北海道大学大学院工学研究院               応用化学部門構造無機化学研究室

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手で粉砕するだけで相転移する超セラミックスを開発

山本侑瑞樹さん、久米和樹さん、宮崎涼花さん、鱒渕友治准教授らの研究が、カルボジイミドイオンで構成される超セラミックスについて、乳鉢と乳棒を用いた手粉砕で相転移が起きることを世界で初めて実証しました。本研究成果は、2025年3月24日(月)公開のJournal of the American Chemical Society誌に掲載されました。

本研究では、Ba0.9Sr0.1NCNカルボジイミド化合物が、0.3GPa程度の圧力で相転移することをダイヤモンドアンビルを用いた静水圧実験によって見出しました。さらに同じ相転移が乳鉢と乳棒を用いた手粉砕でも生じること、Eu2(ユウロピウム(II)イオン)を添加した試料は相転移で赤色蛍光体に変化することを実証しました。また、計算科学手法によって、構造相転移によって原子が互いにすべるように変位することを明らかにし、Ba0.9Sr0.1NCNカルボジイミド化合物のせん断応力によって”ずれやすい”特徴が、手粉砕による構造相転移に関係することを報告しました。本成果は、せん断応力による構造変化が粉砕過程でも生じることを明らかにし、圧力や応力によって光学特性や電磁気特性が変化する新しいセンサー材料の開発が期待されます。

なお、本研究成果は、2025年3月24日(月)公開のJournal of the American Chemical Society誌に掲載されました。

プレスリリース:新着情報: 手で粉砕するだけで相転移する超セラミックスを開発~新規圧力・応力センサーの開発に期待~(工学研究院 准教授 鱒渕友治)

 

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