技術アイドレス

新素材の開発

http://blog.tendice.jp/200906/article_6.html

 

L:新素材の開発 = {

 t:名称 = 新素材の開発(技術)

 t:要点 = 妙な伸縮,小躍り,新素材

 t:周辺環境 = 研究室

 t:評価 = なし

 t:特殊 = {

  *新素材の開発羅幻王国版)の技術カテゴリ = ,,,組織技術。

  *新素材の開発羅幻王国版)の特殊能力 = ,,,この新素材(金属吸着剤)を使うことで資源を得ることができる。

  *新素材の開発羅幻王国版)の資源生産増加 = ,,,新素材を使うことで藩国内の資源を生産する全ての施設はそれぞれ資源生産が+5万tされる。

 }

 t:→次のアイドレス = 海洋鉱山(施設),イオンビームの開発(イベント),触媒技術の発展(技術),海洋探査船の開発(イベント)

 

蓮田屋藤乃 > Q:恐れ入ります、*新素材の開発羅幻王国版)の資源生産増加 = ,,,新素材を使うことで藩国内の資源を生産する全ての施設はそれぞれ燃料生産が+5万tされる。と頂きましたが、これは『資源』生産+5万tの誤字なのでしょうか? (6/20-17:10:10)

芝村 > A:誤字だ なおしとくよ (6/20-17:10:52)

 

http://hasta.sakura.ne.jp/I=Dress/Kingdom/Tree/West/DevelopNewMaterialMui.jpg

 

 ――ぴしゃーん! ごろごろごろ……。 がらがらぴしゃーん! ――うひょひょひょひょひょ!!

 

 カミナリが鳴り響く深夜の【研究室】と言えばマッドサイエンティストの本領である。現在、草木も眠る丑三つ時。もっとも昼間であれば「ままー。あれなーにー?」「しっ。見ちゃいけません!」と称される事請け合いの反社会的風景ではあるのだが。

 

 さて、そのクック○ビン音頭一歩手前の【妙な伸縮】運動をしているのは羅幻王国随一にして唯一の天災科学者(誤字ではない)である通称“ドクター”こと四方無畏。

 

「説明しよう!」

 

 なぜかカメラ目線で【小躍り】しながら説明し始める四方無畏。つか、こっち見んな。

 

「ふ、ふん! 別に教えたい訳じゃないんだからね!」

 

 ツンデれるな。正直コワい。

 

「んんー。そうかそうか。我輩の歴史的伝説的驚愕的レジェンド研究成果を教えて欲しいか、教えて欲しくて仕方ないだろう、しょうがない教えて進ぜよう。……や、お願い聞いて。ぶっちゃけ我輩ちょっぴり寂しい」

 

 正直辟易し始めているが、古今東西研究者という人種は研究成果を自慢するのがレゾンデートルのようなものである。というか何故メタ視点とやり取りしているかの方が、遥かに驚愕的だ。

 

「説明しよう。我輩が開発した【新素材】『ラプンツェル』は、現在NWで叫ばれている『資源』不足を解消する為に開発された、レアメタル微細粒子イオン吸着素材である――」

 

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 〜〜長文入りまーす〜〜

 

 そもそも『レアメタル(希少金属)』とは何か。

 

 レアメタル(希少金属)とは非鉄金属のうち、様々な理由から産業界での流通量・使用量が少なく希少性の高い金属の事である。

 非鉄金属全体を呼ぶ場合もあるが、狭義では鉄・銅・亜鉛・アルミニウム等のベースメタルや、金・銀等の貴金属以外で産業利用されている非鉄金属を指す。

 

 その用途は下記多種多様な工業製品に不可欠な素材である。

 

・機能性材料    :光触媒・磁気ヘッド・磁気光学媒体・光通信用のフッ化ガラス・形状記憶合金・プラズマディスプレイ・蛍光灯等の蛍光体などに利用される。

 

・構造材への添加  :強度や防錆性を増したりするために、鉄・銅・亜鉛・アルミニウム等のベースメタルとの合金として、ステンレス鋼・特殊鋼(工具・耐磨耗・耐熱材)・Ni合金材・Cu合金材・Ti合金材・Al合金材などに利用される。

 

・電子材料・磁性材料:半導体レーザー・発光ダイオード・燃料電池・一次電池(化学電池)・二次電池(蓄電池)・永久磁石(希土類磁石)・磁気記録素子・超伝導材料などに利用される。

 

 半導体産業ではタングステンやモリブデン、ニッケル等が必須の素材であるし、自動車産業では白金やパラジウム等が燃料電池に用いられる。

 しかしながらその名の通り、一般的にレアメタルは希少である。

 

・地殻中の存在量が比較的少なく、採掘と精錬のコストが高い。

・単体として取り出すことが技術的に困難。

・金属の特性から製錬のコストが高い。

 といった理由が挙げられるが、実はレアメタルは、希土類元素(rare earth elements・レアアース)を除けば地殻中の存在量は、鉄や銅の例外を除くベースメタルの存在量よりむしろ多い。

 それが『希少』とされる所以は、レアメタルはクロム・マンガン・ニッケルのように鉱石として採掘されるものは少数派で、ほとんどが他の金属鉱石中に微量が構成金属を置換して存在しているので精錬による濃縮に大きな手間が掛かる為である。

 

 それでは、もし。『他構成金属が極めて少ないレアメタル』があるとしたらどの様な事例が発生するであろうか。

 

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 ここで一旦、金属のイオン化について詳しく説明しよう。

 

 イオンとは、原子あるいは分子が、電子を授受する事によって電荷を持った物をいう。電離層などのプラズマ、電解質の水溶液、イオン結晶などのイオン結合性を持つ物質内などに存在する。

 

 電荷的に中性な物質が、正または負の電荷をもつ原子あるいは原子団に変化する物理現象をイオン化(ionization)、または電離と呼ぶ。

 原子がイオン化する場合、原子に属していた1〜数個の電子が他の原子または原子団に移る。この時、イオンの持つ電荷量は電気素量(すなわち電子の持つ電荷量)の整数倍に等しい。

 電子を受け取った原子または原子団は負電荷に帯電して陰イオンとなり、電子を放出した方は正電荷に帯電して陽イオンとなる。電子を放出する際には原子核からのクーロン力の束縛から解放される為に、電子は光子を吸収したり、原子同士の衝突によりエネルギーを受け取って励起される必要がある。逆に電子を受け取る場合は、励起エネルギーの分を放出して安定化する。

 

 また、個々のイオンは物質の高次構造においては正負の電荷が対(電気的に中性)を形成することで安定化する機構を有するクーロン力によってイオン結合し規則正しい結晶構造を形成することで、巨視的な電荷の偏りが中和され安定化している。

 

 つまり、他構成金属と既に分解され存在している金属イオンがあれば、再び電子を与え原材料として転利用出来るのである。

 

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 ところで羅幻王国は、その過半が西国人の要素たる砂漠である。

http://hasta.sakura.ne.jp/I=Dress/Kingdom/I=DressMAP.jpg

そして王国中部の山岳群には、レアメタル採掘場がシーズン1の遥か昔から存在する【http://ragen.s7.xrea.com/x/aplow/index.php?%BF%B7%C3%CF%BF%DE】ことから、砂漠の砂はかつて同様に存在した山岳が長い歳月を掛けて風化したもの、すなわち地質的には同質であった。

 気温の寒暖が激しい砂漠においては、レアメタルや希土類元素を含むイオン吸着鉱(特定の鉱物ではなく、地表水あるいは地下水中に溶けているイオン(ここでは希土類元素のイオン)が岩石や鉱物の表面に吸着されて出来た物)が微細な粒子として存在する。

 

 ――しかしながら本来は、ほとんどが他の金属鉱石中に微量が構成金属を置換して存在しているので精錬による濃縮に大きな手間が掛かるのである。

 ブレイクスルーは既に現実として、半導体等の工場排水から貴金属(金・銀・白金等)の分離・回収に利用される、イオン吸着素材であった。

 

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 吸着素材とは『他の物質を特に強く正吸着する物質』である。

 以前より、柿の皮や古紙を活用し携帯電話やパソコンの廃棄時に部品から金や銀・プラチナなどのレアメタル(希少金属)を回収する吸着剤は存在していた。

 柿の皮に含まれるポリフェノールには金を吸着する性質があり、セルロースを有機化合物と反応させて作った吸着剤は、プラチナやパラジウムを吸着する性質がある。

 柿の皮と硫酸を反応させて乾燥させた吸着剤を作り、塩酸で処理すると対象の金属だけ回収出来るのである。

 

 なお、吸着樹脂としてイオン交換樹脂というものがあるが、正確には吸着剤とは異なり、溶液中の陽イオンまたは陰イオンを吸着して代わりに自分が持っている陽イオンまたは陰イオンを放出する物である。

 機械工業公害対策として粉砕した繊維を原料とする処理・回収資材は、重金属イオンに対して優れた捕集性能を有し、水溶性ヘミセルロースや抽出成分の溶脱を防止すれば工場排水の終末処理材として、ウラニウムやカドミウムなどの有価・有害重金属回収用に十分利用出来る事が認識されている。

 

 吸着はメカニズムにより『物理吸着』と『化学吸着』に分けられる。

 物理吸着はファンデルワールス力や表面と溶質が反対の電荷を持つ場合に生じる静電吸着のような弱い力による結合を示す。

 化学吸着は溶質と固体表面上の原子との化学的な強い結合を示す。

 

 吸着は地球表層環境における最も重要な化学プロセスの一つであり、海水中からの微量元素の濃集過程にも粘土による吸着プロセスが重要な役割を果たす。

 さらに吸着プロセスは鉱物の溶解速度にも影響を及ぼし、鉱物の風化過程の重要な過程として、微量陰イオン種元素の固相への吸着から、天然水の微量元素濃度はそれら微量元素を含む純粋な鉱物の溶解度から予想される濃度よりもはるかに低い。

 

 羅幻王国研究陣は、土壌や天然水中での栄養塩や重金属の移動を予測するため、また風化過程を定量的に理解するためには吸着プロセスのメカニズムを理解し吸着挙動を定量的にモデル化に成功し、無機陰イオンの鉱物表面への吸着のメカニズムを解明した。

 

 それによって作られた【新素材】こそが、レアメタル微細粒子イオン吸着素材『ラプンツェル』である。

 

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 『ラプンツェル』の合成無機イオン吸着材は、

 レアメタルや希土類元素を含む微細な粒子として存在するイオン吸着鉱から特定金属イオンを吸着させる。

(なお、開発の為の蓄積された純科学研究地盤は、羅幻王国が誇る、高スペックの燃料生産・精錬設備・工業施設の支援とノウハウを用いられた)

 それでは、その時のエピソードを紹介しよう――

 

 /*/

 

 ある日、ドクター無畏は体に悪そうな色の液体の入ったビーカーを手に【研究室】から【小躍り】している様な足取りで羅幻城中庭の畑にやってきていた。

 彼はその液体を太陽に当てたりしながら色々な角度から観察をしていた。

 

 「うむ! かんぺ……」

 「クォー!」

 

 ドクターがビーカーを掲げて何事か叫ぼうとした瞬間、上空から恐るべき速度でドクターに迫る黒い影。

 

 「ギャー」

 

 黒い影改め試験体SKY1のタックルをまともに受け、ドクターとビーカー(とその中の液体)は宙を舞った。

 畑の土手に頭から突っ込んだドクターとビーカー(とその中の液体)。

 液体はスライムの様に【妙な伸縮】をしながら畑とドクターに降り注いだ。

 

 「こら! 何をする!? ……全部こぼれた上に一張羅(白衣)がヌチャヌチャになってしまったではないか!」

 「クォ?」

 「幸い人体に無害な薬品だったから良かったようなものの、これが危険な薬品だったらどうするつもりだ!」

 

 そもそも薬品を持って外に出るものではない。というか、ほんとに無害なのか? とりあえず、白衣は変色してないしドクター自身にも影響はなさそうだが……。

 

 「むぅ、これではこの薬品はもう使い物にならんな。まぁいい。作り終わったものに興味は無いのである! ……どうせ作り方はちゃんと記録してあるしな」

 「クォ!」

 「わかったわかった飯だな?」

 「クォー!」

 

 こうして1人と1羽は食堂へと向かって歩き出した。

 さかさまのまま畑に立っているビーカーを残して……。

 

 /*/

 

 2週間後(謎の液体(実はポリフェノールを含む金属イオン吸着物質だった)をぶちまけられた)試験畑を観察に来た新人の瀬田唐橋は鈍く光るカタマリを発見した。

 いくつもの調査の結果、謎の液体についてわかったのは以下の様なことだった。

 

 1.謎の液体そのものはフィルム状の薄い膜に硬化していた事。

 2.土壌ないし、液体中に含まれるレアメタル群を金属イオンの形で吸着させていること。

 3.高分子ポリマーレベルでスポンジ状に構成され、微細な炭素等の粒子を吸着させていること。

 4.こうなった原因はドクターの作った謎の液体であること。

 5.ここで作られたレアメタル群は高純度であること。

 6.どうやら謎の液体が硬化した物質そのものを焼却してもダイオキシン等の有害物質は発生せず、人体や他の植物には影響を与えないらしいこと。

 

 当初、『ラプンツェル』の合成無機イオン吸着材は、

【◆環境保全法案】の制定より、

 鉱・工業排水・廃棄物処分場の漏洩水や陸水等の多成分処理水系における重金属等の有害物質の除去等、環境対策として研究されていたが、

 

『ラプンツェル』の研究実験に充てられていた羅幻王国北東部の砂漠地帯は後日、砂中成分に微細なレアメタル群の粒子が含まれていた最適の地質である事が判明した。

 

 それは、新たなる資源採掘地を発見するための高品質検知システムの開発へとフィードバックされ、羅幻王国に更なる高規模資源採掘地もたらす未来に対する布石として希望を与える夢の新素材であった。

 

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 本発明、レアメタル微細粒子イオン吸着素材『ラプンツェル』は、

 共和国全土で蔓延する資源不足を打開するために純粋なケミカルサイエンスから生み出された、環境対応型合成無機イオン吸着材である。

 羅幻王国が誇る『大量の高品質石油燃料を原料』とし、プラスチック繊維から作られたそれは、

硫化炭素の排出を妨げるべく高分子ポリマーレベルでスポンジ状に構成されており、焼却してもダイオキシン等有害物質は排出されない。

 詳しくは、Si,Al,及びMgあるいはFe(II)からなる3成分系複合水和酸化物を中和沈澱法を利用して簡便な操作プロセスで当該複合水和酸化物の化学組成を調整・合成し、そのイオン吸着性を広範にコントロールする事により、環境汚染を引き起こす事のない、多種類の陽・陰イオンを含む多成分処理水系にも適用可能な新しい環境対応型・合成無機イオン吸着材である。

 

 薄いフィルム状に加工され、ある程度のムラはあるが全体的にくすんだ灰色をしており、僅かに向こう側が透けて見えるかどうか程度の透明性を持っている。

 主に王国北東部の砂漠地帯でまるで吹き流しか旗の様に、定期的に回収・再配置されたその様子はまるで、『入り口のない高い塔に閉じ込められた髪長姫』のようであると言われている。

 回収された『ラプンツェル』からは、金属イオンの形でレアメタルや希土類元素が吸着し、

吸着・分離・再利用に、電力を消費する関係上『いささか燃料を消費する』が、半導体などの希少な工業用【資源】として用いられる。

 

 また今後は、

・鉱・工業排水・廃棄物処分場の漏洩水や陸水等の多成分処理水系における吸着・分離・除去。

・工業煤煙や自動車、特にディーゼルエンジンから排出される粒子状物質(PM)・硫黄酸化物・窒素酸化物(NOx)の排気ガスの浄化等、

 汚染物質の吸着・発見するマーカーなど環境対策として可能性を切り開き、今後の応用が待たれている。

 

※参考URL

『プラスマイナス排出炭素税率制』(ニューワールド全域国際条約http://www24.atwiki.jp/idress_lap/pages/73.html

署名:わんわん帝國テラ領域宰相 シロ・にゃんにゃん共和国オリオンアーム大統領 是空とおる・TLIO主任 都築つらね)

 

 なお、童話の『ラプンツェル』では『ちしゃ』と訳されることが多いが、キク科のレタス(ちしゃ)を指してはおらず正しくはオミナエシ科の植物・ノヂシャのこと。妊婦が食べるのに良いとされる植物である。

 

 今後は藩国の外貨獲得手段としての役目が期待されている。

 藩国内でそうであったように、この『ラプンツェル』という【新素材】が多くの藩国にとって夢と希望に溢れる新素材であることに違いは無さそうであり、多くの需要が見込めるが、同時に自国特有の素材である『ラプンツェル』を安易に流通させることを危ぶむ声も一部では存在したため、環境保全の観点からも【環境維持保全法】 http://hasta.sakura.ne.jp/I=Dress/Kingdom/Policy/Environmental-Safeguards.txt に則り、王国税関施設(施設)http://www11.atwiki.jp/asea/pages/281.html に配置された、

・NAC微生物検査機(アイテム)

・NAC品質管理機(アイテム)

・NAC毒性検査機(アイテム)http://blog.tendice.jp/200812/article_54.html

・毒物簡易検査キット(アイテム)

・化学毒物スクリーニング検査システム(アイテム)http://gamechaki.kotonet.com/iishop/cart.cgi?field=8

 によって定期的に藩国環境局に把握され、その生産量と生成法は藩国科学管理室によって厳重に管理される事となった。

 

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◆『ガラスケージ』

 王国北東部、硝子の檻の名で知られる砂漠地帯であり、レアメタル微細粒子イオン吸着素材『ラプンツェル』による資源収集・生産地である。

 まるで吹き流しか旗の様に、定期的に回収・再配置されたその様子は幻想的な風景となっている。

 

 そのため、近隣の村や町では風景の変化に戸惑う声もあったが、摂政・蓮田屋藤乃の『砂漠も森林と共に景観の一つであるという環境保護政策』によって『生産地の過度の拡大を事前に抑止』すると共に『大気・水質・土壌検査が毎月定期的にが行われている』事に加え、工業製品として外貨獲得手段としての需要からの期待と収入、雇用促進から基本的には歓迎され、最近では子供たちや若い母親によって新しい童話が語り継がれ始めている。

(もっとも、安易に踏み込む事を抑止するため蓮田屋摂政が各公的機関・民間学校に要請した、ある種の情報操作の意味合いも含まれている)

 

 以前は砂漠の天候・地質とそれに伴う生態系に目をつけた研究者が注目する程度の地域でしかなかったが、現在は『ラプンツェル』を安価で優秀な資源に加工する技術が確立されたため、開発が盛んになっている。

 多くの企業が伐採・加工のための施設を建築し、またより効率的な加工・伐採手段を求めて研究施設を設けている。これらの設置により周辺の村は町では人口が急増し、発展もしたが、歪な形でのそれに伴う貧富格差の増大および治安の悪化が懸念されたため、先手を打った摂政の指示により、警官の定期巡回も強化され、既に行われている。

 

 〜〜カメラ戻りまーす〜〜

 

「――どうだ! 我輩のマーベラスでファンタスティックでアンビリーバボーな奇妙奇天烈大発明はぁぁぁぁっ!!」

 

 わかりました。本当に奇天烈大発明なのは理解しましたから、メタなカメラ目線で唾を飛ばさないで下さい。ぶっちゃけコッチ見んな。

 

「ラゲンの科学力は世界一ィィィィ!!」

 

 どがぴしゃーん! ごろごろごろ……。 がらがらぴしゃーん! ――うひょひょひょひょひょ!!

 

 ひゃっほーい! と やっほーい! の中間音域を表現する術が存在しなくて誠に幸ふk――げふんげふん残念ないつもの風景であった。

 

http://hasta.sakura.ne.jp/I=Dress/Kingdom/Tree/West/DevelopNewMaterial.jpg

 

 蛇足になるが、謎の液体をぶちまけたことをすっかり報告し忘れていたドクター無畏には3ヶ月の減給が申し渡された。

 

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◆藩国摂政による安全布石

 

「石油燃料から生産され、吸着・分離・再利用に、電力を消費する関係上『いささか燃料を消費する』が、半導体などの希少な工業用【資源】として用いられる【新素材】……今後、環境対策への研究を進めるにはよろしいのですが、まぁ、念のためであるのですが、万一。TLOとして認定された場合の対策ですね」

 

「は、『ラプンツェル』は純粋な科学技術によるものではありますが……」

 

「ですから、念のためです。前もって大統領府と星見司処及び、【◆超越技術管理機構(Over Technology Control System/OTeCS、オーテックス)】に要請して、開発データ・サンプルの提供を行い【◆予兆検知(異常診断)システム】にチェックして頂きましょう。万一あらば【◆テックレベルオーバー(TLO)拡散防止法】に従い即時回収。そのために生産状況及び配置履歴のトレーサビリティを確実に行います。確認が取れるそれまでの間『ラプンツェル』そのものの国外流出は厳禁とします」

 

「了解しました。藩国税関施設に通達と共に徹底します」

 

「また、王国北東部『ガラスケージ』に産業スパイ――主にセプテントリオンの手が入らないように関連企業の徹底チェックを。今後『ラプンツェル』のマーカーによって藩国に更なる高規模の資源採掘地が発見される場合も備えても尚、警備を徹底して下さい――」

「了解しました。藩国警察及びISSに通達と共に徹底します」

 

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Last-modified: 2017-06-19 (月) 21:10:08 (1121d)