【物性物理】JAXAと東大、物質を浮遊保持する宇宙実験用技術を応用しホウ素の謎を解明

1 ：Mogtan ★＠＼(^o^)／：2015/04/21(火) 01:05:59.09 ID:???.net

掲載日：2015年4月20日
http://news.mynavi.jp/news/2015/04/20/387/

　宇宙航空研究開発機構(JAXA)と東京大学(東大)は4月20日、理論的には金属だと考えられていたホウ素が、
実は金属ではなく、半導体的性質を強く持つことを明らかにしたと発表した。

　同成果は、JAXA宇宙科学研究所の岡田純平 助教、石川毅彦 教授と東大の木村 薫 教授を中心とする
研究グループによるもので、米国物理学会誌「Physical Review Letters」に掲載される予定。

　元素は大きく分けると金属と非金属(半導体、絶縁体)に分類され、ホウ素やケイ素(シリコン)などは金属と
非金属の境界に位置しているとされる。こうした元素は固体と液体とで性質が異なり、例えばシリコンや炭素は
固体では半導体だが、溶けると金属になる。ホウ素も溶けると金属になると考えられていたが、融点が2077℃と
非常に高く、極めて反応性が高いため、安定して保持できる容器が存在しないことが研究の障害となっており、
実際に金属になるかどうかは確認されていなかった。

　同研究では、国際宇宙ステーションでの実験に向けてJAXAが開発した静電浮遊法という技術を採用する
ことでこの課題を克服。同技術では静電気によって材料を浮かせて保持するため、容器を用いる必要がなく、
溶融状態のホウ素でも他の物質と反応することがない。同研究グループは、大型放射光施設SPring-8内に
静電浮遊溶解装置を設置し、ホウ素融体中の電子の挙動を観測・解析することで、ホウ素融体中の電子の
分布を求めた。その結果、大半の電子が原子間に拘束されていたことから、ホウ素融体は金属ではなく、
半導体であることがわかった。

　今回の研究で2000℃以上の超高温状態のホウ素を調べることに成功したことで、今後、これまでは調べる
ことが困難とされていた超高温状態における物質の性質を調べることが可能になる。また、超高温状態の性質が
わかっていない物質を正確に理解し、利用することで新たな材料開発につながることが期待される。

<画像>
静電浮遊法 (C)JAXA
http://news.mynavi.jp/news/2015/04/20/387/images/001l.jpg

<参照>
JAXA | ホウ素は融けると金属になる？〜宇宙実験技術を活用してホウ素の謎を解明〜
http://www.jaxa.jp/press/2015/04/20150420_boron_j.html

Physical Review Letters - Accepted Paper: Visualizing the mixed bonding properties of liquid boron
with high-resolution x-ray Compton scattering
http://journals.aps.org/prl/accepted/74074Y74M171054221a9030245e0a3de90cf82d03

2 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2015/04/21(火) 01:09:01.01 ID:WNEYp6+h.net

写真、かっこいいじゃないか

3 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2015/04/21(火) 01:12:37.19 ID:eMLpRqRb.net

何故かノーベル賞が貰えない東大ｗｗｗｗｗ

4 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2015/04/21(火) 02:37:24.71 ID:Zr4vk+Kr.net

ほーそうかい

5 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2015/04/21(火) 02:56:07.07 ID:xQbcra8e.net

ホウ素で検索するとオッパイ画像が出てくるぞ。

6 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2015/04/21(火) 03:28:26.90 ID:mZl4pQQ0.net

この球体が２０００度なのか

7 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2015/04/21(火) 03:37:24.09 ID:i4RQ/TOX.net

>>5
いきなりグロでびびったｗ

8 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2015/04/21(火) 03:57:44.57 ID:r4JwYb5b.net

ほぅ　そぉ

9 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2015/04/21(火) 06:24:57.38 ID:R2TTZ//B.net

×ホウ素も溶けると金属になると考えられていたが、融点が
○ホウ素も溶けると金属になると考えられていたが、溶点が

10 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2015/04/21(火) 08:02:06.30 ID:jAQrvzI3.net

＞融点が2077℃と非常に高く、
炭素のほうが高いと思うけど

11 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2015/04/21(火) 17:05:56.26 ID:vCks1X8n.net

>>10
炭素より格段に反応性が高いからね。
容器と反応しちゃうんでしょ

12 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2015/04/21(火) 19:53:46.90 ID:ODtes0Hs.net

理論による予想と実験結果が違うってことは
理論に誤りがあるってことよね

13 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2015/04/21(火) 20:43:05.86 ID:ERUhKbNV.net

まだ物性の科学ってわからないことだらけなんだなぁ…。
正直何に役立つのかよくわからんけど、
この調子でガンガンいろんなものを高熱にして明らかにしてほしい。

14 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2015/04/21(火) 21:42:11.65 ID:IvyWjQQ3.net

ホウ素を光熱にするだけだと簡単そうに思えてしまう

15 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2015/04/21(火) 22:26:28.17 ID:xQbcra8e.net

光熱にするのは難しいと思うぞ。

16 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2015/04/21(火) 22:34:38.96 ID:IvyWjQQ3.net

ホウ素をライターで炙るのとはわけが違うのか

17 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2015/04/22(水) 06:32:15.44 ID:64RnWul9.net

リンク先のJAXA記事ひどいな。
宇宙実験技術「静電浮遊法」ってさ、まるで宇宙で実験したかの
ように書くんじゃねーよ。もともとは宇宙で実験するために開発
した技術だったけど、結局は地上で実験してんじゃん。

18 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2015/04/22(水) 07:00:31.38 ID:S61cpf8j.net

>>17
お主の指摘通り、リンク先は尻切れだね。
これはISSに持っていくための予備実験だよ。
持って上がる意味が本当にあるのか、事前に確認しておく必要がある。
今回の実験で、非接触保持のお陰で新しい知見を得られた訳だから
より簡単に非接触保持できるISSで類似の実験をやる方便が得られた。

19 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2015/04/22(水) 07:32:37.74 ID:U2oHPTKi.net

全部地上で実験した方が安くすむんじゃねーの

20 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2015/04/22(水) 07:49:13.73 ID:9yoGGEvR.net

> 電極間距離は約10mm、試料サイズは約2mm。電極間には10〜20kVの電圧をかけ

分析用試料としては十分か。浮遊加熱中の観測装置は光学系だけだろうな。

21 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2015/04/22(水) 08:19:48.50 ID:S61cpf8j.net

>>19
完全な無重力じゃない。

22 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2015/04/22(水) 09:28:21.48 ID:U1FHXZzp.net

この実験(ホウ素が半導体であるか)に重力は関係ない

23 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2015/04/22(水) 09:56:44.76 ID:EmuAFFYU.net

ISSにSpring8はないけど、どうやって調べるのかな？

24 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2015/04/22(水) 10:11:08.23 ID:dx99fzwZ.net

ほうそう禁止

25 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2015/04/22(水) 10:56:40.00 ID:YmQSmis1.net

>>23　>>1

26 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2015/04/22(水) 17:36:03.17 ID:EmuAFFYU.net

予想と違った結果だった、ということが分かっただけなのに
JAXAだと、謎を「解明」したことになるの？