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藤原研究室 - 光で自在に操るセラミックス材料の創製を目指して

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Published on Feb 4, 2010

藤原研究室では、光機能を有するセラミックス材料の研究を行ってます。
光エネルギー材料科学という独自の分野を掲げ、光の波長変換や光電変換に関わるセラミ ックスを創製し、より高性能でエコロジーなセラミックスの開発を目指しています。


Q. レアアースとかレアメタルとかいう言葉が今非常に叫ばれていますけれども、発光材料の原料の多くはほとんどレアアースと呼ばれる物質で、海外の輸入にほぼ100パーセント近く頼っているということになります。で、そういう物質を今後使わないでほんとに非常に身近にありふれた元素を使って発光材料を作っていくということも非常に重要になります。で、その時に発光だけではなくてその他の光学的性質をしっかりとその発光材料の中に組み混んで、トータルの材料としてよい物性を示すものというものをしっかりと作り込 んでいくということが重要になります。


あらゆる形状に構築できるセラミックスは、現在すでに様々な分野で活用されています。 しかし一方で、その原料として限られた物質である無機材料を使うことから、将来的な高 コスト化、資源確保の問題が懸念されています。
藤原研究室では、太陽電池の新たな構築に着目し、セラミックスの省エネルギー化・高機 能化に取り組んでいます。


Q. 太陽電池は今シリコンを使っているんですけれども、シリコンは太陽電池以外の使い道もすごく需要があって例えばコンピューターの中のLSIですとかは全部シリコンを使っている訳です。ですからコンピューターが世の中にどんどん発達していくとシリコンの消費がどんどん進んでいる中で太陽電池もシリコンで作らなければいけないとなると、やはりシリコンの値段もどんどん上がりますし、資源としてもどんどん逼迫してくるので、そうではなくて科学的な太陽電池ということで色素ですね。たとえば植物が色づいているような、そういう色素を使って太陽の光を吸収して、その吸収したエネルギーを電力に変換す るというような研究もやっています。


こういったセラミックスの開発を進めるためには、原子レベルからの設計が必要になって きます。藤原研究室では、溶液や気相を用いた低温合成または高低音合成を行うことで、 より新らしい機能を発現させています。


Q. セラミックスというのは普通焼き物というイメージがあって、まぁ1000度とか150 0度とかで加熱して作るんですけれども、そうではなくて本当の室温で溶液の中で原料になる、イオンの状態からそれが勝手に結晶が成長して無機材料になっていくと。そういうプロセスをつかってより低温で電極になるような半導体の無機材料をつくると。それをうまく太陽電池の中に組み込んでいくというような研究も行っています。


光を電力に換える、新しいエネルギー材料の開発。
藤原研究室は、やがてこの研究が光デバイスの性能向上や新デバイスの創製に繋がってい くと信じています。


Q. 材料の研究者というのはいろんなバックグラウンドを持っていて、例えば物理のひともい るし電気の人もいるし、化学の人もいます。
で化学の人たちができるのはやはり元素一つ一つの特性をしっかりと理解していて、それを物づくりに活かせるということが特徴だと思います。なので既存の物を使うのではなくて、発光のメカニズムをしっかりと設計して、そこから物づくりにフィードバックしてい くという考えで物づくりしていく必要があると思います。

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