世界初 常識外の挙動を実現する力学的非対称ゲル 理研が開発【橋本幸治の理系通信】（2023年5月2日）
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- Опубликовано: 22 авг 2024
- 興味深いサイエンスニュースを伝える「理系通信」今回のテーマは「新素材」です。理化学研究所などの共同研究グループは、外部から加えられた力の左右方向を見分け、一方向にのみ変形することのできるゲル材料を開発したと発表しました。力に対し左右非対称に応答する性質を「材料レベル」で実現できたのは世界で初めてだといいます。この新素材の驚くほどシンプルなメカニズムとは、またその応用可能性とは。詳しくお伝えします。
※引用元：
●論文：Science(Abstractのみオープンアクセス)
XIANG WANG, YASUHIRO ISHIDA, et al.(2023) Mechanical nonreciprocity in a uniform composite material
www.science.or...
●プレスリリース：理化学研究所のHP
エントロピー増大に逆らうゲル材料－力の左右を見分け、物質・エネルギー・生物を一方向に移動－
www.riken.jp/p...
#ハイドロゲル #酸化グラフェン #理化学研究所 #極性 #ｉＰＳ細胞 #環境発電 #理系通信
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txbiz.tv-tokyo...
![[TF2] The Russian Bear Trap](http://i.ytimg.com/vi/YFNSwz2_rOA/mqdefault.jpg)
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txbiz.tv-tokyo.co.jp/series?id=126&
安定して使えるようになったらそのまま揚水機にしたり線路の横とかの振動で発電できるようになる可能性があるのか
めっちゃすごい素材だった…
このコメントで鳥肌立つくらいこの素材の有用性を理解したわ
す、すげェ〜
@@asmr7066アーイ🤗
動力不要のポンプが出来ちゃうかもですね。スゲー。
余程の低コスト化に成功すればあちこちに使われるでしょうけど、まあ現実的には線路なんて言わずもっと常に強い振動をし続けてる場所じゃないと投資分をペイ出来ないだろうね
@@knjfjsk いやそれは無理でしょw 動画内でもちゃんと振動与えてるし
これが凄いのは外部からの力に対して非対称に力が伝わって使いようによっては反発力を発生させること。 力がまったく要らないわけではないw
極性をもつ材料を作ろう、というぶっ飛んだ発想に驚きました。ノーベル賞ものですね
最先端の論文内容を専門外の人たちが理解できるレベルにまで噛み砕いて説明できるのすごい
理系通信すばらしいです
物理学において対称性って重要だから、非対称っていうユニークな部分も大きなポテンシャルを秘めてると思う。すごいなぁ
宇宙が存在しているのもCP対称性の破れがあったからですしねえ
下敷きでどうなるかリハーサルする時間も惜しんで動画上げてくださってるのありがたい
こういう最新の技術が実は単なる古典力学的な仕組みだけで成り立ってるっていうのめっちゃ興奮するな
こんなに最先端な番組なのにクロマキー撮影に慣れてなくて、すごくイイ😂
「透けてますねぇ･･･」が最高にテレ東で好き
こんなシンプルな機構が今までこの世に存在していなかったってのも面白いし、技術革新がめっちゃ起こりそうな気がしてワクワクする
こういうアイデアは意外とシンプルなところに落ちてそうですね
むしろ機構はもともとあったって言ってるけど…
ちゃんと動画見た？
@@user-nx9iq7il3h うるせえよ
@@user-nx9iq7il3h なんかイライラしとんか？話聞こか？
確かに、素材として存在しなかったっていうのは面白いですよね
これは機械工学の皆さんが狂喜乱舞する新しいオモチャになりそうですね……😅
これ凄いな まだ誰も予想してないような応用方法が沢山ある気がする
ちょっとシモの話になるけどこの素材は間違いなくオナホに使われることになるね
@@user-du9um8hi4n 抜き差しで感じ方が変わるのか
@@user-it7by2ze4w カリ首だけ責めるオナホを作ったりできる
@@user-it7by2ze4w 抜き差ししなくても力が加わってバキュームしてくれるんやで🎉
@@user-du9um8hi4n 入れたら抜けなくなるオナホという未来が見えた！
これは特に安く作れるなら革新的だし、ノーベル賞級だと思う。
卓球に活かしたら画期的な用具が生まれそう…！！
確かに
非対称ゲルラバーの動画待ってます！！
紙相撲で絶対に相手を押し出せる床作れるやん
しょうもないけど好き笑
まさに歯車なんかの機械工学の学生として、驚きを隠せません
無限に応用が利くし、ほんとにゲームチェンジャーと言える
ゲームチェンジャーになれるかどうかはコスト次第やね
理系通信ナイスなトピック。面白い内容だし脳ミソが刺激されて想像が膨らんだ。
力学的極性をもつことで新素材に認定されることも初めて知った。
片側にだけ変形するのもすごいけど元に戻ろうとする力とスピードの成せる業だと思う。
極小のパーツフィーダーみたいなものが作れるってコト！？
熱？とか振動エネルギーに指向性を持たせられるのか…
機械的な構造で実現してるところが素晴らしいです！
全然関係ないですが、攻めたネクタイの柄に最後まで気づかないほど
見入ってしまう動画でした
確かに
内容に夢中で柄に気づかなかった。
ネクタイの柄角度
=酸化グラフェンの組み込み角度😅
振動（周波数）に応じたふるい分けみたいのができそうですね。
最初はふーんと思って観ていたけれど、凄い事なんだとじわじわと何度も驚く
やば！凄！凄すぎてスゴいしか言えない！
あとキャスターさんな説明が分かりやすいし、興味湧く様な科学的トピックありがたい！
開発者は天才過ぎるわ…
もっと予算つけてあげてほしい。
これ床に使ったら歩く振動だけでほこりが一か所に集まるのでは
家具も震え足り動くのを対処できるかどうか
半導体みたいにこの非対称性をON OFFできたらさらに凄い事ができそうな気が
移動方向を制御できたら更にいいね
この材料やばいね
一気に各分野のものが進化する‼️
なんちゅーか、大学で研究してると全く新しいことを発見できるって凄いなってつくづく思う
理研は大学ではありません．大学とも共同研究していますが．
モーターも使わずに重力に逆らって高いところにものを動かせるならかなりすごいですね。
振動のエネルギーが莫大なのでモーターよりよっぽどエネルギー消費してるでしょうけどね
@@user-jy5sf6jc3q そうなんですか…
多分液滴よりも例のゲルの方がでかくて重いので、動かすのにたくさんエネルギーが要ります。それを上下に何回も動かすので結構ひと苦労ですね。
@@user-jy5sf6jc3q
どんだけ莫大だろうが今まで捨てられてたエネルギーを活用できるんだから丸儲けだよ
@@user-pt6wi3dr4e エネルギーの効率に限って言えば、振動を並進に変えるには余程エネルギー効率がいい方法が他にあり(もっと秩序を失った振動(熱)さえも熱機関で力に変えられる)、わざわざこの技術を使うのはエネルギーの無駄だと思います。
この技術の本質、すごさはそこではないと思いますよ！
発想と、実現する力に憧れます
ネジが振動で緩まなくなるねえ
今更だけどこれえぐいわ
交流を直流に変換するダイオードみたいな整流効果があって面白い
これすごいなあ。あらゆる場面でいきてきそう。きちんと権利保護して成長させていって欲しい。
軸受に採用すればシールオイルを動力なしに循環できる？
この紹介されているゲル素材と橋本さんのネクタイがすごい。
配置する角度やベクトルや組合せ、与える振動数によって複雑怪奇な動きも可能になりそう。物質の選別も簡単になりそう
素材としての応用分野の幅の広さも考えると面白い事になりそうな素材。
防弾ベストや装甲への応用、宇宙空間での人工授精など、色んな可能性に期待しちゃう。
すぐに思いついただけでもパーツフィーダーやとても薄い駆動系としても使えるし
いろんな分野の人がいろんな応用に使うと感じました
音とか波にも使えるのかな？
ほんとにいろんなところに応用できそうだからすごいや
これ「電気通すプラスチック」(タッチパネル)並の時代を変える大発明じゃない？
新時代の技術革命のスタートラインかもしれない。それをリアルタイムで見れたのはかなり貴重なのでは。無限の可能性しかない今後に期待！
こういうのって偶然の産物みたいなイメージがあるけど、作ろうと思って作ってんのがえぐい
結果を知った後だと、ゲルが動いた方と反対に反作用で飛ばされると思えば自然に感じるな。
とても興味深い素材ですね。この素材からどんな発明が生まれるかと思うとワクワクします！
これやばいですね
構造がシンプルなので柔らかければゲル状じゃなくても実現できそうですし、
いろんな方法のアプローチが考えられますなぁ
ノーベル賞ものではないでしょうか
人工心臓や血管の弁とか。
あとは普通振動させると左右の動きが釣り合って動かないが、一方方向に動かせるとか。
小型の振動機で宇宙空間でものを移動するのに使えないかと。
太陽電池の電力さえあれば、推進剤のいらない動力として使えそうな。
色々面白いですね。
猫じゃらしを手の中でモミモミすると移動する原理！！
それやな！
同じこと思った
こういうひとがいるからまだ日本は舞えるのか。ほんとすげぇ
コンテンツ作成お疲れさまです。
これは面白い、情報提供ありがとうございます♪
硬い方に動くみたいなことが教科書に載って覚えさせられそう
すげぇ！！
新しい性質の素材が開発されるのはロマンある！！
嬉しい～～
「左右非対称に変形して何が嬉しいのかな」w
橋本さんの淡白な解説と好奇心が面白いです
素晴らしい技術を知るたびに気持ちが明るくなる！日本ってスゴい！
靴の底はめちゃくちゃヤバいな
今からでも禁止しないと最初に使った奴がとんでもないタイム出しそう
でもスポーツって生きるうえでどうでもいいよね
@@cayennepep1727 それを決めるのはお前じゃないから安心しろな
工作機械の給油管に使えないかな。細いから高圧が必要なんだけど、わざわざポンプを使うのはエネルギー的に無駄だと思ってたんだよね。機械の振動で勝手に給油してくれるといいなあ。
いいなそれ
テンガで本当に発電できる時代きた！
電子回路でいうダイオードみたいな立ち位置なのかな？振動を一方向の力に変換する場面で活躍する？
技術力もさることながら発想がすごい系の研究ですね。すごい。
12:37
やばい。完全に予想の逆だった。
材料レベルということは、今までラチェット機構で行けなかった細いものでも行けるということだよね。
クッションにこの材料上手く仕込んだら、力伝えるだけでダニとか花粉とかを外側に出しやすくなりそう。
もちろん水洗いでも乾かしやすくなるとかかな？
シンプルな発想で画期的な発明、一番かっこいいやつ、、、
マクスウェルの悪魔が作った素材みたいだなあ
この素材そのものが「扉」として機能するんじゃないかと思えてくる。
この汎用性と革新性は世界を変える。ノーベル賞級の大発見
エントロピー増大の法則に逆らっているように見える素材
実際はさからってないだろうけど
一方方向への極性、指向性を持つものは、生活の中でめちゃめちゃ重要。
偏光グラス、指向性マイク、指向性のスピーカといった一方への方向に特性を示すってのはとても役に立つ。半導体も特定方向への指向性を持つものの代表である。
地震が起きた時、必ず壁側のほうに倒れる(実質倒れない)物を作ったり、今よりももっと耐震性に優れた建物を作ることができるかもしれない。
この技術を建築物に応用できると、巨大地震などが起きたときに建築物のせん断破壊による倒壊はなくなるのかもしれません。
そう思うやろ？
ところが鉄筋コンクリートってのはこの素材と原理的に同じなんやで。
ドラえもんの道具みたい。
のび太がしずかちゃん家周辺にこのシートを設置して
しずかちゃんが自分の意思と関係なくのび太の家に行くようにするも
ジャイアンや近所の人までのび太ん家に来てしまう、みたいなの想像した😂
FRP（繊維強化プラスチック）の繊維配向を揃えてゲルでやったという感じですね。ありそうでなかった面白い発明だと思います。
最後に癒された
マジでめちゃくちゃ凄いことでは？！
素材レベルでの極性を示す物質であれば、ミクロでの活用が良さそう。極性をそのまま使うなら弁とか。
グラフェンシートの傾き、間隔、あとは振動数を調整することで任意の物質のみを効率よく仕分ける板とか。（マクスウェルの悪魔みたいだね）
電気的特性の良さだけじゃなくゲルの力学的特性も変えられるとかグラフェン万能すぎわろた
4:40で急に髪染めだしたのじわった
まーた最新技術を分かりやすく説明してるわ。神👼
曲がりやすい曲がりにくいを活用して
柔らかい硬い素材に変えて
エスカレーターにしたり回転盤にしたり
これすごいねぇ。感動したよ
これは応用だけど、もし
硬い方向にものすごい力で引っ張り変形させた場合
何もせずに戻るのか
変形させたままの形なのか
内部の酸化グラフェンの結合は、
変形ですむのかor引きちぎれるのか
興味深いね
すごい材料であればある程、活用するのが大変そう
球が左右どちらに跳ね返るのか直感と合ってた
最後に教授が行ったダイオードの例えすごい印象に残った。これも世界を一変する発明になるかもしれない
球が跳ね返る方向は自分的には予想した通りだった。
個人的には
「沈み始めた球から酸化グラフェン層に平行な方向への力（動画画面でいうと7時半方向）はグラフェンを圧縮させようとするけど、つっかえ棒（面）のように固いので反発係数が大きい。
片や層に垂直方向（4時半方向）への力はポリマーや水分合わせた反発係数なので小さい。
細かく言えば球体曲面なので角度によってグラフェンは挫屈も起こしてるけど、6時～9時方向からの総じた球への反発力は3時～6時方向からのものに比べて確実に大きいから、右方向へ跳ね返ってく。」
と思った。
振動ゲルを水が駆け上がってくのは分子間力も関わってそうだしもう少し複雑なのかなと思う。
振動を回転に変えられるならエンジンやモーターのエネルギー効率をより上げたりできそう
タービンの概念が大きく変わりそうですねえ。
パーツフィーダみたいな動きがより簡単な構造で
出来るようになるのか。
使い方次第でいろんな動きに変化させられるのは面白いな。
スマートデバイスに搭載して、そのデバイス自身が自走
するようなものも作れそうですね。
これはすごい。今後が楽しみです。
これは面白い材料だな。
動画でも言われているが
アスリート用の靴材料や自転車や車のタイヤやシートなど
高速道路の路面とかエネルギー活用になる可能性がある。
新しいサスとかに使えそう。日本ってこういう基礎研究が得意だけど製品化や規格化がへたくそだから頑張ってほしい
橋本さん、熱量モリモリ～～
すごい！
わかりやすかったです！
受け皿方向に跳ねるようにすれば工場の部品回収も楽そうだし、ピン等の部品を押し付けたい方向に仕込めばバネの替わりにもなるかも。
靴の下に仕込めば走りやすいものになるかもしれないけど、卓球のラバーにすれば、従来と違う「魔球」が打ててしまうかも…使い方を考えるのが楽しくなる素材。
蠕動運動、、、人工内臓や人工血管をまず最初にイメージしたけれど、エネルギーを片側にだけ伝えられるのは工学面でかなり画期的だなと感じた
耐震構造にも
弁みたいな感じかすごい
13:17 興奮しないように、冷静に話そうとしてるのが伝わりますね！
配信ありがとうございます😊
スポーツシューズへ利用されたら実におもしろいことになりそう。商品化されたらぜひとも試してみたいです。
原理が簡単すぎて何にでも応用できそう
ハンターハンターに出てきたら最強クラスまである応用力
わかりやすい説明！
日本の凄い所は新素材開発なんだよね～。
応用技術が出てくればノーベル賞ものか
わかりやすい💡
「メタマテリアル」の一種になるのかな？ 素材を加工して機能を実現するのではなく、素材自体が機能を持つという意味では。テニスラケットのストリングスで、縮む時に伸びる時より張力が大きくなるものがあれば凄い性能にになる、と夢想したことがある。これは状態エネルギーの放出になるからレギュレーションに抵触しそうだけど、振動エネルギーの変換であれば応用出来るスポーツ素材があるかもしれない。
日本の研究って視点が凄いよな
斜めに生えた毛や紙を地面につけて振動させると、傾いている方向に進む玩具や工作があるけど、それと同じ原理かな。
酸化グラフェンの平面方向に対するずり応力がかかった時のゲル強度も酸化グラフェン同士のπ-πスタッキングで担保してるのかな
靴底だと、着地時は、衝撃を吸収して、蹴り上げる時は、反発して更に力を伝えるのね🤔
ワクワク止まんねぇな
橋本記者自体が理系くんっぽい感じですき
これからは記者が表に出てアベンジャーズ感を出していくのがいいよね。
これ、まずは発想の勝利。そして実現する力。素晴らしい。
めっちゃ凄いやん