nenaakiのコメント: Re:法王ではなく教皇 (スコア 5, 参考になる) 66
蛇足かもしれませんが、正式な見解など。
アナウンス:スラドとOSDNは受け入れ先を募集中です。
蛇足かもしれませんが、正式な見解など。
既知の事項
今回の研究
新しいことを見つけたと言うより,「多分こうだろう」と言われていたのを計算でも確認できた,という感じ?
なお,最初の氷核の生成はプロペラ機のプロペラ端での断熱膨張や,ジェット機の翼端での断熱膨張が原因であると考えられるとのこと.
それぞれ20℃および10℃程度局所的な温度を下げる効果があり,気温が-20℃(プロペラ機の場合)および-30℃(ジェット機)の過冷却雲を通過するとちょうど-40℃(過冷却水が凝固する温度)になり,氷核が生成するとのこと.この温度の過冷却雲はそんなに厚さが無い(要は薄っぺらい)ものが多いため,板に穴が空いたようなHole-puncnを生成することが多い.
(通常の飛行機雲はもっと高空の-40℃以下程度の領域を航空機が通過する際に発生する)
hyperthermiaに磁性ナノ粒子を用いた事とか,それで効果がかなりあったことが新しいというよりは,磁性ナノ粒子の特性をうまいこと調整する事が出来て,そうするとマイクロ波吸収に効果的だよ,と言うところが新しいと言うお話になります.
磁性ナノ粒子を使ってマイクロ波を吸収させようというのは,医療におけるhyperthermiaだとか,外来電磁波ノイズの軽減,発生する熱を用いてのナノ領域での様々なスイッチング(例としてはドラッグデリバリーでの薬剤放出が挙げられています)などに使えると言うことで多くの研究があります.ところが,実際に磁性ナノ粒子を用いてマイクロ波の吸収(熱へのエネルギー変換)を行うと,その変換効率がかなり低いことが問題の一つでした(まあ,hyperthermiaに関してはナノ粒子を沢山ぶち込めばいい,と言う見方もあるので現時点で足りないかどうかは微妙ですが).そのため,何とかしてマイクロ波の熱への変換効率を上げよう,という研究がいくつも行われています.
さて,磁性ナノ粒子にマイクロ波を当てると,その磁気双極子をマイクロ波が揺さぶることでナノ粒子にエネルギーが伝わります.このとき,完全にマイクロ波に追従出来るとエネルギー損失がないため,熱は発生しません(摩擦のないものを滑らせているようなもの).逆に,あまりにも追従できないとこれまた熱が発生しません(摩擦が強すぎてまったく動かず,熱が発生しないようなもの).ナノ粒子がエネルギーをどの程度熱に転換できるかは,粒子のサイズ(磁気モーメントの大きさと,粒子の物理的な回転のし易さを決める)と,磁気異方性の大きさ(内部で,スピンが反転することによりマイクロ波を吸収する効果に関わる)の二つが重要なパラメータになります.
ここで粒子のサイズは調製条件を変えることで変化させることが出来ていました.ところが磁気異方性の大きさはほぼ物質固有の値であるためコントロールできず,それが熱へのエネルギー変換効率の低さの一因となっていました.
さて,実はこの磁気異方性,ナノ粒子の表面状態に大きく影響されることが知られています.例えば酸化物ナノ粒子だと,表面の酸素欠陥が多い・少ないといった事で異方性が大きく変わります.そこで著者らは,非常に異方性の強いCoFe2O4をコアに,異方性の非常に弱いMnFe2O4を外殻に用いてコアシェル型ナノ粒子を作成することで,磁気異方性を両者の間のほどよい値にもっていくことに成功しました.このナノ粒子を用いてマイクロ波の吸収を測定すると,これまでの系より1桁程度大きな発熱を引き起こせる事が判明しました.つまり,これまではコントロールできていなかった磁気異方性を調整してマイクロ波を吸収しやすい値に持って行くことで,熱への変換効率を非常に高くすることができた,というのが一番のキモとなります.
Hyperthermiaへの適用/実演は,まあ,ぶっちゃけてしまえば,人目を引きやすい成果を含めることで高IFの雑誌に載りやすくするためという感じです.
#別にそれが悪いわけではありませんし,良くやることですが.
カイラルマグネットやってる人たちが出しているのでカイラルを前面に押し出してますが,まあ本質的にはらせん磁性なら出来る話です.
(カイラルだと,らせん磁性が生じやすい.ただし,カイラルでなくてもらせん磁性はあって,それでも出来る)
また,今回の話はあくまで「簡単な計算でちゃんとそういう効果が出ることが示せたよ」と言う話であって,実際に何かの系で実現した,という話ではありません.
#実際の系でも出来ると思いますが,らせん磁性で伝導を持つ系ってそんなに多くないんですよね.
らせん磁性体(ある軸方向にスピンが並んでいて,スピンの向きが少しずつ傾いていて全体でらせん状になっているもの)に磁場を書けると,らせんの周期を変えることが出来ます.
一方,伝導電子はスピンを持つため,局在スピン(磁性源)と相互作用を持ちます.
つまり,伝導電子は「局在スピンの配列」(=磁気構造)の作るポテンシャルの中を運動しています.
さて,磁場によりらせん磁性の周期が変わると言うことは,伝導電子の感じるポテンシャルの周期も変わる,と言うことになります.
バンド理論を学んだ方はわかるかと思いますが,ポテンシャルの周期が変わると言うことは,ブリルアンゾーンの大きさが変わります.
(周期が大きくなると,ブリルアンゾーンは小さくなる)
そのため,ポテンシャルが,「フェルミ準位の電子のところでちょうどバンドが折りたたまれるような周期」という周期になった場合,フェルミ準位はブリルアンゾーンの端に来ます=ギャップがそこに開くので,絶縁体になります.
(厳密ではないけれども)もうちょっとだけわかりやすい描像で説明すると,フェルミ準位の電子(電気伝導を担う,伝導電子の中で一番エネルギーの高いあたりの電子)の波長とちょうど同じ周期のポテンシャル(波長の半分だっけか?まあいいや)があると,X線で言うところのブラッグ反射が起こって全反射条件になり,右に進んでいた電子が全反射で左へ返ってくるような状況になります.そうすると電子は進めないので絶縁体です.他方,そういう周期じゃないポテンシャルだと,電子は移動できるので金属になります.
今回の例だと,その「ポテンシャルの周期」を外部磁場で自由にコントロールできるので,全反射条件(のようなもの)になるポテンシャルの周期に調節すると絶縁体,そこからずらしていくとギャップが急速に縮んで最終的には金属状態,と,抵抗が高いところから低いところまで外場でコントロール出来よ,と.
で,まあ,これが現実の素子として使えるかというと……
まあ,無理なんじゃないでしょうか.少なくとも30-50年ぐらいは.
#いや,難しいと思いますよ.と言うか,携わってる面子を見ても実用化を狙ってるとは思えないですし.
マニアックな話になりますが,結晶格子の周期と,らせんの周期が不整合(両者の比が無理数)だと,最小公倍数的なものが無いため,両方のポテンシャルをあわせた実際に電子が感じるポテンシャルの周期が無限大(周期がない)になって,逆にブリルアンゾーンのサイズは無限小(元々のバンド構造が,無限回折りたたまれたもの)になったりして面白いことが起きます.
(現実の系では完全な不整合は無理で,ある程度の長さで周期がそろっちゃうんですが,それでも何度もバンドが折りたたまれた面白い構造が出てくる)
バターになっちゃえばいいのに…
# 何色になるんだろう
>レアアースがレアなのは埋蔵量が少ないからではなくて、生成の過程で放射性廃棄物が出る事を許容する国家がレアだからだと思ったのですが、
ちゃうねん。
レアメタルには三種類あって
1.そもそも量が少ないもの
2.ふんだんにあるけれど、まとまった鉱床としては滅多に存在しないもの
(例:たとえばバナジウムは地殻1トンあたり230g含まれてるけど、薄く広く分布してるのでレアメタル扱い。
逆に銅なんかはトンあたり75gの含有度だけど、超高濃度で含まれてる銅鉱床がけっこうあるのでレアメタルじゃない)
3.ふんだんにあるけれど、精錬がものすごくめんどくさいもの
(例:チタン。でも将来的にはもっと高度な技術で簡単に精錬できるようになればレアメタルじゃなくなる)
この3つのうちどれかの条件を満たしてればレアメタル扱い(レアメタルのうち希土類のものをレアアースと呼ぶ)
たとえばジスプロシウムは地殻1トンあたり3.7gしか含まれてない。
テルビウムはトン当たり0.6gしか含まれてない。
両方とも1.の意味でのレアメタルです。
でもって、レアアース鉱床には
1.マグマだまりの中で固まったマグマ鉱床(大量の岩石が溶けたあとで、そのマグマ塊が比重にしたがって分離する過程で濃度が高くなった)
と
2.高温多雨地帯で、花崗岩が風化し粘土化する過程で濃縮が進んだイオン吸着型鉱床
の二種類があって、
1.は同時に放射性物質も取れちゃうので厄介なのですが、2.は放射性物質が含まれてないです。
1.のマグマ鉱床は世界中の数箇所にありますが、2.のイオン吸着型鉱床は中国南部にしかありません。
(ベトナムやタイにもあるそうですがまだ開発が進んでいない)
レアアースのマグマ鉱床がある国はなんとか頑張ってレアアースの抽出をしてるわけで、「生成の過程で放射性廃棄物が出る事を許容する国家がレア」というのも当たってはいません。
悪いのはパワポや、プレゼンソフトではないのかもしれません。
「他の誰かに何事かを伝える」という行為の難しさを
プレゼンソフトが肩代わりしてくれる、と考える
私たちの頭のユルさこそが、本当の悪者かもしれません。
バンバン通信しちゃうユーザーは従量課金でも良いかもしれないけど、
ちょっとしたWebやメールやIRCだけでそんなに使わないユーザーとしては、
b-mobile の 980円/月 100kbps (実質64kbps位らしい)みたいに、
遅くてもいいから定額無制限みたいなプランが欲しい!(切実)
どうせ外ではメールチェック位しかしないし、つながれば十分といった感じ。
スマホでYoutube?
会社や大学の無線LANがあるでしょう?
Skypeが繋がらない?
自鯖とSSHトンネルで結べばVoIPイケるんじゃね?
(実際にやったことは無いし、出来てもそこまで出来るスマホがあるかどうかは置いておいて…)
目玉の数さえ十分あれば、どんなバグも深刻ではない -- Eric Raymond