a is formed. 本発明によるケイ素一体成形体の一部分のSEM顕微鏡写真を示す。The SEM micrograph of a part of silicon integrated molding by this invention is shown. 図7aに示される同じケイ素一体成形体の一部分の高倍率でのSEM顕微鏡写真を示す。FIG. 8 shows a SEM micrograph at high magnification of a portion of the same silicon monolith shown in FIG. 7a. 本発明によるケイ素一体成形体を製造するために使用された第2の低音圧縮デバイスの構成成分の写真であり、第2の低音圧縮デバイスは5mmの金型81を含む。2 is a photograph of the components of a second bass compression device used to produce a silicon monolith according to the present invention, the second bass compression device comprising a 5 mm mold 81; 構成成分が図8に示される第2の低音圧縮デバイスを使用して製造されたケイ素一体成形体を示す。FIG. 9 shows a silicon monolith produced using the second bass compression device whose components are shown in FIG. 本発明による陽極化成されたケイ素一体成形体の一部分の多孔化された表面を示す。2 shows a porous surface of a portion of an anodized silicon monolith according to the present invention. 図10に示された多孔化表面をとり高倍率で示す。The porous surface shown in FIG. 10 is taken and shown at high magnification.

Claims (21)

ケイ素一体成形体を製造するための方法であって、
(a)多数の自由ケイ素粒子を含むケイ素粒子製造物を取得する工程;および
(b)圧力をケイ素粒子製造物の少なくとも一部に加えて、ケイ素一体成形体を形成する工程
を含み、
(e)ケイ素一体成形物が形成されるケイ素の少なくとも一部を多孔化するさらなる工程を含むことを特徴とする、前記方法。
A method for producing a silicon monolith, comprising:
(A) obtaining a silicon particle product comprising a number of free silicon particles; and (b) applying pressure to at least a portion of the silicon particle product to form a silicon monolith.
(E) The method comprising the further step of porosity forming at least part of the silicon from which the silicon monolith is formed.
工程(e)が、HFの水溶液、HFのエタノール性溶液、HFのメタノール性溶液、および、HFのエタン酸溶液の1つ以上から選択されるフッ化水素酸の溶液において一体成形体を陽極化成する工程を含むことを特徴とする、請求項1に記載の方法。   Step (e) anodizes the monolithic body in a hydrofluoric acid solution selected from one or more of an aqueous solution of HF, an ethanolic solution of HF, a methanolic solution of HF, and an ethanoic acid solution of HF. The method according to claim 1, comprising the step of: 工程(e)が、自由ケイ素粒子の少なくとも一部を工程(b)の前にフッ化水素酸によりステインエッチングする工程を含むことを特徴とする、請求項1に記載の方法。   The method of claim 1, wherein step (e) comprises the step of stain etching at least some of the free silicon particles with hydrofluoric acid prior to step (b). 工程(a)および工程(b)が、2つ以上のケイ素一体成形体が形成されるような様式で行われることを特徴とする、請求項1に記載の方法。   The method according to claim 1, characterized in that steps (a) and (b) are performed in such a way that two or more silicon monoliths are formed. 工程(b)が、ケイ素粒子製造物を低音圧縮する工程を含むことを特徴とする、請求項1に記載の方法。   The method according to claim 1, characterized in that step (b) comprises the step of bass compression of the silicon particle product. 工程(b)が−20℃から+50℃の間の温度で行われることを特徴とする、請求項1に記載の方法。   The process according to claim 1, characterized in that step (b) is carried out at a temperature between -20 ° C and + 50 ° C. シランガスの存在について試験する、工程(b)の後または工程(b)の期間中に行われるさらなる工程を含むことを特徴とする、請求項1に記載の方法。   2. The method according to claim 1, characterized in that it comprises a further step performed after step (b) or during step (b), testing for the presence of silane gas. 自由ケイ素粒子の少なくとも一部を有益な物質と組み合わせる、工程(a)と工程(b)との間で行われる工程をさらに含むことを特徴とする、請求項1に記載の方法。   The method of claim 1, further comprising a step performed between steps (a) and (b), wherein at least some of the free silicon particles are combined with a beneficial substance. 有益な物質が親水性の有益な物質であることを特徴とする、請求項1に記載の方法。   The method according to claim 1, wherein the beneficial substance is a hydrophilic beneficial substance. 粒子製造物が少なくとも1000個の自由ケイ素粒子を含むことを特徴とする、請求項1に記載の方法。   The method of claim 1, wherein the particle product comprises at least 1000 free silicon particles. 一体成形体が少なくとも1000個の結合したケイ素粒子を含むことを特徴とする、請求項1に記載の方法。   2. A method according to claim 1, characterized in that the monolith comprises at least 1000 bonded silicon particles. ケイ素粒子製造物を工程(b)の前に還元剤により処理して、表面Si−H結合を形成させるさらなる工程を含むことを特徴とする、請求項1に記載の方法。   The method according to claim 1, characterized in that it comprises the further step of treating the silicon particle product with a reducing agent before step (b) to form surface Si-H bonds. 還元剤がHFを含むことを特徴とする、請求項12に記載の方法。   The method according to claim 12, characterized in that the reducing agent comprises HF. 工程(b)が、ケイ素粒子の少なくとも1つがそれ以外のケイ素粒子の1つ以上に共有結合的に結合するように行われることを特徴とする、請求項1に記載の方法。   The method of claim 1, wherein step (b) is performed such that at least one of the silicon particles is covalently bonded to one or more of the other silicon particles. 請求項1から14のいずれか一項に記載される方法によって得ることができるケイ素一体成形体。   A silicon integrated molded body obtainable by the method according to any one of claims 1 to 14. (a)多数の多孔性ケイ素粒子を含むケイ素粒子製造物を親水性の有益な物質と組み合わせる工程と、(b)ケイ素粒子製造物の少なくとも一部および親水性物質の少なくとも一部を圧密化して、ケイ素粒子製造物の少なくとも一部および親水性物質の少なくとも一部を含む複合一体成形体を形成する工程とを含む、ケイ素および有益な物質を含む複合一体成形体を製造するための方法。   (A) combining a silicon particle product comprising a number of porous silicon particles with a hydrophilic beneficial substance; and (b) consolidating at least a portion of the silicon particle product and at least a portion of the hydrophilic material. Forming a composite monolith including at least a portion of a silicon particle product and at least a portion of a hydrophilic material. 複合一体成形体を断片化するさらなる工程を含むことを特徴とする、請求項16に記載の方法。   The method according to claim 16, characterized in that it comprises the further step of fragmenting the composite monolith. 1000個を越える共有結合的に結合したケイ素粒子を含み、それぞれの共有結合的に結合したケイ素粒子がそれ以外の共有結合的に結合したケイ素粒子の少なくとも1つに共有結合的に結合するケイ素一体成形体。   Silicon monolith comprising over 1000 covalently bonded silicon particles, each covalently bonded silicon particle being covalently bonded to at least one of the other covalently bonded silicon particles Molded body. 一体成形体の表面の少なくとも一部が水素化ケイ素を含むことを特徴とする、請求項18に記載のケイ素一体成形体。   19. The silicon monolithic molded body according to claim 18, wherein at least a part of the surface of the monolithic molded body contains silicon hydride. 多数の部分的に表面多孔性のケイ素粒子を含み、それぞれの部分的に表面多孔性の粒子の表面が多孔性の領域および非多孔性の領域を含む、部分的に表面多孔性のケイ素粒子製造物。   Production of partially surface porous silicon particles comprising a number of partially surface porous silicon particles, each partially surface porous particle surface comprising a porous region and a non-porous region object. 少なくとも1つの結合したケイ素粒子を含み、該結合したケイ素粒子またはそれぞれの結合したケイ素粒子が、粒子製造物が形成されるそれ以外のケイ素粒子の1つ以上に共有結合的に結合することを特徴とする、請求項20に記載のケイ素粒子製造物。   Comprising at least one bonded silicon particle, wherein the bonded silicon particle or each bonded silicon particle is covalently bonded to one or more of the other silicon particles from which the particle product is formed. The silicon particle product according to claim 20.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021506722A (en) * 2017-12-22 2021-02-22 ナノメーカーズNanomakers Manufacturing method that incorporates silicon-containing particles
WO2021049557A1 (en) * 2019-09-13 2021-03-18 株式会社トクヤマ Method for producing purified silicon fine particles
JP7464254B2 (en) 2020-02-26 2024-04-09 国立大学法人広島大学 Metallic materials and hydrogen production method

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB0601319D0 (en) 2006-01-23 2006-03-01 Imp Innovations Ltd A method of fabricating pillars composed of silicon-based material
FR2915742B1 (en) * 2007-05-04 2014-02-07 Centre Nat Rech Scient PROCESS FOR THE DELIVERY OF DIHYDROGEN FROM HYDROGENIC SILICON
GB0709165D0 (en) 2007-05-11 2007-06-20 Nexeon Ltd A silicon anode for a rechargeable battery
GB0713898D0 (en) 2007-07-17 2007-08-29 Nexeon Ltd A method of fabricating structured particles composed of silcon or a silicon-based material and their use in lithium rechargeable batteries
GB0713896D0 (en) 2007-07-17 2007-08-29 Nexeon Ltd Method
GB0713895D0 (en) 2007-07-17 2007-08-29 Nexeon Ltd Production
GB2464157B (en) 2008-10-10 2010-09-01 Nexeon Ltd A method of fabricating structured particles composed of silicon or a silicon-based material
GB2464158B (en) 2008-10-10 2011-04-20 Nexeon Ltd A method of fabricating structured particles composed of silicon or a silicon-based material and their use in lithium rechargeable batteries
GB2470056B (en) 2009-05-07 2013-09-11 Nexeon Ltd A method of making silicon anode material for rechargeable cells
US9853292B2 (en) 2009-05-11 2017-12-26 Nexeon Limited Electrode composition for a secondary battery cell
GB2470190B (en) 2009-05-11 2011-07-13 Nexeon Ltd A binder for lithium ion rechargeable battery cells
GB201005979D0 (en) 2010-04-09 2010-05-26 Nexeon Ltd A method of fabricating structured particles composed of silicon or a silicon-based material and their use in lithium rechargeable batteries
GB201009519D0 (en) 2010-06-07 2010-07-21 Nexeon Ltd An additive for lithium ion rechargeable battery cells
GB201014706D0 (en) 2010-09-03 2010-10-20 Nexeon Ltd Porous electroactive material
GB201014707D0 (en) 2010-09-03 2010-10-20 Nexeon Ltd Electroactive material
WO2012109459A1 (en) * 2011-02-09 2012-08-16 Hariharan Alleppey V Recovery of silicon value from kerf silicon waste
GB2529409A (en) * 2014-08-18 2016-02-24 Nexeon Ltd Electroactive materials for metal-ion batteries
US10882751B2 (en) 2015-09-29 2021-01-05 C-Crete Technologies, Llc Calcium-silicate-based porous particles, composition, method of making and use thereof

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5983978A (en) * 1982-09-30 1984-05-15 ヘリオトロニク・フオルシユンクス−ウント・エントヴイツク・ルングスゲゼルシヤフト・フユア・ゾラルツエレン−グルントシユトツフエ・ミツト・ベシユレンクテル・ハフツング Novel material comprising silicon and manufacture
JPH01100010A (en) * 1987-10-14 1989-04-18 Canon Inc Noncrystalline hydrogenated silicon fine particle film and production thereof
JPH06268255A (en) * 1993-03-11 1994-09-22 Rikagaku Kenkyusho Porous silicon and manufacture thereof
JPH08109012A (en) * 1994-10-11 1996-04-30 Tonen Corp Production of polycrystalline silicon plate
JPH11314911A (en) * 1998-05-07 1999-11-16 Sumitomo Sitix Amagasaki:Kk Production of polycrystalline silicon ingot
WO2003106583A1 (en) * 2002-06-18 2003-12-24 財団法人新産業創造研究機構 Photosensitizer for generating singlet oxygen and method for generating singlet oxygen
JP2007500323A (en) * 2003-07-28 2007-01-11 サントル・ナショナル・ドゥ・ラ・ルシェルシュ・シャンティフィク Hydrogen reservoir based on silicon nano-structure

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4040848A (en) * 1976-01-06 1977-08-09 General Electric Company Polycrystalline silicon articles containing boron by sintering
DE3518829A1 (en) * 1985-05-24 1986-11-27 Heliotronic Forschungs- und Entwicklungsgesellschaft für Solarzellen-Grundstoffe mbH, 8263 Burghausen METHOD FOR THE PRODUCTION OF MOLDED BODIES FROM SILICON GRANULES FOR THE PRODUCTION OF SILICONE MELTS
DE3613778A1 (en) * 1986-04-23 1987-10-29 Heliotronic Gmbh METHOD FOR THE PRODUCTION OF MOLDED BODIES FROM GRANULATE ON THE BASIS OF SILICIUM, GERMANIUM OR MIXED CRYSTALS OF THESE ELEMENTS
GB9611437D0 (en) * 1995-08-03 1996-08-07 Secr Defence Biomaterial
GB2363115A (en) * 2000-06-10 2001-12-12 Secr Defence Porous or polycrystalline silicon orthopaedic implants
GB0212667D0 (en) * 2002-05-31 2002-07-10 Psimedica Ltd Orthopaedic scaffolds for tissue engineering

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5983978A (en) * 1982-09-30 1984-05-15 ヘリオトロニク・フオルシユンクス−ウント・エントヴイツク・ルングスゲゼルシヤフト・フユア・ゾラルツエレン−グルントシユトツフエ・ミツト・ベシユレンクテル・ハフツング Novel material comprising silicon and manufacture
JPH01100010A (en) * 1987-10-14 1989-04-18 Canon Inc Noncrystalline hydrogenated silicon fine particle film and production thereof
JPH06268255A (en) * 1993-03-11 1994-09-22 Rikagaku Kenkyusho Porous silicon and manufacture thereof
JPH08109012A (en) * 1994-10-11 1996-04-30 Tonen Corp Production of polycrystalline silicon plate
JPH11314911A (en) * 1998-05-07 1999-11-16 Sumitomo Sitix Amagasaki:Kk Production of polycrystalline silicon ingot
WO2003106583A1 (en) * 2002-06-18 2003-12-24 財団法人新産業創造研究機構 Photosensitizer for generating singlet oxygen and method for generating singlet oxygen
JP2007500323A (en) * 2003-07-28 2007-01-11 サントル・ナショナル・ドゥ・ラ・ルシェルシュ・シャンティフィク Hydrogen reservoir based on silicon nano-structure

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021506722A (en) * 2017-12-22 2021-02-22 ナノメーカーズNanomakers Manufacturing method that incorporates silicon-containing particles
JP7312752B2 (en) 2017-12-22 2023-07-21 ナノメーカーズ Manufacturing methods incorporating silicon-containing particles
WO2021049557A1 (en) * 2019-09-13 2021-03-18 株式会社トクヤマ Method for producing purified silicon fine particles
JP7464254B2 (en) 2020-02-26 2024-04-09 国立大学法人広島大学 Metallic materials and hydrogen production method

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