理系にゅーす

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2: 2015/12/21(月) 08:00:59.08 ID:i0vg7xO0.net

研究成果のポイント

・独自の光学顕微鏡技術を駆使し,擬似液体層※1の形態変化の様子を非接触・非破壊で追跡することで,従来では測定が困難であった擬似液体層の物理的性質※2を定量的に
評価することに成功した。

・擬似液体層は,バルク水※3とは性質が明確に異なることを明らかにした。
 
・長年の謎であった氷の表面融解の機構解明に向けた新しいアプローチを提案。

研究成果の概要

 氷の表面は 0℃以下であっても薄い水膜で濡れています。この現象は氷の「表面融解」として古くから知られていますが,氷の表面がなぜ濡れるのかは未だに大きな謎に包まれています。
 
本研究では,表面融解により生じる水膜「擬似液体層」に着目し,その物理的性質を独自の光学顕微鏡技術を駆使して調べました。その結果,擬似液体層の流れ易さ(表面張力粘性係数の比)がバルク水のそれと比べて,最大約 200 分の 1 にまで低下することが,すなわち氷表面を濡らす水膜はバルク水より流れにくいことが分かりました。この違いは氷界面に局在する水分子がバルク水には見られない特異な構造・運動性を持つことに起因していると考えられます。本研究成果は,長年の謎であった氷の表面融解のメカニズムを解明する上での重要な手掛かりになると期待されます。
 
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引用元: ・氷の表面を濡らす水膜は普通の水より流れにくい

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1: 2015/09/18(金) 18:16:03.88 ID:???.net
極小サイズの「透明マント」開発成功、米研究 写真2枚 国際ニュース:AFPBB News
http://www.afpbb.com/articles/-/3060727

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【9月18日 AFP】物体を覆って見えなくする極小の「透明マント」を開発したとの研究結果が17日、発表された。これまでSFでおなじみだった不可視化技術の現実版に大きく近づく成果だという。

 米科学誌サイエンス(Science)に論文を発表した、米エネルギー省のローレンス・バークレー国立研究所(Lawrence Berkeley National Laboratory、LBNL)と米カリフォルニア大学バークレー校(University of California, Berkeley)の物理学者チームによると、この「不可視化膜」は、顕微鏡でしか見えないほど小さいが、理論上は将来、サイズの拡大が可能になると思われるという。

 不可視化膜は、光の性質を操作して、物体表面での光波の反射の仕方を変え、物体を目で捉えられなくすることで機能する。

 論文主執筆者で、LBNLの材料科学研究部門を率いる張翔(Xiang Zhang)氏は「任意の形状を持つ3次元物体を覆い、可視光で見えなくしたのは、今回が初めてだ」と指摘。「この極薄の不可視化膜は、被膜のように見える。設計と設置が容易で、肉眼で見える物体を隠すために拡大化できる可能性がある」と続けた。 

 研究チームは「ナノアンテナ」として知られる金製の微細構造を用いて、厚さ80ナノメートル(1ナノメートル=100万分の1ミリ)の不可視化膜を作製。生体細胞数個ほどの大きさの3次元物体を覆うことができるとしている。

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(c)AFP

引用元: 【光学/技術】極小サイズの「透明マント」開発成功 米研究

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1: 2015/05/06(水) 12:31:36.84 ID:???.net
東大、「水をはじく表面」近くでは塩が溶けにくいことを発見―汚れにくい表面材料の開発に期待 | サイエンス - 財経新聞
http://www.zaikei.co.jp/article/20150505/247999.html

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http://www.zaikei.co.jp/files/general/2015050512192990big.jpg
水をはじく性質を持つ材料表面の近くでは、「塩」と「水をはじく表面」との距離が近ければ近いほど、「塩」が水に溶けにくくなることが明らかになった。(写真:東京大学の発表資料より)


 東京大学の伊藤喜光助教・相田卓三教授らの研究グループは、水をはじく性質を持つ材料表面の近傍では、塩が水に溶けにくくなることを発見した。理論的には1953年に予言されていた現象を初めて実験的に示した。この成果は、汚染を防止する新しい表面材料の開発などに貢献できる可能性があるという。

 蝋やテフロンに代表される「水をはじく表面」に水をたらすと、水は粒状になり転がるようにして表面から逃げていく。このような「水をはじく表面」と接している水の挙動は古くから関心を持たれ、研究対象となってきたが、「水をはじく表面」上の水の構造などは、十分に明らかになっていなかった。

 今回の研究では、上部に人工的に「塩」を配置した原子レベルで平坦な板を用意した。塩の下には水をはじく薄い膜(水をはじく表面)を配置し、「塩」と膜表面との距離を4段階に分けて水中に沈め、「塩」の溶け出しを観測した。その結果、「塩」と「水をはじく表面」との距離が近ければ近いほど、「塩」は溶け出しにくくなるという現象が観測された。

続きはソースで

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 今回の研究成果は米科学誌「サイエンス」に掲載された。論文タイトルは、「Subnanoscale hydrophobic modulation of salt bridges in aqueous media」。

引用元: 【材料科学】東大、「水をはじく表面」近くでは塩(えん)が溶けにくいことを発見―汚れにくい表面材料の開発に期待

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1: 2015/02/26(木) 14:47:06.06 ID:???.net
なぜ「まつげ」はあるのか?謎の解明に迫る 米研究
引用元:AFPBBNews 2015年02月26日 13:44 発信地:パリ/フランス
http://www.afpbb.com/articles/-/3040835

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【2月26日 AFP】人や動物にはなぜ、「まつげ」があるのだろうか──。
この問いに答えるため、専門家らは長年にわたって議論を闘わせ、さまざまな仮説を提唱してきた。

これまでの仮説には、目の中に入りそうなものを捉えて集める機能があるとした説や、猫の頬(ほお)にあるひげのような働きをするセンサーとして、風で運ばれる砂粒などの危険を目に知らせているとした説、そして表情を豊かにしてコミュニケーションや性的魅力のための目の影響力を高めるためにあると示唆する説もある。

このまつげにまつわる謎について、米ジョージア工科大学(Georgia Institute of Technology)の研究者、デービッド・フー(David Hu)氏率いる生物学者チームは25日、これこそが正解だとする説を提示した研究論文を、英国王立協会(British Royal Society)の学術誌「Journal of the Royal Society Interface」に発表した。
それによると、空気中に浮遊する微粒子、細菌、ウイルス、ダニなどから目を保護するために、まつげは目の周囲の気流の向きを変えているのだという。

研究チームは、まつげの別の働きとして、眼球表面の保護膜が乾燥することを防ぐ効果を挙げた。
保護膜は粘液、油、水の混合液である涙によって形成される。

鼻の気道に生えている鼻毛は、ほこりなどを物理的に捕捉するトラップとして機能するが、まつげはそれと異なり、「受動的なほこり制御システム」としての役割を果たしていることを発見。
「まつげは、涙の蒸発と微粒子の蓄積を最大50%減少させる」と研究チームは説明した。

フー氏の研究チームはさらにまつげの謎に迫るため、ヤマアラシから人間まで、哺乳類22種のまつげの長さを測定した。

その結果、まつげの長さは22種の哺乳類すべてで、目の幅の約3分の1であることが分かった。
これは、視界をさえぎることなく、目に当たる気流を最小限に抑えるために最適化された長さになっているという。
ほこりの多い乾燥した環境に対処するため、まつげが多層状になっているキリンなどの動物種の場合にも、この規則は当てはまっていた。

研究チームは次に技術者の助けを借りて、一方の端に哺乳類の目の複製を取り付けた小型風洞を製作した。
複製の目は、水の薄い被膜で覆われた直径2センチの皿と、それを取り巻く模造まつげで構成され、風は歩く速度でこの「目」に当たるよう方向が設定された。

実験の結果、まつげは気流を皿から離れた方向に変えて水の蒸発を防ぎ、微粒子の進路をそらしていることを研究チームは突き止めた。

この実験結果は、まつげが少ない人ほど、いわゆるドライアイに起因する目の感染症にかかるリスクが高くなるとの医学的所見の裏付けとなる。
(引用ここまで 全文は引用元参照)

▼関連リンク
・Georgia Institute of Technology February 25, 2015
Easy on the eyes: How eyelash length keeps your eyes healthy
Study finds that animals and humans have similar lash length
http://www.news.gatech.edu/2015/02/25/easy-eyes-how-eyelash-length-keeps-your-eyes-healthy
・Journal of the Royal Society Interface
Eyelashes divert airflow to protect the eye
DOI: 10.1098/rsif.2014.1294 . Published 25 February 2015
http://rsif.royalsocietypublishing.org/content/12/105/20141294

引用元: 【生物】なぜ「まつげ」はあるのか?目を保護するために周囲の気流の向きを変える働き/米ジョージア工科大

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1: 2014/11/03(月) 23:54:23.31 ID:???.net
独立行政法人理化学研究所(理研)は30日、有機物質であるジアリールエテン分子を銅表面上に均一膜として形成することに成功し、膜の形成メカニズムを解明したと発表した。同分子は光スイッチ機能を持ち、有機メモリ実現の可能性を持つ。

有機物質を用いたデバイスとしては、すでに有機ELや有機FET(電界効果トランジスタ)、有機太陽電池などが実用化されている。有機物質を利用したメモリはまだ研究段階だが、従来の半導体など無機物質では超えられない1平方インチあたり1Tbit以上の高密度メモリを作成できる可能性を持つ。

今回理研が実験に用いたジアリールエテン分子は、光を当てることで分子構造が変化し、分子の性質が変化する。具体的には、通常は白色や透明だが、紫外線を当てると赤や黄色などに変わり、可視光を当てると元に戻るが、光を照射し続けなくても室温で安定的に存在するため、室温で動作可能な不揮発性メモリとして利用できる。

しかし、この分子をメモリとして利用するには、銅表面などの固体基板上に均一構造として整列させる必要があるが、この分子だけを銅表面に蒸着させても、分子はランダムに吸着してしまう。
そこで、研究チームは、同分子に、電子を引っ張りやすい性質を持つフッ素原子が6個集まった部分があることに着目。

陽イオンをこのマイナスに帯電した部分と繋ぐ「糊」として使うことを考案し、塩化ナトリウムを前もって蒸着させた銅表面にジアリールエテン分子を蒸着、加熱したところ、分子が列構造に並んだ2次元均一膜が形成された。

その後の解析で、形成された構造が、ジアリールエテン分子とナトリウムからなる均一膜であることを実験的に証明した。
また、同チームは、「RICC」スパコンにて、量子力学の基本原理に基づいて分子や結晶の性質を計算する「第一原理計算」を行なったところ、ナトリウム周りの電荷量が減少したためナトリウムが陽イオン化して糊として働き、電荷量が多くなっているフッ素の部分と引き合っていることも分かった。このことは、イオンと分子双極子の相互作用が、膜の形成メカニズムに深く関与していると言い換えられるという。

この研究成果は、複雑な構造をしたスイッチング機能を持つ分子でも、相互作用を工夫すれば表面に均一に分子を配列できることを示しており、有機メモリの実用化に向けた前進となる。

http://pc.watch.impress.co.jp/docs/news/20141031_674042.html

引用元: 【技術】無機物質を超える密度の有機メモリ実現に一歩前進

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1: チリ人φ ★ 2014/02/08(土) 13:21:19.95 ID:???

リチウム:海水から低コストで採取 原子力機構開発

携帯電話などの電池の原料となるリチウムを、海水からエネルギーを使わず、簡単に低コストで取り出す
新技術を開発したと、日本原子力研究開発機構の研究チームが7日、発表した。
海水を特殊な膜に通すだけという方法で、従来の方法よりも短時間・高純度でリチウムを採取できる。実用化されれば、100%輸入に頼るリチウムを国内で生産できる画期的な手法になる可能性がある。

研究チームは、海水と薄い塩酸を用意し、その間に海水に溶けたリチウムだけを通すセラミックスを使った薄膜(5センチ四方)と電極板を浸した。海水側と塩酸側の電極板を導線でつなぐと導線に電流が流れ、30日間で海水25リットルから約2ミリグラムの高純度リチウムを塩酸側に採取できた。また、0.56ボルトの発電にも成功した。

リチウムを使ったリチウムイオン電池は、パソコンや携帯電話のほか、電気自動車などに使途が広がっている。
この方法では、使用済みリチウムイオン電池からリチウムを取り出すことも可能なため、リサイクル促進にもつながりそうだ。

レアメタル(希少金属)のリチウムは、南米で主に生産されているが、塩湖の水を1年以上かけて蒸発させて採取するため、時間と広大な敷地が必要だ。海水中には約2300億トンと膨大なリチウムがあるとされるが、従来の抽出法は不純物が多く含まれ、電力も必要だった。

今後は膜を拡大し、採取量を増やすことなどが課題という。同機構の星野毅・研究副主幹は「早期の工業化を目指し、企業にも協力を求めたい」と話した。
http://mainichi.jp/select/news/20140208k0000e040206000c.html
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【すごい!】100%輸入に頼るリチウム 海水から低コストで採取する新技術開発 リサイクルも容易に/日本原子力研究開発機構の続きを読む

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