« №008 図解 コリオリ 力 | トップページ

2013年1月25日 (金)

№009 図解 サイズ効果

Photo

物質の大きさをナノサイズに小さくすると本来持っている物性が全く変わってくる。これをサイズ効果という。
よく知られた事例として「ステンドグラスの赤色」「七宝の透明な赤色」は実は「金」を微量溶け込ますのだそうである。金の粒子サイズか特定の時に赤色に見えるという不思議な現象だ。

Kabin

又、金の溶解温度は本来1064℃であるがこれを約2.5ナノ以下になると100℃で溶けてしまうのである

Kin_ondo

そして医薬分野ではサイズ効果を試薬に応用している。
TANAKAホールディングスでは50ナノのサイズに調整した金粒子の表面に抗体が特定方向に揃うよう表面処理して付け、特定タンパク質の検査試薬としている。
妊娠判定薬やウイルス検査薬としてテープ状の試験紙に仕上げている。

Ninshin

今話題のハイブリッド車に使われているネオジム磁石、この中に耐熱性向上の為ディスプロシウムと言う希土類が使われているがこれは中国でしか採掘出来ない。
このデイスプロシウムが輸出規制で価格が高騰して入手しにくくなった時に使用量を低減する方法を研究した。
ネオジム/ディスプロシウムの焼結体を更にマイクロパウダー化して再度成形焼結すると磁力強度が増す事が判った。
この手法により同等の磁力強度を得るには旧来より40%少ないディスプロシウムでも可能という事が判り実用化された。
130125

もちろんただ単にサイズを小さくそろえれば特別な特性が生じるわけでは無く、粒子表面の性質を調整する必要はある。

特に粒子をナノ単位に小さくするとやっかいな事が生じる「ファンデルワールス力」が生じてそれぞれの微粒子が「再結合」とする性質が生じる。
しかしとても興味を引く分野である。

物質が小さくあるいは極薄くなる集団で性質が変化する同様な現象を探してみると。

① ファンデルワールス力 / 接着力
 ヤモリの足裏は微細な羽毛が生えている。
 これにより平らなガラス面を逆さまに張り付いて歩ける。
130124_3

詳細はこちらを参考にご覧下さい。

http://trizmegane.cocolog-nifty.com/blog/2010/04/post-664d.html

② はすの葉 / 撥水性
 はすの葉の表面には微細な突起が有りさらに突起表面に羽毛状の毛が生えていて水玉をコロコロとはじく。

03

③ モスアイ構造/光線無反射
 蛾の目の表面には微細な突起がある、この突起群が光の波長を吸収して虫の存在を知らせず敵対する動物の餌になる事を防いでいる。

110815
詳細はこちらを参考にご覧下さい。

http://trizmegane.cocolog-nifty.com/blog/2011/08/led-e137.html

④ アワビの殻 /超強度
 アワビの殻はハンマーでたたいても壊れない。
 これは殻が微細鱗状のカルシウムの積層物で構成されていてそれぞれが柔らかい接着剤で結合されているからだ、強い衝撃でも破壊されないでいる。

130124_2

⑤ ある種のサメの肌は微細なパターン模様で覆われている。
菱形基板上に7~8本の山峰形のウエーブパターンを描かれている。
このパターンになんと殺菌効果があるそうだ、同様のパターンを再現したプラスチック板に細菌を乗せて培養しても増殖しないそうである。
同質の平板材ではひどく増殖するのに・・・・
全く不思議である、このパターンを応用して抗菌作用がある取っ手・手すりが商品化されている。
130123  

まだまだ有りそうですね、我々も自然界のすばらしい現象に目を向けて大いに生活の質を向上しましょう。

まさに 「 我以外皆師 」ですね、謙虚に行きましょう。

さて、問題解決に当たっての解決策が必要な時、闇雲に腕組みしてアイデア出しに挑んでも効率は悪いですね。

こんな時「アイデア出しの定石」を使ってはいかがですか。

「TRIZ/ 40の発明原理」です。

① 分割原理
② 分離原理
③ 先取り作用原理
④ 機械的システム代替原理
⑤ パラメーターの変更

  以下 省略

40種の原理中使われる頻度が高い原理は「分割原理」のようです。
工程・空間・機能・時間・確率・サイズ・・・・・
いろいろな分割対象が考えられますが今回のテーマは「 サイズ 」でしたね。

130125_2

****************************

130125_3

********************************

130125_4

********************************

このような例題を以下のホームページで掲げています、ご興味が有れば覗いてみてください。
http://gah03167.g.dgdg.jp/40nohatumeigenri/p021.htm

TRIZ の技術をふんだんに含んだ 問題解決手法・アイデア出し・新商品開発に効果的な手法 「アイデア ビッグバン メソッド」 一部公開しています。

120905_3

覗いてみてください。    http://gah03167.g.dgdg.jp/index.htm 制作 /夢少年

|

« №008 図解 コリオリ 力 | トップページ

コメント

この記事へのコメントは終了しました。

トラックバック


この記事へのトラックバック一覧です: №009 図解 サイズ効果:

« №008 図解 コリオリ 力 | トップページ