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結晶

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1: 2018/10/12(金) 01:04:02.63 ID:CAP_USER
■安くて薄い、次世代電池の本命

日本で生まれた次世代技術、「ペロブスカイト型太陽電池」の実用化が迫ってきた。安価に製造でき、薄くて曲げられるため、クルマの側面やドーム球場の屋根などにも使える。発電効率は現在主流のシリコン型に追い付きつつあるが、大型化と耐久性が課題だ。

 見た目はまるで「黒いクリアファイル」。薄くて軽く、手でぐにゃりと曲げることもできる。だがよく見ると、電気を通すための金属線が横に走っている。下の写真は東芝と新エネルギー・産業技術総合開発機構(NEDO)が今年6月に発表した新種の太陽電池。材料の結晶構造の名称から「ペロブスカイト型」と呼ばれている。日本発の次世代太陽電池の大本命で、ノーベル賞の有力候補と目されている。

 「低コストで簡単に作れるのに、用途は幅広い。革新的な太陽電池だ」。こう胸を張るのは、2009年に論文を公開し、この分野の第一人者として知られる桐蔭横浜大学の宮坂力・特任教授だ。かつては発電効率などに課題があったが、潜在力に着目した世界中の大学や企業が開発競争を繰り広げたことで、性能が急速に向上。実用化まであと一歩の段階まで迫ってきた。

ペロブスカイト型が「革新的」とされるのには、大きく4つの理由がある。

 1つ目は、「低コスト」で製造できる点だ。ペロブスカイトとは複数の元素によってつくられる結晶構造のこと。太陽電池用には鉛やヨウ素などが使われるのが一般的だ。このペロブスカイトを液体に溶かして、軟らかいフィルムなどの基板に塗布する。十分に乾燥させ、電極などを配置して完成だ。

 現在主流のシリコン型では、製造工程で真空状態をつくったり、約1400度で熱したりする必要がある。一方でペロブスカイト型は、基板に材料を塗るだけなので、大がかりな装置を使わずに済む。ありふれた物質を使うため、調達コストも安い。材料と製造設備を含めてシリコン型の半分以下のコストで製造できると試算されている。

 2つ目は、「薄くて曲げられる」こと。

 シリコン型は硬くて重いため、広くて平坦な土地や、耐荷重性の高い建物の屋上などに設置場所が限られる。

 対照的に、薄くて軽いペロブスカイト型の用途は幅広い。

続きはソースで

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引用元: 【材料工学】実用化迫る新技術「ペロブスカイト型太陽電池」[10/11]

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1: 2018/09/27(木) 12:30:19.89 ID:CAP_USER
■地球のタイムカプセル「ジルコン」から探る生命の起源

 40億年前の地球はどんな姿をしていたのだろうか。そのヒントをくれるのが、ジルコン(ZrSiO4)という非常に頑丈な鉱物だ。

 ジルコン結晶は破壊することがほぼ不可能で、古いものは44億年近く前から存在する。小さなタイムカプセルとも言えるこのジルコンの中には、太古の化学的な「指紋」が残されている。「ジルコンは、わたしたちに地球の形成段階を垣間見せてくれる唯一の窓です」と、米ロチェスター大学のダスティン・トレイル氏は言う。

 9月24日付け学術誌『米国科学アカデミー紀要(PNAS)』に発表された論文において、トレイル氏のチームは、40億年前の地球表面が正確にはどのような状態にあったのかを明らかにした。最初の生命が誕生した環境が徐々に解明されようとしている。

■絶えずリサイクルする地球
 地球が形成された45億年以上前、表面の状態は現在とはまるで違っていたと考えられる。科学者たちが一般に考える初期の地球とは、ひっきりなしに隕石が降り注ぎ、火山からは溶岩がゴボゴボと音を立てて流れ出す、地獄のような場所だ。

 しかしこれらはすべて推測であり、地球最初期の数億年間から現在に至るまで残っている物理的な証拠は何もない。地球は究極のリサイクル・システムを持っており、プレートテクトニクス運動により、古い岩盤は絶えず新しいものとして再利用され、溶岩流が固まって新たな景色を形作っている。

 ジルコンの結晶はしかし、非常に硬いため、このリサイクル・プロセスにおいてさらされる非常な高温や高圧力に耐えることができ、その内部には結晶が最初に形成されたときの周囲の環境に関するヒントが残されている。ジルコン酸素同位体を用いたこれまでの研究では、43億年ほど前には、地表の一部を液体の水が覆っていたことがわかっている。これはつまり、地球の表面が、地球形成からわずか数億年後には冷えていたことを示唆している。そして昨年には、41億年前のジルコンから、初期の生命の痕跡とも考えられる炭素に富んだ含有物が見つかった。

 しかし、こうしたわずかな情報以外には、この時期の地球表面で生命を生み出すような化学反応が起きていたかどうかについては、ほとんどわかっていなかった。

■ジルコンに含まれる40億年前のヒント

 その答えを求めてトレイル氏のチームが注目したのが、ケイ素と酸素だ。ケイ素と酸素は、両方合わせると、今日の地球に存在する岩石のほぼ75パーセントを占める。この二つの元素にはまた、調べがいのある特性がある。ともに、同位体を持つことだ。

 岩石ができたり変性したりすると、そこに含まれる同位体の特性が変化する。よってたとえば、溶岩が冷えてできる岩と、風雨にさらされた岩から採取される粘土とでは、含まれる同位体の特性は大きく異なる。そしてジルコンは、地球初期の堆積物の特性を今も有している。

 ジルコンに含まれるケイ素と酸素を精密に分析するため、研究チームは、米カリフォルニア大学にある高解像度イオンマイクロプローブを使用した。電荷を帯びた原子のビームを微小なサンプルに当て、跳ね返ってくるイオンを計測するものだ。

続きはソースで

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ナショナルジオグラフィック日本版サイト
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引用元: 【鉱物】40億年前の地球は生命誕生の「温床」だった[09/27]

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1: 2018/08/08(水) 11:39:04.43 ID:CAP_USER
探査機「はやぶさ」が小惑星イトカワから持ち帰った微粒子を分析した結果、イトカワの母体となった天体が、約15億年前に他の天体の衝突により破壊されたとみられることが分かったと、大阪大の寺田健太郎教授(宇宙地球化学)らのチームが7日付の英科学誌電子版に発表した。

 破壊後、再び集積、合体してイトカワとなったと考えられ、「太陽系誕生初期から現在までの歴史解明につながる」としている。

続きはソースで

https://www.sankei.com/photo/images/news/180807/sty1808070013-f1.jpg
https://www.sankei.com/photo/images/news/180807/sty1808070013-f2.jpg

https://www.sankei.com/photo/story/news/180807/sty1808070013-n1.html
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引用元: 【宇宙】15億年前に衝突、破壊か イトカワの母天体、大阪大[08/07]

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1: 2018/08/02(木) 22:05:32.80 ID:CAP_USER
[ワシントン 1日 ロイター]
- 世界で最も希少な宝石のひとつとされるブルーダイヤモンドの形成過程について、科学者らが46個を検証した結果、地球の下部マントル部分に当たる深さ660キロ以上の場所で生成されていることが分かった。

ダイヤモンド内部の微小物質が手がかりになったもので、研究は科学誌ネイチャーに掲載された。

ブルーダイヤモンドは採掘されるダイアモンド全体のわずか0.02%に過ぎない。

続きはソースで

http://www.hazardlab.jp/contents/post_info/2/4/2/24251/ge1802_farnese_df.jpg
http://www.hazardlab.jp/contents/post_info/2/4/2/24251/farnese_announcement_1.jpg
https://amd.c.yimg.jp/im_siggW_kWrDjzXD8CmUf9FdicYA---x400-y312-q90-exp3h-pril/amd/20180802-00000064-reut-000-4-view.jpg

Reuter
https://reut.rs/2LJBnZl
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引用元: 【地質学】希少なブルーダイヤは地底660キロで結晶化、科学者らが検証[08/01]

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1: 2018/06/30(土) 00:06:39.57 ID:CAP_USER
米サウスウエスト・リサーチ・インスティテュートの学者らが、土星の衛星エンケラドゥスの複数の間欠泉によって噴き上げられた氷の結晶の中に、複雑な有機分子を発見した。今回の発見は、この天体に生物体が存在する確率を高めるものだ。ポータルサイト「サイエンスアラート」が伝えている。

分析の結果、エンケラドゥスの表面と氷の下にある海の中に、炭素を豊富に含む大きな有機分子があることが示された。この発見は、地球上の海面ミクロ層(SML)に似た有機物質を豊富に含む膜が、エンケラドゥスの海の表面を覆っていることを前提とするものだ。

続きはソースで

https://jp.sputniknews.com/science/201806295055006/
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引用元: 【宇宙】土星の衛星エンケラドゥスで地球外生命の痕跡発見

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1: 2018/06/08(金) 04:58:50.65 ID:CAP_USER
 狙った気体を無数のすき間に取り込んで形を変え、さらに元の形へ戻すこともできる新たな結晶の合成に成功したと、京都大高等研究院の北川進特別教授らの研究チームが米科学誌「サイエンス・アドバンシズ」に発表した。
地球温暖化の原因となる二酸化炭素(CO2)を封入する技術などに役立つ新素材開発につながる可能性があるという。

 新たな結晶はジャングルジムのような格子状で、格子1辺の長さは1ナノメートル(ナノは10億分の1)。
格子に囲まれた空間に、CO2や一酸化炭素などの狙った気体分子だけを取り込むことができる。

 気体を吸収する前の結晶は平たい形をしているが、気体を吸収すると立体的になる。

続きはソースで

https://cdn.mainichi.jp/vol1/2018/06/07/20180607ddm001010018000p/8.jpg

毎日新聞
https://mainichi.jp/articles/20180607/ddm/016/040/022000c
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引用元: 【化学】気体取り込み変形自在 京大、新結晶合成に成功[06/07]

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