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振動

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1: 2017/11/05(日) 18:35:23.21 ID:CAP_USER
ガラスは身近なマテリアルでありながら、謎の多い存在である。
しかし今回、東京大学と東北大学の共同研究グループは、ガラスは通常の固体とは異なる分子震動パターンを持つ、という事実を明らかにした。
これは、ガラスの振動特性に関する長年の議論に終止符を打つものであるという。

 ガラスは流れる性質を持つ。人間の寿命の範囲で観測できるような現象ではないのだが、数百年、
千年単位のタイムスケールでいうと、そういうものであるらしい。

 であるので、ガラスは実は液体なのだとか、いややっぱり固体なのだとか、長年に渡り議論されてきた。
最近の主流としては、固体であるとする説の方が有力である。

 ところで、ガラスは固体かもしれないが、結晶体ではないらしい。
物理学の世界の考え方でいうと、多くの固体は結晶体だが、ガラスだけは違うのだという。つまり、固体には結晶体とガラスの2種類があるのだ。

続きはソースで

※普通のガラス製品(左)と、コンピュータシミュレーションによって計算されたガラス分子の不規則な配列。(画像:東京大学発表資料より
http://www.zaikei.co.jp/files/general/20171105000110BkC0a.png

財経新聞
http://www.zaikei.co.jp/article/20171105/409942.html
ダウンロード (1)


引用元: 【物理学】ガラスは固体だが、通常の固体とは本質において異なる 東大と東北大が研究

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1: 2017/11/03(金) 16:20:26.25 ID:CAP_USER
SF映画で見る、生き物のようなソフトマシン開発の重要な手がかりに

東京大学大学院工学系研究科の吉田亮教授と小野田実真大学院生らの研究グループは、流動性を大きく振動させながらひとりでに液体(ゾル)になったり擬固体(ゲル)になったりする、アメーバのような液体の創製に世界で初めて成功しました。
将来的には、アメーバの運動機構をはじめ、生命の自律性を考察する糸口になるとともに、生き物のようにしなやかな動きをみせる、SF映画で描かれてきたような、ソフトマシンの実現につながると期待されます。

生体内で営まれる多様な生命現象は、様々な物質が複雑に相互作用を及ぼし合うことで実現されています。
例えば、アメーバの体内では、アクチンと呼ばれる生体高分子が集合と分散を自ら繰り返し、流動性を絶えず変化させることで運動しています。
このアクチンによるゾル-ゲル振動は、アメーバ運動のみならず癌細胞の転移や免疫細胞の発生、細胞分裂、傷の修復などにも重要です。
しかし、こうした自律挙動の人工再現に成功した例は、その困難さのため、今までほとんど報告されていませんでした。

これに対し、今回研究グループは、人工的に合成された高分子が集合と分散を自ら繰り返す仕組みを考案し、外部から電気・熱・光などを一切加えることなく、ひとりでにゾル-ゲル振動するアメーバのような高分子溶液の創製に初めて成功しました。

ゾル-ゲル振動の実現にあたっては、ベロウソフ・ジャボチンスキー反応(BZ反応)と呼ばれる化学振動反応を引き起こす仕組みを、ABC型トリブロック共重合体と呼ばれる、特殊な分子配列を持つ高分子に組み込んだことが重要な働きをしました。
生体のエネルギー代謝反応のモデルとしても知られるBZ反応は、金属錯体の酸化還元状態が周期的に振動する反応です。

続きはソースで

ゾル-ゲル振動するアメーバのような新物質のイメージ図  
http://www.u-tokyo.ac.jp/content/400069342.jpg

東京大学
http://www.u-tokyo.ac.jp/ja/utokyo-research/research-news/amoeba-like-oscillating-materials-synthesized-in-lab.html
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引用元: 【東大】アメーバのように変化する物質の合成に成功 SF映画のようなソフトマシン開発の手がかりに

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1: 2017/09/19(火) 11:38:22.21 ID:CAP_USER
関西サイエンスマガジン
2017/9/19 6:00
 ――試薬を加えると、目の前にあったはずの細胞が消えていく。大阪大学と理化学研究所の研究チームは、こんな不思議なテクニックを使った病気の診断技術を開発している。たんぱく質などを溶かす試薬で細胞を透明化し、特殊な顕微鏡を使ってがんなどを早期発見する。将来は人工知能(AI)を駆使した全く新しい病気の診断法につながると期待している。


(画像)
研究に使われる人の肺の一部。左は試薬を加え透明化が進んでいる(大阪府吹田市の大阪大学)


 大阪府吹田市にある大阪大学大学院医学系研究科の研究室。野島聡助教が容器に試薬を加えると、細胞が透け始めた。セ氏37度で振動を与えながら培養すれば、1週間くらいで細胞はほぼ完全に透明になる。野島助教は「簡単で費用も安い」と説明する。

 細胞を透明化する試薬は理化学研究所の上田泰己グループディレクターらが開発した。上田ディレクターは体内で時間を刻む時計遺伝子の研究で有名だ。神経細胞を詳しく調べるために細胞を透明化する試薬を開発した。試薬を使った透明化技術の名前は「CUBIC(キュービック)」。
脂肪やたんぱく質などを溶かす効果があり、血管などの構造を残しながら透明にしてしまう。野島助教はこの試薬が病気の診断に活用できるとして、上田ディレクターに共同研究を持ちかけた。

 病気の診断では、肉眼ではみえない蛍光をとらえる特殊な顕微鏡を使う。蛍光色素で透明な細胞を染めた後、顕微鏡で見ると、細胞の内部が1~5マイクロ(マイクロは100万分の1)メートルの間隔で輪切りしたかのような画像を得られる。
この画像データを重ねれば、細胞の3次元(3D)画像ができあがり、「血管などの様子がはっきりと分かる」(野島助教)という。患者から提供を受けた肺と大腸の細胞で試みたところ、きれいな3次元画像が得られた。

続きはソースで

https://www.nikkei.com/article/DGXMZO21111150U7A910C1000000/

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引用元: 【研究】 「消える細胞」 試薬で透明化 阪大など、がん早期発見に期待 [09/19] [無断転載禁止]©2ch.net

「消える細胞」 試薬で透明化 阪大など、がん早期発見に期待の続きを読む

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1: 2017/09/01(金) 07:43:43.75 ID:CAP_USER9
http://www3.nhk.or.jp/news/html/20170901/k10011121561000.html?utm_int=news-new_contents_list-items_016

超高層ビルなどを大きく揺らす「長周期地震動」のうち、建物の構造に被害を及ぼすおそれのある非常に強い揺れが、過去20年余りの間に6つの地震で観測されていたことが、専門家の分析でわかりました。リスクを認識し、対策を検討する必要があると指摘しています。

「長周期地震動」は、高い建物などを大きく揺らす周期の長い揺れで、6年前の東日本大震災では、震源から遠く離れた東京や大阪などの超高層ビルが10分以上揺れ続けました。

このときは、ビルの柱などの構造に被害は出ませんでしたが、筑波大学の境有紀教授が去年5月までの21年間に震度6弱以上の揺れを記録した全国の512の地震計のデータを分析したところ、全体の4%にあたる21の地点で、ビルの構造に被害を及ぼすおそれのある非常に強い「長周期地震動」が観測されていたことがわかりました。

続きはソースで

9月1日 5時37分
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引用元: 【地震】非常に強い「長周期地震動」 過去21年間に6地震で観測 [無断転載禁止]©2ch.net

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1: 2017/07/06(木) 00:38:27.88 ID:CAP_USER
http://news.mynavi.jp/news/2017/07/03/096/

荒井聡[2017/07/03]

スイス連邦工科大学ローザンヌ校(EPFL)の研究チームは、電磁波などの振動現象全般について、100年来の常識であった「Q値」に関する物理的制約をくつがえす発見をしたと発表した。研究論文は、科学誌「Science」に掲載された。

http://news.mynavi.jp/news/2017/07/03/096/images/001.jpg

電磁波などの波を従来考えられていたよりも広いバンド幅と長い時間にわたって保持できることが明らかにされた(出所:EPFL)

電磁波、音波、機械振動などの共振現象を利用するさまざまなシステムの性能を評価するため、よく使われる指標としてQ値(クオリティ・ファクター)がある。

Q値は、共振周波数ω0を振動の減衰率Γで割った値であると定義される(Q=ω0/Γ)。Q値が大きければ大きいほど、共振周波数ω0は高くなり、ω0を中心とするバンド幅Δωは狭くなる。つまり、強くて鋭い共振になる。

また、Q値の定義からは、減衰率Γがバンド幅Δωに等しいという関係が導かれる。これは、導波路や共振器の内部に振動を保持できる時間とその振動のバンド幅の間には物理的なトレードオフがあり、振動を長時間とどめておこうとすれば、必然的にバンド幅を狭く取らなければならなくなることを意味している。

このトレードオフの関係は、100年以上前にK.S.ジョンソンがQ値を定式化したときから、まぬがれることのできない根本的制約であると考えられてきた。原子・分子振動における放射減衰とスペクトル線幅にもこの関係がみられるし、共振器、水晶振動子、圧電素子、MEMS、超音波や弾性波を利用する音響システムなど、振動を利用したあらゆる分野のデバイス設計に同じ関係が取り入れられている。

今回の研究は、この制約に実は現実的な突破口があったということを示した点で、大きな注目を集めている。論文によると、突破のカギは「ローレンツの相反定理」にあるという。

ローレンツの相反定理とは、ある領域内に電流密度J1とJ2の2つの電流が流れていて、それぞれが電界E1とE2を発生させているとき、J1・E2を全空間で積分した値がJ2・E1を積分した値に等しくなるという関係のことである。媒質が線形の場合、ローレンツの相反定理が成り立つことはマクスウェル方程式から直接導出できる。

続きはソースで
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引用元: 【Q値】振動現象に関する100年来の物理の常識をくつがえす発見 - EPFL [無断転載禁止]©2ch.net

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1: 2017/05/18(木) 20:47:42.80 ID:CAP_USER9
米国野研究者らが世界で初めて機械的な振動を電気へ変えるか、あるいは音を発するソフトで平坦な素材の開発に成功した。
これにより世界初の「しゃべる」新聞や「歌う」国旗や「スパイ行為をする」ジャケットの制作に道が開けた。
雑誌「ネイチャー・コミュニケーション」にその学説が紹介されている。

開発に成功したミシガン州立大学のニルソン・セプルヴェダ氏は次のように語っている。

「マイクとスピーカーが内蔵された新聞を想像してください。

続きはソースで

http://i.imgur.com/Tcd86Gm.jpg
https://jp.sputniknews.com/science/201705173642914/
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引用元: 【技術】米国の物理学者が世界初「しゃべる紙」を開発 これにより“会話できる”新聞や“歌う”国旗の製作も可能に [無断転載禁止]©2ch.net

米国の物理学者が世界初「しゃべる紙」を開発 これにより“会話できる”新聞や“歌う”国旗の製作も可能にの続きを読む
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