【材料工学】冷やすと膨張する物質の「負の熱膨張」メカニズム解明　早稲田大学と青山学院大学［03/02］

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/

水を冷凍すると膨張する仕組みですか？

ワイのは冷やしても熱しても膨張します

>>1
慶應に勝てないから低レベルなところと比較するコンプくん
ようするに大学名より一般入試組と推薦AO内部進学帰国組の差別化をするべきだねってことだろ

ステマ大学早稲田は一般枠を絞り偏差値操作
金蔓の推薦AO内部進学帰国の馬鹿で学生数を水増し
国立のすべり止めとしか価値がなく
学生の現状は国立の平均値以下
一般で早稲田行くのはアホすぎ

早稲田の半分以上が水増しバカ
学生数が多い分馬鹿を大量に集めないといけないわけだ

少子化で偏差値操作と学生数確保（学生数4万3千。スポーツ馬鹿大日大に次いで水増し馬鹿学生数2位　他の私立の2倍、国立大学の3倍近くの水増し馬鹿が多い）に必死の早稲田

「早稲田どうしちゃったの？」の声　学力低下の元凶？AO・推薦入試6割に拡大

http://www.j-cast.co.../04252414.html?p=all

早稲田の狙いは河合塾のコメント「募集の枠が狭まって、倍率が高まれば、偏差値が上がる可能性はあると思います」に集約されていますね。
受験産業に見透かされてしまっている早稲田……。
本質的な意味で学生の質を上げようというのではなく、
他校と数字で比較されてしまう偏差値ランキングのみに執着した政策です。
短期的には（見かけの）偏差値が上がって早稲田のメンツを保てるのでしょうが、
長期的には信頼を失う結果になるのは明白。
大学の理事たちは「在任期間中の学校運営さえよければそれでいい」と思っているのでしょう。

偏差値50以下の高校でも政経の指定校推薦枠がある現実

天下りと引き換えに補助金騙し取り

>>4
コンプ丸出しで早稲田スレのどこにも湧いてくる慶應は笑う

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？

>>4
邪魔だから黙ってろ、レイプ魔の巣窟大学

何となく判ったような気がするｗ

熱膨張って知ってるか?

慶應はレイプ事件解決しろよ
医学部から理工学部までやらかしてるぞ
かつては図書館の本破いたくらいで本を大切にせんやつはだめぁと名前さらして処分してたのに

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

スタッドタイヤとかに使えるかい

>>1
インバー合金が熱膨張しないのとはまた別の仕組みなんだな

https://www.kek.jp/ja/newsroom/2011/09/15/1700/

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　

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。

>>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

相転移と熱膨張（収縮）を区別できないアホばかりｗｗ

現実
私立は慶應法＞早稲田政経＞早稲田法

週刊朝日2017.12.22号　大学受験・併願対決100連発
2017年入試W合格進学先　数字は選択率（％）　データは東進

早稲田VS慶應義塾
法　 06−94法
政経26−74法
商　 04−96経済
商　 25−75商
文　 46−54文
教育05−95文
文構29−71文
文構33−67総政
先進33−67理工

>>1
良いことを聞いたニダ

>>1
東大出身で青学の准教授を経て早稲田の教授になった人と
青学の修士（博士前期）の人だから、青学時代からやってたテーマか。

准教授になるまでに期限付きとおぼしきポストを4つ。
根性があったのか楽天家だったのかわからんが、よくたどり着いたな

>1　別ソース

温めると縮む物質の負熱膨張現象メカニズムを解明
https://www.waseda.jp/top/news/63708
https://www.aoyama.ac.jp/post06/2018/pr_news_20190222

>>6
小学校からやりなおそうね〜

いやはや凄いな

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

>>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

>>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

冷たい手で握られても、逆に興奮するアレか

>>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。

カネ持ち向けの専門学校

またオナホが進化するのか

昔も今も　早稲田＞　KMARCH　だよ。

>>24
ひび割れしそう

氷にできないことは何もない

電子スピンって質量が無くなるからな
浅田真央見たら、、、、わかるよな、、、

>>3
思いっきり加熱してみようか(´･ω･`)

>>34
あれは姉が悪い全部持ってった

チンコかよ

密室トリックに使えるな

混ぜなくても組み合わせて機械精度向上とかできそう

昔も今も　早稲田＞　KMARCH　だよ。

>>24
鉄筋は錆びるし、高品質版欲しいよね
線路は破格の材料じゃないと無理だ
新幹線方式で斜めに接合すればいいんじゃないか
ロングは無理でも

>>4
強姦大学同士だろ仲良くしろｗｗ

昔も今も　早稲田＞　KMARCH　だよ。

氷の膨張とは理屈が違うってさ
水の冷却膨張は原子の相転移によるもの

逆ペロ略は量子スピンの指向性が合う事でおそらく
クーロン力が強まって(弱まって？)量子間の距離が離れるからじゃないか？
と予想する教えてエロい人

ソースの日本語読め
優しく書いてある

昔も今も　早稲田＞　KMARCH　だよ。

Wikipediaの 「インバー」より

インバー (invar) とは合金の一種であり、常温付近で熱膨張率が小さいことが
特徴である。鉄に36 %のニッケルを加え、微量成分として0.7 %ほどのマンガン
および0.2 %未満の炭素が含まれる。
1897年にスイス人物理学者シャルル・エドゥアール・ギヨームがFe-36Ni合金で
インバー特性を発見した。ギョームはこの功績によって1920年にノーベル物理学賞
を受賞した。磁気歪みによる体積変化と通常の格子振動による熱膨張が相殺しあって、
ある温度範囲での熱膨張が小さくなるものである。

レールに採用するには材料価格がとんでもなく高い。
昔は時計などの精密機械や工作機械が熱膨張によって
寸法が変化して精度がなるべく変化しないようにする
ために、編み出されたものだ。