JP6784661B2 - 菌晶粒子、熱伝導部材及び菌晶粒子の製造方法 - Google Patents
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Description
100 複合シェル層
110 中段部
111 端部
S10 細菌を培地に所定時間を取り付け、培地は炭素源と、金属材料を含む
S20 培地から、湿式粉体を分離する
S200 培地を遠心分離し、沈殿物を形成する
S30 湿式粉体を乾燥して、粉体を得る。粉体は、少なくとも1つの菌晶粒子を含む
S300 沈殿物を粉砕して、予備粉材を形成する
S400 溶剤を用いて、予備粉体を少なくとも1回洗浄する
S500 予備粉体を乾燥して、粉体を得る
Claims (40)
- 複合シェル層を備える菌晶粒子であって、
前記複合シェル層は、中空状であり、かつ、所定の厚さを有し、
前記複合シェル層は、
グラム陰性の細菌の細胞壁または細胞膜を含む有機物質である生物材料と、
遷移金属の、酸化物、硫化物、セレン化物、酸塩化合物、または、それらのいずれかの組み合わせである金属材料と、を含み、
前記複合シェル層は、培地中で培養された前記細菌に由来し、
前記培地は、0.01〜0.2Mの濃度を有する金属原料と、炭素源とを含むことを特徴とする、菌晶粒子。 - 前記生物材料が前記複合シェル層に占める重量%は、5%〜80%であることを特徴とする、請求項1に記載の菌晶粒子。
- 前記生物材料が前記複合シェル層に占める重量パーセントは、前記金属材料が前記複合シェル層の重量パーセントより高いことを特徴とする、請求項1に記載の菌晶粒子。
- 前記細菌は、シェワネラ菌、パントエア菌、緑膿菌、枯草菌のうち少なくとも一種であることを特徴とする、請求項1に記載の菌晶粒子。
- 前記菌晶粒子が焼結処理された後、前記金属材料が前記複合シェル層に占める重量パーセントは、前記生物材料が前記複合シェル層に占める重量パーセントより高いことを特徴とする、請求項1に記載の菌晶粒子。
- 前記生物材料が前記複合シェル層に占める重量パーセントは、1%〜5%であることを特徴とする、請求項5に記載の菌晶粒子。
- 前記遷移金属は、バナジューム、ニオビューム、タングステン、モリブデン、コバルト、ニッケルまたはジルコニウムであることを特徴とする、請求項1に記載の菌晶粒子。
- 前記酸塩化合物は、バナジン酸塩化合物、ニオビューム酸塩化合物、タングステン酸塩化合物またはモリブデン酸塩化合物であることを特徴とする、請求項1に記載の菌晶粒子。
- 前記生物材料がシェワネラ菌の細胞壁または細胞膜であり、かつ、前記金属材料はタングステン酸塩化合物またはモリブデン酸塩化合物によって構成されることを特徴とする、請求項1に記載の菌晶粒子。
- 前記生物材料がパントエア菌を含む細胞壁または細胞膜、前記金属材料はタングステン酸塩化合物、モリブデン酸塩化合物またはバナジン酸塩化合物によって構成することを特徴とする、請求項1に記載の菌晶粒子。
- 前記複合シェル層は2つのハーフシェル層を含み、かつ、前記2つのハーフシェル層はドーム状を形成することを特徴とする、請求項1に記載の菌晶粒子。
- 前記複合シェル層は、球状であることを特徴とする、請求項1に記載の菌晶粒子。
- 前記複合シェル層の直径は、0.2〜2ナノメートルであることを特徴とする、請求項12に記載の菌晶粒子。
- 前記複合シェル層はロッド状であり、かつ、幅と長さを有しており、
中段部と、
すべてドーム状を形成し、かつ、それぞれ前記中段部の両端につなぐ2つの端部と、を含む、
前記端部の厚さは、前記複合シェル層の幅の1/73を下回らず、前記中段部の厚さは、前記複合シェル層の幅の1/37を下回らないことを特徴とする、請求項1に記載の菌晶粒子。 - 前記複合シェル層の幅は、0.2〜2ミクロンであることを特徴とする、請求項14に記載の菌晶粒子。
- 前記複合シェル層の長さは1〜10ミクロンであることを特徴とする、請求項14に記載の菌晶粒子。
- 前記複合シェル層の厚さは、5〜50ナノメートルであることを特徴とする、請求項1に記載の菌晶粒子。
- 請求項1〜17のいずれかに記載の菌晶粒子を含むことを特徴とする、熱伝導材料。
- 前記菌晶粒子の熱伝導係数は、0.027〜0.15ワット/メートル・温度であることを特徴とする、請求項18に記載の熱伝導部材。
- 菌晶粒子の製造方法であって、
細菌を炭素源と、金属原料を含む培地にて、所定の時間を培養し、前記細菌によって前記金属原料を誘発して、酸化還元反応するステップと、
前記培地から湿式粉体を分離するステップと、
前記湿式粉体を乾燥して、粉体を獲得するステップと、を含み、
前記粉体は、少なくとも一つの菌晶粒子を含み、
前記細菌は、グラム陰性菌、シェワネラ菌、パントエア菌、緑膿菌、枯草菌、またはこれらのいずれかの組み合わせであり、
前記金属原料は、バナジン酸、ニオブ酸、タングステン酸、モリブデン酸、コバルト酸、ニッケル酸、ジルコニウム酸、またはこれらの組み合わせであり、
前記培地中の前記金属原料の濃度は、0.01〜0.2Mであることを特徴とする、菌晶粒子の製造方法。 - 前記培養ステップの後は、
前記培地の上層に泡沫の形成ステップと、
前記泡沫から浮遊物を分離して湿式粉体を獲得するステップと、を含むことを特徴とする、請求項20に記載の菌晶粒子の製造方法。 - 前記金属原料は、遷移金属の酸塩化合物であることを特徴とする、請求項20に記載の菌晶粒子の製造方法。
- 前記細菌は前記シェワネラ菌であり、前記金属原料はタングステン酸塩化合物またはモリブデン酸塩化合物であることを特徴とする、請求項20に記載の菌晶粒子の製造方法。
- 前記細菌は、前記パントエア菌であり、前記金属原料はモリブデン酸塩化合物、タングステン酸塩化合物またはバナジン酸塩化合物であることを特徴とする、請求項20に記載の菌晶粒子の製造方法。
- 前記培養ステップにおいて、前記細菌のストレス反応(stress response)によって、前記細菌の細胞壁または細胞膜に2つのドーム状部分を形成した、前記菌晶粒子の前記複合シェル層が球状または2つのドーム状を有するハーフシェル層のロッド状を形成することを特徴とする、請求項20に記載の菌晶粒子の製造方法。
- 前記粉体の密度は、420キログラム/立方メートルであることを特徴とする、請求項20に記載の菌晶粒子の製造方法。
- 前記培養ステップは、前記細菌を前記培地に入れて、37℃の酸素環境で、所定の時間を培養することを特徴とする、請求項20に記載の菌晶粒子の製造方法。
- 前記培地は、LB培地またはM9培地であることを特徴とする、請求項20に記載の菌晶粒子の製造方法。
- 前記培養ステップの前記培養時間は、3〜5日であることを特徴とする、請求項20に記載の菌晶粒子の製造方法。
- 前記炭素源の前記培地における濃度は、0.01M〜0.2Mであることを特徴とする、請求項20に記載の菌晶粒子の製造方法。
- 前記分離ステップは、
前記培地を遠心分離し、沈殿物を形成するステップと、
前記遠心分離した培地から前記沈殿物を分離し、湿式粉体を獲得するステップと、を含むことを特徴とする、請求項20に記載の菌晶粒子の製造方法。 - 前記遠心分離ステップの後は、前記湿式粉体を粉砕して、予備粉体を形成するステップを含むことを特徴とする、請求項31に記載の菌晶粒子の製造方法。
- 前記前記粉砕ステップは、前記湿式粉体に超音波振動をかけるステップを含むことを特徴とする、請求項32に記載の菌晶粒子の製造方法。
- 前記粉砕ステップの後は、溶剤を用いて前記予備粉体を少なくとも一回を洗浄するステップを含むことを特徴とする、請求項32に記載の菌晶粒子の製造方法。
- 前記乾燥ステップは、前記予備粉体を乾燥して、前記粉体を獲得するステップを含むことを特徴とする、請求項34に記載の菌晶粒子の製造方法。
- 前記菌晶粒子は前記複合シェル層を含み、前記複合シェル層が中空状、かつ、厚さを有することを特徴とする、請求項20ないし35のいずれかの項に記載の菌晶粒子の製造方法。
- 前記複合シェル層の材質は、
細菌の細胞壁または細胞膜の有機物質によって構成する生物材料と、
遷移金属の酸化物、硫化物、セレン化物または酸塩化合物のうち、少なくとも一種を含む、金属原料と、を含むことを特徴とする、請求項36に記載の菌晶粒子の製造方法。 - 酸素環境において、前記粉体を加熱し、前記菌晶粒子の前記複合シェル層に酸化反応を引き起こさせて、前記遷移金属の酸化物を含む前記金属原料をさらに含むことを特徴とする、請求項36に記載の菌晶粒子の製造方法。
- 硫黄蒸気において、前記粉体を加熱して、前記菌晶粒子の前記複合シェル層に硫化反応を引き起こさせて、前記遷移金属の硫化物を含む前記金属原料をさらに含むことを特徴とする、請求項36に記載の菌晶粒子の製造方法。
- セレン蒸気において、前記粉体を加熱し、前記菌晶粒子の前記複合シェル層にセレニド反応を引き起こさせ、前記遷移金属のセレン化物を含有する前記金属原料をさらに含むことを特徴とする、請求項36に記載の菌晶粒子の製造方法。
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