WO2021199644A1 - 複合材 - Google Patents

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悠輝 小林
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株式会社ボスケシリコン
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Definitions

  • the present invention relates to a composite material, and a hydrogen supply material containing the composite material, a pharmaceutical product, a quasi-drug, a hydrogen supply material, a feed, a supplement, a food additive, and a food, and further, a compound, a fresh food, a cosmetic, or a compound.
  • cosmetics a composite material, and a hydrogen supply material containing the composite material, a pharmaceutical product, a quasi-drug, a hydrogen supply material, a feed, a supplement, a food additive, and a food, and further, a compound, a fresh food, a cosmetic, or a compound.
  • the hydroxyl radical generated in the body disappears by reacting with some substances.
  • an antioxidant substance in the living body such as polyphenol, vitamin C, ⁇ -tocopherol, or glutathione is generally presumed.
  • these substances eliminate not only hydroxyl radicals but also active oxygen having a function in the body such as hydrogen peroxide, there is a possibility of causing adverse effects (side effects) such as a decrease in immunity.
  • side effects such as a decrease in immunity.
  • hydrogen can also extinguish hydroxyl radicals.
  • hydrogen reacts only with hydroxyl radicals in active oxygen, it does not have the above-mentioned adverse effects (side effects). Therefore, a hydrogen water generator containing hydrogen that eliminates hydroxyl radicals in the body has been proposed (for example, Patent Document 1).
  • Patent Document 3 a solid preparation which contains silicon fine particles as a main component and has a high hydrogen generating ability and can be used orally is disclosed. Further, the silicon fine particles and the silicon suboxide (SiO X , x in the formula are 1/2, 1, and 3/2) and / or the silicon suboxide covering at least a part of the surface of the silicon fine particles.
  • Patent Document 4 A composite material containing a mixed composition of silicon dioxide and silicon dioxide is disclosed (Patent Document 4).
  • the present invention can greatly contribute to solving at least one of the above-mentioned technical problems and making the hydrogen generation ability (generation ability) of silicon particles or silicon fine particles stronger.
  • a large amount of hydrogen can be rapidly generated depending on the situation in a human or animal body, or in a space containing various waters or in a water-containing liquid, or can greatly contribute to more accurate extraction of a large amount of hydrogen. ..
  • the present inventor has conducted extensive studies and analysis in order to find a substance that exceeds the hydrogen-generating ability of silicon fine particles disclosed so far.
  • the generation of hydrogen it is required to design a substance in consideration of the total amount of hydrogen generated (total amount of production) and the amount of hydrogen generated per unit time (that is, the rate of hydrogen generation), especially in the initial stage. Therefore, in order to enhance the hydrogen generating ability, the present inventor conducted a study including the influence of other elements while using silicon (Si) as one of the elements.
  • silicon (Si) is not limited to "silicon fine particles" having an average crystallite diameter of micron level or less, specifically, particles having a crystallite diameter of 1 nm or more and less than 1 ⁇ m as main particles. After including "silicon particles" with an average crystallite diameter of 1 ⁇ m or more, we proceeded with the study and analysis in search of a substance capable of exhibiting high hydrogen generating ability.
  • silicon particles silicon fine particles
  • silicon particles silicon fine particles
  • the composite material generates more hydrogen generating ability. More specifically, the total amount of hydrogen generated (total amount of hydrogen produced) and / or the amount of hydrogen generated per unit time in the initial stage of the composite material is significantly superior to those of the conventional silicon fine particles. The present inventor has found.
  • the "surface" of the silicon particles is the silicon suboxide and silicon dioxide.
  • the silicon particles include a film of the mixed composition with, or when the silicon particles include a natural oxide film, the surface of the film of the silicon suboxide and the film of the mixed composition, respectively. It means the surface or the surface of the natural oxide film.
  • the present inventor has increased the amount of hydrogen generated by adopting the composite material, and as a result, after the hydrogen generation reaction, a silicon suboxide (SiO X , in the formula) that covers at least a part of the surface of silicon particles and the like.
  • X is 1/2, 1, and 3/2. The same shall apply hereinafter.
  • And / or the film thickness of the mixed composition of the silicon suboxide and silicon dioxide is that of the conventional silicon fine particles. It was found that the film thickness was larger than that.
  • the present invention was created from each of the above viewpoints.
  • the "silicon fine particles” in the present application are mainly particles having an average crystallite diameter of 1 nm or more and less than 1 ⁇ m.
  • the "silicon fine particles” in the present application mainly consist of silicon nanoparticles having an average crystallite diameter of nano-level, specifically, a crystallite diameter of 1 nm or more and 500 nm or less.
  • the "silicon particles” in the present application are mainly particles having an average crystallite diameter of more than 500 nm (more narrowly, 1 ⁇ m or more) and 500 ⁇ m or less.
  • the "silicon fine particles” are not limited to those in which each silicon fine particles are dispersed, but also have a size of ⁇ m order (generally 0.1 ⁇ m or more) in which a plurality of silicon fine particles are aggregated. Includes those in the state of forming aggregates. Since each of the above-mentioned numerical ranges of "silicon fine particles” is only an example, the numerical range is not limited. Further, the crystallite diameter is appropriately selected according to the use, usage, required function, etc. of the "silicon fine particles” or "silicon particles”.
  • the "water-containing liquid” in the present application is water or an aqueous solution, and includes, for example, a liquid in the digestive tract of an animal (including a human).
  • the "digestive tract fluid” refers to the fluid in the small intestine and the fluid in the large intestine.
  • the example of the "water-containing liquid” is not limited to the above-mentioned example.
  • the material of the "pH adjuster” in the present application is particularly limited as long as it is a drug (hereinafter, "alkaline agent”) capable of adjusting the pH value to an alkaline range of more than 7 (typically, more than 7.4). Not done. It also includes use on the skin of animals (including humans).
  • composite material When the composite material is used as an in vivo active oxygen neutralizing agent, it is preferable to use a pharmaceutical product (quasi-drug), a quasi-drug, and an alkaline agent recognized as a food additive.
  • a pharmaceutical product quadsi-drug
  • quasi-drug a pharmaceutical product recognized as a food additive.
  • composites are not limited to animals (including humans).
  • alkaline agents are sodium hydrogen carbonate, sodium carbonate, sodium dihydrogen phosphate, disodium hydrogen phosphate, potassium hydrogen carbonate, potassium carbonate, and other pHs for pharmaceuticals, non-pharmaceutical products, foods, and cosmetics. Regulators can be adopted.
  • sodium hydrogen carbonate which is the most general-purpose product, is widely used as a pharmaceutical product, a quasi-drug, or a food additive, and has a plurality of pH value adjusting functions required by the present invention and excellent safety and versatility. This is to combine the advantages.
  • the pH adjusting agent is not limited to the above-mentioned pH adjusting agent, and a pH adjusting agent can be widely adopted. It is a preferable aspect that any pH adjusting agent has a form that is not decomposed by an acid. In particular, when the composite material of the present application is orally ingested, it is preferable that the composite material is not decomposed by gastric acid or is hardly decomposed.
  • One composite material of the present invention supports, adheres to, or adsorbs silicon particles or silicon fine particles capable of generating hydrogen and at least a part of the surface of the silicon particles or the silicon fine particles. It comprises a physiologically acceptable or medically acceptable metal element that is or is chemically bonded to the surface.
  • metal elements or metal element-containing substances; hereinafter collectively referred to as "metal elements”
  • metal elements or metal element-containing substances; hereinafter collectively referred to as "metal elements”
  • the amount of hydrogen generated increases due to the catalytic action of the metal element, and as a result, the film thickness of the silicon suboxide covering at least a part of the surface of the silicon fine particles or the silicon particles, and / or The film thickness of the mixed composition of the silicon suboxide and silicon dioxide can be made larger than the film thickness of the conventional silicon fine particles.
  • this composite material by adopting this composite material, a reaction in which silicon and water (or water in a water-containing liquid) come into contact with each other to form hydrogen and thereby silicon oxide is formed can occur with higher accuracy. As a result, it is compared with silicon particles or silicon fine particles in which the above-mentioned metal elements are hardly supported (or not supported at all) or hardly chemically bonded (or not chemically bonded) to the metal elements. Therefore, it is possible to exert a remarkably excellent hydrogen generating ability. More specifically, in this composite material, the total amount of hydrogen generated (total amount of hydrogen produced) and / or the amount of hydrogen generated per unit time (hydrogen production amount) in the initial stage is significantly higher than that of conventional silicon fine particles. Are better. In particular, it is worth noting that even silicon particles having a crystallite diameter of 1 ⁇ m or more, which are relatively large particles, have a strong ability to generate hydrogen.
  • One composite material of the present invention is a composite material excellent in the total amount of hydrogen generated (total amount of hydrogen generated) and / or the amount of hydrogen generated per unit time in the initial stage.
  • FIG. 1 is a schematic view of the composite material 100 of the present embodiment.
  • the composite material 100 of the present embodiment has silicon particles or silicon fine particles (hereinafter, also collectively referred to as “silicon particles”) 10 having a hydrogen generating ability, and the surface of the silicon particles 10.
  • Physiologically acceptable or medically acceptable metal element 20 that is carried, adhered to, or adsorbed to, or chemically bonded to the surface of at least a portion of Collectively, it is referred to as "physiologically acceptable metal element 20").
  • the metal element 20 is iron (Fe).
  • the metal element 20 supported, adhered to, or adsorbed on at least a part of the silicon particles 10 is an example of an embodiment that can be adopted by the composite material 100 of the present embodiment.
  • a compound for example, VDD is formed in a state where a part of the metal element 20 and the surface of the silicon particles 10 are chemically adsorbed, and in a region where the metal element 20 and the surface of the silicon particles 10 are in contact with each other.
  • the state is an example in which the surface of the silicon particles 10 and the metal element 20 are chemically bonded.
  • the amount of the metal element 20 supported on at least a part of the surface of the silicon particles 10 or chemically bonded to the surface is not particularly limited.
  • a typical amount of the metal element 20 is 0.1 ppmw or more and 1000 ppmw or less in terms of mass ratio.
  • the lower limit of the numerical range in the mass ratio of the amount of the metal element 20 described above is preferably 0.5 ppmw or more, more preferably. Is 1 ppmw or more, more preferably 1.5 ppmw or more, and further preferably 2 ppmw or more.
  • the upper limit of the numerical range is preferably 500 ppmw or less, more preferably 300 ppmw or less, still more preferably 100 ppmw or less, still more preferably 75 ppmw or less, still more preferably. It is 50 ppmw or less.
  • ⁇ Crushing process> for example, commercially available high-purity silicon particle powder (particle size 300 ⁇ m or less, purity 99.999%, i-type silicon) is used as a part of the raw material of the composite material 100.
  • silicon particle powder having a purity higher or lower than the above-mentioned purity can be adopted.
  • a crushing step (first crushing step) is performed on the above-mentioned high-purity silicon particle powder by a crushing process using a cutter by a jet mill method.
  • first crushing step is performed on the above-mentioned high-purity silicon particle powder by a crushing process using a cutter by a jet mill method.
  • second pulverization step using 0.5 mm ⁇ zirconia beads in ethanol is performed in the bead mill method. It is also an embodiment in which it is possible to obtain silicon fine particles (silicon nanoparticles) 10 having a typical crystallite diameter of less than 500 nm.
  • a roller mill method instead of the first pulverization step, a roller mill method, a high-speed rotary pulverization method, or a container-driven mill method is used to obtain silicon particles 10 having a crystallite diameter of 1 ⁇ m or more and 60 ⁇ m or less, or a typical crystallite diameter.
  • a classification step is performed between the crushing step (first crushing step or the second crushing step) of the present embodiment and the metal element supporting step described later.
  • the ratio of the aggregates of the silicon fine particles 10 and the silicon fine particles 10 having a crystallite diameter of less than 1 ⁇ m to all the silicon particles 10, the silicon fine particles 10 and the aggregates thereof is 5% by mass or less. (More preferably 3% by mass or less, further preferably 1% by mass or less, further preferably 0.5% by mass or less, still more preferably 0.2% by mass or less) using the air flow method.
  • aggregates of silicon fine particles 10 and silicon fine particles 10 having a crystallite diameter of less than 1 ⁇ m are substantially removed.
  • crystallite diameter used for the silicon particles 10
  • crystal particle size is used as a term for the overall diameter of the aggregates of the silicon particles 10.
  • the composite material 100 having a hydrogen generating ability of the present embodiment includes all of silicon particles 10 and / or agglomerates of silicon fine particles 10 and silicon fine particles 10 having a crystallite diameter of less than 1 ⁇ m.
  • the ratio of the silicon particles 10, the silicon fine particles 10 and their aggregates to the aggregates is 5% by mass or less (more preferably 3% by mass or less, still more preferably 1% by mass or less, still more preferably 0.5% by mass). % Or less, more preferably 0.2% by mass or less), which has the effect that the safety can be enhanced by preventing the composite material 100 from passing through the cell membrane of the intestinal tract and between cells. obtain.
  • the upper limit of the crystallite diameter of the silicon particles 10 and the aggregates of the silicon particles 10 is not limited.
  • Classification to be% or less (more preferably 3% by mass or less, further preferably 1% by mass or less, further preferably 0.5% by mass or less, still more preferably 0.2% by mass or less).
  • the process can be adopted.
  • the hydrogen generating ability can be maintained high and the crystallite diameter is constant.
  • the crystallite diameter is constant.
  • deterioration of human texture can be suppressed.
  • the ratio of the silicon fine particles having a crystallite diameter of less than 1 ⁇ m and the aggregates of the silicon fine particles to all the silicon particles, the silicon fine particles and their aggregates is 5% by mass.
  • an aggregate of silicon particles 10 and silicon particles 10 having a crystallite diameter of 1 ⁇ m or more and 60 ⁇ m or less (more preferably 1 ⁇ m or more and less than 45 ⁇ m) can be obtained.
  • ⁇ Metal element supporting process> a step of supporting, adhering, or adsorbing the metal element 20 to the silicon particles 10 or a chemical bonding step of chemically bonding the metal element 20 and the surface of the silicon particles 10 (hereinafter, collectively referred to as "supporting process”. ) Is performed.
  • a solution of a metal element 20 for example, iron (Fe)
  • a metal element 20 for example, iron (Fe)
  • aqueous chloride solution for example, an aqueous chloride solution
  • Spraying treatment using the device is performed.
  • a spraying step of spraying a 10 mM FeCl 2 aqueous solution onto the silicon particles 10 is performed.
  • the solution of the metal element 20 is a part of the raw material of the composite material 100.
  • another step of bringing the silicon particles 10 into contact with the solution of the metal element 20 may be adopted in place of or in combination with the spraying step described above.
  • a step of manually or automatically immersing the silicon particles 10 in the solution of the metal element 20 by using a storage portion for accommodating the solution of the metal element 20 can be adopted. ..
  • the above-mentioned crushing step in the above-mentioned crushing step, a crushing process using a SUS cutter is performed, and the composition of the cutter is utilized in the crushing process, for example, iron.
  • a step of supporting, adhering, or adsorbing (Fe) to the silicon particles 10 can be adopted.
  • the above-mentioned crushing step can also play the role of the supporting step of the present embodiment.
  • Example 1 is a composite material 100 in which a part of the surface of the silicon particles 10 carries the metal element 20 or the surface and the metal element 20 are chemically bonded.
  • the metal element 20 of Example 1 is iron (Fe).
  • the metal element 20 with respect to the silicon particles 10 is about 10 ppmw.
  • Example 2 Similar to Example 1, Example 2 is also a composite material 100 in which a part of the surface of the silicon particles 10 carries the metal element 20 or the surface and the metal element 20 are chemically bonded.
  • the metal element 20 of Example 2 is iron (Fe).
  • the metal element 20 with respect to the silicon particles 10 is about 5 ppmw.
  • the metal with respect to the silicon particles in the comparative example is less than 0.1 ppmw, or more narrowly, below the detection limit when an inductively coupled plasma mass spectrometer is used.
  • FIG. 2 is a graph showing the time change of hydrogen generated by the reaction between the composite material 100 of Examples 1 and 2 and the silicon particles of Comparative Example and the water-containing liquid.
  • Example 1 As shown in FIG. 2, among the composite materials 100, in Example 1, not only the amount of hydrogen generated (591 mL (milliliter) / g (gram)) is large, but also immediately after hydrogen is generated (particularly, in particular). It was revealed that the amount of hydrogen (mL / g) per unit mass (within 2 to 3 hours after hydrogen generation) was very large. Specifically, the amount of hydrogen generated up to 3 hours after the generation of hydrogen was a very high value of about 385 mL / g. It is worth noting that, as in Example 1, high hydrogen generating ability can be exhibited for a long time of 40 hours or more (at least 48 hours in one example) from the start of hydrogen generation.
  • Example 2 shows that the composite materials 100, in Example 2, not only the total amount generated (368 mL / g) is relatively large, but also the unit mass immediately after hydrogen is generated (particularly within 2 to 3 hours after hydrogen generation). It became clear that the amount of hydrogen per unit (mL / g) was relatively large. Specifically, the amount of hydrogen generated up to 3 hours after the generation of hydrogen was a relatively high value of about 170 mL / g. It is worth noting that, as in Example 2, a high hydrogen generating ability can be exhibited for a long time of 40 hours or more (at least 48 hours in one example) from the start of hydrogen generation.
  • the carrying step of the first embodiment is not performed, not only the amount of hydrogen generated (309 mL / g) is smaller than that of the composite material 100, but also immediately after hydrogen is generated (particularly, in particular). It was revealed that the amount of hydrogen (mL / g) per unit mass (within 2 to 3 hours after hydrogen generation) was the smallest. Specifically, the amount of hydrogen generated up to 3 hours after the generation of hydrogen was as low as about 75 mL / g.
  • the inventor of the present application adopts iron (Fe) as the metal element 20 and sets the mass ratio of the metal element 20 to the silicon particles 10 to be about the same as in Example 1.
  • Fe iron
  • the amount of hydrogen per unit mass (mL / g) was examined for the cases of 0.5 ppmw, about 1.5 ppmw, and about 2.0 ppmw, in each case, immediately after hydrogen was generated (particularly, hydrogen generation).
  • the amount of hydrogen (mL / g) (so to speak, hydrogen generation rate) per unit mass (within 2 to 3 hours after that) showed a higher value than that of the comparative example.
  • FIG. 3 is a cross-sectional TEM image showing the film thickness of each silicon oxide of the composite material (a) and comparative example (b) of Example 1 described above.
  • the film thickness of silicon oxide (about 113.9 nm) of the composite material 100 of Example 1 is the film thickness of silicon oxide of Comparative Example. It was confirmed that the thickness was 17 times or more that of (about 6.4 nm).
  • the detailed mechanism is not clear at this time, it is considered that a part of the metal element 20 on the surface of the silicon particles 10 exerts a catalytic effect.
  • the hydrogen generation reaction is promoted as compared with the case where the metal element 20 is absent, and as a result, the film thickness of the silicon suboxide and / or the film thickness of the mixed composition of the silicon suboxide and silicon dioxide. It is considered that a situation can be formed in which it is easy to increase (in other words, it is easy to cause a hydrogen generation reaction).
  • the silicon particle 10 by supporting, adhering to, or adsorbing the metal element 20 on at least a part of the surface of the silicon particle 10, or by adopting a composite material in which the surface and the metal element 20 are chemically bonded, the silicon particle 10
  • the film thickness of the silicon suboxide covering at least a part of the surface of the silicon suboxide and / or the film thickness of the mixed composition of the silicon suboxide and silicon dioxide is larger than the film thickness of the conventional silicon fine particles.
  • the fact that the film thickness is large makes the reaction in which silicon and water (or water in a water-containing liquid) come into contact with each other to form silicon oxide and hydrogen, as compared with conventional silicon fine particles. It shows that it can occur high.
  • the surface of the silicon particles 10 carries the metal element 20 in the numerical range of 0.1 ppmw or more and 1000 ppmw or less with respect to the silicon particles 10, or the surface thereof.
  • the composite material 100 in which the metal element 20 in the numerical range and the metal element 20 in the numerical range are chemically bonded it is possible to greatly contribute to more strongly generating the hydrogen generating ability of the composite material 100. For example, a large amount of hydrogen is generated quickly and for a long time depending on the situation in a human or animal body, or in a space containing various waters or in a water-containing liquid, or it greatly contributes to drawing out a large amount of hydrogen with higher accuracy. Can be done.
  • the surface of the silicon particles is further modified by contacting the surface with hydrogen peroxide solution after the crushing step is performed and before the supporting step is performed. It is also a preferable aspect to carry out a reforming step for performing quality.
  • the silicon particles containing the silicon nanoparticles can be made hydrophilic when viewed macroscopically.
  • the silicon particles are immersed in a hydrogen peroxide solution (for example, about 10 ° C. to about 80 ° C., about 20 ° C. to about 50 ° C. from the viewpoint of realizing lower cost) contained in a known container. Thereby, the reforming step can be performed.
  • the amount of hydrogen generated in the case where the above-mentioned reforming step with the hydrogen peroxide solution is performed is larger than the amount of hydrogen generated under the condition that the carrying step in the first embodiment is not performed. It has been confirmed that the amount of hydrogen generated in the composite material 100 (without the reforming step with the hydrogen peroxide solution) of the first embodiment described above is larger.
  • the same modification can be realized by immersing the silicon particles in ozone water and / or sodium percarbonate instead of the hydrogen peroxide solution.
  • similar modification can be achieved by contacting the silicon particles with at least one selected from the group of hydrogen peroxide solution, ozone water, and sodium percarbonate.
  • the composite material 100 having a stable silicon suboxide and a pH adjuster such as sodium hydrogen carbonate are separately not dissolved under acidic conditions, but are dissolved under basic conditions, such as nanocapsules, microcapsules, ordinary capsules, or coatings. Is a preferred embodiment.
  • the composite material 100 of the above-mentioned first embodiment or modifications (1) to (2) of the first embodiment can be utilized as, for example, a pharmaceutical product (medicinal product) or a quasi-drug.
  • the application examples are not limited to tablets.
  • a capsule containing a powdery composite material 100 in a capsule is used instead of the tablet, the same effect as described above can be obtained.
  • the composite material 100 can generate a large amount of hydrogen when it is in the form of a powder having a large surface area rather than in the form of a lump, but it is easier to take it orally or through the anus by making it into a tablet or a capsule.
  • the surface area of the composite material 100 exposed to the gastric juice and / or the contents of the stomach is reduced, and in the small intestine and / or the large intestine where the hydrogen generation reaction is desired to be promoted, the water-containing liquid is used.
  • the exposed surface area can be increased.
  • the composite material 100 may be a pharmaceutical product of granules.
  • Granule preparations are powdery at an earlier stage after ingestion or anal ingestion compared to tablets and capsules.
  • gastric juice has a low pH value (about 1.5), so even if it reaches the stomach and immediately becomes powdery, it hardly generates hydrogen, and in the presence of water after passing through the stomach. To generate hydrogen.
  • the composite material 100 may be a powder.
  • the powder is easy to handle when the composite material 100 is used as a constituent component of a food including a health food, for example, as a food additive.
  • silicon fine particles 10 having a crystallite diameter of 1 nm or more and 10 ⁇ m or less, or 1 nm or more and 500 nm or less (more narrowly, 1 nm or more and 100 nm or less) can be mixed and used as the composite material 100.
  • the silicon fine particles 10 are preferably contained in an amount of 1% by mass or more. Although there is no upper limit to the content of the silicon fine particles 10, it is preferably 40% by mass or less in consideration of the taste.
  • An example of a coating layer applicable to a tablet is a known poorly soluble gastrointestinal enteric material, which is a coating agent covering the outermost layer of a tablet.
  • An example of a coating layer applicable to a capsule is the capsule itself, which contains the composite material 100 and is manufactured from a known poorly soluble gastrointestinal material.
  • examples of a suitable formulation as an example of utilization of the composite material 100 are tablets, which are lumpy preparations that are easy to ingest in a sufficient amount orally or easily ingested from the anus, or powdery composite material 100 (aggregates). It is a capsule containing a capsule containing (which may include the one in the state of).
  • a disintegrant may be further contained.
  • a known material can be adopted.
  • a more preferred example of a disintegrant is an organic acid, the most preferred example is citric acid.
  • the organic acid can also function as a binder that agglomerates the silicon particles 10.
  • the composite material 100 can also be used as, for example, a granular, flaky, and / or rag-shaped food topping material (typically, "sprinkle") for each food material.
  • the composite material 100 of the above-mentioned first embodiment or modifications (1) to (3) of the first embodiment is percutaneously used, for example, by using a "medium” that is brought into contact with the composite material 100.
  • a "medium” that is brought into contact with the composite material 100.
  • hydrogen can be taken into the body (including the skin itself or the mucous membrane itself) transmucosally.
  • the medium of this modification is not particularly limited to materials or products. Any physiologically acceptable medium can produce the effects of this variant. Therefore, a material provided with the composite material 100 and the medium in contact with the composite material 100 can exhibit a function as a hydrogen supply material.
  • a human part comes into contact with water (or a water-containing liquid) or a medium containing the water (or a water-containing liquid) (hereinafter, collectively referred to as "medium").
  • suitable vehicles are at least one selected from the liquid, gel, cream, paste, emulsion, and mousse groups.
  • An example of another suitable medium is bath water (preferably alkaline bath water). Therefore, in one example of this modification, the production of the bath water is the method for producing the medium.
  • tap water is typically stored as bathing water in a general bathtub (including a public bathtub, a public bathtub, and an indoor or outdoor bathtub installed by an inn).
  • a general bathtub including a public bathtub, a public bathtub, and an indoor or outdoor bathtub installed by an inn.
  • hydrogen (H 2 ) is generated by arranging or putting the above-mentioned composite material in the bathtub and performing a contact step of bringing the composite material 100 into contact with the bath water as a medium. Therefore, the composite material 100 of this modified example can be adopted as a so-called bath agent.
  • hydrogen (H 2 ) generated by the above-mentioned contact step can be brought into contact with the human skin and / or mucous membrane to be bathed via bath water as a physiologically acceptable medium.
  • the composite material 100 of the above-mentioned first embodiment or each modification thereof is, for example, a layered body in which the composite material 100 is formed in layers, or a layered body in which the composite material 100 is contained in the base material formed in layers. Is another aspect that can be adopted. Therefore, the layered body can exert a function as a hydrogen supply material.
  • the laminated structure 200 of the layered body and the medium is used. Can be formed.
  • FIG. 4A is a side view showing a laminated structure 200 of the layered body and the medium before generating hydrogen
  • FIG. 4B is a laminated structure of the layered body and the medium when hydrogen is generated. It is a side view which shows 200.
  • the above-mentioned laminated structure 200 is formed on or above the base 40 (for example, fiber, natural resin, synthetic resin, metal, semiconductor, ceramics, or glass).
  • the layered body 30 and the medium 60 are provided.
  • a preferred example of the medium 60 is at least one material that is physiologically acceptable and is selected from the liquid, gel, cream, paste, emulsion, and mousse groups. ..
  • the medium 60 can contain a pH adjuster typified by sodium hydrogen carbonate. It is a preferable aspect that the base 40 has elasticity. Further, when the laminated structure 200 of the layered body 30 and the medium 60 can be held even if the base portion 40 is not provided, the base portion 40 does not necessarily have to be provided.
  • an impermeable membrane 50 is provided between the layered body 30 and the medium 60 so that the layered body 30 and the medium 60 do not come into contact with each other before hydrogen is generated.
  • a membrane formed from a known impermeable material can be used as the membrane 50.
  • an example of the material of the impermeable membrane 50 is a known polymer such as polyethylene.
  • the film 50 is pulled out in the arrow direction (leftward on the paper surface) so that the layered body 30 and the medium 60 are in direct contact with each other, but the method for removing the film 50 is not particularly limited.
  • the medium 60 is formed so as to be in contact with the composite material 100 (layered body 30 in this embodiment).
  • a material for dissolving at least a part of the membrane 50 for example, it is also adopted to adopt a sheet having water solubility and water impermeability disclosed in International Publication No. WO2011 / 036992. This is one aspect of obtaining.
  • the composite material 100 of the above-mentioned first embodiment or a modified example thereof is covered with an impermeable film 50. Can be done. If at least a part of the composite material 100 and the medium 60 comes into direct contact with each other by removing or dissolving the film 50, the same effect as in the case of the layered body 30 can be obtained.
  • FIG. 5 is a schematic view showing a foam 300 containing or containing a composite material 100.
  • the foam component for face washing formed by spraying from a known face wash spray can constitutes the medium 60, and the foam component contains or contains the composite material 100.
  • the spray can is configured so as not to come into contact with moisture in the air.
  • the medium comprises a physiologically acceptable adhesive, for example to adhere to a human site.
  • the layered body 30 in which the composite material 100 is formed in layers may be a single layered body 30 or a laminated structure of the base 40 and the layered body 30. Can also be adopted.
  • the structure 400 as an example shown in FIG. 6 includes a layered body 30 on the base 40. If the shape of the layered body can be maintained even if the base 40 is not provided, the base 40 does not necessarily have to be provided. Further, from the viewpoint of avoiding contact with moisture in the air with high accuracy, the impermeable film 50 may be provided so as to cover the layered body 30.
  • the structure or laminated structure that can be adopted in the second embodiment and its modified example (1) is a structure that can be adopted in various "living situations".
  • typical product examples in which the medium can be adopted (included) are the following (A) to (D).
  • B Skin with lotion (for example, one containing hyaluronic acid), beauty liquid, milky lotion, lotion, cosmetic cream (for example, one containing collagen), foundation, skin packing agent (gel (or gel-like agent))
  • a therapeutic material selected from the group of ointments and poultices.
  • D A type of sanitary material selected from the group of water-absorbent resin, water-absorbent non-woven fabric, water-absorbent fiber, water-absorbent felt, and water-absorbent gel (or gel-like agent).
  • hair cosmetics include hair styling products, hair oils, camellia oils, styling products (charges), sets (charges), blows (charges), brushing (charges), tics, hair sticks, hair waxes, hair foams, etc.
  • hair gels pomades, hair creams, hair solids, hair lacquers, hair liquids, hair sprays and hair waters.
  • sanitary materials include sanitary gloves, head covers, head bands, bed pads, bed sheets, adult incontinence products, menstrual products, clothing, wound care products (including wound covering materials, tapes, and bandages).
  • disposable diapers including adult and pediatric diapers, gauze, gowns, sanitary napkins (including squeezers, wash towels, patches, wet tissues, and napkins), degreased cotton, cotton swabs, adhesive plasters, and surgical tape.
  • the composite material 100 of each of the above-described embodiments or modifications thereof includes, for example, animals (dogs, cats, horses, sheep, rabbits or chickens) for breeding (including breeding on a ranch in the present application). (Excluding fish), food animals, animals whose hair or skin can be used for clothing or leather products (including pouches, various cases, or bags), etc. (foxes, bears, deer, snakes, or crocodile) It can also be used as a feed for animals (including), animals used for medical purposes, or fish including fish for cultivation. Furthermore, it can also be used as an industrial chemical or a chemical.
  • the composite material 100 of each of the above-described embodiments or modifications thereof can also be used as a human supplement or a food additive.
  • the composite material of each of the above-described embodiments or modifications thereof has a hydrogen generating ability, it is worth noting that it can exert an antiseptic function on various foods or materials. For example, by bringing a fresh food containing vegetables, fruits, fresh fish, and meat into contact with water containing the composite material 100 or water in which the composite material 100 is immersed, the fresh food can be made to last longer. Further, by immersing or containing the composite material 100 in various cosmetics or various cosmetics containing water (moisture)-containing perfume, milky lotion, cream, or lotion, the cosmetic or the cosmetic is made to last for a long time. Can be done.
  • the composite material of each of the above-described embodiments or modifications thereof can form an agglomerate having a diameter of ⁇ m level (for example, several tens of ⁇ m or more) by agglomerating in a natural state.
  • agglomerate having a diameter of ⁇ m level (for example, several tens of ⁇ m or more) by agglomerating in a natural state.
  • the formulation may also be applied to plants (including trees).
  • the soil is utilized as a medium containing a water-containing liquid by embedding the compound in the soil (containing water) in which the plant is planted or grows naturally. do.
  • Hydrogen (H 2 ) is generated by contacting the formulation with soil as a medium.
  • the plant in contact with the soil is able to take up hydrogen into the body via its roots, stems, or exodermis.
  • the sugar content can be improved.
  • a typical example of the water content of this embodiment is rainwater or artificial water.
  • the number or amount of the compound in the soil is not particularly limited.
  • Another embodiment of the present embodiment is also to bring the compound into contact with the water-containing liquid by introducing or putting the compound into a naturally occurring or artificial puddle (medium). Can be adopted as.
  • Hydrogen (H 2 ) is generated by contacting the compound with a water-containing liquid.
  • H 2 Hydrogen
  • the animal comes into contact with or soaks in the above-mentioned puddle, it can be realized that the animal takes in hydrogen into the body through the water-containing liquid.
  • excess active oxygen particularly hydroxyl radical
  • Health promotion and / or disease prevention of the animal can be realized.
  • the pH value of the above-mentioned water pool is higher than the weakly acidic pH value (for example, the pH value is 5 or more)
  • the mixture of the formulation of the present embodiment and sodium hydrogen carbonate can be used.
  • the pH value becomes high, and the condition as a medium that easily generates hydrogen (H 2) can be satisfied.
  • a water-containing liquid such as a puddle is acidic
  • a large amount of the mixture should be introduced or put into the soil in order to satisfy the condition as a medium that easily generates hydrogen (H 2). Is required.
  • the formulation is used as a medium.
  • the composite material 100 is brought into contact with the medium through a contact step. As a result, the generation of hydrogen (H 2 ) can be promoted.
  • the hydrogen (H 2 ) produced by the above contact steps can be applied to the skin and / or mucous membranes of animals, or to the leaves, stems, exodermis, and / of plants. Alternatively, it can be brought into contact with the root.
  • the uptake of hydrogen (H 2 ) into the body of an animal or a plant For example, for animals, it can exert an aging-suppressing function.
  • the hydrogen can exert a function of suppressing corrosion.
  • the present invention is not limited to the case where the composite material 100 or the compound is used as it is.
  • a mode in which the composite material 100 or the formulation is contained in a "base material” such as, for example, a veterinary drug, a livestock or pet food, or an animal feed, or a plant drug, a plant fertilizer, or a plant compost.
  • the embodiment blended in the "base material” is also a preferred embodiment that can be adopted.
  • the composite material 100 or the compound is mixed or kneaded with, for example, 0.1 wt% to 50 wt% as an additive in the base material.
  • the above-mentioned “base material” is a “mixture” in a broad sense in the present embodiment. .. Therefore, as a suitable means for an animal or plant to take hydrogen into the body, for example, percutaneously or transmucosally, it may be adopted that the above-mentioned base material is in contact with a medium.
  • the composite material 100 of each of the above-described embodiments and modifications thereof is brought into contact with, for example, a first water-containing liquid having a pH value of less than 7 in the first contact step (first contact step), and then in the contact step (first contact step).
  • it can be brought into contact with a second water-containing liquid having a pH value of 7 or more, and hydrogen can be generated in the second contact step.
  • the composite material 100 of each of the above-described embodiments has a remarkable hydrogen generating ability when it comes into contact with a water-containing liquid having a pH value of 7 or more (more preferably more than 7 and more preferably 8.2 or more). Can be done.
  • the temperature conditions of the second water-containing liquid for hydrogen generation described above are not limited. Although it may depend on the pH of the second water-containing liquid, if the temperature of the second water-containing liquid is 80 ° C. or lower, the accuracy is high and hydrogen generation can be promoted.
  • the upper limit of the temperature of the second water-containing liquid is not originally limited. For example, when the composite material 100 of each of the above-described embodiments and modifications thereof is used as an industrial chemical, the temperature may exceed 50 ° C. However, the higher the temperature, the higher the heat resistance of the equipment (including the container) is required, and there are problems that care must be taken in handling. Therefore, even when used as an industrial chemical, it is preferably used at 100 ° C. or lower.
  • the composite material of the present invention can be used in agriculture, agriculture and livestock, forestry, fisheries, pet industry, bonsai or fresh flower industry, medicine (including non-pharmaceutical products) and medical industry, food industry, veterinary doctor. It can be widely used in various industries including industry and tree medicine, cosmetics, or industries dealing with industrial reducing agents, rust preventive applications, and synthetic processes of industrial chemicals, as well as new energy industries such as fuel cells. ..

Abstract

本発明の１つの複合材１００は、水素発生能を有する、シリコン粒子又はシリコン微細粒子１０と、シリコン粒子又は該シリコン微細粒子１０の表面の少なくとも一部に担持している、付着している、又は吸着している、あるいは該表面と化学結合している金属元素（鉄（Ｆｅ））２０と、を備える。この複合材１００によれば、金属元素２０が殆ど担持されていない、付着していない、又は吸着していない、あるいは金属元素２０と殆ど化学結合していないシリコン粒子又はシリコン微細粒子１０と比較して、格段に優れた水素発生能を発揮し得る。

Description

複合材
　本発明は、複合材、並びに該複合材を含む水素供給材、医薬品、医薬部外品、水素供給材、飼料、サプリメント、食品添加物、及び食品、さらに、配合物、生鮮食品、化粧品、又は香粧品に関する。
　水素の応用は広く行われており、又期待されている用途も多々存在する。その中での一例として、酸化ストレスが原因になっている対象や成長に関与している発表等が見られる。例えば、人を含む動物の体内には、体内において代謝によって細胞内のミトコンドリア中、及び紫外線照射下皮下で生成され、また肺から取り込まれた酸素に由来する活性酸素が存在する。活性酸素は生命維持に必要である一方、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。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癌、脳卒中、心筋梗塞、糖尿病その他の生活習慣病、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と考えられている。したがって、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。
　生体内の酸化ストレスのみを取り上げると、体内で生成した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する。ヒドロキシルラジカルを消滅させる物質の一例として、一般的に、ポリフェノール、ビタミンＣ、α‐トコフェロール、又はグルタチオン等の生体内にある抗酸化物質が推定されている。しかし、これらの物質は、ヒドロキシルラジカルだけでなく、過酸化水素等体内で機能を持っている活性酸素まで消滅させるため、免疫力の低下等の弊害（副作用）を及ぼす可能性がある。また、水素も、ヒドロキシルラジカルを消滅させ得ることが知られている。しかしながら、水素は、活性酸素中、ヒドロキシルラジカルとのみ反応するため、上記のような弊害（副作用）を及ぼさない。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１）。
　しかしながら、水素（Ｈ２）の２５℃における水への溶解度は飽和溶解度が１．６ｐｐｍと極めて低く、且つ水素水中の水素は空気中に拡散しやすい。そのため、ヒドロキシルラジカルを消滅するために必要な量の水素を体内に取り込むためには、水素水の溶存水素濃度を高く保つ必要がある。したがって、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不可能である。そこで、水素を体内に取り込みやすくするために、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２）が、体内で長時間に渡り水素濃度を高く保つことはできない。ヒドロキシルラジカルは反応性が高く、すぐに細胞を酸化し、且つ生体内で絶えず発生するため、これを消滅させるためには体内に高濃度の水素を絶えず供給する必要がある。
　上述の背景を踏まえて、シリコン微細粒子を主成分とし、高い水素発生能を有する、経口用とし得る固形製剤が開示されている（特許文献３）。また、シリコン微細粒子と、該シリコン微細粒子の表面の少なくとも一部を覆うシリコンサブオキサイド（ＳｉＯＸ，式中のｘは、１／２、１、及び３／２）及び／又は該シリコンサブオキサイドと二酸化シリコンとの混合組成物と、を含む複合材が開示されている（特許文献４）。
特許第５５１４１４０号公報 特開２０１５－１１３３３１号公報 国際公開ＷＯ２０１７／１３０７０９号公報 国際公開ＷＯ２０１９／２１１９６０号公報 国際公開ＷＯ２０１８／０３７７５２号公報 国際公開ＷＯ２０１８／０３７８１８号公報 国際公開ＷＯ２０１８／０３７８１９号公報
松田他，「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年，１２－０３１ 藤江他，シリコンナノ粒子と中性領域の水との反応による水素発生，第６４回応用物理学会春季学術講演会　講演予稿集，２０１５年，１５ａ－４２１－６
　しかしながら、たとえ水素水を摂取したとしても、２５℃を保った状態で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、水素は最も小さな分子で、軽く、拡散速度が高いため、その水素水を収容する容器内に完全に保存することは不可能である。生体内での利用の例を一例として説明すると、胃内においては水素水中の水素の多くがガス化してしまう。そのため、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。したがって、公知情報によれば、水素水の摂取によって長時間に渡り体内で水素濃度を高く保つこと、及び連続して長時間に渡り断続的に多くの回数摂取することは不可能である。一方、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、十分な量の水素を長時間に渡り水素含有組成物の摂取によって体内に取り込むことは不可能である。加えて、胃内において水素が放出されてしまうという上述の問題も生じ得る。さらに、仮に皮膚上において使用した場合は、大気中における使用となるため、体内以上に非常に高い水素の拡散速度によって短時間で大気中に拡散し飛散してしまうため、皮膚からの吸収は困難となる。なお、ここでは生体内の状況について説明したが、その他、工業用、植物用、又はエネルギー用としても、実用化に向けた種々の問題が存在する。さらに、これまでに開示されているシリコン微細粒子を用いた水素の発生については、少なくともその発生量、発生速度について、まだ改善する余地が残されている。
　本発明は、上述の技術課題の少なくとも１つを解消し、シリコン粒子又はシリコン微細粒子の有する水素の発生能（生成能）をより強く生じさせることに大きく貢献し得る。例えば、多量の水素をヒト又は動物の体内、又は種々の水分を含む空間又は水含有液中において、状況に応じて迅速に発生させ、あるいは多量の水素をより確度高く引き出すことに大きく貢献し得る。
　本発明者は、これまでに開示されているシリコン微細粒子の水素発生能を超える物質を見出すべく、鋭意検討と分析を重ねた。水素の発生については、発生総量（生成総量）及び単位時間当たりの水素発生量（すなわち、水素の発生速度）の中でも特に初期段階における水素の発生速度を考慮した物質の設計が求められる。そこで、本発明者は、水素発生能を高めるため、シリコン（Ｓｉ）を要素の一つとしつつも、他の元素の影響を含めた検討を行った。加えて、シリコン（Ｓｉ）についても、平均の結晶子径がミクロンレベル以下、具体的には、結晶子径が１ｎｍ以上１μｍ未満の粒子を主たる粒子とする「シリコン微細粒子」に限定せず、平均の結晶子径が１μｍ以上である「シリコン粒子」を含めたうえで、高い水素発生能を発揮し得る物質を求めて検討と分析を進めた。
　実験と分析を進めていくと、本発明者が、シリコン粒子又はシリコン微細粒子（以下、総称して、「シリコン粒子」ともいう。）の表面の少なくとも一部に、ある特定の金属元素を担持させる、付着させる、又は吸着させる、あるいは該表面と該金属とが化学結合した複合材について水素発生能を分析した結果、該複合材は水素の発生能をより強く生じさせることを知得した。より具体的には、該複合材の水素の発生総量（生成総量）及び／又は初期段階における単位時間当たりの水素発生量が、従来のシリコン微細粒子のそれらと比較して格段に優れていることを本発明者は見出した。なお、本願においては、シリコン粒子の「表面」は、シリコン微細粒子又はシリコン粒子の表面の少なくとも一部を覆うシリコンサブオキサイドの膜を該シリコン粒子が備えている場合、該シリコンサブオキサイドと二酸化シリコンとの混合組成物の膜を該シリコン粒子が備えている場合、又は自然酸化膜を該シリコン粒子が備えている場合は、それぞれ、該シリコンサブオキサイドの膜の表面、該混合組成物の膜の表面、又は該自然酸化膜の表面を意味する。
　また、本発明者は、該複合材を採用することにより、水素発生量が増加する結果、水素発生反応後には、シリコン粒子等の表面の少なくとも一部を覆うシリコンサブオキサイド（ＳｉＯＸ，式中のｘは、１／２、１、及び３／２。以下、同じ。）の膜厚、及び／又は該シリコンサブオキサイドと二酸化シリコンとの混合組成物の膜厚が、従来のシリコン微細粒子の該膜厚よりも大きくなることを見出した。
　本発明は、上述の各視点により創出された。
　ところで、本願における「シリコン微細粒子」は、平均の結晶子径が１ｎｍ以上１μｍ未満の粒子を主たる粒子とする。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５００ｎｍ以下のシリコンナノ粒子を主たる粒子とする。また、本願における「シリコン粒子」は、平均の結晶子径が５００ｎｍ超（より、狭義には、１μｍ以上）５００μｍ以下の粒子を主たる粒子とする。
　また、本願において「シリコン微細粒子」は、各シリコン微細粒子が分散している状態のもののみならず、複数のシリコン微細粒子が凝集してμｍオーダー（概ね、０．１μｍ以上）の大きさの凝集体を構成した状態のものを含む。なお、「シリコン微細粒子」の上述の各数値範囲は、一例に過ぎないため、その数値範囲は限定されない。また、「シリコン微細粒子」又は「シリコン粒子」の用途、使用方法、必要とする機能等に応じて、適宜、結晶子径が選定される。
　また、本願における「水含有液」とは、水又は水溶液であり、例えば、動物（ヒトを含む）消化管内液を含む。なお、「消化管内液」は、小腸内液並びに大腸内液を示す。また、「水含有液」の例が、前述の例に限定されないことは言うまでもない。また、本願における「ｐＨ調整剤」は、ｐＨ値を７超（代表的には、７．４超）のアルカリ域に調整できる薬剤（以下、「アルカリ剤」）であれば、特に材料は限定されない。また、動物（ヒトを含む）の皮膚上で使用することも含まれる。複合材を生体内活性酸素中和用薬剤として使用する場合は、医薬品（局方品）、医薬部外品、及び食品添加物として認められているアルカリ剤を使用することが好ましい。既に述べたとおり、複合材は、動物（ヒトを含む）用に限定されない。アルカリ剤の例は、炭酸水素ナトリウム、炭酸ナトリウム、リン酸二水素ナトリウム、リン酸水素二ナトリウム、炭酸水素カリウム、炭酸カリウム、その他、医薬用、医薬部外品用、食品用又は化粧品用のｐＨ調整剤が採用され得る。その中でも最も汎用品である炭酸水素ナトリウムは、医薬品、医薬部外品、又は食品添加物として広く用いられており、本発明が求める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揃えるためである。一方、工業用途においては、前述のｐＨ調整剤に限定されず、広くｐＨ調整剤が採用され得る。何れのｐＨ調整剤においても、酸によって分解されない形態とすることは好適な一態様である。特に、本願の複合材を経口摂取する場合、胃酸で分解しない、又は分解され難い形態にすることが好ましい。
　本発明の１つの複合材は、水素発生能を有する、シリコン粒子又はシリコン微細粒子と、該シリコン粒子又は該シリコン微細粒子の表面の少なくとも一部に担持している、付着している、又は吸着している、あるいは該表面と化学結合している、生理学的に許容可能な又は医学的に許容可能な金属元素と、を備える。
　この複合材によれば、詳しいメカニズムは未だ不明であるが、金属元素（又は、金属元素含有物質。以下、総称して「金属元素」という。）の担持、付着、又は吸着（以下、総称して「担持」という。）により、該金属元素の触媒作用によって水素発生量が増加し、その結果、シリコン微細粒子又はシリコン粒子の表面の少なくとも一部を覆うシリコンサブオキサイドの膜厚、及び／又は該シリコンサブオキサイドと二酸化シリコンとの混合組成物の膜厚を、従来のシリコン微細粒子の該膜厚よりも大きくすることが可能となる。すなわち、この複合材を採用することによって、シリコンと水（又は水含有液中の水）とが接触して水素が形成され、それにより酸化シリコンが形成される反応が、より確度高く生じ得る。その結果、上述の金属元素が殆ど担持されていない（又は全く担持されていない）、又は該金属元素と殆ど化学結合していない（又は全く化学結合していない）シリコン粒子又はシリコン微細粒子と比較して、格段に優れた水素発生能を発揮し得る。より具体的には、この複合材は、水素の発生総量（生成総量）及び／又は初期段階における単位時間当たりの水素発生量（水素生成量）が、従来のシリコン微細粒子と比較して格段に優れている。なお、特に、比較的大きな粒子である、１μｍ以上の結晶子径を有するシリコン粒子であっても、水素の発生能が強く生じることは特筆に値する。
　本発明の１つの複合材は、水素の発生総量（生成総量）、及び／又は初期段階における単位時間当たりの水素発生量に優れた複合材である。
第１の実施形態の複合材の模式図である。 実施例１及び実施例２の複合材、並びに比較例と水含有液との反応により発生した水素の時間変化を示すグラフである。 実施例１の複合材（ａ）及び比較例（ｂ）の、各酸化シリコン膜厚を示す断面ＴＥＭ像である。 （ａ）第２の実施形態における、水素を発生させる前の層状体と媒体との積層構造を示す側面図と、（ｂ）第２の実施形態における、水素を発生させるときの層状体と媒体との積層構造を示す側面図である。 第２の実施形態における複合材を含有する、又は備える泡を示す模式図である。 第２の実施形態の変形例（１）における、層状体の構造体を示す側面図である。
　本発明の実施形態を、添付する図面に基づいて詳細に述べる。尚、この説明に際し、全図にわたり、特に言及がない限り、共通する部分には共通する参照符号が付されている。また、図中、本実施形態の要素は必ずしもスケール通りに示されていない。また、各図面を見やすくするために、一部の符号が省略されうる。
［１］複合材及びその製造方法
＜第１の実施形態＞
　本実施形態の複合材１００、及び複合材１００の製造方法について詳述する。図1は、本実施形態の複合材１００の模式図である。図１に示すように、本実施形態の複合材１００は、水素発生能を有する、シリコン粒子又はシリコン微細粒子（以下、総称して「シリコン粒子」ともいう。）１０と、シリコン粒子１０の表面の少なくとも一部に担持している、付着している、又は吸着している、あるいは該表面と化学結合している、生理学的に許容可能な又は医学的に許容可能な金属元素２０（以下、総称して、「生理学的に許容可能な金属元素２０」という。）と、を備える。
　また、本実施形態においては、金属元素２０は、鉄（Ｆｅ）である。シリコン粒子１０の少なくとも一部に担持されている、付着している、又は吸着している金属元素２０は、本実施形態の複合材１００が採用し得る態様の一例である。一方、金属元素２０の一部とシリコン粒子１０の表面が化学吸着している状態、及び金属元素２０とシリコン粒子１０の表面とが接している領域において化合物（例えば、シリサイド）が形成されている状態は、シリコン粒子１０の表面と金属元素２０とが化学結合していることの一例である。
　また、シリコン粒子１０の表面の少なくとも一部に担持している、又は該表面と化学結合している金属元素２０の量は、特に限定されない。代表的な金属元素２０の量は、質量比において０．１ｐｐｍｗ以上１０００ｐｐｍｗ以下である。なお、後述する初期段階を含む高い水素発生能を得る観点から言えば、前述の金属元素２０の量の質量比における数値範囲の下限値は、好適には０．５ｐｐｍｗ以上であり、より好適には１ｐｐｍｗ以上であり、より好適には１．５ｐｐｍｗ以上であり、更に好適には２ｐｐｍｗ以上である。また、その数値範囲の上限値については、好適には５００ｐｐｍｗ以下であり、より好適には３００ｐｐｍｗ以下であり、更に好適には１００ｐｐｍｗ以下であり、更に好適には７５ｐｐｍｗ以下であり、更に好適には５０ｐｐｍｗ以下である。
［複合材１００の製造方法］
　次に、本実施形態の複合材１００の製造方法を説明する。また、複合材１００と水含有液との反応過程において測定又は観察された複合材１００の表面、及び該表面を覆う酸化シリコン膜について説明する。
＜粉砕工程＞
　本実施形態においては、例えば市販の高純度シリコン粒子粉末（粒径３００μｍ以下，純度９９．９９９％，ｉ型シリコン）を、複合材１００の原料の一部として用いる。なお、本実施形態の他の一態様においては、前述の純度よりも高純度、又は低純度のシリコン粒子粉末を採用することができる。
　まず、上述の高純度シリコン粒子粉末を、ジェットミル法による、カッターを用いた粉砕処理により、粉砕工程（第１粉砕工程）が行われる。なお、本実施形態の１つの変形例として、前述の第１粉砕工程の後に、ビーズミル法において、エタノール中０．５ｍｍφのジルコニアビーズを用いた追加的粉砕工程（第２粉砕工程）が行われることによって、代表的な結晶子径が５００ｎｍ未満となるシリコン微細粒子（シリコンナノ粒子）１０を得ることも採用し得る一態様である。さらに、第１粉砕工程の代わりに、ローラーミル法、高速回転粉砕法、又は容器駆動型ミル法を用いて、結晶子径が１μｍ以上６０μｍ以下のシリコン粒子１０、又は代表的な結晶子径が５００ｎｍ未満となるシリコン微細粒子（シリコンナノ粒子）１０を得ることも採用し得る一態様である。
　なお、上述の各粉砕工程において、湿式処理を行う場合に、９９％以上のエタノール（例えば、９９．５ｗｔ％）と少量の水（例えば、０．１ｗｔ％以上１０ｗｔ％以下、より好適には１ｗｔ％超２ｗｔ％以下）との混合溶液を採用することは、最終的に製造されるシリコン粒子１０を含む複合材１００の安全性（例えば、人体に対する安全性）の確度を高める観点から好適な一態様である。
＜分級工程＞
　本実施形態の粉砕工程（第１粉砕工程又は第２粉砕工程）と、後述する金属元素の担持工程との間に、分級工程が行われることも本実施形態の一態様である。具体的には、結晶子径が１μｍ未満のシリコン微細粒子１０及びシリコン微細粒子１０の凝集体の、全てのシリコン粒子１０、シリコン微細粒子１０及びそれらの該凝集体に対する割合が、５質量％以下（より好適には３質量％以下、さらに好適には１質量％以下、さらに好適には０．５質量％以下、さらに好適には０．２質量％以下）となるように、気流法を用いて、１μｍ未満の結晶子径のシリコン微細粒子１０及びシリコン微細粒子１０の凝集体がほぼ除去される。なお、シリコン粒子１０に対して「結晶子径」という用語を採用するのとは異なり、シリコン粒子１０の凝集体に対しては、その全体の径を表す用語として「結晶粒径」を用いる。
　本実施形態の水素発生能を有する複合材１００が、シリコン粒子１０及び／又はシリコン微細粒子１０を含み、且つ結晶子径が１μｍ未満のシリコン微細粒子１０及びシリコン微細粒子１０の凝集体の、全てのシリコン粒子１０、シリコン微細粒子１０及びそれらの該凝集体に対する割合が、５質量％以下（より好適には３質量％以下、さらに好適には１質量％以下、さらに好適には０．５質量％以下、さらに好適には０．２質量％以下）であることは、より確度高く、複合材１００が腸管の細胞膜及び細胞間を通過しないようにすることによって安全性を高め得るという効果を奏し得る。
　ところで、水素発生能を有する限り、シリコン粒子１０及びシリコン粒子１０の凝集体の結晶子径の上限は限定されない。しかしながら、上述の分級工程に加えて、６０μｍを超える、又はより好適には４５μｍを超える結晶子径のシリコン粒子１０及びシリコン粒子１０の凝集体をほぼ除去する分級工程を行うことも採用され得る。より具体的には、結晶子径が６０μｍを超える（より好適には、４５μｍを超える）該シリコン粒子及び該シリコン粒子の凝集体の、全ての該シリコン粒子及び該凝集体に対する割合が、５質量％以下（より好適には３質量％以下、さらに好適には１質量％以下、さらに好適には０．５質量％以下、さらに好適には０．２質量％以下）となるように分級する分級工程が採用され得る。６０μｍを超える、又はより好適には４５μｍを超える結晶子径のシリコン粒子１０及びシリコン粒子１０の凝集体をほぼ除去することにより、水素発生能を高く維持することができるとともに、結晶子径が一定の範囲内に収まることによる、より安定的な水素発生能が発揮され得る。また、経口摂取の場合には、ヒトの食感の悪化を抑制し得る。また、シリコン粒子が直接的に吸収され血管に浸入することを確度高く防止し得る。
　その結果、一例として、結晶子径が１μｍ未満の該シリコン微細粒子及び該シリコン微細粒子の凝集体の、全ての該シリコン粒子、該シリコン微細粒子及びそれらの該凝集体に対する割合が、５質量％以下（より好適には３質量％以下、さらに好適には１質量％以下、さらに好適には０．５質量％以下、さらに好適には０．２質量％以下）のシリコン粒子１０及びシリコン粒子１０の凝集体が得られる。また、他の一態様においては、１μｍ以上６０μｍ以下（より好適には、１μｍ以上４５μｍ未満）の結晶子径のシリコン粒子１０及びシリコン粒子１０の凝集体が得られる。
　なお、上述のとおり、分級工程が行われずに、後述する金属元素の担持工程が行われることも採用され得るが、既に述べたとり、安定的な水素発生能の実現、経口摂取の際のヒトの食感の悪化抑制、あるいはシリコン粒子の血管への浸入可能性の低減の観点から言えば、上述のいずれかの分級工程が行われることが好ましい。
＜金属元素の担持工程＞
　次に、シリコン粒子１０に金属元素２０を担持、付着、又は吸着させる工程、又は金属元素２０とシリコン粒子１０の表面とを化学結合させる化学結合工程（以下、総称して「担持工程」という。）が行われる。
　本実施形態の担持工程の一例においては、処理室内に、金属元素２０（例えば、鉄（Ｆｅ））の溶液（例えば、塩化物水溶液）を、攪拌しているシリコン粒子１０に対して噴霧する噴霧装置を用いた噴霧処理が施される。例えば、１０ｍＭのＦｅＣｌ２水溶液をシリコン粒子１０に対して噴霧する噴霧工程が行われる。なお、金属元素２０の溶液は、複合材１００の原料の一部である。
　なお、本実施形態の担持工程の他の一例においては、上述の噴霧工程に代えて、又は該噴霧工程とともに、金属元素２０の溶液にシリコン粒子１０を接触させる他の工程を採用し得る。その具体的な他の工程の一例は、金属元素２０の溶液を収容する収容部を用いることにより、金属元素２０の溶液内に手動で、又は自動でシリコン粒子１０を浸漬する工程が採用され得る。
　また、本実施形態の担持工程の他の一例においては、上述の粉砕工程において、ＳＵＳ製のカッターを用いた粉砕処理を行うことにより、粉砕過程においてそのカッターの組成を利用して、例えば、鉄（Ｆｅ）をシリコン粒子１０に担持、付着、又は吸着させる工程が採用され得る。その場合、上述の粉砕工程が、本実施形態の担持工程の役割も担うことが可能となる。
＜複合材１００と水含有液との接触による水素発生の分析＞
　その後、本発明者は、水含有液と複合材１００とを接触させる接触工程を行うことによる水素（Ｈ２）の発生総量（生成総量）及び水素の発生速度（生成速度）を分析するため、複合材１００をｐＨ調整剤として炭酸水素ナトリウムを溶質とする水溶液であって、ヒトの体温相当の温度（３７℃）の水含有液（ｐＨ値は８．２）に浸漬させた。
＜実施例＞
　以下、第１の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、第１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］
　実施例１は、シリコン粒子１０の表面の一部が金属元素２０を担持している、又は該表面と金属元素２０とが化学結合している複合材１００である。なお、実施例１の金属元素２０は鉄（Ｆｅ）である。また、実施例１における質量比については、シリコン粒子１０に対する金属元素２０が、約１０ｐｐｍｗである。
［実施例２］
　実施例２も、実施例１と同様に、シリコン粒子１０の表面の一部が金属元素２０を担持している、又は該表面と金属元素２０とが化学結合している複合材１００である。なお、実施例２の金属元素２０は鉄（Ｆｅ）である。また、実施例２における質量比については、シリコン粒子１０に対する金属元素２０が、約５ｐｐｍｗである。
　なお、比較例として、第１の実施形態の担持工程を行わなかった点を除いて、実施例１と同じ工程を経て製造されたシリコン粒子を採用した。なお、質量比において、比較例の該シリコン粒子に対する金属は、０．１ｐｐｍｗ未満、より狭義には誘導結合プラズマ質量分析測定装置を用いた場合に検出限界以下である。
　図２は、上述の実施例１及び実施例２の複合材１００、並びに比較例のシリコン粒子と水含有液との反応により発生した水素の時間変化を示すグラフである。
　図２に示すように、複合材１００のうち、実施例１については、水素発生量（５９１ｍＬ（ミリ・リットル）／ｇ（グラム））が多いだけではなく、水素が発生した直後の（特に、水素発生後２～３時間以内の）単位質量当たりの水素量（ｍＬ／ｇ）が、非常に多いことが明らかとなった。具体的には、水素が発生してから３時間までの水素発生量は、約３８５ｍＬ／ｇという非常に高い値であった。なお、実施例１のように、水素の発生開始から４０時間以上（一例において、少なくとも４８時間）の長時間に亘って、高い水素発生能を発揮し得ることは特筆に値する。
　また、複合材１００のうち、実施例２については、発生総量（３６８ｍＬ／ｇ）が比較的多いだけではなく、水素が発生した直後の（特に、水素発生後２～３時間以内の）単位質量当たりの水素量（ｍＬ／ｇ）が、比較的多いことが明らかとなった。具体的には、水素が発生してから３時間までの水素発生量は、約１７０ｍＬ／ｇという比較的高い値であった。なお、実施例２のように、水素の発生開始から４０時間以上（一例において、少なくとも４８時間）の長時間に亘って、高い水素発生能を発揮し得ることは特筆に値する。
　一方、第１の実施形態の担持工程が行われていない比較例については、水素発生量（３０９ｍＬ／ｇ）が、複合材１００と比較すると少ないだけではなく、水素が発生した直後の（特に、水素発生後２～３時間以内の）単位質量当たりの水素量（ｍＬ／ｇ）が、最も少ないことが明らかとなった。具体的には、水素が発生してから３時間までの水素発生量は、約７５ｍＬ／ｇという低い値であった。
　また、本願発明者が、再現性を確認するために、実施例１と同様に、金属元素２０としての鉄（Ｆｅ）を採用したうえで、シリコン粒子１０に対する金属元素２０の質量比を、約０．５ｐｐｍｗ、約１．５ｐｐｍｗ、及び約２．０ｐｐｍｗとした場合について単位質量当たりの水素量（ｍＬ／ｇ）を調べたところ、いずれの場合も、水素が発生した直後の（特に、水素発生後２～３時間以内の）単位質量当たりの水素量（ｍＬ／ｇ）（いわば、水素発生速度）は、比較例のそれに対して高い値を示した。なお、興味深いことに、上述の３種類の各質量比においては、水素が発生した直後における単位質量当たりの水素量（ｍＬ／ｇ）、及び水素発生反応が終了するまでに発生した水素量（ｍＬ／ｇ）について、実験誤差とも言える範囲の同様の値が得られた。
＜透過型電子顕微鏡（Transmission Electron Microscope：ＴＥＭ）像による分析＞
　さらに、本発明者は、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）を用いて、上述の実施例１の複合材１００と上述の水含有液との反応、及び上述の比較例のシリコン粒子と上述の水含有液との反応によって形成された該表面を覆う酸化シリコン膜を分析した。図３は、上述の実施例１の複合材（ａ）及び比較例（ｂ）の、各酸化シリコンの膜厚を示す断面ＴＥＭ像である。
　大変興味深いことに、図３（ａ）と図３（ｂ）とを比較すると、実施例１の複合材１００の酸化シリコンの膜厚（約１１３．９ｎｍ）が、比較例の酸化シリコンの膜厚（約６．４ｎｍ）の１７倍以上の厚みとなっていることが確認された。現時点では詳細なメカニズムは明らかではないが、シリコン粒子１０の表面の一部の金属元素２０が、触媒効果を発揮すると考えられる。その結果、金属元素２０が存在しない場合と比較して、水素発生反応が促進され、その結果、シリコンサブオキサイドの膜厚、及び／又は該シリコンサブオキサイドと二酸化シリコンとの混合組成物の膜厚を増加させ易い（換言すれば、水素の発生反応を生じさせ易い）状況が形成され得ると考えられる。
　従って、シリコン粒子１０の表面の少なくとも一部に、金属元素２０を担持させる、付着させる、又は吸着させる、あるいは該表面と金属元素２０とが化学結合した複合材を採用することにより、シリコン粒子１０の表面の少なくとも一部を覆うシリコンサブオキサイドの膜厚、及び／又は該シリコンサブオキサイドと二酸化シリコンとの混合組成物の膜厚が、従来のシリコン微細粒子の該膜厚よりも大きくなる。該膜厚が大きくなるという事実は、従来のシリコン微細粒子と比較して、シリコンと水（又は水含有液中の水）とが接触して酸化シリコン及び水素が形成される反応を、より確度高く生じさせ得ることを示している。
　上述のとおり、質量比について、シリコン粒子１０に対して、少なくとも、０．１ｐｐｍｗ以上１０００ｐｐｍｗ以下の数値範囲の金属元素２０を、シリコン粒子１０の表面の少なくとも一部が担持している、又は該表面と該数値範囲の金属元素２０とが化学結合している複合材１００を採用することにより、複合材１００の有する水素の発生能をより強く生じさせることに大きく貢献し得る。例えば、多量の水素をヒト又は動物の体内、又は種々の水分を含む空間又は水含有液中において、状況に応じて迅速かつ長時間発生させ、あるいは多量の水素をより確度高く引き出すことに大きく貢献し得る。
＜第１の実施形態の変形例（１）＞
　上述の第１の実施形態において、粉砕工程が行われた後であって、担持工程が行われる前に、シリコン粒子の表面を、さらに、過酸化水素水に接触させることにより、該表面の改質を行う改質工程を行うことも好適な一態様である。この改質工程によって、シリコンナノ粒子を含むシリコン粒子は、巨視的に見たときに、親水性にすることが可能となる。例えば、公知の容器中に収容した過酸化水素水（例えば、約１０℃～約８０℃、より低コストを実現する観点では約２０℃～約５０℃）の中に、該シリコン粒子を浸漬させることによって、改質工程を行うことができる。
　ところで、本発明者の実験によれば、上述の過酸化水素水による改質工程が行われた場合であって、第１の実施形態における担持工程が行われない条件における水素発生量よりも、上述の第１の実施形態の（過酸化水素水による改質工程が行われない）複合材１００の水素発生量の方が大きいことが確認されている。
　また、過酸化水素水に代えて、オゾン水及び／又は過炭酸ナトリウムの中に該シリコン粒子を浸漬させることによっても、同様の改質が実現され得る。あるいは、過酸化水素水、オゾン水、及び過炭酸ナトリウムの群から選択される少なくとも一種に該シリコン粒子を接触させることによっても、同様の改質が実現され得る。
　また、上述のとおり、室温程度の過酸化水素水を用いて改質工程が行われることも、低コスト、且つ安全な処理を実現する観点から好適である。加えて、本変形例の改質工程において過酸化水素水を採用することは、エタノールと同様に、より安全かつ安心な（例えば、人体への影響がより少ない）材料を用いることによって水素を発生させることができる観点から言えば、好適な一態様である。
＜第１の実施形態の変形例（２）＞
　また、本変形例においては、第１の実施形態、又は第１の実施形態の変形例（１）の複合材１００の５００ｍｇ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％）約５００ｍｇと混合する。この混合物を混錬し、打錠法を用いて、直径約８ｍｍ、高さ約４ｍｍの円柱型の塊状体としての錠剤（例えば、医薬用又は医薬部外品用の錠剤）を得ることができる。なお、錠剤は、塊状製剤の一例である。なお、安定なシリコンサブオキサイドを有する複合材１００及び炭酸水素ナトリウム等のｐＨ調整剤を別々に酸性下では溶解せず、塩基性下では溶解する、ナノカプセル、マイクロカプセル、通常のカプセル、又はコーティングを行うことは好適な一態様である。前述の態様を採用することにより、酸性条件における水分の存在下での反応を回避して、塩基性で水分の存在下において、溶解して複合材１００と水とが反応することを促すことが可能となる。
＜第１の実施形態の変形例（３）＞
　なお、上述の第１の実施形態又は第１の実施形態の変形例（１）～（２）の複合材１００は、例えば、製剤（医薬用）又は医薬部外品として活用することができる。加えて、その活用例は、錠剤に限定されない。例えば、錠剤の代わりに、粉状の複合材１００をカプセルに内包させたカプセル剤を採用した場合であっても、上述の効果と同様の効果が奏され得る。複合材１００は、塊状でなく表面積の大きな粉状である方が多くの水素を発生させ得るが、錠剤又はカプセル剤にすることより、経口摂取又は肛門からの摂取が容易になる。また、錠剤又はカプセル剤にすることにより、胃内ではある程度、塊状を保つ一方、胃を通過した後は崩壊が進み粉状を呈するようになる。このため水素発生反応を抑制したい胃内においては、複合材１００が胃液及び／又は胃の内容物に曝される表面積を少なくし、水素発生反応を促進したい小腸及び／又は大腸において水含有液に曝される表面積を多くすることができる。
　また、複合材１００は顆粒の製剤としてもよい。顆粒の製剤は錠剤やカプセル剤に比して経口摂取又は肛門からの摂取された後、早い段階で粉状を呈する。しかし経口摂取の場合、胃液はｐＨ値が低い値（約１．５）であるため胃に達してすぐに粉状を呈してもほとんど水素を発生させず、胃を通過した後の水存在下で水素を発生させる。
　複合材１００は散剤であってもよい。散剤は、健康食品を含む食品の構成成分、例えば食品添加物として複合材１００を用いる場合に扱いやすい。食品添加物として用いる場合、複合材１００として結晶子径が１ｎｍ以上１０μｍ以下、又は１ｎｍ以上５００ｎｍ以下（より狭義には、１ｎｍ以上１００ｎｍ以下）のシリコン微細粒子１０を混合して用いることができる。シリコン微細粒子１０は、１質量％以上含まれることが好ましい。シリコン微細粒子１０の含量の上限は本来ないが食味を考慮すると、４０質量％以下とすることが好ましい。
　また、錠剤に適用し得る被覆層の例は、錠剤の最外層を覆うコーティング剤である、公知の胃難溶性腸溶性の材料である。また、カプセル剤に適用し得る被覆層の例は、複合材１００を内包する、公知の胃難溶性腸溶性材料から製造されるカプセル自身である。
　上述のとおり、複合材１００の活用例として好適な製剤の例は、十分な量を経口摂取しやすい、又は肛門からの摂取しやすい塊状製剤である錠剤、又は粉状の複合材１００（凝集体となった状態のものを含み得る）をカプセルに内包させたカプセル剤である。なお、錠剤を採用した場合は、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、シリコン粒子１０を塊状にする結合剤としても機能し得る。なお、複合材１００は、例えば、各食材への粒状、フレーク状、及び／又はそぼろ状の食品用トッピング材（代表的には、「ふりかけ」）としても活用され得る。
＜第１の実施形態の変形例（４）＞
　また、上述の第１の実施形態又は第１の実施形態の変形例（１）～（３）の複合材１００は、例えば、複合材１００に接触させる「媒体」を用いることにより、経皮的又は経粘膜的に水素を体内（皮膚自身又は粘膜自身を含む）に取り込むことが可能となる。なお、本変形例の媒体は、特に材料又は商品を限定しない。生理学的に許容可能な媒体であれば、本変形例の効果を奏し得る。従って、複合材１００と、複合材１００に接する該媒体とを備えるものは、水素供給材としての機能を発揮し得る。
　具体例の一つとしては、生活場面において、ヒトの部位が水（又は水含有液）又は該水（又は水含有液）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、入浴水（好適には、アルカリ性である入浴水）である。従って、本変形例の一例においては、該入浴水を製造することが媒体の製造方法となる。
　入浴水について更に詳しく説明すると、一般的な浴槽（銭湯の浴槽、公衆浴槽、及び旅館が設置する屋内又は屋外の浴槽を含む）内に、代表的には水道水を入浴水として貯留する。該入浴水を貯留する前後において、該浴槽内に上述の複合材を配置又は投入し、媒体としての入浴水に複合材１００を接触させる接触工程を行うことによって水素（Ｈ２）を発生させる。従って、本変形例の複合材１００は、いわば入浴剤として採用され得る。
　従って、上述の接触工程によって生じる水素（Ｈ２）を、入浴するヒトの皮膚及び／又は粘膜に、生理学的に許容可能な媒体としての入浴水を経由して接触させることが可能となる。その結果、本変形例によれば、経口摂取又は肛門からの摂取とは異なる手段を用いて、水素（Ｈ２）をヒトの体内（皮膚自身又は粘膜自身を含む）に取り込むことを実現し得る。
＜第２の実施形態＞
　また、上述の第１の実施形態又はその各変形例の複合材１００は、例えば、複合材１００を層状に形成した層状体、又は層状に形成された母材中に複合材１００を含む層状体も、採用し得る他の一態様である。従って、該層状体は、水素供給材としての機能を発揮し得る。
　本実施形態においては、複合材１００を層状に形成した層状体３０、又は層状に形成された母材中に複合材１００を含む層状体３０を用いることにより、層状体と媒体との積層構造２００を形成することができる。図４（ａ）は、水素を発生させる前の層状体と媒体との積層構造２００を示す側面図であり、図４（ｂ）は、水素を発生させるときの層状体と媒体との積層構造２００を示す側面図である。
　図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、上述の積層構造２００は、基部４０（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、層状体３０と媒体６０とを備えている。ここで、媒体６０の好適な一例は、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。また、媒体６０は、炭酸水素ナトリウムに代表されるｐＨ調整剤を含有することができる。なお、基部４０が伸縮性を有することは好適な一態様である。また、特に基部４０を備えなくても層状体３０と媒体６０との積層構造２００を保持し得る場合は、基部４０を必ずしも設ける必要はない。
　図４（ａ）に示すように、水素を発生させる前の段階では、層状体３０と媒体６０とが接しないように、層状体３０と媒体６０との間に不透水性の膜５０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５０として活用することができる。例えば、不透水性の膜５０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号公報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用いることも採用し得る一態様である。
　一方、図４（ｂ）に示すように、膜５０を矢印方向に引き抜くと、層状体３０と媒体６０との少なくとも一部が直接接することになる。その結果、例えば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（より好適には、７超、さらに好適には７．４超）の水含有液を含むことができる媒体６０に層状体３０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５０を矢印方向（紙面左方向）に引き抜くことよって層状体３０と媒体６０とが直接接するように形成されているが、膜５０の除去方法は特に限定されない。例えば、膜５０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６０が複合材１００（本実施形態においては層状体３０）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５０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号公報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、層状体３０の代わりに、上述の第１の実施形態又はその変形例の複合材１００を不透水性の膜５０によって覆うことも採用し得る。膜５０を取り除く又は溶解させることにより、複合材１００と媒体６０との少なくとも一部が直接接することになれば、層状体３０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４（ｂ）に示すような２つの層（層状体３０及び媒体６０）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、複合材１００と媒体６０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。例えば、図５は、複合材１００を含有する、又は備える泡３００を示す模式図である。図５に示すように、公知の洗顔スプレー缶から噴射されることによって形成される洗顔用の泡成分が媒体６０を構成し、該泡成分が複合材１００を含有する又は備えることは、他の好適な一態様である。なお、該スプレー缶が空気中の水分と接触させないように構成されていることは、さらに好適な一態様である。また、例えばヒトの部位に接着するために、媒体が生理学的に許容される粘着剤を含むことも、採用され得る好適な一態様である。
＜第２の実施形態の変形例（１）＞
　上述の第２の実施形態の１つの変形例として、複合材１００を層状に形成した層状体３０は、層状体３０単体としても、基部４０と層状体３０との積層構造としても、いずれであっても採用され得る。図６に示す一例としての構造体４００は、基部４０上に層状体３０を備えている。なお、基部４０を備えていなくても層状体の形状を保持し得る場合は、基部４０を必ずしも設ける必要はない。また、空気中の水分との接触を確度高く回避する観点から、不透水性の膜５０が層状体３０を覆うように設けられてもよい。
　また、図６に示すように、例えば、層状体３０がヒト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体３０と接することによって、水素が発生することは、本実施形態の他の好適な一態様である。このような態様によっても、ヒト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、層状体３０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。
　第２の実施形態及びその変形例（１）において採用され得る構造体又は積層構造は、様々な「生活場面」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（Ａ）～（Ｄ）である。
　（Ａ）洗顔料、ヘアシャンプー、ボディシャンプー、液体ハンドソープ、及び液体ボディソープの群から選択される１種の洗浄剤。
　（Ｂ）化粧水（例えば、ヒアルロン酸を含むもの）、美容液、乳液、ローション、化粧用クリーム（例えば、コラーゲンを含むもの）、ファンデーション、皮膚パック剤（ジェル（又はゲル状剤）を有する皮膚パック剤を含む）、シェービングクリーム、ヘアリンス、ヘアトリートメント、ヘアコンディショナー、頭髪化粧料、制汗剤、及び紫外線防御用化粧料の群から選択される１種の化粧用材料。
　（Ｃ）軟膏及び湿布剤の群から選択される１種の治療用材料。
　（Ｄ）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「頭髪化粧料」は、整髪料、ヘアオイル、椿油、スタイリング（料）、セット（料）、ブロー（料）、ブラッシング（料）、チック、ヘアスティック、ヘアワックス、ヘアフォーム、ヘアジェル、ポマード、ヘアクリーム、ヘアソリッド、ヘアラッカー、ヘアリキッド、ヘアスプレー、ヘアウォーターを含む。また、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、成人失禁用品、月経用品、衣料品、創傷手当用品（創傷被覆材、テープ、及び包帯を含む）、成人用おむつ及び小児用おむつ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。
＜その他の実施形態（１）＞
　また、上述の各実施形態又はその各変形例の複合材１００は、例えば、飼育用（本願においては、牧場における飼養を含む）の動物（犬、猫、馬、羊、うさぎ又は鶏を含み、魚類を除く。）、食料用の動物、該動物の毛又は皮が衣料又は革製品（ポーチ、各種ケース、又はバッグを含む）等に利用され得る動物（キツネ、熊、鹿、ヘビ、又はワニを含む）、医療用として活用される動物、又は、養殖用の魚類を含む魚類などの飼料として使用することもできる。さらに、工業用薬品又は薬剤として使用することもできる。
　また、上述の各実施形態又はその変形例の複合材１００は、人間のサプリメントや食品添加物としても利用することができる。ところで、上述の各実施形態又はその変形例の複合材は、水素発生能を有することから、種々の食品又は材料に対して防腐機能を発揮し得ることは特筆に値する。例えば、野菜、果物、鮮魚、及び精肉を含む生鮮食品を、複合材１００を備える水、あるいは複合材１００を浸漬させた水に接触させることにより、該生鮮食品を長持ちさせることができる。また、水（水分）を含有する香水、乳液、クリーム、又は化粧水を含む各種化粧品又は各種香粧品の中に複合材１００を浸漬又は含有させることにより、該化粧品又は該香粧品を長持ちさせることができる。
＜その他の実施形態（２）＞
　また、上述の各実施形態又はその各変形例の複合材は、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、数十μｍ以上）の径の大きさの凝集体を構成し得る。この凝集体又は結合剤の添加や圧縮等により、人為的に複合材１００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配合物を形成することができる。該配合物は、植物（樹木を含む）に対しても適用し得る。
　具体的には、本実施形態においては、該植物が植えられている、又は自生する土（水分を含む）の中に該配合物を埋め込むことによって、土を、水含有液を含む媒体として活用する。媒体としての土に該配合物を接触させることによって水素（Ｈ２）を発生させる。その結果、土に接触する該植物は、その根、茎、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、土の中の該配合物の数又は量は、特に限定されない。
　また、自然に存在する又は人工の水溜り（媒体）の中に、該配合物を導入又は投入することによって、該配合物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。該配合物と水含有液とを接触させることによって水素（Ｈ２）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、本実施形態の該配合物と炭酸水素ナトリウムとの混合物を用いることにより、高いｐＨ値となり、水素（Ｈ２）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（Ｈ２）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該混合物を土の中に導入又は投入することが必要となる。
　本実施形態の該配合物と炭酸水素ナトリウムとの混合物を用いることにより、媒体としての該土又は該水溜りが、仮に中性又は弱酸性であったとしても、該配合物を媒体である該土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、複合材１００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、水素（Ｈ２）の発生が促進され得る。
　従って、媒体としての該土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（Ｈ２）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（Ｈ２）を動物又は植物の体内に取り込むことを実現し得る。例えば、動物については、老化の抑制機能を発揮し得る。また、植物については、該水素が、腐食の抑制機能を発揮し得る。
　また、本実施形態においては、複合材１００又は該配合物がそのまま用いられる場合に限定されない。複合材１００又は該配合物が、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、又は該「母材」の中に配合される態様も、採用し得る好適な一態様である。例えば、複合材１００又は該配合物が、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、複合材１００を、植物用医薬品、植物用肥料、又は植物用堆肥に配合した配合物のみならず、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。そのため、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、上述の母材が媒体と接することを採用し得る。
＜その他の実施形態（３）＞
　ところで、上述の各実施形態及びその変形例の複合材１００について、例えば、最初の接触工程（第１接触工程）においてｐＨ値が７未満の第１水含有液に接触させ、その後の接触工程（第２接触工程）においてｐＨ値が７以上の第２水含有液と接触させ、第２接触工程で水素を発生させることができる。なお、上述の各実施形態の複合材１００は、ｐＨ値が７以上（より好適には７超、さらに好適には８．２以上）の水含有液に接触したときに著しい水素発生能を有し得る。
　また、上述の水素発生のための第２水含有液の温度条件は限定されない。第２水含有液のｐＨに依存し得るが、第２水含有液の温度が８０℃以下であれば、確度高く、水素発生の促進が図られる。ただし、第２水含有液の温度の上限は、本来、限定されるものではない。例えば、上述の各実施形態及びその変形例の複合材１００を工業薬品として使用する場合、５０℃を超えてもよい。ただし、温度が高くなるほど設備（容器を含む）に高い耐熱性が求められる、取り扱いに注意が必要といった問題が生じるため、工業薬品として使用する場合も１００℃以下で使用することが好ましい。
　以上述べたとおり、上述の各実施形態及びその変形例の開示は、それらの実施形態又は変形例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、各実施形態及びその変形例の他の組合せを含む本発明の範囲内に存在する他の変形例もまた、特許請求の範囲に含まれるものである。
　本発明の複合材は、水素を活用する農業、農牧業、林業、水産業、ペット産業、又は盆栽又は生花を扱う業種、医薬（医薬部外品を含む）及び医療業界、食品業界、獣医業及び樹木医業、化粧品業界、あるいは、工業用還元剤や防錆用途や工業薬品の合成工程を扱う産業、さらには、燃料電池等の新規のエネルギー産業を含む、種々の産業において広く利用され得る。
　１０　　　シリコン粒子，シリコン微細粒子
　２０　　　金属元素
　３０　　　層状体
　４０　　　基部
　５０　　　不透水性の膜
　６０　　　媒体
　１００　　複合材
　２００　　積層構造
　３００　　複合材を含有する、又は備える泡
　４００　　構造体

Claims (17)

  1. 　水素発生能を有する、シリコン粒子又はシリコン微細粒子と、
    　該シリコン粒子又は該シリコン微細粒子の表面の少なくとも一部に担持している、付着している、又は吸着している、あるいは該表面と化学結合している鉄（Ｆｅ）と、を備える、
    　複合材。
  2. 　前記シリコン粒子又は前記シリコン微細粒子を１としたときの前記鉄（Ｆｅ）の質量比が、０．１ｐｐｍｗ以上１０００ｐｐｍｗ以下である、
    　請求項１に記載の複合材。
  3. 　前記シリコン粒子又は前記シリコン微細粒子を１としたときの前記鉄（Ｆｅ）の質量比が、０．５ｐｐｍｗ以上１０００ｐｐｍｗ以下である、
    　請求項１に記載の複合材。
  4. 　結晶子径が１μｍ未満の該シリコン微細粒子及び該シリコン微細粒子の凝集体の、全ての該シリコン粒子、該シリコン微細粒子及びそれらの該凝集体に対する割合が、５質量％以下である、
    　請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の複合材。
  5. 　請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の前記複合材を含む、
    　医薬品。
  6. 　請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の前記複合材を含む、
    　医薬部外品。
  7. 　請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の前記複合材を含む、
    　生理学的に許容可能な、該複合材に接する媒体と、を備える、
    　前記媒体を経由して該複合材から生成される水素を皮膚及び／又は粘膜に接触させるための、
    　水素供給材。
  8. 　前記複合材、又は前記複合材を含む層を覆う不透水性の膜をさらに備え、
    　前記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、前記媒体が該複合材に接する、
    　請求項７に記載の水素供給材。
  9. 　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７又は請求項８に記載の水素供給材。
  10. 　請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の前記複合材を含む、
    　飼料。
  11. 　動物（魚類を除く）のための、
    　請求項１０に記載の飼料。
  12. 　魚類のための、
    　請求項１０に記載の飼料。
  13. 　請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の前記複合材を含む、
    　サプリメント。
  14. 　請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の前記複合材を含む、
    　食品添加物。
  15. 　請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の前記複合材を含む、
    　食品。
  16. 　請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の前記複合材を、植物用医薬品、植物用肥料、又は植物用堆肥に配合した、
    　配合物。
  17. 　請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の前記複合材を浸漬させた水、又は該複合材を備える水に接触させた、
    　生鮮食品、化粧品、又は香粧品。
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