日本の切り紙を応用し、60倍も強力なのに簡単に剥がせる粘着テープを開発 - fabcross for エンジニア
バージニア工科大学のエンジニアが、2000年の歴史を持つ日本の切り紙技術を応用し、粘着力を60倍に高めながら、容易に剥がせる粘着テープを開発した。 一般的に、強力な接着剤は剥がれにくく、剥離可能な接着剤はその強度を制限することで剥がしやすくする。いわば接着性と剥離性は相反関係にあると言える。強力なテープを剥がそうとする場合、母材に過度の力が加わらないよう、テープの端から少しずつ剥がそうとするだろう。 研究チームは、材料の特性を調整しなくても既存の材料の形状を変えれば、接着剤の強度と剥離性を両立させることができるのではないかと考えた。その方法を探るため、切り紙の手法を利用した。フィルムに戦略的に切れ目を入れることで、粘着力を高めながら簡単に剥がせることを発見したのだ。 普通のテープは、剥がす際にテープの長さに沿って一直線に剥離される。研究チームは、巧みにデザインされた切り込みをテープに加える
光の速度より速い物体が存在する可能性――超光速の視点から特殊相対性理論を拡張 - fabcross for エンジニア
超光速の視点から特殊相対性理論を拡張し、量子力学の基本原理を取り入れることが可能になるという理論の研究が発表された。超光速の世界は、3つの時間次元と1つの空間次元からなる時空で説明され、さらには超光速の物体が本当に存在する可能性もあるとしている。この研究は、ポーランドのワルシャワ大学と英オックスフォード大学によるもので、2022年12月30日付で『Classical and Quantum Gravity』に掲載された。 1905年に発表された特殊相対性理論によって、3次元空間に時間が4つ目の次元として加わり、これまで別々に扱われてきた時間と空間の概念がまとめて扱われるようになった。特殊相対性理論は、ガリレオの相対性原理と光速の不変性という2つの仮定に基づいている。 この2つのうち重要なのはガリレオの相対性原理だ。この原理では、全ての慣性系において物理法則は同じであり、全ての慣性観測者は同
メモリとアルゴリズムだけでニューラルネットワークを実現――プロセッサを使わず消費電力を1000分1に - fabcross for エンジニア
カリフォルニア大学サンディエゴ校（UCSD）の研究チームは、高効率、高速なニューラルネットワークによる学習を実現するため、消費電力を最大で1000分1に減らせる新たなハードウェアとアルゴリズムを開発した。将来的には、スマートフォンや組み込み機器など低消費電力デバイスでのニューラルネットワーキングの実現を狙う。研究成果は、2018年12月14日発行の『Nature Communications』誌に掲載されている。 一般的に、ニューラルネットワークが物体の認識や自動運転などの高度なタスクを処理できるように学習させるには多くの電力と時間が必要だ。そのトレーニングには数百から数千のプロセッサというコンピューターネットワークを使っても数週間から数カ月かかり、その大半はメモリとプロセッサの間でデータのやり取りに消費されている。この問題を解決するため、UCSDのDuygu Kuzum教授率いる研究チー
メガネが不要になる目薬――屈折率を補正する目薬「Nanodrops（ナノドロップス）」 - fabcross for エンジニア
イスラエルのバル・イラン大学のDavid Smadja 博士は、エルサレムメディカルセンターで開かれた研究デーにおいて、近視や遠視を調整する目薬「Nanodrops（ナノドロップス）」を発表し、眼鏡が不要になるかもしれないと話題を呼んでいる。研究成果は論文「Nanodrops for restoring refractive errors」として2017年10月にリスボンで開催されたESCRS（European Society of Cataract & Refractive Surgeons：欧州白内障屈折手術学会議）において、ポスター発表されている。 Nanodropsは、屈折誤差を補正するための特定の光学的特性を有するナノ粒子を含有する目薬だ。ブタを使った実験では、異なる濃度の合成ナノ粒子を含む目薬を点眼し、その前後で角膜内部の屈折変化、角膜屈折率、および角膜形状の変化を電子顕微鏡検
水は1種類ではない――2種類の異なる液体で存在することを確認 - fabcross for エンジニア
ストックホルム大学は、水が2種類の異なる液体で存在することの実験的証明に成功した。水の特異性の解明に向けた大きな一歩であり、研究成果は、米国科学アカデミー発行の機関誌『PNAS』（米国科学アカデミー紀要）に掲載されている。 水は我々にとって身近な存在だが、水の持つ性質は実は一般的ではなく、特異なものであることはあまり知られていない。大気圧下の水であれば、水は4℃の時に最も密度が高く（重く）なり、凍結して氷になれば水に浮く。気温が下がれば湖は水面から凍るが、湖底には氷ではなくもっとも重い4℃の水が存在することになり、湖面が凍結していても魚は生息できる。こうした水の特性のもとに、地球上の生命は生かされているのだが、大半の物質は凝固すると体積が減少して液体より重くなる。凝固すると体積が増加して固体が液体に浮くのは実は水やビスマスくらいしかなく、このような融点や密度、熱容量のように他の液体と異なる
弾丸も貫通しない木材――スチールに匹敵する高強度「スーパーウッド」を開発 - fabcross for エンジニア
米メリーランド大学の研究チームは、木材の強度と硬度を10倍以上高め、スチールやチタン合金にも匹敵する強靱な天然素材を作り出す方法を開発した。カーボンファイバーに比べても遜色なく、極めて安価だという。 メリーランド大学の開発した方法は、まず木材の主成分のひとつであるリグニンを除去し、次に華氏150度（摂氏約66度）の温度下で圧縮するというもの。これによりセルロース繊維が凝縮し、強固な水素結合を形成する。研究チームを率いるLiangbing Hu准教授によれば、この方法で処理された木材は、天然のものに比べ12倍の強度と10倍の硬度があるという。 この方法で木材を処理すれば、成長が早いが柔らかいパイン材やバルサ材などの木材を使って、成長が遅くて密度が高いチークなどの木材を置き換え、家具や建物を作ることができる。 また、研究チームが弾丸のような飛翔体を新素材に打ち込む試験をしたところ、飛翔体は天然
超伝導になる準結晶を世界で初めて発見――名古屋大、豊田工業大などのグループ - fabcross for エンジニア
名古屋大学は2018年1月20日、豊田工業大学、東北大学、豊田理化学研究所との共同研究により、超伝導になる準結晶を世界に先駆けて発見したと発表した。今後、新型の超伝導の解明につながることが期待される。 固体は結晶、準結晶、アモルファスの3種類に分類される。結晶では、中の原子やイオンが規則正しく周期的に配列し、ガラスなどのアモルファスは、中の原子や分子がでたらめに配列している。これに対し、「第3の固体」と呼ばれる準結晶中の原子は、ある種の規則性を持つが周期性は持たない。準結晶の幾何学的構造については理解が進んできたが、磁石や超伝導になることを示す確証はまだ得られていなかった。 今回の研究は、磁石や超伝導をもたらす「電子の長距離秩序」が準結晶では本質的に不在なのかを解明することを目的として行われた。アルミニウム（Al）、亜鉛（Zn）、マグネシウム（Mg）の3元素を組み合わせ、高速急冷法により準
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