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1: 名無しさん 2020/08/11(火) 09:38:21.66 ID:CAP_USER
→熱水(100℃以下)の熱エネルギーを長期に蓄えられる蓄熱セラミックスを発見しました。
→この長期蓄熱セラミックスは、圧力をかけることにより、望みのタイミングで熱エネルギーを取り出すことができます。
→火力発電所や原子力発電所、工場などで排出される廃熱エネルギーを蓄えて、有効に再利用できる可能性につながると期待されます。

■東京大学 大越慎一教授らは東京工業大学やパナソニックなどと共同で、セ氏100度以下の熱を蓄えるセラミックスを開発した。火力発電所などから出る低い温度の熱の多くは、ほとんど使われずに無駄になっている。新しいセラミックスで熱をため、廃熱の有効活用につなげたい考えだ。

研究グループは、五酸化三チタンというセラミックスで、チタンの一部をスカンジウムに置き換えた。


■発表概要

東京大学大学院理学系研究科の大越慎一教授らの共同研究グループは、38ºCから67ºCまでのお湯あるいは熱水の熱エネルギーを永続的に蓄えることができる長期蓄熱セラミックスを発見しました。この新物質はスカンジウム置換型ラムダ五酸化三チタン(λ-ScxTi3-xO5)という物質で、熱水などの100℃以下の熱のエネルギーを蓄えられ、圧力をかけることでその蓄熱エネルギーを取り出すことができます。このような低温排熱対応の長期蓄熱セラミックスは、火力発電所や原子力発電所などで排出される熱水の熱エネルギーを蓄えるのに有効です。また、工場や自動車からの廃熱を再利用するための素材としても期待されます。

本研究成果は、日本時間2020年7月2日(木)にScience Advances(サイエンス・アドバンシズ)のオンライン版で公開されました。


■発表内容

火力発電所や原子力発電所で発生した熱エネルギーの全てを電力に変換することは難しく、実際には、発生した熱エネルギーの70%は廃熱として外部に失われてしまっています。その廃熱は主に水で冷却され、熱水(100℃以下)として海水に放出されており有効に利用できていません。もし、このような廃熱を逃さずに蓄えて再利用することができれば、エネルギー効率の改善のみならず熱水を河川に放出することによる周辺環境への悪影響を防ぐことができます。

本研究では、ラムダ五酸化三チタン(λ-Ti3O5)(注1)のチタンの一部をスカンジウム(Sc)に置換したスカンジウム置換型ラムダ五酸化三チタン(λ-ScxTi3-xO5)という新物質を合成しました。この物質はアーク溶解法(注2)により合成され、λ-ScxTi3-xO5(x=0.09, 0.105, 0.108)という組成でした。Spring-8のシンクロトロンX線回折(注3)測定により、無置換のλ-Ti3O5と同じ単斜晶系(空間群C2/m)の結晶構造であることがわかりました(図1a)。また、透過型電子顕微鏡像からは、約100 nm × 200 nmのストライプ状ドメインが凝集した物質であることがわかりました。このスカンジウム置換型ラムダ五酸化三チタンは極めて高い安定性をもっており、367日(1年)後も変化しないことを確認しています。一方、このスカンジウム置換型ラムダ五酸化三チタンに圧力をかけると、瞬時にスカンジウム置換型ベータ五酸化三チタン(β-ScxTi3-xO5)への圧力誘起相転移が観測されました。(以降、λ-ScxTi3-xO5をλ相、β-ScxTi3-xO5をβ相と呼びます。)圧力をかけることによりβ相へと転移した試料の吸熱特性を調べたところ、x = 0.09の組成の試料では67 ℃に吸熱ピークが観測され、100 ℃以下の熱を吸収する固体-固体相転移型の蓄熱物質であることが明らかとなりました(図1b)。また、λ相とβ相の間の相転移は、加圧と加熱により繰り返し起こることも確認されています(図1c)。このように、本研究では低温排熱用の長期蓄熱セラミックスを見出すことに成功しました。
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続きはソースで

https://www.s.u-tokyo.ac.jp/ja/press/2020/6908/

関連記事
廃熱を蓄えるセラミックス:日本経済新聞
https://www.nikkei.com/article/DGKKZO62457550X00C20A8TJM000/

引用元:http://anago.2ch.sc/test/read.cgi/scienceplus/1597106301/

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1: 名無しさん 2020/08/10(月) 19:57:52.31 ID:CAP_USER
※小野 雅裕 : NASAジェット推進研究所

■史上初、NASA「火星サンプルリターン」始動

■なぜ火星の土をめざすのか?

火星の土を地球に持ち帰ること。それを、「火星サンプルリターン」と言う。これまで火星サンプルリターンの構想は何度も持ち上がっては予算不足で潰えてきたが、ついにNASAはその一歩を踏み出した。その最大の目的は、火星に川が流れ湖に注いでいた約40億年前の命の痕跡を探すことだ。

サンプルリターンといえば、日本の小惑星探査機「はやぶさ」を思い出す人も多いだろう。はやぶさが持ち帰った小惑星の砂は月以外の世界から人類が史上初めて持ち帰ったサンプルだった。はやぶさの功績はどんなに強調してもしすぎることはない。NASA内でもHayabusa の名は非常によく知られている。

はやぶさは一台の探査機で地球・小惑星間を往復するミッションだった。火星は重力が大きいため、単一ミッションで行うには巨大な探査機が必要になってしまう。そこで、3つのミッションに分けて行う。

最初のミッションは2020年に打ち上げられたマーズ2020ローバーだ。過去の生命の痕跡を保存していると思われる場所まで走行し、ドリルで岩を削るなどしてサンプルを集め、試験管のようなチューブに密封する。30本から40本のサンプルを集めた後、ローバーはチューブを火星の地表に置いていく。

大事なサンプルを置きっぱなしにして大丈夫かと思われるかもしれないが、それを盗むような輩はいなさそうだし(いたら面白いが)、雨も降らず、大気が薄いため風に持ち去られる心配もない。

(中略)

■火星に命はあるのか?

マーズ2020ローバーから始まる火星サンプルリターンの目的は、火星が豊かな水を湛えていた過去の生命を探すことだ。

では、現在の火星に生命はいるのだろうか?

もしいるならば地下だろう、というのが大方の科学者の考えである。火星の地上は生命に適した環境ではなさそうだからだ。

理由は放射線(宇宙放射線および紫外線)だ。地球ではヴァン・アレン帯やオゾン層が太陽や宇宙から飛来する放射線を防いでいる。だが、そのようなバリアのない火星の大地には放射線が無慈悲に降り注いでいる。それが生命の身体やDNAを傷つけるだけではなく、土を殺菌作用のある漂白剤にしてしまう。

ちなみに宇宙放射線は将来の有人火星探査にとっても最大の壁のひとつだ。火星表面における、宇宙放射線による人体への被曝量は一年あたりおよそ0.1〜0.3シーベルトと見積もられている。これは地球の約100倍である。現在のNASAの宇宙飛行士に対する生涯被曝量の上限は0.44〜1.17シーベルト(性別、年齢、喫煙の有無で異なる)なので、数年の有人探査ならば大丈夫だが、定住するには厳しいだろう。将来の火星都市は地下に築かれるかもしれない。

強い放射線が胎児や乳幼児の発達にどう影響するかも未知数である。言うまでもなく、繁殖できなければ人類は定住できない。一方、地下では放射線が遮蔽されるうえ、凍っているが水がある。温度変化も地下の方が穏やかだ。もしかしたら、地下の洞窟が火星生命のライフボートになっているかもしれない。もしかしたら、岩石や氷の中に息を潜めている命があるかもしれない。

現在のところ、火星の現生生物を探査する具体的な計画はない。洞窟を車輪で走るのは困難だろうから、脚で移動するロボットを使ったミッションになるかもしれない。あるいは、モグラのように火星の土や氷に穴を掘って進むロボットかもしれない。

地下に潜らずとも現生生命と出会える可能性もある。最近、低緯度地方のクレーターの淵などで何かが流れ下ったような跡が多数見つかった。RSL(Recurring Slope Lineae)と呼ばれるこの現象は、日向の斜面で毎年夏に観測され、冬になると消える。流れているものの正体については未だ議論がある。ある人は流水だといい、ある人は流砂だという。

だがいずれにしても、流れが引き起こされるプロセスに液体の水が関与している可能性は高いだろう。その水に、生命がいるかもしれない。

続きはソースで

https://toyokeizai.net/articles/-/366497

引用元:http://anago.2ch.sc/test/read.cgi/scienceplus/1597057072/

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1: 名無しさん 2020/08/10(月) 14:13:36.10 ID:UlJDSQU+9
暴力や心的外傷を経験した子どもは、加齢が早まるとみられ、そうでない子と比べ、思春期が早く始まり、細胞には老化の兆しが多く観察されたとする論文がこのほど発表された。

論文によると、若いうちに逆境を経験すると、それが「生物学的に刻み込まれ」、後の人生で健康に悪影響を及ぼすとする研究はこのところ増えており、今回の調査結果もこれに加えられることになるとしている。

論文の共同執筆者である米ハーバード大学のケイティ・マクラフリン博士は、「今回の調査結果には、明白な実用的意義もある」と主張。思春期を早く迎えた子どもの中から逆境を経験した子どもを探すと、早期に心身に問題を抱えるリスクのある子を特定しやすくなるかもしれないと述べている。

マクラフリン博士のチームは、約80の研究を分析。二つの形の逆境が、思春期の始まりと細胞の老化マーカーにどう影響するかを調べた。

暴力または心的外傷(貧困以外)のいずれの場合も、これらを経験したことがある子どもは、その経験のない子どもと比べ、加齢が早まっていたことが示された。

研究によって数値は異なるが、暴力を受けていない子と比べ、繰り返し暴力にさらされる経験は、女児の初潮が最大で数か月早くなることに関係があると思われ、影響は小さいかもしれないが、思春期が早く始まることと、その後起きる心身の問題との関連はこれまでも指摘されているため、重要な意味を持つ可能性があると研究チームは述べている。

細胞の老化は、染色体の末端部を保護しているテロメアの短縮と、メチル基のDNAへの蓄積によって測定される。こうした細胞の老化に関して研究チームは、暴力や心的外傷を経験した子どもの場合、実年齢よりも数か月から数年は年齢が上と思われる結果が出たと指摘している。

「(これらの測定法は)健康状態や、その後に訪れる死でさえも予測できる強力な手段だと私たちは理解している」とマクラフリン博士は述べている。成人を対象とした研究では、細胞レベルでの生物学的老化の加速が、がんから心疾患に至るまでのさまざまな病気リスクの増加に関連しているとする結果もある。

研究チームはまた、子どもの頃に経験した逆境が、脳の外側の層、大脳皮質の薄化(加齢によって起こるもので、処理効率の増加と関係がある)にどう影響しているか、さらに25件の研究を精査した。

「ここから分かるのは、危険な環境で育つと、社会的・感情的情報を処理したり、脅威を特定してそれに反応するのを助ける脳の領域の加齢を加速させることだ」とマクラフリン博士は説明。これは短期的には利点があるが、他の研究で示される通り、脳でこうした変化が起きると、精神衛生上の問題につながりやすくなる、と同博士は指摘している。

続きはソース
https://news.yahoo.co.jp/articles/3e81c514ced4a30a2444e5f7f9c717aae68d093c

引用元:http://ai.2ch.sc/test/read.cgi/newsplus/1597036416/

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