エネルギーと環境 177

彦根藩二当主である井伊直孝公をお寺の門前で手招き雷雨から救った
と伝えられる招き猫と井伊軍団のシンボルとも言える赤備え（戦国時
代の井伊軍団編成の一種、あらゆる武具を朱りにした部隊編成のこと
）と兜（かぶと）を合体させて生まれたキャラクタ－。


【季語と短歌：3月14日】

　　　　払暁のコーヒー飲みてメッセージ　
　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　高山　 宇（赤鬼）

千島海溝で8センチの地殻変動 東北大学などの研究© ABEMA TIMES
⛑️千島海溝で8センチの地殻変動

東北大学などの研究チームは、2019年から5年間、GPS観測装置を使
って巨大地震発生の可能性が指摘されている千島海溝の地殻変動を調
査しました。その結果、「固着域」と呼ばれる陸側のプレートと海側
のプレートのくっついている部分が、年間8cmほど一緒に沈み込んで
いることがわかった。千島海溝沿いでは、過去に300年から400年の周
期でマグニチュード9クラスの超巨大地震が発生してきた可能性が指摘
されていて、前回は17世紀にマグニチュード8.8クラスの地震が起きた
とされていた。

17世紀の地震から約400年にわたって、現在と同じ速度で歪みが蓄積
していた場合は、将来的にマグニチュード8後半から、マグニチュー
ド9程度の超巨大な地震を引き起こすエネルギーがすでに蓄えられて
いる可能性があるという。いつ地震が起きても対応できるように、被
害の備えを充実させることが重要と指摘されている。


🎈　原発に引きずられている日本政府。禍根が拡大する確率が高くな
るは織り込み済みだろうか？憂慮する。

✳️　金属3Dプリンターでハイエントロピー合金
３月2日 、大阪大学の研究グループは，レーザーを熱源とする金属3D
プリンターが，金属材料の高機能化に必須の合金化と組織制御，さら
には形状制御を同時（ワンプロセス）に実現できることを初めて実証。
金属材料を実用部材として最終製品化するためには，合金化，組織制
御，形状作製といった多段階の製造プロセスが必要となる。また，従
来の合金化法である鋳造を用いる場合，5種類以上の元素を同程度の原
子比で混合して作製するハイエントロピー合金は，元素偏析を生じや
すく，本来の機能性を発揮できないことも課題だった。

【要約】
⓵ 従来の合金製造方法（鋳造）では難しかった「ハイエントロピー合
金」を、金属３Dプリンタで実現。
 ⓶5種類の純金属粉末を溶融し、金属3Dプリンタの特徴である極めて
高い冷却速度を駆使した超急冷
⓷凝固を適用することで、構成元素が互いに固溶した均一なハイエン
トロピー合金を製造することに成功。 「合金化」「組織制御」「形状
作製」からなる金属の合金製造工程をワンプロセスで実現可能に。 
これまでに金属３D プリンタは、レーザによる選択的な金属粉末の溶
融凝固を繰り返すことで、任意形状をもつ３次元の構造物を作製でき
る手法として知られてきました。今回、研究グループは、5 種類の純
金属粉末を同時に溶融し、金属3Dプリンタの特徴である極めて高い冷
却速度（最大107 ℃/s）を駆使した超急冷凝固を適用することで、構
成元素が互いに固溶した均一なハイエントロピー合金を作製すること
に成功。同時に、金属が凝固するときの熱流の方向を制御することで、
低ヤング率（柔らかい）※4 方位である<100>を優先配向化すること
にも成功しました。また、金属3Dプリンタで作製されたハイエ ントロ
ピー合金は、高い降伏応力（高強度）と低いヤング率を示す通常とは
反する特性を発現することを見 出した。

【展望】金属 3D プリンタが従来の合金化法では不可能な組織の制御
をも実現可能であることを示した。本手法がこれまでにない新たなコ
ンセプトの合金化プロセスなり、さらに、高い融点と構成元素間の大
きい融点差により偏析の抑制が困難なハイエントロピー合金において
比較的均一な元素分布の合金を獲得し、実用化材料を含む幅広い合金
種に対して適用でき、「ナノ力学」現象解明の加速度的な進展が期待
される。応用的な側面からは、本成果にて成功した金属 3D プリンタ
による合金化・組織制御・形状作製のワンプロセス化の実現を通じて、
金属3Dプリンタが今後のモノづくりの中核を担う技術としてさらに普
及するだろう。
【用語説明】
 ⓵ハイエントロピー合金： 5 種類以上の金属元素を同程度の原子比で
混合した合金であり、混合のエントロピーが 1.5R（R: ガス定数）以上
となる合金を指す。 
⓶ 元素偏析 ：合金中の構成元素の一部が、不均一に凝集して分布する
現象。 
⓷ 結晶集合組織 ：多結晶の材料中に存在する各結晶粒の結晶格子の向
き（結晶方位）の分布状態。 
【掲載論文】
タイトル：In-situ alloying of nonequiatomic TiNbMoTaW refractory bio-high entropy 
alloy via laser powder bed fusion: Achieving suppressed microsegregation and 
texture formation 
掲載誌：Materials & Design

✳️ 金色光沢の導電性高分子ポリアニリンを合成
3月12日、筑波大筑波大学の研究グループは，金色の光沢を示す導電性
高分子ポリアニリンの合成に世界で初めて成功。高分子のポリアセチ
レンは，飴⾊の⾦属光沢を⽰すポリアセチレンフィルムや，⾦属に匹
敵する導電性を有するポリアセチレンが作成されている。同じく導電
性⾼分⼦であるポリアニリンは高い電気伝導性を持つものの，通常は
金属のような光沢を示さない。しかし，研究グループが誤って水に不
溶なトルエンを添加したところ，一部の生成物が金色の光沢を示した
ことから，合成条件を工夫することでポリアニリンが金属光沢を持つ
のではないかと仮説を立てた。
そこで研究グループは，ポリアニリンの金色光沢を持つ薄膜を作成す
るための合成方法を開発した。アニリンモノマーを短時間の電気化学
重合や高電圧スパークを用いて微粒子化し，化学的酸化重合によって
ポリアニリンの成長を促した。
まず、前駆体となる微粒⼦の核を調製。⽔中に溶解したアニリンモノ
マーに、短時間の電気化学重合注１）（図１左）および⾼電圧スパー
ク注２）の照射（図1右）を⾏い得られるアニリンオリゴマー（分⼦量
の低いアニリンの重合体）の微粒⼦、もしくは、ポリスチレン-ポリア
ニリングラフト共重合体微粒⼦注３）を⽤い、これを核として、過硫
酸アンモニウムの添加による化学重合（化学的酸化重合）を⾏う。重
合反応が進むにつれて溶液の⾊は⽔⾊から⾦⾊へと変化し、その領域
が広がっていく（図２）。

このようにし形成された⾦⾊の領域をガラス基板上に写し取ると、
⾦⾊のポリアニリン薄膜が得られました。顕微鏡観察でも、この⾦⾊
が確認できました（図３）。また、このポリアニリン薄膜は、⾦属Au
⾦）とよく似た反射スペクトルを⽰した。


反射⾊（光が物質表⾯で反射して⾒える⾊）は⽬視で⾦⾊であり、透
過⾊（物体を透過した光によって⾒える⾊）は緑⾊または紫⾊でした。
この発⾊の特徴も、⾦属Auと同様。 


図3 ⾦⾊ポリアニリンの顕微鏡写真 
さらに、⾦⾊の光沢が⽣じるメカニズムを調べた。⾦⾊ポリアニリン
薄膜の近⾚外可視域におけるバンド間遷移は、⾚⾊の領域で⾼い反射
率を⽰した。ポリアニリン層の⾚⾊反射は主鎖内に存在するラジカル
とホール（擬似的に正の電荷を持つと⾒なされる部分）の対であるポー
ラロンの反射とポリアニリン表⾯の平滑で艶の形状との複合効果によ
るものと考えられます。さらに、ポリアニリンの⾦⾊の反射について
は、誘電率の波⻑依存性に基づくローレンツモデルにより解釈しまし
た。このメカニズムは、同様に⾦属光沢を⽰す導電性⾼分⼦であるポ
リアセチレンのような、⾦属Au中の⾃由電⼦のプラズマ反射によるも
のとは異なる。 

また、⻑時間にわたって重合反応を⾏うと、最終的に紫⾊の⾦属反射
⾊を⽰すポリアニリン薄膜も得られました（図４）。 これをアンモニ
ア処理すると⾦⾊の反射に変化したことから、この現象を「酸化-還元
⾦属的クロミズム現象」と名付けました。この⾦⾊ポリアニリンの電
気的な物性を調べるために、低温で電気抵抗の測定を⾏なった結果、
三次元的にキャリアーが移動する3D-バリアブルホッピング現象が⽣じ
ることが分かつた。しかし、この電気伝導度はポリアセチレンに⽐べ
ると低く、⼤きな電流を送電することに向かないため、微⼩な有機半
導体薄膜デバイスなどへの発展性があると考えらる。さらに、電気化
学トランジスタを作成し、これが機能すること、および交流電気伝送性
も確認した。

このようにして形成された⾦⾊の領域をガラス基板上に写し取ると、
⾦⾊のポリアニリン薄膜が得られました。顕微鏡観察でも、この⾦⾊が
確認できました（図３）。また、このポリアニリン薄膜は、⾦属Au（
⾦）とよく似た反射スペクトルを⽰しました。反射⾊（光が物質表⾯で
反射して⾒える⾊）は⽬視で⾦⾊であり、透過⾊（物体を透過した光
によって⾒える⾊）は緑⾊または紫⾊でした。この発⾊の特徴も、⾦
属Auと同様です。 

さらに、⾦⾊の光沢が⽣じるメカニズムを調べました。⾦⾊ポリアニ
リン薄膜の近⾚外可視域におけるバンド間遷移は、⾚⾊の領域で⾼い
反射率を⽰した。ポリアニリン層の⾚⾊反射は、主鎖内に存在するラ
ジカルとホール（擬似的に正の電荷を持つと⾒なされる部分）の対で
あるポーラロン注5）の反射とポリアニリン表⾯の平滑で艶の形状との
複合効果によるものと考えられます。さらに、ポリアニリンの⾦⾊の
反射については、誘電率の波⻑依存性に基づくローレンツモデルによ
り解釈しました。このメカニズムは、同様に⾦属光沢を⽰す導電性⾼
分⼦であるポリアセチレンのような、⾦属Au中の⾃由電⼦のプラズマ
反射注によるものとは異なる。 
また、⻑時間にわたって重合反応を⾏うと、最終的に紫⾊の⾦属反射
⾊を⽰すポリアニリン薄膜も得られました（図４）。 これをアンモニ
ア処理すると⾦⾊の反射に変化したことから、この現象を「酸化-還元
⾦属的クロミズム現象」と名付けました。この⾦⾊ポリアニリンの電
気的な物性を調べるために、低温で電気抵抗の測定を⾏なった結果、
三次元的にキャリアーが移動する3D-バリアブルホッピング現象が⽣じ
ることが分かつた。しかし、この電気伝導度はポリアセチレンに⽐べ
ると低く、⼤きな電流を送電することに向かないため、微⼩な有機半
導体薄膜デバイスなどへの発展性があると考えられます。さらに、電
気化学トランジスタを作成し、これが機能すること、および交流電気
伝送性も確認した。
この⾦⾊ポリアニリンは、室温、⼤気下で、⽔中反応により安全で簡
便に合成でき、通常のビーカーの他、 どのような形状の容器でも作成
可能。デモンストレーションとして、丸底フラスコやクラインの壺内
で合成を⾏った。
【掲載誌】
【題 名】 Preparation of Golden polyaniline and interpretation with
a Lorentz model
【題 名】 Preparation of Golden polyaniline and interpretation with
a Lorentz model
【DOI】 10.1016/j.nxmate.2025.100582
注１）電気化学重合：モノマーを含む溶液に電位を印加することによ
り電極表⾯上で重合反応が⽣じ、重合体を得る⽅法。 
注２）⾼電圧スパーク処理 ：テスラコイルなどから⾼電位を照射し、溶
液を処理する⽅法。 
注３）ポリスチレン-ポリアニリングラフト共重合体 ：ポリスチレンの
分⼦鎖から枝分かれするようにポリアニリンの分⼦鎖が結合した構造
をもつ共重合体。 
注４）化学重合 ：溶液中で触媒や酸化剤により重合反応を⾏うこと。
アニリンの化学重合では酸化剤としてペルオキソ⼆硫酸アンモニウム
を⽤いる。 
注5）ポーラロン：負電荷のラジカル（電⼦）と正電荷のチャージ（ホ
ール）がセットになったもので、導電性⾼分⼦において電気伝導を担
う準粒⼦。 
注6）ローレンツモデル  固体を電気双極⼦（特定の距離に離れている
正負の電荷対）の集まりとして捉え、電気双極⼦の振動をバネに例え
たモデルと考えると、光の共鳴がこのバネの伸び縮みを起こし、屈折
率が変化する（波⻑依存性）。屈折率が⼤きいほど、光沢度が⾼くなる。 
注７）プラズマ反射 ：⾦属内を移動する⾃由電⼦の平均的な振動周波
数（プラズマ周波数）が光の波⻑より短い場合に⽣じる現象で、光を
反射する。鏡の反射は銀のプラズマ反射である。波⻑がプラズマ周波
数より低い（エネルギーが⼩さい）光は反射し、⾼い（エネルギーが
⼤きい）ものは透過する。⾼分⼦でも、共役連鎖を⻑くしてπ電⼦が移
動できるようになると、プラズマ反射により⾦属光沢が⽣じる。 
注8）3D-バリアブルレンジホッピング ：導電性⾼分⼦では、ポーラロ
ンが⾼分⼦主鎖内を⼀次元的に移動し、電気伝導をもたらす。このとき
隣接した別の⾼分⼦鎖が近接すると、ホッピングするように⾼分⼦鎖
間で電⼦の移動が⽣じる三次元的な電気伝導のこと。 
注9）クラインの壺 ：境界や表裏の区別を持たない特殊な曲⾯の⼀種。
巧妙なガラス⼯作により作成できる（本研究で⽤いた容器は筑波⼤学
⼯作センター作成）。

✳️　高圧電源内蔵のTHz波検出モジュール量産化 
　浜松ホトニクスは、長年培ってきた光電子増倍管（PMT）やイメー
ジインテンシファイア（以下、I.I.）の技術と新開発のメタサーフェス
技術を応用し、テラヘルツ（THz）波パルスを室温で高速、高感度に
検出できる高圧電源内蔵のTHz波検出器として「THz PMTモジュール」
と「THz I.I.」の2種類を開発し、量産化に成功した。両製品は電界電
子放出技術をTHz波検出に応用した世界初のモジュールであり、ほか
にはないユニークな特性を有しているため、創薬や分析、半導体、非
破壊検査などへの応用に向けたTHz波の基礎研究や応用研究がより加
速すると期待されている。両製品は、国内外の大学や研究機関に向け
、THz PMT モジュールは3月14日（金）、THz I.I.は4月14日（月）か
ら受注を開始します。また、3月14日（金）から17日（月）までの4日
間、東京理科大学野田キャンパス（千葉県野田市）で開催される「第
72回 応用物理学会 春季学術講演会」にて出展、口頭発表を行う。
※1）電界電子放出：物体表面に強い電界を加えることでポテンシャル
障壁を薄くし、トンネル効果によって表面を抜けた電子を外部へ放出
する現象のこと。




　
【海水有価物回収水素製造並びに炭素化合物製造事業論 ⓼】

📌水素目標原価　⤵️￥3/㎡
第1次は、￥3０/㎡ 以下を目指し、最終目標を￥3/㎡をと立てみまし
た。不思議ですね。朝方になると「やる気」が漲ってきました。

● 今日の言葉：

　　　　　　　  春が来ても、鳥たちは姿を消し鳴き声も聞こえない。
　　　　　　　　　　　　　  　春だというのに自然は沈黙している。

　　　　　　　 　     　       　　　レイチェル・カーソン 『沈黙の春』