はじめよう固体の科学

電池、磁石、半導体など固体にまつわる話をします

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ジルコニア(ZrO2)とハフニア(HfO2):古典的かつ最先端の材料

ジルコニアとハフニアは近年注目を集めている誘電材料です.薄膜状態での強誘電性が発見され、強誘電メモリの主役としてスターダムにのし上がろうとしています.

なぜ酸素の燃焼はいつも発熱反応なのか

なぜ酸素の燃焼によってエネルギーを取り出すことができるのでしょうか.火はなぜ熱いのでしょうか.化学的に言い換えるのであれば、なぜ酸素の燃焼は常に発熱反応なのでしょうか.

磁気記録材料:磁石を用いて情報を記憶する

磁気記録媒体では、磁石のS極・N極を0・1に対応させることで情報を記録します.磁気記録媒体として代表的なものは磁気テープとハードディスクドライブ(HDD)です.

粘土鉱物:ありふれた元素から無限の機能

を含むと軟らかくなり乾かすと固まる粘土は、造形材料として一級の性質を持ちます.その利用は古代から家屋や土器、粘土板の材料として始まり、「粘土には1000の利用法がある」とまで言われるようになりました.

酸化物、窒化物、水酸化物、水素化物、ハロゲン化物: イオン性物質の数々

イオン結合性の物質は、構成する陰イオンの種類によって分類されます.酸化物イオンを含む酸化物、フッ化物イオンを含むフッ化物、水素化物イオンを含む水素化物など.これらはどのような特徴を持つでしょうか.

エネルギーの単位と変換方法 【メモ】

エネルギーを表す単位には様々なものがあります.もっともオーソドックスなのはJ (ジュール)ですが、利便性や歴史的な経緯から分野ごとに異なる単位が使用される場合があります.

単結晶と多結晶:それぞれの秩序の形

結晶の配列方法や結晶粒の特性は、材料の物理的および化学的特性に大きな影響を与えます.結晶の形態の中でも「単結晶」と「多結晶」は、それぞれ異なる特性と応用分野を持っています.

宝石の結晶構造を見てみよう

一般に特別なものとして扱われる宝石ですが、その正体は鉱物であり結晶です.マクロな大きさの宝石は美しいですが、ミクロな大きさの結晶もなかなかきれいな構造をしています.

ハーバー・ボッシュ法:人口を倍増させた驚異の反応

この反応では窒素と水素から直接アンモニアを作り出します.アンモニアは肥料の素となります.肥料が容易に合成でき、安定的に食物を供給できるようになった人類は、爆発的に増加していきました.

人工光合成による水分解

人工光合成のターゲットには二酸化炭素の分解だけでなく、光のエネルギーを転用して人類にとって有用な物質を合成する反応も含まれます.例えば、光エネルギーによる水の分解もその一つです.

アパタイト:生体から地球の中まで

アパタイトは、歯や骨の原料からイオン伝導体、触媒、イオン交換材料まで多様な用途を持ちます.これらの特性は、アパタイトを構成するイオンが他のイオンと入れ替わりやすいことに起因することが多いようです.

チタン酸カルシウム(CaTiO3):元祖ペロブスカイト、だけどちょっと不遇な物質

現在のところ、CaTiO3に関する研究がそれほど盛り上がっているようには見えません.とはいえ、兄弟分のBaTiO3とSrTiO3が異常すぎるだけで、CaTiO3にも興味深い特性はいくつもあります.