日本国立研究开发法人新能源产业技术综合开发机构（NEDO）于5月13日宣布，作为该机构实施的“官民联合青年研究者发掘支持事业”（青年支援事业）中的一个项目，北里大学的神谷昌宏讲师等人的研究团队与富士高分子工业公司，通过以有机硅树脂对有机硅固化用铁催化剂进行胶囊化处理，开发出了急剧提升空气耐受性的技术（胶囊化铁催化剂）。此外，研究团队已开展了这种胶囊化铁催化剂在有机硅TIM（Thermal Interface Material）制造中的应用技术验证，证实其可在铂催化剂工艺所使用的现有制造设备及生产环境下实现量产。所开发的TIM（热界面材料）将由富士高分子工业启动样品供应。
图1 长期空气暴露时的变化：铁催化剂（左）与胶囊化铁催化剂（右）（供图：NEDO）
这是全球首次开发成功同时满足固化适用性与长期储存稳定性的铁催化剂，有望推动铁基催化剂在有机硅制造领域的普及。此外，该技术还将降低对稀有金属的依赖度，有助于构建可持续且稳定的有机硅产品产业基础。
以稀有金属铂为催化剂的固化型有机硅材料制造方法被应用于离型涂层剂及有机硅橡胶制品，应用范围覆盖从工业用途到医疗材料、烹饪器具等各类生活相关用品，已实现广泛应用和普及。
特别是近年来，在电动汽车电池与中央处理器（CPU）的散热材料领域有机硅类TIM被加以利用，行业对产品的低成本化与进一步高性能化提出了需求，由此，有效利用铁等廉价且储量丰富的金属作为催化剂的研究开发日趋活跃。
为响应这一产业需求，NEDO于2014年度至2021年度在相关项目中推进了有机硅功能性化学品制造工艺技术的开发，作为其中一环，也持续推进了有机硅固化用铁催化剂的技术研发工作。
2026年1月，东京化成工业将所开发的铁催化剂作为“全球首款适用于有机硅固化的催化剂”启动销售。这种铁催化剂还可用于铂催化剂难以制备的含杂原子构件的生产，在更高性能的新材料开发领域的应用亦备受期待。然而，该催化剂在适配实际环境与量产规模的长期储存稳定性方面仍留有课题，成为使用铁催化剂制备的有机硅产品普及的主要障碍。
在此背景下，北里大学自2022年度起参与NEDO青年支援事业的匹配支持阶段，自2024年度起进入合作研究阶段，与富士高分子工业开展合作，目前已启动实际环境下的实证试验，正持续推进适用于实用化的有机硅材料制造技术开发。
上述2026年1月开始销售的有机硅固化用铁催化剂，虽可用于短时间的计量与固化验证，但存在若暴露在空气中30分钟以上即会分解并丧失催化性能（有机硅制造能力）的问题。
针对这一问题，此次开发成功的胶囊化铁催化剂技术，通过有机硅树脂进行胶囊化处理，将空气耐受性提升至1万倍以上之多。研究团队同时证实，该胶囊化铁催化剂可在室温空气环境中保持1年以上不分解并维持高催化性能，具备实际环境下大规模生产所必需的长期储存稳定性。
此外，研究团队使用该胶囊化铁催化剂，在与传统铂催化剂工艺相同的设备与环境下开展了TIM制造的量产适用性验证，结果获得了具有与使用铂催化剂时同等性能的TIM。由此确认，从铂催化剂向铁催化剂进行工艺切换，也无需新增任何设备投资。
原文：《科学新闻》
翻译：JST客观日本编辑部
