東京農工大学は、細胞の様な鋳型を用いて1/100mmスケールのミクロなゼリー球を作製し、そのゼリー球の硬さを測ることにより、ゲル化させる際の鋳型のサイズによってゼリーの硬さが大きく変化することを発見したと発表した。

同研究は、東京農工大学大学院工学研究院先端物理工学部門の柳澤実穂テニュアトラック特任准教授、大学院生の酒井淳氏、村山能宏准教授、慶應義塾大学理工学部生命情報学科の藤原慶専任講師、九州大学先導物質化学研究所の木戸秋悟教授らの研究グループによるもので、同研究成果は、3月15日付でアメリカ化学会誌「ACS Central Science」オンライン版に掲載された。

ゼラチンからなるミクロなゼリー(以下、ミクロゲル)は、食品や化粧品、医薬品など、日用品には欠かせない物となっている。それらの食感や質感、強度などの機能を強く支配する力学的性質は、ミクロゲルが分散した水溶液や大きなゲルに対してはよく知られているものの、ひとつのミクロゲルが示す力学的性質は測定が困難で、詳細な解析が渇望されていた。

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東京工業大学、芝浦工業大学がハスの葉を鋳型にメタマテリアル作製に成功　― 反射率1％以下の超薄膜光吸収構造実現 ―｜プレスリリース配信サービス【＠Press：アットプレス】
https://www.atpress.ne.jp/news/79711

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図1（a） ハスの葉を30nm厚の金で被覆したメタマテリアル
　 （b） ハスの葉の電子顕微鏡写真
　 （c） ドクダミの葉を30nm厚の金で被覆した試料
　 （d） ドクダミの葉の電子顕微鏡写真
https://www.atpress.ne.jp/releases/79711/img_79711_2.jpg
図2（a） 蓮の花
　 （b） 葉の表面のミクロ構造
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図3 蓮の葉の構造の模式図


【概要】
　東京工業大学大学院総合理工学研究科の梶川浩太郎教授と、修士課程2年海老原佑亮、芝浦工業大学工学部の下条雅幸教授は共同で、ハス（蓮）の葉のナノ構造を鋳型に使い、高効率で大面積の「超薄膜光吸収メタマテリアル」の作製に成功しました。

　研究グループは高分解能走査型電子顕微観察により、ハスの葉の表面に直径100nm程度の多数のマカロニ状のナノ構造があることを見いだし、その上に膜厚10～30nmの金を被覆するだけで、照射された光をトラップして外に逃がさない光メタマテリアル（用語1）構造を作製しました。このメタマテリアルはすべての可視光領域で反射率が1％以下という良好な光吸収構造（用語2）となっています。

　この成果は、生体が持つナノ構造を鋳型とすれば、様々な機能を持つ大面積のメタマテリアル（バイオ・メタマテリアル）を低コストに作製することにつながると期待されます。研究成果は、英科学誌ネイチャーグループのオンラインジャーナル「サイエンティフィック・リポーツ（Scientific Reports）」に2015年11月4日掲載されました。

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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）。

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「朝鮮でなく国内製造？」国内最古の青銅鏡鋳型見つかる　福岡・春日の遺跡 - 産経ニュース
http://www.sankei.com/life/news/150527/lif1505270045-n1.html
＜須玖タカウタ遺跡＞国内最古の青銅鏡鋳型　福岡で出土 （毎日新聞） - Yahoo!ニュース
http://headlines.yahoo.co.jp/hl?a=20150527-00000104-mai-cul

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http://www.sankei.com/images/news/150527/lif1505270045-p1.jpg
須玖タカウタ遺跡で出土した「多鈕鏡」の鋳型の破片＝３月、福岡県春日市（春日市教育委員会提供）
http://www.sankei.com/images/news/150527/lif1505270045-p2.jpg
「多鈕鏡」の鋳型の破片が出土した須玖タカウタ遺跡の土壙墓＝２０１４年６月、福岡県春日市（春日市教育委員会提供）
http://www.sankei.com/images/news/150527/lif1505270045-p3.jpg
「多鈕鏡」の鋳型の破片が出土した須玖タカウタ遺跡の５次調査区＝２０１４年８月、福岡県春日市（春日市教育委員会提供）

http://mainichi.jp/graph/2015/05/28/20150528k0000m040055000c/image/005.jpg
須玖タカウタ遺跡で出土した多鈕鏡の石製鋳型（中央）。図は福岡県小郡市で実際に出土した多鈕鏡の実測＝福岡県春日市で、津村豊和撮影


　◇生産開始２００年さかのぼる

　福岡県春日市教委は２７日、同市の須玖（すぐ）タカウタ遺跡で、弥生時代の青銅鏡「多鈕（たちゅう）鏡」の鋳型（弥生時代中期前半＝紀元前２世紀）が国内で初めて出土したと発表した。
国内最古の青銅鏡鋳型で、国内の青銅鏡生産の開始時期が２００～１５０年さかのぼる。多鈕鏡は国内に最初に流入した青銅鏡で、従来、朝鮮半島製とされていたが、今回の出土で国内での生産の可能性も出てきた。日本の青銅器の技術や生産実態を知る上で画期的な発見になりそうだ。

　出土した鋳型は長さ５．１センチ、幅２．５センチ、厚さ２．３センチ、重さ３９グラムの滑石（かっせき）製。鈕（ひもを通す穴を開けたつまみ）の基部を鋳造する溝や、鈕に穴を開けるため粘土を詰めた溝、曲線の文様「重弧（じゅうこ）文」を描く線の溝（幅１ミリ）があった。年代や鈕の形状から、文様の線が細い「細文（さいもん）鏡」用の鋳型という。

　石材は朝鮮半島製とみられるが、「重弧文」は日本の弥生土器や銅鐸（どうたく）に施されている文様のため、渡来人ではなく倭人（日本人）が鋳型を作った可能性があるという。国内での青銅鏡生産はこれまで弥生後期初頭（１世紀）の「小形�委製（ぼうせい）鏡」が最初とされていた。

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【大森顕浩】


　【ことば】多鈕鏡

　鏡の背面に二つ以上の鈕（ちゅう）を付けて幾何学的文様を描いた鏡で、直径１０～１５センチ程度。文様線の幅０．１～０．２ミリの細文（さいもん）鏡と幅０．５～２ミリの粗文（そもん）鏡があり、鋳型は前者が土製、後者が石製とされる。中国・遼寧地方で紀元前８～４世紀に粗文鏡、朝鮮半島で紀元前４～２世紀に細文鏡が登場する。国内には紀元前３～２世紀に登場し、吉武高木遺跡（福岡市）、名柄（ながら）遺跡（奈良県御所市）など、北部九州から長野県にわたる１１遺跡で１２点出土し、すべて細文鏡。