材料

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鉄鋼材料を基礎から理解、性質を決めるのは炭素含有量

特性

事例

物質の結晶中では、分子が三次元的に規則正しく並んでいる。その規則性（周期配列）に由来するＸ線の回折（回り込んで伝わること）を利用して、分子構造を決定する手法がＸ線結晶構造解析。その代表は単結晶（結晶軸が一定な結晶）を試料とする「単結晶Ｘ線構造解析」で、回折像からあたかも分子を目で見たかのように鮮明な分子構造を得ることができる。そのため、正確で信頼できる構造情報をもたらす手段として、基礎研究から産業界までのじつに広い分野で利用されている。

ところが、この手法には大きな制約がある。「試料を結晶化して、単結晶を用意しなければならない」という制約である。そのため、そもそも結晶化しない液状化合物や、結晶化を行うに足る量を確保できない試料などには、単結晶Ｘ線構造解析は適用できないのだ。

2013年３月、「Ｘ線結晶構造解析の100年問題」とまで言われたこの問題が、ついに解決した。CREST研究代表者の藤田誠教授らの研究グループが、「結晶スポンジ」と呼ぶ材料にわずか数μｇ（マイクログラム。１μｇは100万分の1ｇ）の試料を染み込ませるだけで、「結晶化することなく単結晶Ｘ線構造解析を行う」ことに成功したのである。

結晶スポンジが100年問題を解決！

ウェアラブルやIoT機器の進歩により、交換不要な電源の開発が望まれており、周囲の環境に存在する微小なエネルギーを電力に変換する環境発電技術は応用が期待されている。その中で「音響エネルギー」を用いた発電は、光や温度を用いるものと比較すると季節や地域の気候変動の影響を受けにくいため、注目を集めている。

音による空気の振動が圧電材料であるPVDFナノファイバーシートに直接伝わるため、従来の素子よりも大きな電力を生み出せるといい、さらにPVDFナノファイバーシートのファイバーを一方向に配向させることで、8.2W/平方mという世界最高の電力密度を実現したという。

東大、「音で発電」する新素子

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エントロピー増大に逆らうゲル材料

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大日本印刷は、第5世代移動通信システム(5G)の周波数帯であるミリ波帯(28GHz帯)やSub6帯(3.7GHz帯、4.5GHz帯)で、特定の周波数の電波のみを選択的に吸収する「電波吸収シート」を開発した。

5Gの普及によってさらなる利便性が高まるなか、電波同士の干渉や、通信エリアからの電波漏洩を抑えるため、特定周波数の電波のみを選択的に吸収したいというニーズが高まっている。しかし、従来の電波吸収シートは、重量やサイズ等の制約で設置場所が限られ、周囲の景観に調和可能な意匠性にも課題があった。

開発された電波吸収シートは、5G周波数帯であるミリ波帯とSub6帯で、特定の周波数の電波のみを選択的に吸収可能にしたもの。特定の周波数の電波に対して、-15dB以下の吸収量を有し、企業や自治体等の要望や用途に合わせ、吸収する電波の周波数帯を調整した製品を提供できる。

5Gの電波を選択的に吸収できる「電波吸収シート」

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表面に塗るだけで木材を「燃えにくく」する透明塗料

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2インチ径にBlu-ray10億枚分のデータを保存できる超高純度ダイヤモンドウェハ

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SKINWOOD（スキンウッド）

貴金属8元素混ぜ「夢の合金」京大が成功　触媒性能プラチナの10倍

4～1400Kにわたって熱膨張ゼロの新物質を発見

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柱と柱の間に斜めの補強を入れてやると、建物の強度を高めることができる。こうした構造を「筋交い」という。これは建築や足場などに使われるものだが、極小のミクロ世界でも有効であるようだ。

超軽量で防御力の高い鎧が誕生！ナノスケールの筋交い構造で、最強ケブラーの防御力すら凌駕する新素材

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パデュー大開発の世界一白い塗料。光の98.1%を反射し、エアコン不要で部屋を冷却

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光の98％以上を反射する「最も白い塗料」白すぎて意外な効果も発揮する