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1: しじみ ★ 2019/03/02(土) 12:46:49.36 ID:CAP_USER

早稲田大学と青山学院大学の共同研究で、冷やすと膨張する物質「逆ペロブスカイト型マンガン窒化物」の「負の熱膨張」メカニズムが世界で初めて解明された。

 通常、物質は冷やすと収縮し、温めると膨張するが、逆ペロブスカイト型マンガン窒化物は冷やすと大きな体積膨張を示すことが知られる。しかし、なぜ冷やすと膨張するのかという物理的なメカニズムは40年以上も謎だった。

 一方、逆ペロブスカイト型マンガン窒化物は、温度降下にともないマンガンイオン上の電子のスピンが整列することも知られている。そこで今回の研究では、「電子スピンの整列現象」と「負の熱膨張現象」の関係性に注目した。

 研究グループはまず、電子スピン間に、スピン同士を反平行に揃えようとする相互作用と平行に揃えようとする相互作用の2種類が働いていることを突き止めた。そして、これらが競合しているために、通常の物質のように体積を収縮させるよりも、体積を膨張させてイオン同士を離した方が、スピン間相互作用が強まることを見出した。そのため、温度を下げていきスピン整列が起こると、スピン間相互作⽤を強めるために結晶体積が自発的に膨張し、「負の熱膨張現象」が起こるのだという。

 これにより、スピン間相互作用が競合する物質で負熱膨張現象が起きる可能性が高いことが示唆され、未知の負熱膨張物質として期待される結晶構造も提案された。さらに研究グループは、逆ペロブスカイト型マンガン窒化物のスピン整列を再現する数理モデルを世界で初めて構築し、負熱膨張現象メカニズムを理論的に完全に解明することにも成功した。

 負熱膨張物質は、通常の物質と組み合わせることで、温度変化を受けても体積・長さが変化しないこれまでに無い材料の実現を可能にすると期待されている。

論文情報:【Physical Review Materials】Theory of magnetism-driven negative thermal expansion in inverse perovskite antiferromagnets
https://journals.aps.org/prmaterials/abstract/10.1103/PhysRevMaterials.3.024407

https://univ-journal.jp/24972/

2: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/03/02(土) 12:50:45.06 ID:Uv1A3eVN

水を冷凍すると膨張する仕組みですか?
16: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/03/02(土) 15:10:46.50 ID:8AFykVt4

>>2
で言われてしまったw

水は性質が理解されてるからもういいってことなのかw

6: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/03/02(土) 13:14:02.86 ID:oG7P7v9w

さらっと読んだだけだが水と同じような現象じゃないの?
水も冷やすと原子が整列するから膨張するんだろう?


if(navigator.userAgent.indexOf('iPhone') > 0){
document.write('');
} else if( navigator.userAgent.indexOf('Android') > 0 ) {
document.write('');
} else {
;
}

22: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/03/02(土) 20:23:08.88 ID:GIpQywGo

>>6
小学校からやりなおそうね~
11: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/03/02(土) 14:27:45.64 ID:7m9uF9da

一応言っておくと、これをどうしても水に例えたいならば

 「氷を(さらに)冷やしていくと体積が大きく増える」

という話だぞ

12: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/03/02(土) 14:39:46.01 ID:L3qxnre3

スタッドタイヤとかに使えるかい
29: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/03/03(日) 00:10:32.53 ID:foNuRK7t

カネ持ち向けの専門学校


if(navigator.userAgent.indexOf('iPhone') > 0){
document.write('');
} else if( navigator.userAgent.indexOf('Android') > 0 ) {
document.write('');
} else {
;
}

14: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/03/02(土) 14:51:57.47 ID:28zsG7D4

早稲田大 負の熱膨張原理を応用し、箱根駅伝優勝旗を奪還してくれ 
17: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/03/02(土) 15:32:58.46 ID:FDzD3nRQ

相転移と熱膨張(収縮)を区別できないアホばかりww

http://mv-mindhack2ch.up.seesaa.net/common/kijinaka.js

15: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/03/02(土) 15:09:07.79 ID:QH4LAHb8

私大の理工学部はどこも皆研究と言えるほどの研究はやってないよ。
東大京大阪大東北大東工大クラスとは比べようがないのが現実。
25: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/03/02(土) 22:35:23.33 ID:w/LfA2E+

>>15
独立行政法人、昔の国立研究所に大学院生がかなりの数いるけど
私大の学生もそれなりの数いるよ。
有名私大は母数が無駄に大きいから比率としては小さいのかもしれないが


if(navigator.userAgent.indexOf('iPhone') > 0){
document.write('');
} else if( navigator.userAgent.indexOf('Android') > 0 ) {
document.write('');
} else {
;
}

24: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/03/02(土) 22:01:09.41 ID:ZfEf7igO

鉄に混ぜて伸縮の少ない鉄筋とか鉄道レールとか作れるのか?
強度と耐久性が不安だが
26: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/03/02(土) 22:38:28.66 ID:ExmfR+iF

>>24
窒化物の話だから脆くてそういう用途には使えないだろ
28: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/03/02(土) 23:45:54.52 ID:iOZucBev

>>24
http://www.inpit.go.jp/blob/katsuyo/pdf/business/t3-1.pdf

低膨張率の物質については色々研究されてはいるみたいだけど、
車体ならいざしらず、レール用途のものはまだないみたい。
コストや強度・耐久性、扱いやすさが折り合わないんだろうな。

32: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/03/03(日) 02:30:51.53 ID:yQQH88t8

>>24
ひび割れしそう


if(navigator.userAgent.indexOf('iPhone') > 0){
document.write('');
} else if( navigator.userAgent.indexOf('Android') > 0 ) {
document.write('');
} else {
;
}

27: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/03/02(土) 23:03:28.69 ID:9P3yJFWV

冷たい手で握られても、逆に興奮するアレか

http://mv-mindhack2ch.up.seesaa.net/common/kijisita.js

元スレ:http://egg.5ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1551498409/

Source: 思考ちゃんねる

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