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ナノ

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1: 2015/06/25(木) 07:33:00.07 ID:???.net
合成高分子でナノの七宝文様ができた―高分子で創る「かたち」が生化学、幾何学にもインパクト― | 東工大ニュース | 東京工業大学
http://www.titech.ac.jp/news/2015/031563.html

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http://www.titech.ac.jp/news/img/n000880_tezuka_fig1.jpg
図1.五環4重縮合トポロジーの七宝文様高分子(赤で表示)と関連する多環状多重縮合構造高分子の「かたち」(なお、当研究室でこれまでに合成された高分子を緑で表示している)
http://www.titech.ac.jp/news/img/n000880_tezuka_fig2.jpg
図2.ESA-CF法によって得られる単環状および双環状高分子前駆体を用いたクリック法およびクリップ法による七宝文様高分子の合成経路

(前略)

研究の背景と経緯

やわらかな「ひも」状の高分子セグメントで組み立てられる「かたち」には限りない設計の自由度がある。このため、高分子の「かたち(トポロジー)」に基づく高分子材料設計指針の確立はサイエンスとしての意義だけでなく、革新的な産業基盤技術を創出する途を拓くものと期待される。

とりわけ、直鎖状、分岐状、さらに多環状構造高分子を精密かつ自在に設計する合成プロセスに基礎を置いた、高分子の「かたち」に基づくブレークスルー物性・機能の創出は高分子材料化学・工学を超えて、ナノテクノロジーによる新材料創製を推進する基礎技術としても期待されている。

同研究グループはこれまで、多種・多様な単環状・多環状トポロジー高分子を効率的に合成する反応プロセスの開発を進めてきた(図1)。その結果、独自に分子設計した末端官能性高分子前駆体(テレケリクス[用語5])による高分子間静電相互作用を駆動力とする自己組織化と、さらに選択的共有結合変換を統合した画期的方法(ESA-CF法:Electrostatic Self-Assembly and Covalent Fixation)を確立した。

さらにこのESA-CF法と新しい有機合成化学手法(クリック法やクリップ法など)を組み合わせ、新奇トポロジー高分子を自在に提供するブレークスループロセスの開発を進めてきた。

今回、高分子の「かたち」を究める途の里程標としてきわめて挑戦的な、五環4重縮合トポロジーの七宝文様高分子の合成に挑戦した。七宝文様(図1)は古来わが国の意匠デザインとして家紋などに用いられてきただけでなく、トポロジー幾何学でもD4グラフとして知られている。

また、最近ユニークな生理活性を示す多重折りたたみ環状オリゴペプチド(cyclotide)の構造との関連でも注目されている。したがって、ナノスケールでの七宝文様(図1)の構築は、高分子合成化学領域だけでなく生化学からトポロジー幾何学にまで広くインパクトを与えるものと期待される。

詳細・続きはソースで 

 
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引用元: 【高分子化学】五環4重縮合トポロジー(七宝文様)高分子の合成に成功 生化学、幾何学にもインパクト 東工大

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1: 2015/06/19(金) 19:02:17.88 ID:???.net
東北大など、強力X線の照射でナノクラスのプラズマが生成されることを発見 | マイナビニュース
http://news.mynavi.jp/news/2015/06/18/077/
超強力X線による極微小プラズマ生成を発見-X線自由... | プレスリリース | 東北大学 -TOHOKU UNIVERSITY-
http://www.tohoku.ac.jp/japanese/2015/06/press20150611-01.html
http://www.tohoku.ac.jp/japanese/newimg/pressimg/tohokuuniv-press_20150611_01web.pdf

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http://n.mynv.jp/news/2015/06/18/077/images/011l.jpg
クラスターがナノプラズマ化する仕組みの概念図


東北大学は、原子のクラスターにX線自由電子レーザー(XFEL)施設「SACLA」から供給される強力なX線を照射すると、ナノメートルクラスの大きさのプラズマ(ナノプラズマ)を生成することを見出したと発表した。

同成果は、東北大学多元物質科学研究所の上田潔 教授、福澤宏宣 助教のグループ、京都大学大学院理学研究科の八尾誠 教授、永谷清信 助教のグループ、広島大学大学院理学研究科の和田真一 助教、理化学研究所 放射光科学総合研究センターXFEL研究開発部門ビームライン研究開発グループの矢橋牧名グループディレクター、高輝度光科学研究センターXFEL利用研究推進室先端光源利用研究グループ実験技術開発チームの登野健介チームリーダーらによるもの。詳細は、英国の科学雑誌「Scientific Reports」に掲載された。

強力なX線と物質との相互作用はこれまで研究されていなかった。そこで今回、研究グループは、そうした強力なX線と物質との相互作用の解明に向け、原子の集合体である原子クラスターを試料として、XFEL照射によりどのような応答を示すかを調べたという。

これまで、X線を原子クラスターに照射すると、クラスターを構成する原子の深い内殻軌道から電子が放出され、原子はエネルギーが高く不安定な原子イオンになるが、比較的浅い軌道の電子を放出することで安定化し、多価原子イオンになることが知られていた。また、SACLAのような強力なX線パルスを照射した場合、単一クラスター内の複数の原子においてこのような過程が起こり、たくさんの電子が放出され、この過程が進行していくと、時間的に遅れて原子から飛び出した電子のうち、エネルギーが低い電子は正の電荷に引き寄せられてクラスターからは飛び出せなくなっていくことから、微小空間内に正の電荷と負の電荷が混在するナノプラズマが生成することが予想されていた。

続きはソースで

ダウンロード (1)

引用元: 【物質科学】強力X線の照射でナノクラスのプラズマが生成されることを発見 東北大など

強力X線の照射でナノクラスのプラズマが生成されることを発見 東北大などの続きを読む

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1: 2015/06/09(火) 21:58:55.93 ID:???.net
共同発表:マイクロとナノの複数の孔サイズを持つ多孔質材料の生産プロセスを確立~和紙を鋳型にした合金紙から高性能電極を作製~
http://www.jst.go.jp/pr/announce/20150609/index.html

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http://www.jst.go.jp/pr/announce/20150609/icons/zu1.gif
図1 階層構造を持った多孔質金属の作製方法
http://www.jst.go.jp/pr/announce/20150609/icons/zu2.jpg
図2 NiMn合金紙の外観
薄くて多孔質なのでNiMn合金紙の下に置いた文字やロゴが透けて見える。
http://www.jst.go.jp/pr/announce/20150609/icons/zu3.jpg
図3 腐食後の階層性ポーラスニッケル
機械的延性があり、幅広い用途が期待できる。
http://www.jst.go.jp/pr/announce/20150609/icons/zu4.jpg
図4 階層性ポーラスニッケルの走査電子顕微鏡像
http://www.jst.go.jp/pr/announce/20150609/icons/zu5.jpg
図5
(a) 階層性ポーラスニッケルの透過電子顕微鏡像。
(b) 階層性ポーラスニッケルの元素マッピング。測定した場所のTEM像(白黒)、ニッケル(赤)、マンガン(緑)、酸素(青)マッピングを合わせた画像(Mix)。
http://www.jst.go.jp/pr/announce/20150609/icons/zu6.jpg
図6 ナノポーラス金属の3次元像(注1参照)


(前略)

<研究の背景と経緯>
エネルギー変換・物質変換反応を利用している蓄電池や燃料電池で、「電極」は重要な構成部材となっています。

電極をナノレベルまで多孔質化すると、そのナノ構造を設計・制御・活用することで従来にない特性が得られます。現在の市販の電極には主にマイクロポーラス金属が用いられていますが、比表面積が比較的小さいという問題があります。比表面積が大きいと、電極触媒反応を促進できるという利点が生まれることから、比表面積の向上が求められていました。

東北大学では「脱合金化法」によるナノポーラス金属に長年取り組んでおり、比表面積の向上は達成できますが、孔がナノレベルで小さいため、気体や液体の圧力損失が高く応用は限られていました。そこで、東北大学と太盛工業株式会社との産学協同で、マイクロからナノにわたる高次の孔サイズを持っている多孔質材料の開発を行いました。

<研究の内容>
開発した作製方法を図1に示します。まず、ガスアトマイズ法注4)により5マイクロメートル以下のマイクロ金属粒子もしくは合金粒子を作製します。それをスラリー注5)にして和紙に染みこませます。
これを焼結することで、スラリーや和紙の成分が除去されて、マイクロ金属粒子のみが焼結されて合金紙になります。

この合金紙はすでにマイクロポーラス構造になっています(和紙はありふれた身近なマイクロポーラス材料です)。この合金紙を酸性溶液で処理することで、イオン化して溶液中に溶け出す元素を選択腐食することにより、合金繊維がナノポーラス化します。これによって、マイクロからナノにわたる高次の孔サイズを持った多孔質材料ができます。一例としてNiMn合金紙を作製しました。外観を図2に示します。Mnを脱合金化することで、比表面積は腐食前の1m2/gから
腐食後は100m2/gと100倍になり、ナノ構造化の寄与が明確になりました。また、厚さを薄くすることで腐食後も機械的延性(柔軟性)は保たれていました(図3)。

続きはソースで

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引用元: 【材料科学】マイクロとナノの複数の孔サイズを持つ多孔質材料の生産プロセスを確立 和紙を鋳型にした合金紙から高性能電極を作製

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1: 2015/06/03(水) 12:21:09.77 ID:???.net
史上初、地下5kmより浅い地殻で形成されたダイヤを発見 - 北大など | マイナビニュース
http://news.mynavi.jp/news/2015/06/02/613/
地殻内で形成されたダイヤモンドを発見(低温科学研究所 教授 香内 晃)(PDF)
http://www.hokudai.ac.jp/news/150601_lowtem_pr.pdf

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http://news.mynavi.jp/news/2015/06/02/613/images/001l.jpg
透過型電子顕微鏡観察により発見したナノダイヤモンド。a) 低倍率で観察したナノダイヤモンド集合体。b) aの白丸部分で観察した電子回折像。ダイヤモンドに特有な回折リング(111、220、311 を付記したもの)しか見られないので、試料はダイヤモンドの集合体であることがわかる。c) 高倍率で観察したナノダイヤモンド集合体。ナノダイヤモンドの大きさが1~3nm であることがわかる(黄色の丸)。大きな黄色の丸部分では、ダイヤモンドに特徴的な0.2nm 間隔の格子縞が70°で交差している。


北海道大学は6月2日、地球上の天然ダイヤモンドとして初めて、地下5kmより浅い地殻内で形成されたナノダイヤモンドを発見したと発表した。

同成果は北海道大学、ロシア科学アカデミー、カターニア大学の共同研究グループによるもので、6月1日付け(現地時間)の英科学誌「Scientific Reports」に掲載された。

これまで地球上で発見されているダイヤモンドは全て、地下100kmより深い高温・高圧の条件で形成されたものとされている。一方、本来ダイヤモンドが安定でない低温・低圧の条件でも形成は可能で、実験では地下10kmより浅い条件に相当する温度・圧力でダイヤモンドを得ることに成功している。

同研究グループは、地表からさほど深くない地殻内にもダイヤモンドが存在すると考え、そのような条件に合う蛇紋岩に着目。イタリアのシチリア島で採取した蛇紋岩中の炭素質物質を、透過型電子顕微鏡などを使って分析した結果、大きさが2~10nm程度のナノダイヤモンドを発見した。

続きはソースで

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引用元: 【鉱物学】史上初、地下5kmより浅い地殻で形成された天然ナノダイヤモンドを発見 北大など

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1: 2015/05/20(水) 12:11:56.66 ID:???.net
日焼け止め、海の生物に有害との報告 | ナショナルジオグラフィック日本版サイト
http://natgeo.nikkeibp.co.jp/atcl/news/15/051800104/

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http://natgeo.nikkeibp.co.jp/atcl/news/15/051800104/ph_thumb.jpg
日焼け止めクリームの多くにはナノ粒子が含まれる。こうした粒子が海洋生物の胚に被害を与えているかもしれないことが判明した。(Photograph by Maddie Meyer, The Washington Post, Getty Images)
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実験では、シラヒゲウニ属の一種を日焼け止めに使われている酸化亜鉛ナノ粒子にさらした。胚の内部に別の有害物質(緑色の部分)がたまり、排出されないままになっていることを示している。(Photograph courtesy of UC Davis Bodega Marine Laboratory)


 日焼け止めなどの商品に使用される微小な粒子が、海の生物の初期段階である「胚」に作用し、悪影響を及ぼすことが、新たな研究で分かった。

 学術誌『Environmental Science and Toxicology』に掲載された論文によると、一部の日焼け止めや練り歯磨き、化粧品、船の塗料に使われている微小な金属によって、海洋生物の細胞が損傷を受けやすくなるという。 

 これまでも、亜鉛ナノ粒子、銅ナノ粒子といった「ナノマテリアル」が、甲殻類、藻類、魚類、イガイなどの海洋生物に有害である可能性が指摘されてきた。今回の研究結果もその一つだ。


直接の影響も、間接の影響も 

 今回の研究で、著者らはウニの胚をさまざまな濃度のナノ粒子にさらしたところ、直接的にも間接的にも生物に害を及ぼすことが判明した。 

 例えば、塗料に含まれる酸化銅ナノ粒子は水に溶けにくい。ウニが微量の酸化銅ナノ粒子を吸収しても、すぐには影響が現れないが、徐々に粒子が蓄積されると胚の中で溶け出し、ウニは有害な 
量の銅にさらされる。 

 また、塗料や日焼け止めに含まれるナノマテリアルは、生物が毒性化合物を排出するのに使う細胞の機能を妨害していた。これにより、胚は他の毒性化合物からの損傷を受けやすくなってしまった。 


 研究ではウニの胚が対象となっているが、携わった研究者らは、形態が異なる海洋生物でも同様の作用が起こりうると話す。論文の共著者であるカリフォルニア大学デービス校のゲ◯リー・シェール氏は、「ナノマテリアルにさらされたウニの胚は、あらゆる種類の異常な発達パターンを示しました。影響などないだろうと思うようなごくわずかな量でも、です」と話す。 

 例えば、日焼け止めに含まれる酸化亜鉛ナノ粒子や、船の塗料に含まれる酸化銅ナノ粒子にウニの胚がさらされると、幼生まで成長できないか、正常に成長しているように見えても餌を 
摂取できずに死んでしまった。 


海洋生態系への影響は 

 では、日焼け止めなどの製品に使われるナノマテリアルは、環境に危険を及ぼすのだろうか。科学者たちは現在、研究と議論を重ねている。 

 混雑した海水浴場で日焼け止めを塗って海に入るだけでも、海洋生物は微量の金属粒子にさらされるかもしれないと、カリフォルニア大学サンタバーバラ校の海洋生態学教授ハンター・レニハン氏は懸念する。「水中の動物がナノマテリアルにさらされるとすれば、多くの場合は日焼け止めによるものでしょう」と話す。 

 ナノマテリアルを研究したことがあるレニハン氏だが、今回の研究には関わっていない。「海水浴場の規模が大きいほど、影響も大きくなります。ロサンゼルスやフロリダなどの広い場所では、深刻な問題を引き起こすかもしれません」 

続きはソースで

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文=Craig Welch/訳=高野夏美 

引用元: 【環境】塗料や日焼け止めに含まれるナノマテリアル、海の生物に有害との報告 直接的にも間接的にも害を及ぼす

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1: 2015/05/08(金) 06:08:31.56 ID:+qsproip*.net
2015.5.8 05:42

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http://www.sankeibiz.jp/images/news/150508/bsc1505080500001-p1.jpg
http://www.sankeibiz.jp/images/news/150508/bsc1505080500001-p2.jpg

 大阪ガスのエネルギー技術研究所は7日、プラスチックの強化材に活用できる超微細繊維「セルロースナノファイバー(CNF)」を開発したことを明らかにした。
木材由来のCNFは「夢の素材」とされるが、プラスチックと分離しやすい難点があった。大ガスは特殊な素材を吸着させる画期的な技術で克服。自動車の車体など幅広い製品で活用が期待され、3年後をめどに商品化を目指す。

 CNFは鋼鉄と比べ強度は5倍だが、軽さは5分の1。植物由来のため環境への負荷が小さく、枯渇の可能性も低い。炭素繊維に続く「夢の素材」とされ、素材各社が開発にしのぎを削っている。
硬くて丈夫な特性を生かし、プラスチックの強化材や大型ディスプレー用のフィルムなどでの利用が期待されている。

 プラスチックに用いられる強化材はガラス繊維と炭素繊維が主流だった。ガラス繊維はコストは安いが重く、炭素繊維は強度はあるもののコストがガラス繊維の約10倍の場合もあり、一長一短がある。
CNFは炭素繊維とほぼ同等の強度を持ち、コスト面でも引き下げの余地がある。

(記事の続きや関連情報はリンク先で)

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引用元:SankeiBiz http://www.sankeibiz.jp/business/news/150508/bsc1505080500001-n1.htm

引用元: 【科学】 大阪ガスが夢の素材「セルロースナノファイバー(CNF)」を開発 超微細繊維、3年後に商品化へ [SankeiBiz]

大阪ガスが夢の素材「セルロースナノファイバー(CNF)」を開発 超微細繊維、3年後に商品化への続きを読む

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