JP2021178320A - 配合物及びその製造方法、並びに水素供給方法 - Google Patents

Abstract

【課題】動物又は植物に対して、余剰の活性酸素を適切に消滅又は除去あるいは低減させ得る配合物を提供する。【解決手段】本発明の１つの配合物（１００）は、水素発生能を有するシリコン微細粒子又はその凝集体を含む。該シリコン微細粒子又は該凝集体が水素発生能を有するため、例えば、動物に対しては該配合物を摂取することによって、体内において水素を発生させることができる。また、植物に対しては、例えば、与える水分（水含有液）又は肥料等の中に該配合物を配置又は投入することによって、該配合物から発生する水素を該植物に供給することができる。【選択図】図１

Description

本発明は、配合物及び水素供給方法に関する。

生物（例えば、動物）の体内には、体内において生成され得る活性酸素が存在し得る。活性酸素は生命維持に必要である。例えば、プラズマ中の活性酸素（ヒドロキシルラジカル等）種又は活性水素により、アミノ酸を酸化又は還元するプラズマ酸化還元方法を種子又は出芽酵母のいずれかの動植物細胞に用いた、ヒトを除く動植物成長促進方法が開示されている（特許文献１）。

その一方、活性酸素は生体を構成する細胞を酸化して損傷させることが知られている。例えば、活性酸素、特に活性酸素の中でも最も酸化力の強いヒロドキシルラジカルは、動物の皮膚の老化や皮膚炎などの皮膚障害といった様々な疾病を引き起こす可能性がある。加えて、動物のみならず、植物にとっても活性酸素は様々な障害をもたらし得る。植物内において生じ得る活性酸素がもたらす障害の例は、光合成の阻害、葉の脱色、又は植物の枯死である。従って、生体にとって有益な反応に用いられなかった余剰の活性酸素、特にヒロドキシルラジカルはできる限り体内に存在させないようにすることが望ましい。

体内のヒドロキシルラジカルは、幾つかの物質と反応することによって消滅し得る。ヒドロキシルラジカルを消滅させる物質の一例として水素が知られている。水素がヒドロキシルラジカルと反応して生成するのは水であり、生体に有害な物質を生成しない。そこで、体内のヒドロキシルラジカルを消滅させる水素を含有する、水素水の生成装置が提案されている（例えば特許文献２）。

ところが、水素水中の水素濃度は、最大でも１．６ｐｐｍ（飽和水素濃度）と低く、その上、水素水中の水素は空気中に拡散しやすいため、水素濃度は時間の経過とともに著しく低下する。従って、水素水を摂取するという方法では、体内のヒドロキシルラジカルと反応させるために十分な量の水素を体内に取り込むことは容易ではない。そこで、水素を体内に取り込み易くするために、水素と界面活性剤とを含む水素含有組成物が提案されている（特許文献３）。

なお、本願発明者らは、シリコンナノ粒子による水の分解と水素発生について研究し、その結果を記載している（非特許文献１、特許文献４、及び特許文献５）。

特開２０１６−１５２７９６号公報 特許第５５１４１４０号公報 特開２０１５−１１３３３１号公報 特開２０１６−１５５１１８号公報 特開２０１７−１０４８４８号公報

松田真輔ほか、シリコンナノ粒子による水の分解と水素濃度、第６２回応用物理学会春季学術講演会 講演予稿集、２０１５、１１ａ−Ａ２７−６

しかしながら、たとえ高濃度の水素水を摂取したとしても、１リットルの水素水中に含まれる水素量は気体換算で最大１８ｍｌにすぎない。また場合によっては、必ずしも十分な量の水素が体内に取り込まれず、呑気症状（いわゆる「げっぷ」）を引き起こす問題がある。従って、体内に水素を取り込む手段を従来からの「飲料用の水」に限定してしまうことは、活性酸素を十分に低減し得るために必要な量の水素を体内に取り込むことを困難にすることになる。

また、界面活性剤によって水素を内包させた水素含有組成物を摂取する場合、十分な量の水素を体内に取り込むためには多くの水素含有組成物の摂取が必要となる。

加えて、上述のとおり、動物のみならず植物にとっても、有益な反応に用いられなかった余剰の活性酸素（代表的には、ヒドロキシルラジカル）は様々な障害（光合成の阻害、葉の脱色、又は植物の枯死など）をもたらし得るため、そのような体内の活性酸素を出来るだけ低減することが求められる。

本発明は、上述の技術課題の少なくとも１つを解消し、動物に対して、余剰の活性酸素（特に、ヒドロキシルラジカル）を適切に消滅又は除去あるいは低減させることによって、動物の健康増進及び／又は病気予防に大きく貢献し得る。また、本発明は、植物に対して、余剰の活性酸素（特に、ヒドロキシルラジカル）を適切に消滅又は除去あるいは低減させることによって、光合成の阻害、葉の脱色、及び／又は植物の枯死の防止又は抑制に大きく貢献し得る。

本願発明者らは、動物及び植物に対して、余剰の活性酸素（特に、ヒドロキシルラジカル）を適切に消滅又は除去あるいは低減させ得る材料及び方法について鋭意研究と分析を重ねた。その結果、水素を生体内において発生、又は生体の近傍（代表的には、該生体から１０ｃｍ以内（より好適には、１．５ｃｍ以内））において継続的に発生させる環境を形成することが、より確度高く水素を生体内の活性酸素（特に、ヒドロキシルラジカル）と接触させる機会の増加につながることを本願発明者らは見出した。

上述の視点に基づいて本願発明者らが鋭意検討と分析を重ねた結果、大変興味深い知見が得られた。具体的には、ある特徴を有するシリコン微細粒子又はその凝集体は、ある数値範囲のｐＨ値を有する、水含有液、又は水含有液を含む媒体に接触させたとしてもほとんど水素を発生させることがないが、別の数値範囲のｐＨ値を有する水含有液、又は水含有液を含む媒体（以下、総称して「媒体」ともいう）に接触させたときには、顕著に水素を発生させ得ることを、本願発明者らは見出した。また、その水素の発生量はｐＨ値が大きくなるに伴って大きく増加するという知見も得られた。なお、本願における「水含有液」は、生体内及び生体外の水自身を含む。

なお、シリコン微細粒子又はその凝集体と水分子との反応による水素発生機構は、下記の（化１）式に示されている。しかしながら、上述のとおり、本願発明者らは、この（化１）式に示された反応がｐＨ値の低い（代表的にはｐＨ値が５未満）媒体との接触の場合は限定的な反応ではあるが、ｐＨ値が６以上の媒体に接触したときには進行することを見出した。従って、大変興味深いことに、弱酸性であるｐＨ値が６の水含有液であっても、有効に水素を発生させることが可能であることが明らかとなった。さらに調査を進めることにより、水素の発生を促進させるためには、より好適にはｐＨ値が７以上（又は、７超）であり、さらに好適にはｐＨ値が７．４超であり、非常に好適には８超の塩基性（以下、「アルカリ性」という）の媒体に接触させることが有効であることを見出した。

（化１）Ｓｉ＋２Ｈ_２Ｏ→ＳｉＯ_２＋２Ｈ_２

上述の各知見を踏まえて、本願発明者らは、該シリコン微細粒子又はその凝集体を活用するとともに、その使用環境を適切に調整又は設定することにより、上述の技術課題の少なくとも一部を解決し得ることを見出した。本発明は上述の視点に基づいて創出された。

本発明の１つの配合物は、水素発生能を有するシリコン微細粒子又はその凝集体を含む。

この配合物によれば、上述のシリコン微細粒子又はその凝集体が水素発生能を有するため、例えば、動物に対しては該配合物を摂取することによって、体内において水素を発生させることができる。また、動物の体外において水素を発生させる場合は、経皮的又は経粘膜的に該動物の体内に水素を取り込ませることも可能となる。その結果、体内の余剰の活性酸素（特に、ヒドロキシルラジカル）を適切に消滅又は除去あるいは低減させ得るため、該動物の健康増進及び／又は病気予防を実現し得る。

なお、上述の摂取の方法は、経口摂取に限定されない。動物の皮膚又は粘膜を介して水素が体内に取り込まれることも採用され得る。例えば、動物が水溜り等を利用して水浴するときに、その水溜りの中に該配合物を配置又は投入することによってその水溜り内に水素（Ｈ_２）を発生させれば、動物の皮膚又は粘膜が水素に触れることになる。

また、上述の配合物によれば、植物に対しては、与える水分（水含有液）又は肥料等の中に該配合物を配置又は投入することによって、該配合物から発生する水素を該植物に供給することができる。その結果、該植物内の余剰の活性酸素（特に、ヒドロキシルラジカル）を適切に消滅又は除去あるいは低減させることによって、光合成の阻害、葉の脱色、及び／又は植物の枯死の防止又は抑制を実現し得る。

上述の観点から言えば、動物用医薬品、動物用医薬部外品、ペット用食品、ペット用健康食品、又は動物用飼料に配合した上述の配合物、あるいは、植物用医薬品、植物用医薬部外品、植物用肥料、植物用生育剤、又は植物用堆肥等に配合した上述の配合物は、好適な具体例である。

本発明の１つの配合物の製造方法は、上述の配合物の製造方法であって、エタノール溶液中でシリコン粒子を粉砕することによって前記シリコン微細粒子を形成する工程と、前記シリコン微細粒子又はその凝集体と過酸化水素水とを接触させる過酸化水素水処理工程と、を含む。

この配合物の製造方法によれば、エタノール溶液及び過酸化水素水を用いているため、生体に対してより安全かつ安心な配合物を製造することができる。

また、本発明の１つの水素供給方法は、水素発生能を有するシリコン微細粒子又はその凝集体を含む配合物を、動物の体内又は体外においてｐＨ値が５以上の水含有液、又は該水含有液を含む媒体に接触させる接触工程を含む。

この水素供給方法によれば、上述のシリコン微細粒子又はその凝集体が水素発生能を有するため、該シリコン微細粒子又は該凝集体を摂取する動物の体内又は体外において上述のｐＨ値の範囲の水含有液、又は該水含有液を含む媒体に該シリコン微細粒子又は該凝集体を接触させることによって、該動物の体内又は体外において水素を発生させることができる。その結果、直接、あるいは経皮的又は経粘膜的に体内に取り込まれた水素については、該動物の体内において余剰の活性酸素（特に、ヒドロキシルラジカル）を適切に消滅又は除去あるいは低減させ得るため、該動物の健康増進及び／又は病気予防を実現し得る。

また、本発明のもう１つの水素供給方法は、水素発生能を有するシリコン微細粒子又はその凝集体を含む配合物を、植物の体内又は体外においてｐＨ値が５以上の水含有液、又は該水含有液を含む媒体に接触させる接触工程を含む。

この水素供給方法によれば、上述のシリコン微細粒子又はその凝集体が水素発生能を有するため、植物の体内又は該植物の近傍において上述のｐＨ値の範囲の水含有液、又は該水含有液を含む媒体に該シリコン微細粒子又は該凝集体を接触させることによって、該植物の体内又は体外において水素を発生させることができる。その結果、直接、あるいは経皮的又は経粘膜的に体内に取り込まれた水素については、該植物の体内において余剰の活性酸素（特に、ヒドロキシルラジカル）を適切に消滅又は除去あるいは低減させ得るため、光合成の阻害、葉の脱色、及び／又は植物の枯死の防止又は抑制を実現し得る。

なお、植物が、上述のシリコン微細粒子又は該凝集体から発生させた水素を取り込む際には、与える水分（水含有液）又は肥料等の中に該シリコン微細粒子又は該凝集体を配置又は投入することによって、例えば、葉、茎、外皮、及び／又は根を通じで水素（例えば、水に溶解する水素）を該植物に供給することができる。その結果、該植物の体内の余剰の活性酸素（特に、ヒドロキシルラジカル）を適切に消滅又は除去あるいは低減させることによって、光合成の阻害、葉の脱色、及び／又は植物の枯死の防止又は抑制を実現し得る。また、例えば、葉物野菜、イチゴ、トマト等の生育増進又は糖度向上も実現し得る。

ところで、上述の配合物の発明又は上述の水素供給方法の発明において、例えば、上述の配合物、又は上述のシリコン微細粒子又は該凝集体を覆う不透水性の膜を設けることは好適な一態様である。例えば、該膜の少なくとも一部を除去したとき又は該膜の少なくとも一部が溶解したときに、該配合物又は該シリコン微細粒子又は該凝集体をｐＨ値が７以上の水含有液、又は該水含有液を含む媒体に接触させることになれば、水素の発生が必要な場面を自由度高く選択することを可能にする。

また、本願においては、結晶についての径の大きさが「ｎｍオーダー」になる場合は、「結晶粒（又は結晶粒子）」という表現ではなく、「結晶子」という表現を採用する。一方、結晶についての径の大きさが、「μｍオーダー」になる場合は、「結晶粒（又は結晶粒子）」という表現を採用する。

ここで、本願における「シリコン微細粒子」は、平均の結晶子径がｎｍオーダー、具体的には結晶子径が１ｎｍ以上１００ｎｍ以下の「シリコンナノ粒子」を含むものである。より狭義には、本願における「シリコン微細粒子」は、平均の結晶子径がナノレベル、具体的には結晶子径が１ｎｍ以上５０ｎｍ以下のシリコンナノ粒子を主たる粒子とする。ここで、本願発明者によれば、主たる結晶子径が１ｎｍ以上１０ｎｍ未満であるシリコンナノ粒子が、採用し得る一態様としての最も微細化を実現した「シリコン微細粒子」である。また、本願においてシリコン微細粒子には、各シリコンナノ粒子が分散している状態のもののみならず、複数のシリコンナノ粒子が自然に集まってμｍ近い（概ね０．１μｍ以上１μｍ以下）の大きさの凝集体を構成した状態のものが含まれる。

上述のとおり、本願における「シリコン微細粒子」は、自然な状態において凝集することによってμｍレベル（例えば、１μｍ程度）の径の大きさの凝集体を構成し得る。この「凝集体」と区別するために、本願においては、結合剤の添加や圧縮等により、人為的にシリコン微細粒子を集合させることによって、ヒトの指によってつまめる程度の大きさの塊状の固体の製剤としたものを「固形剤」と称する場合がある。この「固形剤」が本願における「配合物の」一例である。なお、「固形剤」の代表的な例は、錠剤、塊状を呈さず粉状を呈する顆粒又は散剤である。また、本願の「シリコン微細粒子」又は「その凝集体」は、層状又は膜状（以下、総称して「層状」という）となることも可能である。

本発明の１つの配合物によれば、動物の健康増進及び／又は病気予防を実現し得る。また、該配合物によれば、植物に対しては、光合成の阻害、葉の脱色、及び／又は植物の枯死の防止又は抑制を実現し得る。

また、本発明の１つの水素供給方法によれば、動物の健康増進及び／又は病気予防を実現し得る。また、本発明のもう１つの水素供給方法によれば、植物における光合成の阻害、葉の脱色、及び／又は植物の枯死の防止又は抑制を実現し得る。

第１の実施形態の固形剤（配合物）の写真（（ａ）斜視図、（ｂ）側面図）である。 第１の実施形態の媒体（土）中に含まれる固形剤（配合物）と植物（樹木）との関係を説明する模式図である。 （ａ）第１実施形態の変形例（２）における水素を発生させる前の層状固形剤と媒体との積層構造を示す側面図と、（ｂ）第１実施形態の変形例（２）における水素を発生させるときの層状固形剤と媒体との積層構造を示す側面図である。 第１実施形態の変形例（３）における層状固形剤の構造体を示す側面図である。 実施例１〜２において発生した水素量を示すグラフである。 第１の実施形態に準じた固形剤と純水とが接触した直後の固形剤の状態を示す写真である。 第１の実施形態に準じた固形剤と純水とが接触してから約６０秒後の固形剤の状態を示す写真である。 第１の実施形態の変形例（６）に準じた固形剤と純水とが接触した直後の固形剤の状態を示す写真である。 実施例３〜７の水素発生量を示すグラフである。 （ａ）第２の実施形態の各シリコン微細粒子と、純水に炭酸水素ナトリウムを溶解させた水溶液とを接触させることによって発生した溶存水素量の時間変化を示すグラフと、（ｂ）第２の実施形態の該シリコン微細粒子の１ｇ当たりの水素発生量の時間変化を示すグラフである。

２０ 基部
７０ 膜
９０ａ 土
９０ｂ 媒体
１００ 固形剤
１００ａ 層状固形剤
２００ 積層構造

本発明の実施形態を、添付する図面を参照して詳細に述べる。

＜第１の実施形態＞
本実施形態のシリコン微細粒（又は、その凝集体）、及び本実施形態の配合物は、水素発生能を有する。また、本実施形態の配合物は、水素発生能を有する、該凝集体又は該シリコン微細粒子（代表的には、結晶子径が１ｎｍ以上１００ｎｍ以下）を含む。以下に、本実施形態の配合物の一例として、シリコン微細粒子（又は、その凝集体）と、該シリコン微細粒子（又は、該凝集体）を含む固形剤（配合物）について詳述する。加えて、本実施形態の水素供給方法についても詳述する。

［１］シリコン微細粒子（又は、その凝集体）、及び固形剤、並びにその製造方法
本実施形態の固形剤は、シリコン粒子としての市販の高純度シリコン粒子粉末（代表的には、高純度化学研究所社製、粒度分布＜φ５μｍ（但し、結晶粒径が１μｍ超のシリコン粒子、純度９９．９％、ｉ型シリコン）をビーズミル法によって微細化した、シリコンナノ粒子を主たる粒子とするシリコン微細粒子（以下、便宜的に、「シリコンナノ粒子」ともいう）を用いて製造される。本実施形態においては、エタノール溶液中でシリコン粒子を粉砕することによって該シリコン微細粒子又は該シリコン微細粒子の凝集体を形成する工程が採用される。

具体的には、ビーズミル装置（アイメックス株式会社製、横型連続式レディーミル（型式、ＲＨＭ−０８）を用いて、高純度シリコン粉末２００ｇを、９９．５ｗｔ％のエタノール溶液４Ｌ（リットル）中に分散させ、φ０．５μｍのジルコニア製ビーズ（容量７５０ｍｌ）を加えて４時間、回転数２５００ｒｐｍで粉砕（一段階粉砕）を行って微細化する。

本実施形態においては、ビーズミル装置の粉砕室内部に設けられたセパレーションスリットにより、ビーズとシリコンナノ粒子を含むエタノール溶液とに分離される。ビーズから分離されたシリコンナノ粒子を含むエタノール溶液は、減圧蒸発装置を用いて３０℃〜３５℃に加熱される。その結果、エタノール溶液を蒸発させることによって、シリコンナノ粒子及び／又はその凝集体が得られる。

上記方法により得たシリコン微細粒子は、主として、結晶子径が１ｎｍ以上１００ｎｍ以下のシリコンナノ粒子を含む。より具体的には、シリコンナノ粒子をＸ線回折装置（リガク電機製スマートラボ）によって測定した結果、一例として、次の値が得られた。体積分布においては、モード径が６．６ｎｍ、メジアン径が１４．０ｎｍ、平均結晶子径が２０．３ｎｍであった。

このシリコンナノ粒子を、ＳＥＭ（走査電子顕微鏡）を用いて観察したところ、シリコンナノ粒子は一部が凝集して、０．５μｍ程度以下のやや大きな、不定形の凝集体が形成されていた。また、個別のシリコンナノ粒子を、ＴＥＭ（透過型電子顕微鏡）を用いて観察したところ、主たるシリコンナノ粒子は、結晶子径が約２ｎｍ以上２０ｎｍ以下であった。

本実施形態においては、その後、ガラス容器中で、過酸化水素水と該シリコンナノ粒子とを混合する第１混合工程（以下、「Ｈ_２Ｏ_２処理」又は「過酸化水素水処理工程」ともいう）が行われる。本実施形態においては、混合工程における過酸化水素水（本実施形態においては、３．５ｗｔ％）の温度は７５℃である。また、混合時間は３０分である。なお、第１混合工程（過酸化水素水処理工程）において十分に攪拌処理がされることは、シリコンナノ粒子と過酸化水素水とが接する機会を増やすため好ましい。また、第１混合工程（過酸化水素水処理工程）における過酸化水素水の温度は、例えば、室温程度であっても本実施形態の少なくとも一部の効果が奏され得る。

過酸化水素水と混合されたシリコンナノ粒子を、公知の遠心分離処理装置を用いて、固液分離処理によって過酸化水素水を除くことにより、シリコンナノ粒子を得る。その結果、過酸化水素水によって表面が処理されたシリコンナノ粒子を得ることができる。ここで、過酸化水素水によって表面が処理されることにより、シリコンナノ粒子の表面に存在するアルキル基（例えば、メチル基）が除去され得る。その結果、該シリコンナノ粒子（及び該シリコンナノ粒子を主たる粒子とするシリコン微細粒子）及びその凝集体は、全体としては表面の親水性を保ちつつ、水含有液を含むことができる媒体と直接接し得る表面をも有する状態を形成し得る。このような特殊な表面処理が施されることによって、水素の発生はより確度高く促進され得る。

本実施形態においては、さらにその後、該シリコンナノ粒子とエタノール溶液とを混合する第２混合工程が行われる。なお、混合工程において十分に攪拌処理がされることは、シリコンナノ粒子とエタノール溶液（本実施形態においては、９９．５ｗｔ％）とが接する機会を増やすため好ましい。エタノール溶液と混合されたシリコンナノ粒子を、公知の遠心分離処理装置を用いて、固液分離処理によって揮発性の高いエタノール溶液を除いてから十分に乾燥させることにより、本実施形態の１つの最終的なシリコンナノ粒子が製造される。

なお、本実施形態においては、他の最終的なシリコンナノ粒子として、上述の各工程のうち、第１混合工程における過酸化水素水とシリコンナノ粒子との混合時間が６０分であったシリコンナノ粒子も製造した。また、シリコン微細粒子及びその凝集体については、それらの形状制御又は構造制御を適宜行うことも、本実施形態の他の一態様である。

ところで、本実施形態では、後述する第２の実施形態のようにイソプロピルアルコール溶液を用いておらず、エタノール溶液及び過酸化水素水を用いているため、生体に対してより安全かつ安心な水素供給材としての役割を果たし得る固形剤（配合物）、固形剤（配合物）の製造方法、及び水素供給方法を提供することができる点は、特筆に値する。

上述のシリコンナノ粒子５ｍｇを、炭酸水素ナトリウム粉末（和光純薬株式会社製、純度９９．５％）４９５ｍｇと混合する。この混合物を混錬し、打錠法を用いて、直径が約５ｍｍであり、高さが約１０ｍｍの略円柱型の塊状体として、図１に示す固形剤（配合物）１００を得ることができる。なお、図１（ａ）は一例としての固形剤（配合物）１００の斜視図であり、図１（ｂ）は一例としての固形剤（配合物）１００の側面図である。なお、固形剤になっていない（粉末状などの）シリコン微細粒子（その凝集体を含む）又はその凝集体が、後述する、動物用医薬品、家畜又はペット用食品、又は動物用飼料、あるいは植物用医薬品、植物用肥料、又は植物用堆肥などの「母材」の中に含まれる態様も、採用し得る一態様である。

［２］媒体
次に、上述のシリコンナノ粒子（又は、その凝集体）、あるいは固形剤（配合物）１００を接触させるための「媒体」を準備することも、本実施形態が採用し得る一態様である。

本実施形態における、「媒体」は、特に材料又は商品を限定しない。一つの媒体の例は、動物の体内に存在する水含有液（水のみを含む）である。また、他の媒体の例は、動物（魚類を含む）又は植物について、経皮的又は経粘膜的に水素を体内に取り込むことが可能な、且つ生理学的に許容可能な媒体である。このような媒体であれば、本実施形態の効果の少なくとも一部が奏され得る。なお、体内に取り込むための部位の一例を示すと、動物の場合の例は皮膚自身又は粘膜自身であり、植物の場合の例は葉、茎、外皮、又は根である。

なお、動物又は植物の部位が水含有液又は該水含有液を含有する媒体（以下、総称して「媒体」ともいう）に接する機会を増やすという観点から言えば、好適な媒体の例は、液状、ゲル状、クリーム状、ペースト状、乳液状、及びムース状の群から選択される少なくとも１種である。また、他の好適な媒体の例は、雨水又は人工の水を含む土、水を噴出する人工のシャワー、人工池、水溜り（自然に形成される水溜りを含む）、又は魚介類（甲殻類を含む。以下、同じ。）又は海草用の養殖用いけす、魚介類又は海草用の水槽内の水である。従って、本実施形態の一例においては、該土、該シャワー、該池、又は該水溜りを、人工的に公知の手段を用いて製造することが媒体の製造方法となる。なお、いずれかの例においても、水素発生を促進させる観点から言えば、媒体がアルカリ性）であることが好ましい。

一例として、本実施形態においては、図２に示すように、植物（樹木）が植えられている、又は自生する土（水分を含む）９０ａの中に固形剤（配合物）１００を埋め込むことによって、土９０ａを上述の媒体として活用する。媒体としての土９０ａに固形剤（配合物）１００を接触させることによって水素（Ｈ_２）を発生させる。その結果、土９０ａに接触する樹木は、その根又は外皮を経由して水素を体内に取り込むことが可能となる。その結果、光合成の阻害、葉の脱色、生育増進、及び／又は植物の枯死の防止又は抑制を実現し得る。また、植物によっては糖度向上も実現し得る。なお、本実施形態の水分の代表例は、雨水又は人工の水である。また、土９０ａ中の固形剤（配合物）の数又は量は、特に限定されない。

また、図示しないが、自然に存在する又は人工の水溜り（媒体）の中に、固形剤（配合物）１００を導入又は投入することによって、固形剤（配合物）１００と水含有液との接触させることも、本実施形態の他の態様として採用し得る。固形剤（配合物）１００と水含有液とを接触させることによって水素（Ｈ_２）を発生させる。この態様においては、動物が上述の水溜りに接する、又は浸かることによって、該水含有液を介して動物が水素を体内に取り込むことを実現し得る。その結果、直接、あるいは経皮的又は経粘膜的に体内に取り込まれた水素については、該動物の体内において余剰の活性酸素（特に、ヒドロキシルラジカル）を適切に消滅又は除去あるいは低減させ得るため、該動物の健康増進及び／又は病気予防を実現し得る。

また、仮に、上述の水溜りのｐＨ値が弱酸性よりも高いｐＨ値（例えば、ｐＨ値が５以上）であれば、後述するように、本実施形態の固形剤（配合物）１００を含有する炭酸水素ナトリウムの存在によって高いｐＨ値となり、水素（Ｈ_２）を発生し易い媒体としての条件を満たし得る。換言すれば、水溜り等の水含有液が酸性である場合は、水素（Ｈ_２）を発生し易い媒体としての条件を満たすためには多量の固形剤（配合物）１００を土９０ａの中に導入又は投入することが必要となる。

本実施形態の固形剤（配合物）１００は、炭酸水素ナトリウムを含有する。従って、媒体としての土９０ａ又は該水溜りが、仮に中性又は弱酸性であったとしても、固形剤（配合物）１００を媒体である土９０ａ又は該水溜りの中に埋め込む、あるいは導入又は投入することによって、本実施形態のシリコン微細粒子又はその凝集体を該媒体に接触させる接触工程を経ることになる。その結果、例えば土９０ａ又は該水溜りのｐＨ値が６以上である弱酸性の媒体、より好適には７超の塩基性の媒体に変えることが可能となるため、水素（Ｈ_２）の発生が促進され得る。

従って、媒体としての土９０ａ又は該水溜りを経由して、上述の接触工程によって生じる水素（Ｈ_２）を、動物の皮膚及び／又は粘膜に、あるいは、植物の葉、茎、外皮、及び／又は根に接触させることが可能となる。その結果、本実施形態によれば、水素（Ｈ_２）を動物又は植物の体内に取り込むことを実現し得る。

上述のとおり、本実施形態においては、例えば土９０ａ又は該水溜りが媒体としての役割を果たし得る。その結果、動物は、媒体を経由して又は直接的に、水素（Ｈ_２）を、動物の皮膚又は粘膜から取り込むことが可能となる。また、植物は、媒体を経由して又は直接的に、水素（Ｈ_２）を、葉、茎、外皮、又は根から取り込むことが可能となる。

また、本実施形態においては、固形剤（配合物）１００又は固形剤になっていないシリコン微細粒子（その凝集体を含む）又はその凝集体がそのまま用いられる場合に限定されない。固形剤（配合物）１００又は固形剤になっていないシリコン微細粒子（その凝集体を含む）又はその凝集体が、例えば動物用医薬品、家畜又はペット用食品、又は動物用飼料、あるいは植物用医薬品、植物用肥料、又は植物用堆肥などの「母材」の中に含まれる態様も、採用し得る好適な一態様である。例えば、固形剤１００又は固形剤になっていないシリコン微細粒子（その凝集体を含む）又はその凝集体が、該母材中に添加剤として、例えば０．１ｗｔ％〜５０ｗｔ％を混合又は混錬されることは代表的な一例である。従って、固形剤１００又は固形剤になっていないシリコン微細粒子（その凝集体を含む）又はその凝集体を含む上述の「母材」も、本実施形態においては、広義における「配合物」である。従って、動物又は植物が、例えば経皮的又は経粘膜的に水素を体内に取り込むための好適な一つの手段として、そのような母材が媒体と接することを採用し得る。

加えて、仮に本実施形態の固形剤（配合物）が炭酸水素ナトリウムを含有しない場合であっても、例えば土９０ａ又は該水溜りのｐＨ値が５以上であれば、水素（Ｈ_２）を発生し易い媒体としての条件を満たし得る。なお、より確度高く水素（Ｈ_２）を発生し易い媒体を実現する観点から言えば、より好適にはｐＨ値が６以上（又は、６超）であり、さらに好適にはｐＨ値が７以上（又は、７超）である。前述よりもさらに好適には、７．４超であり、非常に好適には８超）である。

＜第１の実施形態の変形例（１）＞
第１の実施形態の配合物及び水素供給方法において、第１の実施形態における土９０ａ又は水溜りのｐＨ値を、水素がより発生し易い条件を満たすように、換言すれば水素がより発生し易いｐＨ値の数値範囲内に収まるように調整する「ｐＨ調整剤」を媒体中に、あるいは上述の「母材」中に導入する導入工程をさらに含むことは、好適な一態様である。

第１の実施形態における炭酸水素ナトリウムは、「ｐＨ調整剤」の一例であるが、「ｐＨ調整剤」は炭酸水素ナトリウムに限定されない。従って、ｐＨ値が５以上又は６以上（又は、６超）である弱酸性に調整できる材料（以下、「弱酸性剤」ともいう）、又はより好適にはｐＨ値が７以上（又は、７超）（より好適には、７．４超、さらに好適には８超）のアルカリ性に調整できる材料（以下、「アルカリ剤」ともいう）であれば、「ｐＨ調整剤」の材料は限定されない。弱酸性剤の代表的な例は、クエン酸、グルコン酸、フタル酸、フマル酸、及び乳酸の群から選択される少なくとも１種又はその塩である。また、アルカリ剤の代表的な例は、炭酸カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、水酸化ナトリウム、及び水酸化カリウムの群から選択される少なくとも１種である。なお、生理学的の観点から言えば、最も好適なアルカリ剤は、炭酸水素ナトリウムである。炭酸水素ナトリウムは、食品添加物として広く用いられており、本実施形態が求めるｐＨ値調整機能と、安全性、汎用性に優れるという複数の長所を兼ね備えるためである。

＜第１の実施形態の変形例（２）＞
第１の実施形態のもう１つの変形例として、第１の実施形態の固形剤（配合物）を層状に形成することにより、層状固形剤（配合物）と媒体との積層構造２００を形成することができる。図３Ａ（ａ）は、水素を発生させる前の層状固形剤と媒体との積層構造２００を示す側面図であり、図３Ａ（ｂ）は、水素を発生させるときの層状固形剤と媒体との積層構造２００を示す側面図である。

図３Ａ（ａ）及び図３Ａ（ｂ）に示すように、上述の積層構造２００は、基部２０（例えば、繊維、天然樹脂、合成樹脂、金属、半導体、セラミックス、又はガラス）上又はその上方に、少なくとも、層状固形剤１００ａと媒体９０ｂとを備えている。ここで、媒体９０ｂの好適な例は、既に述べたように、生理学的に許容可能であるとともに、液状、ゲル状、クリーム状、ペースト状、乳液状、及びムース状の群から選択される少なくとも１種の材料である。なお、特に基部２０を備えなくても層状固形剤と媒体との積層構造２００を保持し得る場合は、基部２０を必ずしも設ける必要はない。

図３Ａ（ａ）に示すように、水素を発生させる前の段階では、層状固形剤（配合物）１００ａと媒体９０ｂとが接しないように、層状固形剤（配合物）１００ａと媒体９０ｂとの間に不透水性の膜７０が設けられている。なお、公知の不透水性の材料から形成された膜を膜７０として活用することができる。例えば、不透水性の膜７０の材料の例は、公知のポリエチレン等の高分子である。また、その他の例として、国際公開第ＷＯ２０１１／０３６９９２号において開示される、水解性及び不透水性を有するシートを採用することも採用し得る一態様である。

一方、図３Ａ（ｂ）に示すように、膜７０を矢印方向に引き抜くと、層状固形剤１００ａと媒体９０ｂとの少なくとも一部が直接接することになる。その結果、炭酸水素ナトリウムに代表されるｐＨ調整剤と協働することにより、ｐＨ値が７以上の水含有液を含むことができる媒体９０ｂに層状固形剤（配合物）１００ａが接触すると水素が発生し得る。

なお、本実施形態においては、膜７０を矢印方向（紙面左方向）に引き抜くことよって層状固形剤（配合物）１００ａと媒体９０ｂとが直接接するように形成されているが、膜７０の除去方法は特に限定されない。例えば、膜７０の少なくとも一部を除去したとき又は該膜の少なくとも一部が溶解したときに、媒体９０ｂがシリコン微細粒子（本実施形態においては層状固形剤（配合物）１００ａ）又はその凝集体に接するように形成することは、採用し得る一態様である。なお、膜７０の少なくとも一部を溶解させるための材料の例については、例えば、国際公開第ＷＯ２０１１／０３６９９２号において開示される、水解性及び不透水性を有するシートを採用することも採用し得る一態様である。また、別の態様として、水素を発生させる前の段階において、層状固形剤（配合物）１００ａの代わりに、第１の実施形態の固形剤（配合物）１００を不透水性の膜７０によって覆うことも採用し得る。膜７０を取り除く又は溶解させることにより、固形剤（配合物）１００と媒体９０ｂとの少なくとも一部が直接接することになれば層状固形剤（配合物）１００ａの場合と同様の効果が奏され得る。

また、例えば、媒体が液状、ゲル状、クリーム状、ペースト状、乳液状、及びムース状の群から選択される少なくとも１種である場合、図３Ａ（ｂ）に示すような２つの層（層状固形剤（配合物）１００ａ及び媒体９０ｂ）が明確に分離された状態を維持しないことも考えられる。むしろ、そのような場合の方が、層状固形剤（配合物）１００ａと媒体９０ｂとの接触面積が多くなるため、水素発生をより確度高く促進する観点から好ましい。

＜第１の実施形態の変形例（３）＞
第１の実施形態の他の変形例として、第１の実施形態の固形剤（配合物）を層状に形成することにより製造される層状固形剤（配合物）も、採用し得る他の一態様である。図３Ｂに示す一例としての構造体２００ａは、基部２０上に層状固形剤（配合物）１００ａを備えている。特に基部２０を備えなくても層状固形剤（配合物）の形状を保持し得る場合は、基部２０を必ずしも設ける必要はない。なお、空気中の水分との接触を確度高く回避する観点から、第１の実施形態の変形例（２）に示すような、不透水性の膜７０が層状固形剤（配合物）１００ａを覆うように設けられてもよい。

図３Ｂに示すように、例えば、層状固形剤（配合物）１００ａが動物の皮膚又は粘膜に接した後、その皮膚又は粘膜からの水分を含む汗又は体液が層状固形剤（配合物）１００ａと接することによって、水素が発生することは、本実施形態の好適な一態様である。このような態様によっても、第１の実施形態の変形例（２）と同様に、動物が水素を体内に取り込むことを実現し得る。なお、水分は、汗又は体液の代わりに、層状固形剤（配合物）１００ａを使用する前（例えば、直前）に、水（上水など）を噴霧等によって供給することも可能である。

本実施形態における構造体又は積層構造は、様々な「場面」において採用し得る構造であることは特筆に値する。例えば、該媒体を採用し得る（含み得る）代表的な商品例は、以下の（１）〜（３）である。

（１）動物用シャンプー及び動物用ソープの群から選択される１種の洗浄剤。

（２）軟膏及び湿布剤の群から選択される１種の治療用材料。

（３）吸水性樹脂、吸水性不織布、吸水性繊維、吸水性フエルト、及び吸水性ジェル（又はゲル状剤）の群から選択される１種の衛生材料。

ここで、上述の「衛生材料」は、衛生手袋、ヘッドカバー、ヘッドバンド、ベッドパッド、ベッドシーツ、衣料品、創傷手当用品（創傷被覆材、テープ、及び包帯を含む）、使い捨ておむつ、ガーゼ、ガウン、衛生テッシュ（おしぼり、洗面タオル、パッチ、ウェットティッシュ、及びナプキンを含む）、脱脂綿、綿棒、絆創膏、サージカルテープを含む。

＜第１の実施形態の変形例（４）＞
また、第１の実施形態のもう１つの変形例として、第１の実施形態において用いたシリコンナノ粒子２ｇ及び炭酸水素ナトリウム粉末３４ｇに対して、さらにクエン酸（和光純薬株式会社製、純度９９．５％）４ｇを加えて混練することによって直径が約５ｍｍであり、高さが約１０ｍｍの略円柱型の塊状体を形成することにより、図１に示す固形剤（配合物）１００と同様の固形剤（配合物）を得ることができる。

＜第１の実施形態の変形例（５）＞
第１の実施形態のもう１つの変形例として、炭酸水素ナトリウム粉末の量を１９ｇ、クエン酸の量を１９ｇとした以外は、第１の実施形態の変形例（４）と同様の処理を行うことによって固形剤を得る。この固形剤（配合物）は、図１に示す固形剤（配合物）１００と同様の略円柱型の固形剤（配合物）であって、その直径は約５ｍｍであり、その高さは約１０ｍｍである。なお、クエン酸と炭酸水素ナトリウムとシリコンナノ粒子との混合比については、適宜変更され得る。
＜第１の実施形態の変形例（６）＞
本実施形態においては、第１の実施形態で用いたのと同じ高純度シリコン粒子粉末（代表的には、結晶粒径が１μｍ超のシリコン粒子）を、第１の実施形態で説明した手順で一段階粉砕する。また、本実施形態においては、一段階粉砕に用いるφ０．５μｍのジルコニア製ビーズ（容量７５０ｍｌ）が、ビーズミル粉砕室内部において、自動的にシリコンナノ粒子を含む溶液から分離される。さらに、ビーズが分離されシリコンナノ粒子を含む溶液に、０．３μｍのジルコニア製ビーズ（容量３００ｍｌ）を加えて４時間、回転数２５００ｒｐｍで粉砕（二段階粉砕）して微細化する。

ビーズを含むシリコンナノ粒子は、上述のとおりシリコンナノ粒子を含む溶液から分離される。ビーズから分離されたシリコンナノ粒子を含むエタノール溶液は、第１の実施形態と同様に減圧蒸発装置を用いて４０℃に加熱することにより、エタノールを溶液蒸発させてシリコンナノ粒子を得る。

＜第１の実施形態の変形例（７）＞
ところで、第１の実施形態の固形剤（配合物）１００又は第１の実施形態の変形例（４）及び（５）において説明した固形剤（配合物）を被覆する、生理学的に許容可能な被覆層がさらに設けられることも、採用し得る他の一態様である。例えば、固形剤（配合物）１００の最外層を覆う公知のコーティング剤（例えば、公知の胃難溶性腸溶性の材料）を採用することができる。また、カプセル剤として適用し得る生理学的に許容可能な被覆層の例は、シリコン微細粒子（主として、シリコン微細粒子の凝集体）又はその凝集体を内包する、公知の材料（例えば、公知の胃難溶性腸溶性の材料）から製造されるカプセルである。なお、固形剤（配合物）１００を採用した場合は、さらに崩壊剤を含んでもよい。また、崩壊剤については、公知の材料を採用することができる。加えて、より好適な崩壊剤の好適な例は、有機酸であり、最も好適な例はクエン酸である。ここで、有機酸は、シリコンナノ粒子を塊状にする結合剤としても機能し得る。

加えて、上述の各実施形態における水素発生のための水含有液、又はその水含有液を含むことができる媒体の温度条件は限定されない。但し、水素を発生させ得る媒体の温度は、０℃超５０℃以下である。また、好適には、水含有液又は媒体の温度が２０℃（より好適には、２５℃）以上５０℃以下であれば、水素発生反応が促進される。また、水含有液又は媒体の温度が３５℃以上５０℃以下であれば、より確度高く、水素発生の促進が図られる。なお、水含有液又は媒体の温度の上限は、動物又は植物に外傷を与えない限り限定されない。

以下、上述の各実施形態をより詳細に説明するために、実施例を挙げて説明するが、上述の実施形態はこれらの例によって限定されるものではない。

（実施例１）
本願発明者らは、シリコンナノ粒子自身を評価するために、打錠法による打錠工程を行わずに水素の発生状況を調べた。具体的には、実施例１として、第１の実施形態における一段階粉砕によって処理されたシリコンナノ粒子を用いて実験を行った。

第１の実施形態において説明したシリコンナノ粒子１０ｍｇを散剤の状態で（すなわち炭酸水素ナトリウム粉末を混合することなく、また混錬することもなく）容量１００ｍｌのガラス瓶（硼ケイ酸ガラス厚さ１ｍｍ程度、ＡＳＯＮＥ社製ラボランスクリュー管瓶）に入れた。このガラス瓶にｐＨ値７．１の水道水３０ｍｌを入れて、液温を２５℃の温度条件において密閉し、該ガラス瓶内の液中の水素濃度を測定し、これを用いて水素発生量を求めた。水素濃度の測定には、ポータブル溶存水素計（東亜ＤＫＫ株式会社製、型式ＤＨ−３５Ａ）を用いた。

（実施例２）
実施例２は、水道水３０ｍｌを入れて、液温を３７℃の温度条件とした以外は実施例１と同じである。

図４に、実施例１〜２の結果を示す。図４の横軸は固形剤（配合物）を水含有液と接触させている時間（分）を示し、グラフの縦軸は水素発生量を示す。

図４に示すとおり、ほぼ中性を示す水と、第１の実施形態において説明したシリコンナノ粒子とを接触させた場合であっても、水素の発生が確認された。また、液温が高い方が、水素の発生量が多くなることも明らかとなった。特に、液温がヒトの体温に近い温度である３７℃の場合、より短時間での水素の発生を実現すること、及びその後に多量（１．５ｍｌ／ｇ以上）の水素発生が継続されることが確認された。

本願発明者らは、上述の実施例１〜実施例２の結果に加えて、打錠法を用いて加工した、第１の実施形態及びその変形例において説明した各種の固形剤（配合物）について、実施例３以降に示す各評価を行った。

（実施例３）
まず、実施例３として、第１の実施態様において説明した処理によって製造した１個の固形剤（配合物）１００に対して、直径及び高さがそれぞれ５分の１（φ１０×１．６ｍｍ，シリコンナノ粒子１６ｍｇ，炭酸水素ナトリウム３０４ｍｇ）である固形剤（配合物）を本実施例の試料として採用した。

上述の試料を容量６０ｍｌのステンレス容器に入れた。このステンレス容器に６０ｍｌの水含有液の例である純水（ｐＨ値７．０）を入れて該固形剤（配合物）を浸漬させ、液温を２５℃に維持した。この条件下、ガラス瓶を密閉し、ガラス瓶内において生成した水素水の水素濃度を、実施例１において説明した装置を用いて測定し、水素発生量を求めた。

なお、固形剤（配合物）の形状は、純水中において時間の経過とともに次第に崩れていった。該固形剤（配合物）が純水と接触してから時間の経過とともに、炭酸水素ナトリウムが液中に溶解し、シリコンナノ粒子が該液中にほぼ均一に拡散しつつ、容器の底面に一部が沈んで残った。その結果、固形剤（配合物）はほぼ原形をとどめない粉状（又は微粉状、以下、総称して「粉状」という）を呈した（以下、固形の剤形が崩れて粉状を呈することを「崩壊」という。粉体を内包するカプセル剤のカプセルが溶解することも剤形が崩れることであり、カプセルの溶解によって粉体が露出することも「崩壊」に含める）。この例においては、固形剤（配合物）の崩壊に伴って放出した炭酸水素ナトリウムが水中に溶解したため、該ガラス瓶中の水含有液のｐＨ値は、８．３に上昇した。

（実施例４）
実施例４は、第１の実施形態の変形例（４）において説明した処理によって製造した固形剤（配合物）に対して、直径及び高さがそれぞれ５分の１（φ１０×１．６ｍｍ，シリコンナノ粒子１６ｍｇ，炭酸水素ナトリウム２７２ｍｇ，クエン酸３２ｍｇ）である固形剤（配合物）を試料として採用した。該固形剤（配合物）は、液温を２５℃の温度条件において、純水と接触してから約５分後に、ほぼ全体が崩壊して粉状を呈した。固形剤（配合物）が崩壊する過程において（すなわち固形剤（配合物）が純水と接触してから９０分後まで）、固形剤（配合物）の崩壊に伴い炭酸水素ナトリウムとクエン酸とが放出されることにより、水含有液のｐＨ値は７．６を示した。

（実施例５）
実施例５は、固形剤（配合物）として第１の実施形態の変形例（５）として説明した手順で作製した固形剤（配合物）に対して、直径及び高さがそれぞれ５分の１（φ１０×１．６ｍｍ，シリコンナノ粒子１６ｍｇ，炭酸水素ナトリウム１５２ｍｇ，クエン酸１５２ｍｇ）である固形剤（配合物）を試料として採用した。該固形剤（配合物）は、液温を２５℃の温度条件において、純水と接触してから約５分後、ほぼ全体が崩壊して粉状を呈した。固形剤（配合物）が崩壊する過程において（すなわち固形剤（配合物）が純水と接触してから９０分後まで）、固形剤（配合物）の崩壊に伴い炭酸水素ナトリウムとクエン酸とが放出されることにより、水含有液のｐＨ値は６．０を示した。

（実施例６）
実施例６は、固形剤（配合物）として第１の実施形態の変形例（６）として説明した手順で作製した固形剤（配合物）に対して、直径及び高さがそれぞれ５分の１（φ１０×１．６ｍｍ，シリコンナノ粒子１６ｍｇ，炭酸水素ナトリウム２７２ｍｇ，クエン酸３２ｍｇ）である固形剤（配合物）を試料として採用した。また、ステンレス容器を恒温槽中に保持することより液温を３７℃に維持した。水含有液としてはｐＨ値７．０の純水を用いた。該固形剤（配合物）が純水と接触してから約５分後にほぼ全体が崩壊して粉状を呈した。固形剤（配合物）の崩壊に伴い炭酸水素ナトリウムとクエン酸とが放出されることにより、水含有液のｐＨ値は７．６を示した。

（実施例７）
実施例７は、第１の実施形態の変形例（７）において説明した処理によって製造した固形剤（配合物）に対して、直径及び高さがそれぞれ５分の１（φ１０×１．６ｍｍ，シリコンナノ粒子１６ｍｇ，炭酸水素ナトリウム１５２ｍｇ，クエン酸１５２ｍｇ）である固形剤（配合物）を試料として採用した。また、ステンレス容器を恒温槽中に保持することより液温を３７℃に維持した。水含有液としてはｐＨ値７．０の純水を用いた。該固形剤（配合物）が純水と接触してから約５分後にほぼ全体が崩壊して粉状を呈した。固形剤（配合物）の崩壊に伴い炭酸水素ナトリウムとクエン酸とが放出されることにより、水含有液のｐＨ値は６．０を示した。

ところで、上述の各実施例においては、固形剤（配合物）の形状は、純水中において時間の経過とともに次第に崩れていく様子を視認することができる。固形剤（配合物）の崩壊の様子の一例を示すと、図５Ａ及び図５Ｂは、シリコンナノ粒子２ｇ及び炭酸水素ナトリウム３８ｇを用いて形成した固形剤（配合物）（第１の実施形態に準じた例）を、純水５００ｍｌ中に投入したときの時間の経過に伴う固形剤（配合物）の様子を示す写真である。図５Ａは、固形剤（配合物）と純水とが接触した直後の固形剤（配合物）の状態を示している。また、図５Ｂは、固形剤（配合物）が純水に接触してから約６０秒後の固形剤（配合物）の状態を示している。

一方、図５Ｃは、シリコンナノ粒子２ｇ、炭酸水素ナトリウム１９ｇ、及びクエン酸１９ｇを用いて形成した固形剤（配合物）（第１の実施形態の変形例（６）に準じた例）と純水とが接触した直後の固形剤（配合物）の状態を示す写真である。

図５Ａ〜図５Ｃに示すように、固形剤（配合物）が純水と接触すると、時間の経過とともに炭酸水素ナトリウムが液中に溶解し、シリコンナノ粒子が該液中にほぼ均一に拡散しつつ、容器の底面に一部が沈んで残る様子が確認された。

図６に、実施例３〜７の結果を示す。図６の横軸は固形剤（配合物）を水含有液と接触させている時間（分）を示し、グラフの縦軸は水素発生量を示す。

実施例３については、図５Ａ及び図５Ｂに示すように、固形剤（配合物）はその剤形を崩壊させて炭酸水素ナトリウムを放出した。また、図６に示すように、固形剤（配合物）と水含有液との接触時間の経過に伴って水素発生量が多くなった。

また、実施例３と実施例５、実施例４と実施例６とをそれぞれ比較すると、ヒトの体温に近い３７℃という温度条件において、水素発生量が多くなった。具体的には、実施例３及び実施例６において、２４０分（４時間）で、２０ｍｌ／ｇ以上の水素を発生することができることが確認されたことは特筆に値する。

さらに、シリコンナノ粒子を粉状のまま水含有液と接触させた実施例１〜２及び実施例６の結果と、シリコンナノ粒子を固形剤（配合物）として用いた実施例３〜５及び実施例７の結果とを比較すると、特に、シリコンナノ粒子と水含有液とが接触してから一定時間（例えば、１時間半）までにおいては、シリコンナノ粒子は粉状のまま水含有液と接触させる方が多くの水素を発生させることができることが明らかとなった。

＜シリコンナノ粒子と媒体との接触によって発生した水素発生量の測定実験＞
また、本願発明者らは、本実施形態の各シリコン微細粒子（固形剤（配合物）ではない）と、純水に炭酸水素ナトリウムを溶解させた水溶液とを接触させることによって発生した水素量の時間変化を調べた。

具体的には、ガラス容器中で、シリコンナノ粒子１１ｍｇ（第１混合工程が３０分）又はシリコンナノ粒子５ｍｇ（第１混合工程が６０分）と、炭酸水素ナトリウム（１．８８ｗｔ％）を溶解させた水溶液とを混合する。該水溶液のｐＨは約８．３である。その後、ガラス容器の開口部まで該水溶液を満たし、空気が入らないように蓋をして完全密封をした。

なお、蓋はポリプロピレン製であるが、内蓋は、ポリエチレンとポリプロピレンの多層フィルター製を用いたことにより、発生する水素の透過や漏れを充分に抑えることができる。密封後、暫くすると、本実施形態の各シリコン微細粒子に関しては、水溶液全体に一様に混合された状態になったことが外観から視認される。

図７（ａ）は、本実施形態の各シリコン微細粒子（固形剤（配合物）ではない）と、純水に炭酸水素ナトリウムを溶解させた水溶液とを接触させることによって発生した水素の溶存水素濃度の時間変化を示すグラフである。また、図７（ｂ）は、各シリコン微細粒子の１ｇ当たりの水素発生量の時間変化を示すグラフである。なお、参考までに、上述の第１混合工程が行われなかったシリコン微細粒子を用いた場合の結果についても各グラフ中に示している。また、上述の各溶存水素量は、東亜ディーケーケー株式会社製のポータブル溶存水素濃度計（東亜ＤＫＫ株式会社製、型式ＤＨ−３５Ａ）を用いて測定された。

図７（ａ）及び図７（ｂ）に示すように、第１混合工程が行われることによって、水素の発生が促進されることが明らかとなった。特に図７（ｂ）に示すように、第１混合工程が行われることによって、２時間で４０ｍｌ以上の水素発生量が、水素発生開始から２時間経過後以降、継続的に得られていることは特筆に値する。

なお、第１混合工程の混合時間が６０分のシリコン微細粒子の水素発生量が、該混合時間が３０分のシリコン微細粒子の水素発生量よりも少ないのは、シリコン微細粒子の表面上の酸化膜の厚みの差に影響していると考えられる。つまり、第１混合工程の混合時間が６０分のシリコン微細粒子の方が厚い酸化膜を有しているために、媒体（水溶液）とシリコン微細粒子とが直接接し難くなったために水素の発生が抑制されたと考えられる。

また、本願発明者らの更なる研究と分析によれば、第１混合工程の混合時間が２分超５０分以下（より好適には３分以上４０分以下、さらに好適には４分以上３０分以下、最も好適には５分以上２０分以下）であれば、シリコン微細粒子表面の親水性を適度に保ちつつ、媒体と直接接し得る十分な表面積を有する状態を実現し得る。その結果、前述の混合時間の範囲であれば、水素の発生はより確度高く促進され得る。

＜第２の実施形態＞
本実施形態のシリコン微細粒子（又は、その凝集体）及び本実施形態の配合物は、第１の実施形態と同様に、水素発生能を有する。また、本実施形態の配合物は、水素発生能を有する、シリコン微細粒子（又は、その凝集体）を含む。本実施形態においては、第１の実施形態において採用したエタノール溶液の代わりにイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）溶液を採用していることを除いて、第１の実施形態の配合物及び水素供給方法の実質的に同じであるため、重複する説明は省略され得る。

［１］シリコン微細粒子（又は、その凝集体）、及び固形剤、並びにその製造方法
以下に、本実施形態の配合物の一例として、シリコン微細粒子（又は、その凝集体）と、該シリコン微細粒子（又は、該凝集体）を含む固形剤（配合物）について詳述する。加えて、本実施形態の水素供給方法についても詳述する。

本実施形態の固形剤（配合物）には、シリコン粒子として市販の高純度シリコン粒子粉末（代表的には、高純度化学社製、粒度分布＜φ５μｍ、純度９９．９％、ｉ型シリコン）をビーズミル法によって微細化した、シリコンナノ粒子を主たる粒子とするシリコン微細粒子（以下、便宜的に、「シリコンナノ粒子」ともいう）を用いる。

具体的には、ビーズミル装置（アイメックス株式会社製：ＲＭＢ型バッジ式レディーミル）を用いて、高純度Ｓｉ粉末１５ｇを９９％以上のイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）溶液３００ｍｌに分散させ、φ０．５μｍのジルコニア製ビーズ（容量３００ｍｌ）を加えて４時間、回転数２５００ｒｐｍで粉砕（一段階粉砕）を行って微細化する。

ビーズを含むシリコンナノ粒子は、ビーズ分離容器（アイメックス株式会社製）に装着したステンレス鋼材フィルター（メッシュ０．３５ｍｍ）を用いて吸引濾過することによってビーズをシリコンナノ粒子から分離する。その後、ビーズから分離されたシリコンナノ粒子を含むイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）溶液を、減圧蒸発装置を用いて３０℃〜３５℃に加熱することにより、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）溶液を蒸発させてシリコンナノ粒子及び／又はその凝集体を得る。

上記方法により得たシリコンナノ粒子は、第１の実施形態と同様に、主として結晶子径が１ｎｍ以上１００ｎｍ以下のシリコンナノ粒子を含む。また、第１の実施形態と同様に、主たるシリコンナノ粒子は、結晶子径が約２ｎｍ以上２０ｎｍ以下である。

具体的には、ビーズミル装置（アイメックス株式会社製：ＲＭＢ型バッジ式レディーミル）を用いて、高純度Ｓｉ粉末１５ｇを９９％以上のイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）溶液３００ｍｌに分散させ、φ０．５μｍのジルコニア製ビーズ（容量３００ｍｌ）を加えて４時間、回転数２５００ｒｐｍで粉砕（一段階粉砕）を行って微細化する。

ビーズを含むシリコンナノ粒子は、ビーズ分離容器（アイメックス株式会社製）に装着したステンレス鋼材フィルター（メッシュ０．３５ｍｍ）を用いて吸引濾過することによってビーズをシリコンナノ粒子から分離する。ビーズから分離されたシリコンナノ粒子を含むＩＰＡ溶液は、減圧蒸発装置を用いて４０℃に加熱することにより、ＩＰＡを蒸発させてシリコンナノ粒子及び／又はその凝集体を得る。

上記方法により得たシリコンナノ粒子は、第１の実施形態と同様に、主として結晶子径が１ｎｍ以上１００ｎｍ以下のシリコンナノ粒子を主成分とするものである。また、第１の実施形態と同様に、主たるシリコンナノ粒子は、結晶子径が約２ｎｍ以上２０ｎｍ以下である。

本実施形態においても、第１の実施形態と同様に、その後、ガラス容器中で、過酸化水素水と該シリコンナノ粒子とを混合する第１混合工程が行われる。過酸化水素水によって表面が処理されることにより、比較的薄く、且つ不均質／不完全な酸化膜を表面に備えたシリコンナノ粒子が形成され得る。その結果、該シリコンナノ粒子（及び該シリコンナノ粒子を主たる粒子とするシリコン微細粒子）及び／又はその凝集体は、全体としては表面の親水性を保ちつつ、水含有液を含むことができる媒体と直接接し得る表面をも有する状態を形成し得る。このような特殊な表面処理が施されることによって、水素の発生はより確度高く促進され得る。

その後、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）溶液が一部付着している可能性があるシリコンナノ粒子を、公知の遠心分離処理装置を用いて、固液分離処理によってイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）溶液を確度高く除去してから十分に乾燥させることにより、本実施形態の１つの最終的なシリコンナノ粒子が製造される。

なお、本実施形態においては、他の最終的なシリコンナノ粒子として、上述の各工程のうち、第１混合工程における過酸化水素水とシリコンナノ粒子との混合時間が６０分であったシリコンナノ粒子も製造した。

また、上述のシリコンナノ粒子を、第１の実施形態と同様に、炭酸水素ナトリウム粉末と混合して得られた混合物を混錬した後、打錠法を用いることにより、固形剤を得ることができる。

その後、シリコンナノ粒子と媒体との接触によって発生する水素の量について調査が行われた結果、第１の実施形態における図４に示す結果と同様の結果が得られた。

＜その他の実施形態＞
なお、上述の配合物におけるシリコン微細粒子の製造方法の１つの態様は、結晶粒径が１μｍ超のシリコン粒子を物理的粉砕法により微細化し、主として結晶子径が１ｎｍ以上１００ｎｍ以下のシリコン微細粒子とする工程を含む。物理的粉砕法の好適な例は、ビーズミル粉砕法、遊星ボールミル粉砕法、ジェットミル粉砕法、又はこれらを２種以上組み合わせた粉砕法によって粉砕する方法である。但し、製造コスト又は、製造管理の容易性の観点から言えば、特に好適な例は、ビーズミル粉砕法のみ、又はビーズミル粉砕法を少なくとも含む粉砕法である。なお、上述の各実施形態における固形剤（配合物）の例は、水素供給材としての役割のみならず、生体内又は生体外において安全に水素発生させることを可能にする生体用水素発生材（生体用水素供給材）としての役割も果たし得る。

また、上述の各実施形態においては、出発材料として、市販の高純度シリコン粒子粉末であるシリコン粒子が採用されているが、出発材料はそのようなシリコン粒子に限定されない。より低コストを実現する観点、及び／又はより微細なシリコンナノ粒子を得る観点から言えば、出発材料として、例えば太陽電池等の半導体製品に使用されるシリコンウェハの生産過程におけるシリコンの切削加工において通常は廃棄物とされるシリコンの切粉あるいはシリコンの切削屑又は研磨屑（以下、「シリコンの切粉等」又は「切粉等」ともいう）を採用することも、好適な一態様である。また、「シリコン微細粒子」の対象は、結晶性シリコンに限定されない。例えば、公知の基板上に、ＣＶＤ法によって形成されたアモルファスシリコン層を微細化することによって得られるシリコン粒子を、上述の各実施形態の出発材料とすることもできる。また、ＣＶＤ法、レーザー法、アーク放電法等により、いわば直接的に製造されるアモルファス状の又は結晶状のシリコン粒子を、上述の各実施形態の出発材料とすること、又は最終形態であるシリコン微細粒子とすることもできる。

上述の実施形態又は実施例の開示は、該実施形態の説明のために記載したものであって、本発明を限定するために記載したものではない。加えて、上述の実施形態及び各実施例における他の組合せを含む本発明の範囲内に存在する変形例もまた、特許請求の範囲に含まれるものである。

本発明の配合物及び水素供給方法は、農業、農牧業、林業、水産業、ペット産業、
盆栽又は生花を扱う業種、あるいは獣医業及び樹木医業を含む医療業において広く利用され得る。

Claims (15)

1. 水素発生能を有するシリコン微細粒子又はその凝集体を含む、
   配合物。
2. 前記シリコン微細粒子が、結晶子径が１ｎｍ以上１００ｎｍ以下のシリコン微細粒子を含む、
   請求項１に記載の配合物。
3. 前記シリコン微細粒子又は前記凝集体を動物用医薬品、ペット用食品、又は動物用飼料に配合した、
   請求項１又は請求項２に記載の配合物。
4. 前記シリコン微細粒子又は前記凝集体を植物用医薬品、植物用肥料、又は植物用堆肥に配合した、
   請求項１又は請求項２に記載の配合物。
5. 前記シリコン微細粒子又は前記凝集体を含む固形剤である、
   請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の配合物。
6. 前記シリコン微細粒子又は前記凝集体が接する媒体のｐＨ値を５以上とするｐＨ調整剤をさらに含む、
   請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の配合物。
7. 前記ｐＨ調整剤は、炭酸カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、水酸化ナトリウム、及び水酸化カリウムの群から選択される少なくとも１種である、
   請求項６に記載の配合物。
8. 前記媒体は、液状、ゲル状、クリーム状、ペースト状、乳液状、及びムース状の群から選択される少なくとも１種である、
   請求項６に記載の配合物。
9. 請求項１、請求項２、又は請求項５乃至請求項８のいずれか１項に記載の配合物を含有する、
   動物用医薬品、動物用医薬部外品、ペット用食品、ペット用健康食品、又は動物用飼料。
10. 請求項１、請求項２、又は請求項５乃至請求項８のいずれか１項に記載の配合物を含有する、
    植物用医薬品、植物用医薬部外品、植物用肥料、植物用生育剤、又は植物用堆肥。
11. 水素発生能を有するシリコン微細粒子又はその凝集体を含む配合物を、動物の体内又は体外においてｐＨ値が５以上の水含有液、又は該水含有液を含む媒体に接触させる接触工程を含む、
    水素供給方法。
12. 水素発生能を有するシリコン微細粒子又はその凝集体を含む配合物を、植物の体内又は体外においてｐＨ値が５以上の水含有液、又は該水含有液を含む媒体に接触させる接触工程を含む、
    水素供給方法。
13. 前記シリコン微細粒子が、結晶子径が１ｎｍ以上１００ｎｍ以下のシリコン微細粒子を含む、
    請求項１１又は請求項１２に記載の水素供給方法。
14. 前記媒体のｐＨ値が６以上である、
    請求項１１乃至請求項１３のいずれか１項に記載の水素供給方法。
15. 請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の配合物の製造方法であって、
    前記シリコン微細粒子又は前記凝集体と過酸化水素水とを接触させる過酸化水素水処理工程、を含む、
    配合物の製造方法。

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