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マテリアルコロキウム

syohei 2年 ago 52

ダイヤモンド？ダイアモンド？私は戦後から使用されていたダイアモンドがなんだか良い表記だと思う。また、ポケモンのダイヤモンドとパールなら、私はパールを選ぶ、が今回はそういう話ではない。大学に入るまではダイヤモンドは固いとイメージされてきた。が、それ以上に注目すべき点が２つある。摩擦と屈折率だ。ダイヤモンドの屈折率は2.42と高く、内部での全反射が起こりやすくなる。密度の違うものの境界で折れ曲がる特製があるのが光だ。密度の低い空気から、密度の高いダイヤモンドの光を当てると、光の速度は遅くなり垂直方向に進む。この光の折れ曲がり具合を示す数値が屈折率だ。ここでダイヤモンドの屈折率は他の物質と比べて極めて高い数値を持つ。レーザーポインターでダイヤモンドを当てると、波長が反射しその反射もまた反射し光を閉じ込めて増強することができると考えられる。筒状にダイヤモンドに穴を開け、一定のリズムで穴にダイヤモンドを摩擦していくと、光の屈折は変動する度にエネルギーが生まれる。

凹凸の持つダイヤモンドは接触面がある程度速度で移動するとへこんだ部分に空気が入り込む。狭い空間のため力が発生する。その結果、ダイヤモンド面にかかる力は小さくなり、摩擦係数も小さくなる。F＝μPから摩擦係数は小さい程滑りやすくなる。この原理を応用すれば光の種類で変化する全自動の信号のようなシステムが成立すると考察する。

接触デバイスにより私たちは間接でも人と接触できるようになった。スマホはもう人間の一部のように使いこなしている。しかし、まだ不便だ。最近、私はスマホの接触するたび熱を感じ不愉快に思えてきた。これは人類の課題である。スマホばかり触る私に原因があるとか言わないで欲しい。原因は人の体温とデバイスの微弱な静電気による接触だ。スマホの持ちすぎにより小指の変形や手のしびれは国内問わず海外でも問題が発覚している。触覚ないと認識するのは非常に難しい。超音波で空中に接触を発生させる技術が米国ブリストル大学発のベンチャー企業Ultaraleapで生まれた。

しかし、まだ物体（音波発信源）があり、想像している空中ディスプレイには道のりが長い。この問題を解決するには接触を可能な限り無くしかつそれまでの性能を不自由なく使うことができる新しいシステムが必要だ。私は、システム理工の方からではなく物質の化学から反応を見れば近づくと想い学んできた。熱量は高い。ここでは、私の今後の研究と夢を記録しておく。分子軌道や参加還元によって電子構造を移動できたと仮定すれば、電子関連から人の生活までが大きく変わるだろう。スマホ産業からマコア産業に時代が変わる。人は内部ホームから自由に外部アウトを可能にするのだ。　（由来：マテリアルコロキウムアウト。D, 前川命名）。個体表面上での分子の光活性は既存である。これは、表面の幅を広げると拡散と考えることができる。固体表面の構造は分子が移動する反応機構、つまり電子によるｐｎ接合（講義資料p42引用）が生まれるのではないだろうか。例えば、ナノ粒子で浮揚された水滴を荷電したｐｎ接合ｐｎをした環境を利用するプロセスで、水をだけを溶媒として用いる方法だ。これによって、比較的低エネルギーで作ることができると考える。しかし、マイクロリアクターとして用いることは恐らく難しい。熱力学によりエネルギーが外部へと逃げるからだ。しかし、マイクロリアクターと接合ダイヤモンドLEDを組み合わせかつダイヤモンドの屈折がそこで実現できれば化学的に夢のある実験だと証明することができる。しかしダイヤモンドは高価であり反射に届く熱量が範囲な範囲であるかを理解するまでは安全と言えない。