このコーナーでは、2014年から先端テクノロジーの研究を論文単位で記事にしているWebメディア「Seamless」（シームレス）を主宰する山下裕毅氏が執筆。新規性の高い科学論文を山下氏がピックアップし、解説する。 X： ＠shiropen2 イタリアの研究機関「CNR Nanotec」などに所属する研究者らが発表した論文「Emerging supersolidity in photonic-crystal polariton condensates」は、レーザー光と物質の相互作用を利用して、「超固体」と呼ばれる特異な物質状態を実現することに成功した研究報告だ。 超固体とは、固体のように規則正しい結晶構造を形成しながらも、液体のように摩擦なく流れるという不思議な性質を持つ。 この超固体の存在は50年以上前に理論的に予測されていたが、実験で確かめられたのはごく最近のことだ。これまでの実験は主に
大手市場調査会社である BlueWeave Consulting の最近の調査によれば、リチウムイオン電池（以下、LIB）のリサイクル市場規模は、2022年の推定62億2,000万ドルから、2029年には5倍以上の324億ドル規模になると予測されている。 シンクタンクや市場調査会社による相次ぐ市場拡大の分析、さらに、米国のインフレ削減法、欧州の電池指令によって、材料の調達規制やリサイクル材料利用の促進が重なり、LIBリサイクルのニュースは大きな関心を集め、投資が加速している。しかし、現状利用されている技術の限界、コストの問題、中国以外での未熟な二次材料（リサイクル材料）市場、そして電池材料の変化や化学的な材料特性を本当に考慮した綿密な調査は、行われていない。 上記の調査結果のほとんどは、マクロ的な市場分析と各社の公式発表が情報ソースとなっている。本稿では、LIBのリサイクルにおける技術的な
名城大学は、ゲルマニウム（Ge）と固体電解質「LiAlGePO」を組み合わせた「複合負極」を開発した。この複合負極を用いたリチウムイオン電池は、1000mAh/g以上と従来の約3倍となる高容量を、300サイクル以上も劣化なく駆動させることに成功した。 LiAlGePOがGeの亀裂を抑制し、負極の劣化も防ぐ 名城大学は2025年2月、プラズマプロセスを用いゲルマニウム（Ge）と固体電解質「LiAlGePO」を組み合わせた「複合負極」を開発したと発表した。この複合負極を用いたリチウムイオン電池は、1000mAh/g以上と従来の約3倍となる高容量を、300サイクル以上も劣化なく駆動させることに成功した。複合負極は全固体リチウムイオン電池にも応用が可能とみている。 小型で軽量のリチウムイオン電池を実現するには、高容量の負極を開発する必要があるという。Geは理論容量が1600mAh/gでカーボン（C
世界を変える合金です。 ウィーン工科大学（TU Wien）らが行った研究によって、金属にとって当然とされてきた「熱膨張」をほとんど起こさない新合金が開発されました。 通常、気温の変化によってエッフェル塔の高さが数センチメートルも変わるように、金属は温度が上がると膨張するのが当たり前です。 しかし今回の合金は、極低温から約167℃もの広い温度帯でも形状をほとんど変えず、精密機器や宇宙開発など幅広い分野での革命的な利用が期待されています。 果たして、この合金はどのような仕組みで“広がる力”を抑え込むことに成功したのでしょうか？ 研究内容の詳細は『National Science Review』にて公開されました。 Local chemical heterogeneity enabled superior zero thermal expansion in nonstoichiometric p
湖にはびこるホテイアオイによって立ち往生している様子。写真は２０１８年に撮影されたもの/Yasuyoshi Chiba/AFP/Getty Images via CNN Newsource （ＣＮＮ） ケニアの首都ナイロビの北西に位置するナイバシャ湖は、船の航行が困難になりつつある。今、世界で最もはびこっている侵略的外来種ホテイアオイが湖を覆い尽くし、魚を窒息させ、人々を立ち往生させているのだ。 地元の漁師であるサイモン・マチャリア氏によると、ある時、漁師たちは、湖でホテイアオイに閉じ込められ、３日間身動きが取れなくなったという。結局、漁師たちは政府に助けを求め、ヘリコプターで救助された。 また、このホテイアオイのせいで、湖で全く漁ができない日もあるという。漁の最中に、水面に浮かぶホテイアオイの下で漁網を失う可能性があり、その場合、その日の稼ぎがなくなるばかりか、新たに網を調達する費用がか
京都大学などの国際研究チームは1月9日、炭素でできた磁石「炭素磁石」の合成に世界で初めて成功したと発表した。これによって、軽量で錆びず、安価な磁石の開発が可能となり、従来のレアアースなどを使う重金属磁石からの脱却を実現できるという。ウェアラブルデバイスへの応用の他、量子通信技術などの発展にも貢献が期待されるとしている 従来の磁石は現代の電子工学には欠かせない一方、金属が主な材料であるため、重量や希少金属の供給リスクなどの問題があった。これを解決するため、軽量かつ安価な材料である炭素を使った磁石に関する研究が進んでいる。その中でも、炭素細線材料の「グラフェンナノリボン」（GNR）が大きな注目を集めている。 GNRは2つの端を持ち、そのうち片端をジグザグ型の構造にできれば、強磁性を示して磁石になる。しかし従来の合成法では、片端だけをジグザグ型にするのは非常に困難で、強磁性を示すGNRの合成は未
プレスリリース 研究 2024 2024.12.13 室温で情報の読み書きが可能な交代磁性体（「第三の磁性体」）を発見 ―超高密度・超高速な次世代の情報媒体に― 発表のポイント ◆ 交代磁性体と呼ばれる新しいカテゴリの磁性体の物質探索を行い、室温で情報の読み書きが可能な物質を世界で初めて発見しました。 ◆ 既存の磁気記憶素子では強磁性体における↑（上向き）と↓（下向き）のスピン状態を利用して情報を記憶していますが、交代磁性体では↑↓と↓↑のスピン状態で情報を記憶し、かつ強磁性体と同等の手法で情報の読み書きを行うことが可能です。 ◆ 交代磁性体は、従来利用されてきた強磁性体と異なり、①ビット間干渉の原因となる漏れ磁場が存在しないため素子の集積化に有利、②応答速度が100倍以上高速、③磁気的な外乱に対する耐性が高い、といった特徴を持ち、次世代の超高密度・超高速な情報媒体としての活用が期待されま
コンピューターのメモリーの性能を飛躍的に高める「交代磁性体」と呼ばれる特殊な性質を持った物質を見つけたと、東京大学の研究グループが発表しました。コンピューターの消費電力の低下にもつながる成果だとしています。 これは、東京大学大学院工学系研究科の関真一郎教授らの研究グループが発表しました。 グループは、磁気の性質を使って情報を記憶させるメモリーの性能を飛躍的に高める「交代磁性体」と呼ばれる特殊な性質を持った物質を探しました。 その結果、化合物の「硫化鉄」がこの特殊な性質を持っていることを突き止め、従来のメモリーと同じように情報を読み込んだり書き出したりできることを実験で確かめたということです。 研究グループによりますと、今回見つかった交代磁性体は室温で使えるのが特徴で、理論的には、従来の磁気を使ったメモリーより小型化が可能で、処理速度が100倍以上速くなるということです。 また、交代磁性体を
中国政府は、半導体の材料などとして使われる希少金属のガリウムなどについてアメリカへの輸出を原則として禁止すると発表しました。アメリカが中国向けの半導体の輸出規制を強化したことへの対抗措置とみられます。 中国商務省は3日、「輸出管理法」などに基づいて、希少金属のガリウムとゲルマニウム、それにアンチモンなどについて、アメリカへの輸出を原則として禁止すると発表しました。 これらの希少金属は、半導体の材料などに使われ軍事転用も可能で、いずれも中国が高いシェアを持っています。 また、リチウムイオン電池の材料などとして使われる黒鉛についても輸出する際の審査をより厳しくするとしています。 これに先立ち、アメリカは2日、先端技術による中国の軍事力強化を防ぐためとして、先端半導体の製造装置や半導体の製造に必要なソフトウエアの中国向けの輸出を新たに規制し、輸出を制限するリストに中国の半導体メーカーなど140社
理化学研究所などの研究チームは塩水につけると分解して原料に戻る新たなプラスチックを開発したと発表しました。環境負荷を抑えることに貢献する技術だとしています。 これは理化学研究所の相田卓三グループディレクターの研究チームがアメリカの科学雑誌「サイエンス」に論文を発表しました。 研究チームは化石燃料由来のプラスチックに代わる材料の開発に取り組み、その原料として、食品添加物や農業用途などに使われている2種類の分子の組み合わせに注目しました。 そして、これらの分子が電気的に強く結合して立体的な構造をつくる性質を利用した結果、無色透明で、ポリプロピレンなどと同じ程度の強度と耐熱性を持つ、新たなプラスチックの開発に成功したということです。 さらに、このプラスチックは塩水につけておくと、分子どうしの結合が解けて2種類の原料に戻る特徴を示したということです。 研究チームによりますと、原料は海水中の微生物の
東京大学の西林仁昭教授らは、常温常圧でアンモニアを安価に合成する技術を開発した。反応物を砕いて反応しやすくし、高価な有機溶媒を使わずに合成する。コストを抑えた実用的なアンモニア合成手法の開発につながると期待される。アンモニアは医薬品や肥料など窒素原子を含む化合物の原料として使われる。燃焼時に二酸化炭素（CO2）を排出しないため、発電や船舶の燃料として使える。水素に比べて容易に貯蔵や運搬ができ、
温室効果ガスを微細な気孔に閉じ込める粉末「COF-999」が開発されました。大気中の二酸化炭素を削減し、気候変動を抑える効果が期待されています。 Carbon dioxide capture from open air using covalent organic frameworks | Nature https://www.nature.com/articles/s41586-024-08080-x Capturing carbon from the air just got easier - Berkeley News https://news.berkeley.edu/2024/10/23/capturing-carbon-from-the-air-just-got-easier/ This powder removes as much CO₂ from the air as a
米アーカンソー州の地下に電気自動車（EV）のバッテリーに欠かせないリチウムが相当量埋蔵されているという研究結果が発表された。埋蔵量は、米国が現在輸入している量を上回る可能性があるという。 米国地質調査所（USGS）とアーカンソー州政府は10月21日、州南部にあるスマックオーバー層の地下の塩水に、510万〜1900万トンのリチウムが含まれている可能性があると発表した。このリチウム鉱床は、機械学習モデルと地質情報を用いた濃度予測の結果、現状で米国に存在すると推定されるリチウムの量の35〜136％を占めているとされる。 スマックオーバー層では、すでに複数のエネルギー企業が石油やガスなどの天然資源の採掘を行っており、リチウムは、鉱物が豊富に含まれた地下水から抽出できる可能性があるとされる。 「我々は、この地域に米国が現在輸入している量を上回る量のリチウムが水に溶けた状態で存在していると推定している
高機能高分子材料などを製造・販売するアイ．エス．テイ（IST、滋賀県大津市）は、耐熱性に優れたペロブスカイト太陽電池の開発で成果を発表した。高機能ポリイミド素材を基材に使用することで耐久性と耐熱性を高めたという。 同社は、桐蔭横浜大学・宮坂力特任教授と共同で研究しており、9月16日～20日に開催された「第85回 応用物理学会 秋季学術講演会」のポスターセッションにおいて、研究成果を桐蔭横浜大学と共同発表した。 ペロブスカイト太陽電池は、軽量で柔軟性があることから太陽電池の設置場所を広げる技術として期待されている。一方、フィルム素材として検討されているポリエチレンテレフタレート（PET）は、安価で材料が入手しやすいが、ペロブスカイト太陽電池の製造工程で高熱処理ができない、設置後の過酷な高温環境下で劣化するという課題があったという。 共同研究では、PETに代わるフィルム素材として、ISTが開発
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