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密度

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1: 伊勢うどんφ ★ 2013/12/25(水) 10:11:48.70 ID:???

 独立行政法人産業技術総合研究所(産総研)のナノチューブ応用研究センターは、株式会社名城ナノカーボンと共同で、単層カーボンナノチューブの量産性を実証したと発表した。

 単層カーボンナノチューブは、鋼の20倍の強度、銅の10倍の熱伝導性、アルミニウムの半分の密度、シリコンの10倍のキャリア移動度といった優れた特性を持ち、広い分野への応用が期待される素材。
しかし、これまでその量産は困難で、現在の市販品には、構造欠陥が多く純度が低かったり、品質にばらつきがあるという問題があった。

 今回、産総研は、小規模の装置でも高純度な単層カーボンナノチューブを合成できる、化学気相成長(CVD)法の一種であるeDIPS法を、名城ナノカーボンに技術転移するとともに、その各種技術を組み合わせ、共同で量産技術実証と、工業生産プラントの開発を行なった。

 これにより、従来の100倍の速さで、ラマン分光法による品質基準G/D比が100以上(従来の市販品は10~20)、純度が99%以上という高品質/高純度の単層カーボンナノチューブ製造に成功した。

 今後の単層カーボンナノチューブの実用化研究の加速が期待されるが、今回のケースは、民間企業との連携/共同研究開発によって、公的研究機関の研究成果を社会に還元する方法のモデルケースとなることも見込まれる。

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ソース (2013/12/24 17:10)
http://pc.watch.impress.co.jp/docs/news/20131224_628856.html

産総研 ニュースリリース
http://www.aist.go.jp/aist_j/press_release/pr2013/pr20131224/pr20131224.html



【マジか】単層カーボンナノチューブの量産技術を開発/産総研の続きを読む

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1: ケンシロウとユリア百式φ ★ 2013/12/19(木) 01:10:15.51 ID:???

おうし座、7000光年の超新星残骸、「かに星雲」の最新画像(12月12日公開)。
46bf9745.jpg

http://www.nationalgeographic.co.jp/news/news_images/2-week-in-space-275_74409_600x450.jpg

欧州宇宙機関(ESA)のハーシェル宇宙望遠鏡の観測データから、イギリスなどの研究チームが初めて希ガス「アルゴン」の化学的痕跡を確認した。
画像は、ハーシェルの遠赤外線データとNASAのハッブル宇宙望遠鏡の可視光データを合成している。

1930年代以降、宇宙に存在する軽元素のほとんどは超新星爆発の放出によると考えられていたが、直接検出された例はなかった。今回観測されたアルゴンの密度から、1054年に出現した超新星の素性も解明が進む可能性が指摘されている。

ソース:ナショナルジオグラフィック(December 18, 2013)
http://www.nationalgeographic.co.jp/news/news_article.php?file_id=2013121801
関連リンク:NASAの発表
「Chemical Surprise Found in Crab Nebula」(英語)
http://www.nasa.gov/jpl/herschel/crab-nebula-20131212/#.UrHH8uyac4E



【宇宙】かに星雲で希ガス「アルゴン」を検出 密度で超新星の素性解明が進む可能性/NASAなどの続きを読む

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1: sin+sinφ ★ 2013/11/05(火) 05:15:31.63 ID:???

冷たい水と湯気の立ち上るお湯の両方を冷凍庫に入れると、お湯のほうが早く凍結する…
一見すると何かの勘違いなのではないかとも思われるこの現象は、再発見者の名前をとってムペンバ効果と呼ばれています。
このムペンバ効果、科学研究の対象とみなされ始めたのはごく最近ですが、経験的には千年以上も前から知られていたもので、古くはアリストテレスも著書 “Μετεωρολογικ?ν(Metereology,気象学)”
でこの事に関する記述を残しています。

今回、シンガポールにある南陽工科大学のXi Zhang氏らは、この不可思議なムペンバ効果が、水分子間に働く水素結合によるものだとする結果を、論文投稿サイト “arXiv(アーカイブ)” に公開しました。

水素結合というのは、ある水分子の中の水素原子と、別の水分子の酸素原子の間で働く化学的な結合です。
2つの分子の距離が十分に遠い状態ではこのような繋がりは発生しませんが、互いの距離が縮まってゆくと、徐々に強い相互作用を示すようになります。 
この水素結合、水の物性に大きな影響を与えることで知られています。
例えば、液体の温度を下げて固体にさせると、物理的には体積が減少するはずなのですが、氷では水よりも体積が大きくなります。
また、水の密度はまだ液体状態にある4℃で最大になる(=氷よりもギュッと詰まっている)ことが知られていますが、
これもまた他の物質にはほとんど見られない現象で、水素結合の影響によるものとされています。

Xia氏らの説明は、以下のとおり。
水の温度が上昇すると、水分子同士の距離が徐々に開いて水素結合の距離は広がってゆき、これに伴って共有結合(上図のH-O間の実線部分)の距離が縮まることで、結合エネルギーが増加してゆきます。
ここから温度をどんどんと下げてゆくと、分子同士の距離は徐々に縮まってゆくのですが、同時に共有結合の距離も徐々に広がってゆきます。

こうなると温度が高い時に共有結合に保存されたエネルギーは放出されることになるのですが、この時のエネルギー放出に伴う温度低下が、伝導や放射といった温度低下プロセスに上乗せされることで、冷却が加速されるとのことです。
実際にXia氏らは、この温水の水分子に貯えられた「追加分」のエネルギーによる冷却効果を計算したところ、
実験で得られた冷水に対する温水の冷却効率の差分に相当していることを確認したとしています。

arXivは査読や審査のないプレプリントの論文のみを扱うサイトであるため、この結果が “真に” 学術的に認められたものであるかは(現時点では)議論が残るところですが、(データを真とするならば)論理的には筋が通っているように感じます。
いずれにせよ、こうした身近な現象が未だに謎の残るテーマとして扱われているというのは何とも興味深いことですね。

ソース:お湯が水よりも早く凍る、その仕組みが明らかに /ガジェット速報
http://ggsoku.com/tech/mechanism-of-mpemba-effect-revealed/

イメージ:
ムペンバ効果の一例。0℃に達するのは水(青線)の方が早いが、凍結が始まるのはお湯(赤線)のほうが早い。
c0b45aa1.jpg

http://ggsoku.com/wp-content/uploads/mpemba-effect-00.jpg
図中の “O” と “H” の間の点線が水素結合。
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http://ggsoku.com/wp-content/uploads/hydrogen-bonding.jpg
初期温度に対する緩和時間と、緩和時間に対する必要エネルギー。arXivより引用。
d2163654.png

http://ggsoku.com/wp-content/uploads/Mpemba-effect-01.png

以上。一部割愛。

参考:大槻先生はムペンバ効果に懐疑的だったようです。。
2008年7月 第2回 【ムペンバ効果】 /大槻義彦のページ(ムペンバ効果に否定的です)
http://ohtsuki-yoshihiko.cocolog-nifty.com/blog/2008/07/72_2893.html



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1: とうやこちょうφ ★ 2013/06/08(土) 14:35:53.83 ID:???

X線による蜃気楼を初めて観測
-プラズマの密度の濃淡によるX線の屈折を利用したX線光学素子の実用化に弾み-

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【発表のポイント】
プラズマの電子密度の濃淡によるX線の屈折がもたらすX線領域の蜃気楼を初めて観測あらゆる波長のX線へ適用できるプラズマによるレンズや鏡等のX線光学素子の実用化に弾み

独立行政法人日本原子力研究開発機構(以下、原子力機構)の量子ビーム応用研究部門、光産業創成大学院大学、およびロシアのモスクワ州立大学、合同高温科学研究所の研究グループは、プラズマの密度の濃淡によりX線の進む方向が曲がることによってX線領域の蜃気楼が発生することを初めて観察することに成功しました。

蜃気楼現象は大気の密度の濃淡による光の屈折率の違いが、本来、直進するはずの光を曲げることで、あるはずのない場所に風景などが見える現象です。X線は透過する物質の密度が変化しても屈折率がほとんど変わらないので、可視光よりも曲がりにくい(直進性が高い)性質があり、これまで、X線領域の蜃気楼現象を地上で実現するのは難しいと考えられてきました。

本研究グループは、原子力機構が開発したX線レーザー1)を、プラズマ2)に入射し、その際のX線レーザービームの像を調べました。その結果、2つのレーザー光が重なり合ったときにのみ現れる「干渉縞」3)と呼ばれる縞模様が観測されました。
これは、本来1つであるはずのX線レーザービームが2つに見えることを意味します。この不思議な現象の原因を解明するために、プラズマを通過するX線の進み方を計算機シミュレーションにより再現することを試みました。その結果、X線レーザーがプラズマを通過する際に、その一部がプラズマの電子密度の濃淡により強い屈折を受け、あたかもその場所に新しいX線光源が存在するかのような蜃気楼が出現していること、また、その蜃気楼を光源とするX線レーザービームと、屈折を受けずにプラズマを通過した本来のX線レーザービームが重なることで、干渉縞ができることが判りました。

今回の結果は、これまで実現が難しいと思われていたX線領域の蜃気楼を初めて観測した事例になります。通常の蜃気楼における「大気」と同様の役割を、X線を曲げるほどの屈折率を持つことができるプラズマが担ったことにより実現可能になったといえます。

本研究結果は、科学的な観点からは、X線領域の新現象の発見であるとともに、X線を含めた光の進み方からプラズマや物質の密度を計測する技術につながる成果といえます。また、産業応用の観点からは、新しいX線のレンズや鏡などの「プラズマX線光学素子」の提案としても興味深い成果です。この光学素子は、原理的に、どの波長のX線にも適用可能で、しかも高強度のX線にも耐えることができるので、X線装置の設計の自由度が拡がります。このX線光学素子の実用化が進めば、X線自由電子レーザー4)
などの高強度X線用の高耐力レンズや鏡として、また、非破壊検査用X線透過装置など、既存のX線利用装置の高出力化・高効率化につながる技術として期待できます。

本研究成果は、英国のオンライン科学雑誌「Nature Communications(ネイチャーコミュニケーションズ)」に、6月4日(ロンドン時間、日本時間で6月4日夜)に掲載されます。

ソース
http://www.jaea.go.jp/02/press2013/p13060501/index.html
http://www.gpi.ac.jp/info/news/1838/?type=all (2013月06月05日)
報道資料
http://www.gpi.ac.jp/info/wp-content/uploads/2013/06/7fe5cef2241ebba9bc0400ab8bd698da.pdf
Nature Communicationsの記事
http://www.nature.com/ncomms/2013/130604/ncomms2923/full/ncomms2923.html

ご依頼いただきました。
http://anago.2ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1366324240/163



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