ナノコ

ナノコ・テクノロジーズ社（ナノコ）は、2001年にマンチェスター大学からスピンアウトした英国を拠点とするナノテクノロジー企業です。同社の発展は、ナノコの最高技術責任者であるナイジェル・ピケット博士によって推進され、同博士の特許取得済みの「分子シーディング」プロセスに関する先駆的な研究が、ナノコの独自の技術の基礎を形成しました。2004年以来、ナノコは、カドミウムフリーの量子ドットを含む量子ドットやその他のナノ粒子の開発とスケールアップに研究努力を集中してきました。ナノコの技術は、ダウ^[1]、ワウホン^[2]、メルク^[3]などにライセンス供与されています。

同社は英国 ランコーンに生産施設を構えている。

ナノコ社は、高品質の量子ドット（QD）、特にカドミウムフリーの量子ドット^[4]やその他の電子グレードのナノ材料 を大量に製造する企業として、ナノ材料市場でユニークな存在です。

研究開発機関や一流企業による量子ドット技術の産業的採用の増加により、製品の大量生産の需要が高まっています。^{[5]高品質の}量子ドットの大量生産は、特にディスプレイ（量子ドットディスプレイ）、センサー、LED照明、バックライト、低コストのフレキシブル太陽電池、生物学的イメージングなどの応用分野で、企業に幅広い次世代製品を開発するためのプラットフォームを提供します。合成をスケールアップできるため、これらの材料は手頃な価格で商業的に利用可能になります。

2013年1月、ナノコはダウ・ケミカル・カンパニーとのライセンス契約を発表した。^[6]韓国の天安にあるダウの工場の稼働開始後、ナノコは2016年に最初のロイヤルティ支払いを受けた。 ^[7]ナノコは、さらにワ・ホン^[8]およびメルクとライセンス契約を締結した。^{[9] 2015年}のコンシューマー・エレクトロニクス・ショーでは、液晶テレビのQDを使用したバックライトの改善が大きな話題となった。韓国（サムスン、LG）、中国（TCL、ハイセンス、長虹）、日本（ソニー）のテレビメーカーがそのようなテレビを展示した。^[10]

2018年2月、同社は先進的な電子機器向けの新規ナノ粒子のスケールアップと大量生産を目的として、非公開の米国企業と材料開発・供給契約を締結したと発表した。^[11] Nanocoはその後も、センシングなどの用途に使用するためのナノマテリアルの開発に関して、複数のパートナーと契約を結んでいる。^[12]

同社は2009年5月からロンドン証券取引所のAIMに上場しており[1]、2015年5月にロンドン証券取引所の主要市場に上場しました。

ナノコ・グループは、数年にわたる協力関係の末、サムスンが量子ドット技術を搭載したテレビを発売したものの、ナノコやそのパートナーとのライセンス契約や供給契約を締結していなかったことを受けて、2020年2月にサムスンに対して特許侵害訴訟を起こした。

電気・電子機器などの製品における重金属の使用を制限または禁止する法律制定の動きがあります。欧州では、制限されている金属にはカドミウム、水銀、鉛、六価クロムが含まれます。^[13]カドミウムは他の重金属よりも10倍厳しく、均質材料の重量に対して0.01%または100ppmに制限されています。ノルウェー、スイス、中国、日本、韓国、カリフォルニアを含む世界中で同様の規制が施行されているか、間もなく施行される予定です。

従来の量子ドットに使用されているカドミウムやその他の規制対象重金属は、商業用途では大きな懸念事項です。多くの用途で量子ドットが商業的に実現可能になるためには、カドミウムやその他の規制対象元素を含んではなりません。家庭用電子機器製品にカドミウムを含めないようにという顧客からの要請に応えて、Nanocoは規制対象重金属を一切含まないCFQD®量子ドットシリーズを開発しました。^[14]これらの材料は、スペクトルの可視および近赤外線領域で明るい発光を示します。

Nanoco は特許取得済みの QD 合成法「分子シーディング」を開発しました。^[15] QD 合成の「高温デュアル注入」法とは異なり、分子シーディング法では、分子クラスター化合物の分子をナノ粒子成長の核形成部位として利用することで、高温注入ステップの必要性を回避します。粒子の成長を維持するために、望ましい QD サイズに達するまで、中温でさらに前駆体を追加します。このプロセスは簡単に大規模にスケールアップでき、Nanoco の CFQD® 重金属フリー量子ドットの製造に使用されます。分子シーディング プロセスは III-V 量子ドットに適していますが、さまざまなナノ粒子材料の製造に使用できます。

センサー業界では、量子ドットを使用して、現在のCMOSイメージ センサーの範囲を近赤外線(NIR) および短波長赤外線(SWIR) の波長範囲に拡張できます。量子ドットは、粒子のサイズを調整することで特定の吸収帯に合わせて調整でき、CMOS イメージ センサーの表面に層を塗布するだけで、感度範囲がこの領域まで拡張されます。この範囲を拡張すると、NIR 領域における他の高価な技術と比較して、センサーは CMOS イメージ センサーの小さなピクセル サイズを維持できるため、はるかに安価なコストで高解像度のカメラ デバイスを実現できます。

NIR および SWIR CMOS イメージ センサーの用途は多岐にわたり、生体認証顔認識、光学診断、LiDAR、暗視などが含まれます。

量子ドットは、幅広い励起スペクトルと高い量子効率を示すため、 LEDダウンコンバージョン蛍光体として使用できます。さらに、ドットのサイズや半導体材料の種類を変えるだけで、発光波長を可視領域全体で完全に調整できます。そのため、量子ドットは、事実上あらゆる色を生成するために使用できる可能性があります。

量子ドットは、園芸照明などのニッチな照明用途に特に注目されています。

近年、液晶ディスプレイ（LCD）技術は、スマートフォンからタブレット、テレビに至るまでの幅広い用途で、電子ディスプレイデバイス市場を支配してきました。ディスプレイの品質と性能の継続的な改善が求められています。従来のLCDスクリーンのバックライト技術では、現在、白色LEDが使用されています。この技術の欠点の1つは、白色LEDが可視スペクトルの緑と赤の領域で十分な発光を提供しないため、表示できる色の範囲が制限されることです。1つの解決策は、QDをLCDバックライトユニットに統合して色の品質を向上させることです。^[16]緑と赤のQDは、青色LEDバックライトと組み合わせて使用​​できます。青色光がQDを励起し、光の一部を非常に純粋な緑と赤の光に変換して、LCDスクリーンが表示できる色の範囲を拡大します。

QD ベースのディスプレイの性能をさらに向上させるために、QD をサブピクセル レベルでパターン化し、ディスプレイ前面のカラー フィルターとして使用することができます。このアーキテクチャは、従来の顔料ベースのカラー フィルターに代わるもので、効率、視野角、コントラストが向上するだけでなく、QD の使用によって高彩度の色も実現します。

ディスプレイの状況は常に変化していますが、μ-LEDやミニLEDへの移行に伴い、量子ドットが唯一のソリューションになりそうです。^[17] μLEDは、チップサイズが非常に小さい（1桁ミクロンまで）LEDで、ディスプレイデバイスのピクセルとして直接使用できます。視聴者がLEDを直接見るため、従来のLCD技術よりもコントラスト、応答時間、効率が向上し、サイズが小さく電力密度が高いため、スマートウォッチやAR / VRヘッドセットなどのウェアラブルアプリケーションにも使用できます。ただし、μLEDはスペクトル全体の色を表現するのに苦労しており、特に赤色は業界にとって大きな課題であり、リン光体などの従来の色変換技術は物理的なサイズの制約により不十分です。量子ドットはサイズが小さく吸収率が高いため、この問題の理想的なソリューションになります。量子ドットの薄い層をμLEDの上部発光面に適用して、フルカラーディスプレイに必要な発光にダウンコンバートすることができます。さらに、この技術により、1 つの基板上に成長した青色 μLED の色変換が可能になり、高価で時間のかかる製造技術を使用して複数の色の LED をディスプレイのアレイにまとめる必要がなくなります。

長年にわたり、病気の診断と治療のための強力なツールとして、蛍光色素を使用した医療用イメージングの技術が開発されてきました。しかし、現在使用されている蛍光色素は光安定性が低く、吸収スペクトルが狭い（正確な波長での励起が必要）か、または低い吸光係数のために蛍光が弱いという問題があります。QDを使用した蛍光イメージング剤の開発は、新しい医療用イメージング技術への道を開く可能性があります。^[18] QDは、高い光安定性、広い吸収スペクトル、狭く対称で調整可能な発光スペクトル、遅い励起状態の減衰率、強い蛍光をもたらす高い吸光係数など、蛍光イメージングに有利な特性を数多く備えています。^[19]

量子ドットを幅広い抗体に結合させることができるため、細胞染色からポイントオブケア診断、光線力学療法、腫瘍の境界設定 まで、 in vitroとin vivoの両方でさまざまな用途が可能になります。

2020年、NanocoはInnovate UKから資金提供を受け、唾液サンプルからSARS-CoV-2を正確かつ迅速に検出するための重金属を含まない量子ドット検査キットを開発しました。 ^[20]

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