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2024年3月19日火曜日

ハンダが不思議な磁石に?! ~磁石と超伝導の性質を活かして不揮発磁気熱スイッチングを実現~ 東京都立大学

https://www.jst.go.jp/pr/announce/20240318/index.html


東京都立大学,科学技術振興機構(JST)

令和6年3月18日

東京都立大学
科学技術振興機構(JST)


ポイント

  • Sn-Pb(スズ―鉛)ハンダはSnとPbが完全に相分離した複合材料で、7.2ケルビン以下で超伝導を示す。
  • Sn-Pbハンダを磁場中で冷却したり、低温で高磁場を経験させたりすると、Sn領域のみが磁石になる。
  • 超伝導状態は熱伝導率が低く、磁石の時(常伝導状態)は熱伝導率が高い。
  • 磁場の印加により低熱伝導率から高熱伝導率への熱スイッチングを観測し、磁場を取り除いた場合にも高熱伝導率が維持する不揮発磁気熱スイッチングを実現。

電子デバイスなどの高性能化のために、熱流を自在に操るサーマルマネージメント技術が世界中で開発されています。特に、機械的接触がなくても熱伝導率を大幅に変化させられる「熱スイッチング材料」の開発が求められており、本研究の対象である磁気熱スイッチングもその1つです。しかし、磁気熱スイッチング技術の有用性を高める不揮発性を持つ磁気熱スイッチング材料はこれまでに発見されていませんでした。

東京都立大学 大学院理学研究科 物理学専攻の水口 佳一 准教授、有馬 寛人 博士(研究当時:特任研究員、現在:産業技術総合研究所 研究員)、モハマド リアド カセム 特任研究員、物質・材料研究機構(NIMS) 磁性・スピントロニクス材料研究センターの世伯理 那仁 グループリーダー、安藤 冬希 特別研究員、内田 健一 上席グループリーダー、東京大学 物性研究所の木下 雄斗 特任助教、徳永 将史 准教授の研究チームは、世の中にありふれたSn-Pbハンダに着目し、ハンダを磁場中で冷却することで磁石と超伝導の2つの性質を持つことを見いだしました。さらに、ハンダに含まれるSn領域の性質が、磁場印加によって超伝導から磁石に変わることを発見し、不揮発性を持った磁気熱スイッチング現象を実現しました。本研究における磁気熱スイッチングは、ハンダの超伝導転移温度である7.2ケルビン以下でのみ生じる低温の現象ですが、今後、高温超伝導体を用いた不揮発磁気熱スイッチング材料を開発できれば、より高温で動作する新たな熱スイッチ技術の創出につながると期待されます。

本研究成果は、2024年3月15日(現地時間)付けでSpringer Natureが発行する英文誌「Communications Materials」に発表されました。

本研究の一部は、JST 戦略的創造研究推進事業 ERATO「内田磁性熱動体プロジェクト」(研究総括:内田 健一、課題番号:JPMJER2201)および東京都高度研究(研究代表:水口 佳一、課題番号:H31-1)の支援を受けて行われました。

<プレスリリース資料>

  • 本文 PDF(728KB)

<論文タイトル>

“Observation of nonvolatile magneto-thermal switching in superconductors”
DOI:10.1038/s43246-024-00465-9

<お問い合わせ先>

  • <研究に関すること>

    水口 佳一(ミズグチ ヨシカズ)

    東京都立大学 大学院理学研究科 准教授
    Tel:042-677-2489
    E-mail:mizugutmu.ac.jp

  • <JST事業に関すること>

    古川 雅士(フルカワ マサシ)

    科学技術振興機構 研究プロジェクト推進部 グリーンイノベーショングループ
    〒102-0076 東京都千代田区五番町7 K’s五番町
    Tel:03-3512-3528 Fax:03-3222-2068
    E-mail:eratowwwjst.go.jp

  • <報道担当>

    東京都立大学 管理部 企画広報課 広報係

    Tel:042-677-1806
    E-mail:infojmj.tmu.ac.jp

    科学技術振興機構 広報課

    〒102-8666 東京都千代田区四番町5番地3
    Tel:03-5214-8404 Fax:03-5214-8432
    E-mail:jstkohojst.go.jp

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2024年3月18日月曜日

これは不思議すぎる「1,600年経っても錆びない純度99.72%の鉄柱」 アサ芸プラス の意見。コメント:日本のNIMSの技術でクロム系ステンレスの合金は、200年間錆びない合金で御座います。セルロースナノファイバーは数万年でも錆びない上に劣化しません。自動車のフロントガラスに適した強化ガラスなら酸化タンタルと酸化アルミニウムを1:1で混ぜて高温で処理すると強化ガラスを製造出来ます。

https://www.msn.com/ja-jp/news/opinion/%E3%81%93%E3%82%8C%E3%81%AF%E4%B8%8D%E6%80%9D%E8%AD%B0%E3%81%99%E3%81%8E%E3%82%8B-1600%E5%B9%B4%E7%B5%8C%E3%81%A3%E3%81%A6%E3%82%82%E9%8C%86%E3%81%B3%E3%81%AA%E3%81%84%E7%B4%94%E5%BA%A699-72-%E3%81%AE%E9%89%84%E6%9F%B1/ar-BB1k3BWU?ocid=msedgdhp&pc=U531&cvid=2bd355374a7c420186a824f54e9d5c52&ei=44

これは不思議すぎる「1600年経っても錆びない純度99.72%の鉄柱」© アサ芸プラス

21世紀の現代において「錆びない鉄」といえば、ステンレス鋼をイメージする。ステンレスが開発された1913年から遡ること千数百年の415年、古代インド、グプタ朝最強の皇帝のひとりであるチャンドラグプタ2世の時代に建てられ、1600年以上も錆びていない鉄柱がある。デリー市郊外のクトゥブ・ミナール内にある「アショカ・ピラー(アショカ王の柱)」、通称「デリーの鉄柱」である。

この鉄柱、高さは約7メートルで、地下に埋もれている部分は約2メートルあるとされ、直径44センチ、重さはおよそ10トンもあるという。世界のオーパーツ研究家が語る。

「この鉄柱はもともと、ヴィシュヌ・パダという丘の上にあったヴィシュヌ寺院の柱の一部で、それを13世紀の奴隷王朝建国に伴い、ここクトゥブ・ミナールへ移設したと言われています。鉄柱の頂上に装飾的なチャクラがあしらわれ、表面にはサンスクリット語の碑文が刻まれています。風雨に晒されながら、なぜ1600年以上も錆びずにいたのかについては長い間、謎に包まれていました。そのため、地球外の金属でできている、あるいは、当時の文明を超えた高度な技術で作られたから…など、諸説ある。地元では、この柱は地中深くに棲むヴァースキという大蛇の王の首に刺さっている、との伝承もあります。そんなことから、ご利益を得ようと地元の人々が柱を触ったり、上によじ登る者があとを絶ちません。この地域の住民には、強い日差しから肌を守るため体に油を塗る習慣がありますが、一時はその油が錆を防いでいるのでは、という説が流れたこともあったそうです」

そんな「デリーの錆びない鉄柱」の謎が解き明かされたのは、2003年だった。インド工科大学カーンプル校のバラスブラマニアム博士が「Current Science」誌に発表した論文によれば、鋳鉄の構造には、金属と錆の間にバリアを形成する「ミサワイト」という保護層があるのだと。古くからインドでは鉄を精製する際、ミミセンナという、リンを豊富に含む植物を加えていたことからリンの含有量が多くなり、ミサワイトが強力なバリアの役目をしたのではないか、との仮説を立てたのである。

ちなみに現代の鉄に含まれるリンの含有量は、0.05%以下。一方、デリーの鉄柱は1%で、純度は99.72%。古代インドの冶金技術には驚愕するばかりだ。では、その技術をいったいいつ、誰が伝授したのか。その謎はまだ解明されていない。

(ジョン・ドゥ)

【高音質】HEMINGU FUJIKO フジコ・ヘミング ”ラ・カンパネラ”など4曲 2020年11月「協奏曲の夕べ」Fuzjko Hemming 「La Campanella」【For J Lodlive】 & NOBUYUKI TUJII 辻井 伸行

 

https://www.youtube.com/results?search_query=%E3%83%95%E3%82%B8%E3%82%B3%E3%83%BB%E3%83%98%E3%83%9F%E3%83%B3%E3%82%B0

https://www.youtube.com/results?search_query=%E3%83%95%E3%82%B8%E3%82%B3%E3%83%BB%E3%83%98%E3%83%9F%E3%83%B3%E3%82%B0

フジコ・ヘミング  HEMINGU FUJIKO

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辻井 伸行  NOBUYUKI  TUJII

https://www.youtube.com/results?search_query=%E8%BE%BB%E4%BA%95%E4%BC%B8%E8%A1%8C+

https://www.youtube.com/results?search_query=%E8%BE%BB%E4%BA%95%E4%BC%B8%E8%A1%8C+