「全固体蓄電池」2年後に実用化へ

 携帯機器や電気自動車などに使う次世代蓄電池の開発が加速しています。現在のリチウムイオン電池より安全で高性能な新技術の研究が活発化しており、本命視される「全固体電池」は2年後にも実用化される見通しです。

 小型で高出力のリチウムイオン電池は1991年、ソニーが世界で初めて発売。充電して繰り返し使える蓄電池に革命を起こし、スマートフォンや電気自動車を実現させるなど社会を大きく変えました。課題は安全性と性能の向上です。可燃性の電解液を使うため液漏れや発熱などに伴い発火する恐れがあり、昨年は韓国サムスン電子製のスマホで発火事故が多発しました。性能面でも、蓄える電気の量を増やすことなどが求められています。


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延びる走行距離

 そこで注目されているのが電解液を固体に変えた全固体電池です。固体は電気を運ぶリチウムイオンの移動が困難とされてきましたが、東京工業大の菅野了次教授が昨年、新たな素材を開発して解決しました。硫黄とリチウムなどの化合物が格子状に並ぶ結晶構造が特徴で、その隙間をリチウムイオンが従来の2倍の超高速で動きます。蓄電量は2倍で充電も速く、液漏れの心配もなく100度の高温にも耐えるといいます。リチウムイオン電池は、電解液を正極側と負極側に隔てるセパレーターという部品を使っているますが、これが不要になり、構造が単純で作りやすいのも利点です。

 電気自動車が1回の充電で走行できる距離は、2020年ごろに350キロで頭打ちになるとみられます。ガソリン車の給油1回の走行距離500キロに劣りますが、全固体電池なら距離を大幅に延ばせます。ロボットや小型無人機ドローンに使えば行動範囲が拡大。風力発電などの電力を貯蔵する施設も大型化できそうです。ただ、硫黄を含むため、空気中の水分と反応し有毒な硫化水素が発生する可能性があり、密閉性の強化や生じたガスを吸着するなどの対策が必要になります。


空気も電極に

 次世代の候補はまだあります。リチウムイオン電池は正極にリチウム化合物、負極に炭素を使うのに対し、正極に硫黄、負極に金属リチウムを使うのが「リチウム硫黄電池」です。硫黄は安価なため大型化が容易で、家庭用の電力貯蔵への利用が期待されます。

 放電時に硫黄が電解液に溶け耐久性が低いのが欠でしたが、横浜国立大の渡辺正義教授が11年、硫黄が溶けない電解液を開発。寿命を10倍に延ばすことに成功しました。

 空気を利用する「リチウム空気電池」もあります。正極の炭素材料に多くの隙間があり、ここに含まれる空気中の酸素とリチウムイオンが放電時に結び付きます。酸素は無尽蔵に供給されるため、蓄電量はリチウムイオン電池の3~5倍に達し、飛躍的に長時間の利用が可能になります。ただ、負極に使う金属リチウムは空気中の水分に触れると発火する恐れがあり、表面に水分を通さない被膜を作るなどの解決方法を研究中です。

 科学技術振興機構で次世代蓄電池の開発プロジェクトを統括する首都大学東京の金村聖志教授は、実用化の時期を全固体電池が19年、リチウム硫黄は20年、リチウム空気は23年ごろとみています。


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「脱リチウム」

 さらに未来の蓄電池は別の金属を使うことになりそうです。リチウムは高価な希少金属で、日本は輸入に頼っているため、元素戦略上のリスクが大きいからです。

 蓄電池は充放電を繰り返すと、通電を阻害する物質が電極に付着して性能が落ちます。これを防ぐためセパレーターを使いますが、リチウム以外の金属では効果が不十分でした。

 金村教授は08年、微細な穴が無数に開いた新型セパレーターを開発。阻害物質が移動して付着するのを防ぎ、マグネシウムやカリウム、ナトリウムなどのありふれた金属で蓄電池を作る道を開きました。

 蓄電池の世界市場は20年に20兆円に達するといいます。次世代開発は日本が先行していますが、米国や中国も強化しており、特に米国は人工知能(AI)を駆使した材料開発に乗り出しました。金村教授は「日本も経験と勘だけでなくAIの活用を急ぐ必要がある」と危機感を募らせています。

(産経ニュース クローズアップ科学より)

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強毒「ヒアリ」が日本上陸、ショック死に注意!

 強い毒を持ち攻撃性が高い外来種の「ヒアリ」が遂に日本上陸しました。「最凶の外来生物」「殺人アリ」などという衝撃的な言葉とともに、小さな侵入者のニュースが連日メディアに踊っています。


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1カ月強の間に全国で次々と

 先月に兵庫県尼崎市から始まった一連のヒアリ発見の経緯は次の通りです。

●6月9日:兵庫県尼崎市

 5月26日に中国・広州から神戸港に運ばれたコンテナの積み荷を取り出す際に、内部でアリの集団が見つかる。コンテナは神戸市内に移されて消毒。6月9日にヒアリと確認された。

●6月18日:兵庫県神戸市

 ヒアリのいたコンテナが保管されていた場所を調べたところ、舗装面の亀裂などで約100匹のヒアリを発見し緊急駆除。

●6月30日:愛知県弥富市

 名古屋港のコンテナ置き場で外来種と見られるアリ7匹が見つかり、殺虫剤で処分。港の管理会社から鑑定を依頼された環境省がヒアリと確認した。

●7月3日:大阪府大阪市

 6月30日に大阪港のコンテナ周辺の土で外来種のアリが見つかり、ヒアリとアカカミアリと判明。さらに同じ場所で50体のヒアリとみられる死骸が回収され、その中には女王アリ1個体が含まれていた。

●7月7日:東京都品川区

 6日に東京港の大井ふ頭に陸揚げされたコンテナからヒアリ1匹を発見。さらに環境省が緊急調査により100匹以上見つかったと発表した。卵を産む女王アリは今のところ見つかっておらず、全て殺虫剤で駆除。


「女王アリ」の初確認で日本に定着の恐れが拡大

 関係者に特に危機感を与えたのは、大阪港で「女王アリ」の死骸が見つかったことです。ヒアリは非常に繁殖力が強く、女王アリは1日に2000~3000個の卵を産むことで知られています。今回、見つかった個体のほかにも女王アリがすでに浸入している可能性もあり、専門家は「日本にヒアリが定着する可能性が高まった」と指摘しています。

 数万匹が棲息するコロニーが形成されるのにかかる期間は、半年から1年。そのうち新たな女王アリや雄アリが誕生すれば、港湾地域の外にも生息エリアが広がる恐れがあります。


総額1億7000万ドルもの費用をかけても撲滅は不可能

 南米原産のヒアリは、1930年代にアメリカのアラバマ州に浸入し、全域へ拡散。生息域は年に約10kmのペースで広がっていったと推測されています。

 アメリカでヒアリが繁殖したのは、南米にいた天敵がいなかったことも一因だといいます。同国では1950〜1980年代にかけて、総額1億7000万ドルもの費用をかけて殺蟻剤散布などの対策を講じましたが、ヒアリを撲滅することはできませんでした。結局アメリカでは、原産地よりも高密度のヒアリが生息するようになり、それが船の積み荷などに紛れて拡散。他国への侵入と定着を許すまでになってしまいました。

 今世紀に入ると、オーストラリア、ニュージーランド、台湾、中国、香港などでも相次いで確認されています。ニュージーランドでは、侵入後のいち速い対応で根絶に成功しましたが、巣の発見から根絶の確認までは約2年かかりました。

 日本はヒアリ保有国と活発に貿易をしており、ヒアリが輸入されるリスクに常にさらされてきました。周辺諸国への分布の拡大を考えれば、日本への侵入は時間の問題だったといえます。


危険なのはアナフィラキシーショック

 ヒアリが恐れられる理由は「どう猛」さと「毒性」、そして恐るべき「タフさ」です。ヒアリは「アルカロイド毒」を持ち、尻尾から突き出た針に刺されると激痛が走って患部が膿を持ち赤く腫れ上がります。1匹が1回に何度も指すので、同じ場所にいくつもの膿疱ができることもあります。

 通常は刺されても1週間ほどで回復しますが、まれに強いアレルギー反応のアナフィラキシーショックを起こし、最悪死に至る場合もあります。東京都環境局によると、北米でヒアリに刺される人は年間1500万人にのぼり、100人以上が死亡しているとのことです。

 環境省では、アリに刺された場合はまずは安静(20~30分程度)にし、動悸やめまいなどの症状が出て容体が急に変化することがあれば、最寄りの病院を受診することを呼びかけています。


電気に引きつけられる習性があるため漏電による火災などの被害が多発

 人的被害ばかりではありません。ヒアリは昆虫だけでなく植物も食べるため、畑の作物や果樹などの被害も心配です。さらに小動物を襲う習性もあり、ニワトリやウシなどの家畜の仔も危険にさらされます。

 さらに電気に引きつけられる習性があるため、アメリカでは漏電による火災や信号機故障などの被害が多発。さまざまなヒアリによる経済損失は年間で50〜60億ドルにも及ぶとされます。

 やっかいなのは、ヒアリは暗い森や山の中よりも、日当たりの良い開けた場所を好んでコロニーを作ることです。舗装道路脇や公園などの都市環境に適応してしまうため、いちど定着を許してしまえば、日本人の多くはヒアリの隣人として暮らさなければなりません。

 定着して繁殖が始まれば、駆除が難しいヒアリ。環境省などは侵入を水際で食い止めるべく、すでに調査済みの7港を含め、中国・広州市の南沙港からコンテナの定期輸送がある22港湾でも調査を進める方針だといいます。


決して死亡率は高くない。エスカレートした過剰反応は避けよう

 とはいえ私たちまで今から過剰に怖がる必要はないといいます。刺されて死亡した例があるとはいえ、単純に考えて北米での15万人に1人(0.001%以下)という死亡率は極めて低いものです。

 ちなみに日本でスズメバチに刺されて死亡する人は年間20名ほどいます。スズメバチに刺されると、大人の数%がアナフィラキシーショックを起こすと言われています。それと比較すれば危険度は低いといえます。

 アメリカでは、「ヒアリに対抗する在来アリの密度が高ければ、ヒアリがコロニーを定着させる率が下がる」という報告があります。味方になってくれる在来アリを駆逐したり、身近な自然を観察したりすることをやめれば、それが結果的にヒアリの浸入を許すことになると思われます。

 関係機関による監視の徹底とともに、私たちも冷静に足元に目を配って定着を阻止しましょう。まずはアリ見つけてもむやみに殺したり刺激したりしないこと。万一ヒアリの疑いがあれば生きている個体には触らず、自治体に連絡しましょう。ヒアリの浸入が心配なら正しい情報を集め、知識をつけたうえで「正しく恐れる」ことが大切です。

(Health Pressより)

究極の癒やし効果と称された「432Hz」音楽にまつわる9つの嘘と真実

 432Hzは究極の癒やしを得られる魔法の数字だといいます。これは宇宙の自然な周波数で、自然治癒力がアップし、音楽を一層魅力的なものにするとして話題となりました。 A(ラ)の音を一般的な440Hz(一般的な調律の際の音高の標準)から若干低めるだけで、宇宙の神秘を手にできるとまことしやかに囁かれています。

 とりあえずは440HZと432HZを先入観なしに聞き比べてみましょう。




1. チベット・ボウルやピタゴラス・モノコードなどの古代の楽器は432Hzを基準としていた

 Hzは1930年代に考案され、それ以前は”サイクル・パー・セカンド”と呼ばれ、正確に計測できるようになったのは、フェリックス・サヴァールがサヴァールの車輪を、ヨハン・シャイブラーがトノメーターを発明した1834年のことです。また、その測定が試みられるようになったのは16世紀に入ってからのことです。したがって古代の楽器が意図的に432Hzを選んで調律されたとは考えにくい。


2. ピタゴラス音律は432Hzだった

 ピタゴラス音律は比率に基づいており、絶対的というよりは基準ピッチに対して相対的なものです。ピタゴラスがHzを知っていたはずはありません。

 Cが1ならばAは27/16(すわなわち432/256)で、確かに432はCとAの比率の倍数ですが、これはどんな基本周波数にも当てはめることができ、特定のHzとは関係がありません。

 ピタゴラス音律は完全五度に基づきます。しかし五度を循環させても、どれかを半音下げない限りは循環が完成することはありません。

 つまりピタゴラス音律は各オクターブに一貫性を持たせるために、それぞれの調律を下げなければならない。こうすると平均律が均等でなくなり、複雑なハーモニーを奏でられなくなります。これがピタゴラス音律が現在利用されなくなった理由です。


3. モーツァルトはすべての楽曲に432Hzを用いた

 モーツァルトが実際に使用したという音を知る唯一の手がかりは、1780年の音叉で、これは21.6Hzでした。この音叉は当代一のピアノ職人ヨハン・アンドレアス・シュタインが使用してた音叉の音です。彼のピアノはモーツァルト以外にも、ハイドンやベートーベンも用いていました。したがって、彼らはA = 421.6Hzを使用してた可能性が高い。

 それより30年前、イングランドでヘンデルが使用していた音叉は422.5Hzで、モーツァルトのものに近い。が、432Hzとはかなり違います。


4. ヴェルディはすべての楽曲に432Hzを用いた

 ヴェルディは生涯を通じていくつかの調律を用いました。当時、オーケストラに華やかさを与えるためにピッチ基準がインフレ状態でした。こうした状況について、彼はオペラ歌手が高音を歌えなくなるとして懸念していました。

 ヴェルディは自身が作曲したレクイエムに435Hz(1859年当時、フランスの標準調子)を用いるよう要請しましたが、後年になって432Hzが望ましい旨をほのめかしています。そういった意味では、ヴェルディは、432Hzに言及した唯一の作曲家です。


5. かつて432hzが一般的であったのに、我々は祖先の知恵を忘れてしまった

 音楽学者のアレキサンダー・ジョン・エリスは古代のパイプオルガンと音叉を調査し、その音程をグラフに書き留めました。

 そして発見したのが、432Hzについて言及があるのは、1880年のイタリア(ヴェルディによる)のみであったことです。彼の目的が演奏上の理由であったことはすでに述べましたが、基準ができるまで、Aの音は400Hzから460Hzまで変動しています。


6. 432Hzは心臓・脳・地球・太陽・水の周波数である



 臓の周波数は1~2.5Hzまで変動します。安定して432Hzの約数になることはありません。脳あるいは神経振動は1~70Hz。8Hzや他の432Hzの約数にはなりません。地球から発生する電磁振動をシューマン共鳴といいます。その1つは平均7.83Hzで共鳴しています。55でかければ = 430.65Hzになるが、ぴったりではありません。

 太陽からの超音波振動の計測結果は5.964ギガHzでした。偶然142Hz(144Hzではない)になるには周波数が42,000分の1にならなければならないし、それでもA = 426Hzにしかなりません。

 水の分子もまた振動していますが、それは赤外線スペクトル(90~11テラHz)に近い広帯域です。広すぎて、432Hzどころか、どの特定の周波数にも好まれません。


7. ゲッベルスとナチスは440Hzで世界征服を目論んだ

 「ナチ政権がどの周波数が最も恐怖と攻撃性を引き起こすかを研究し、その結果440Hzのピッチを国際標準に採用することを支持した」という陰謀論があります。しかし国際的に440Hzを基準として用いる合意がなされたのは、1939年、ロンドンで開催された国際会議です。つまり首謀者は英国規格協会です。


8. サイマティクス(物体の固有振動を可視化する研究)によって432Hzが水と宇宙の周波数であることが証明さた

 432Hz説の証拠とされる美しい動画やイメージがいくつか存在します。しかし、それは共鳴体(水や金属板)という、様々な周波数に共鳴するようチューニングできる代物によって作られました。

 すなわちバイオリンやギターが用いる440Hzに共鳴するようチューニングした共鳴体を用いれば、しいサイマティック形状が作られるということです。その幾何学的図形は定常波という現象によって作られたものです。


9. A = 432Hzにすると音楽はより美しくなる

 音楽の感性は人それぞれです。音楽家は基本周波数として440Hzの使用を強制されているわけではなく、世界各地のオーケストラが演奏に応じて様々なピッチを用いています。

 一般的には、バロック音楽ならA = 415Hz、古典や初期ロマン主義時代ならおよそ425Hz、それ以降なら440Hzといった具合です。


 結論を言うと、432Hzは調律基準の選択肢の1つであり特別な意味はないようです。特定の周波数に調律したからといって、宇宙のパワーが解き放たれることも、音楽が殊更美しくなることもありません。ただし、プラセボ効果的なものはあるようです。偽薬に健康効果があるように、432Hzの音楽が素晴らしいものだと実感できれば、それ相応の癒し効果も得られることでしょう。

 自分が何を信じ、どう感じるかで、その結果が変わるのはなにもこれに限ったことではありません。さらなる可能性を追求したいなら、楽曲や歴史的背景に応じてチューニングをいろいろ変えてみて、自分だけの癒しの周波数を探してみるのもいいかもしれません。

(ASK・AUDIO―カラパイアより)

フライドポテトの「残念な事実」早死にリスクが2倍に!

 体に悪いと分かっていても、おいしくて大好きだという人が多いフライドポテトに関する残念な事実がまた一つ明らかになりました。長年にわたって食べ続けると、早死するリスクが高まるといいます。

 米臨床栄養学会誌(American Journal of Clinical Nutrition)電子版に発表された研究結果によると、油で揚げたじゃがいもには形状に関わらず(フレンチフライやハッシュドポテトなど)全て、健康への悪影響または死亡リスクがあることが確認されました。油で揚げる以外の調理法で摂取したじゃがいもに同様のリスクはないと見られることから、問題は「揚げること」にあると考えられています。


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 米、英、イタリア、スペインの研究者らからなるチームは、調査開始時の年齢が45~79歳の男女4400人の食習慣と健康状態を8年間にわたり追跡調査。この期間中に死亡した調査対象者は236人でした。チームは調査対象者の体重や活動レベルなど、研究結果の信頼性に影響を及ぼすノイズと考え得る要因(潜在的交絡因子)については調整を行い、その上で今回の結論を導き出しています。


因果関係は不明

 研究では、じゃがいもを多く食べること自体が健康に悪影響を及ぼすとの結果は確認されませんでした。ところが、油で揚げたじゃがいもを週に2回以上食べていた人は、死亡リスクが2倍程度にまで高まっていました。当然ながら、研究結果が示すのは一つの相関関係にすぎません。つまり、フライドポテトを食べることが死亡につながっていたと考えることはできません。ただ、フライドポテトと死亡リスクとの関連性が示されたということは、それを説明する何らかの要因は存在するはずです。しかしそれに関する調査のためのランダム化比較試験の実施は、非倫理的だと考えられます。調査対象者にフライドポテトをもっと食べるよう促した上で死亡リスクを評価することは、倫理的に不可能だからです。


原因はトランス脂肪酸か

 フライドポテトと死亡リスクには確実に関連性があるのだとすれば、そのリスクを高めていると考えられる要因は何なのでしょうか?可能性として考えられるのは、フライドポテトに含まれるトランス脂肪酸の量です。トランス脂肪酸は、健康に深刻な害をもたらすとされています。あるいは、塩の量が関わっているのかもしれなません(塩の摂取量と心疾患リスクとの関連性については、再び議論が高まっている)。または、「ドミノ効果」によるものかもしれません。「フライドポテトの摂取量が多いことは、肥満や高血圧、糖尿病など、(心疾患の)主要なリスク要因でもあるその他の慢性病のリスクを高めることになり得る」との指摘もあります。

 一方、フライドポテトには化学物質のアクリルアミドが含まれています。ポテトチップスや揚げすぎ、焼きすぎで焦げた食品に多く含まれるものです。動物実験で発がん性の疑いがあるとの結果が示されており、人体にも同様の影響があると考えられています。そのため米食品医薬品局(FDA)も英政府も、アクリルアミドの摂取量を控えるよう国民に呼び掛けています。

 じゃがいもには、まだ分からないことが多く、健康に良くもあり、悪くもあります。でんぷん質が多い高血糖食品であり、循環器・代謝疾患のリスクを高めますが、一方では食物繊維と水分、その他の栄養素も多く含んでいます。

 何がフライドポテトのリスクをそれほどに高めているのか、この点に関する研究は継続中です。今のところは、体に悪くてもたまには食べたい「時々のお楽しみ」にとどめておくのが賢明かもしれません。

(Forbesより)

スマホ中毒で「手根管症候群」に!

 スマートフォンの長時間使用が原因で、指が変形したり、痛みや痺れを覚えた場合の俗称を「テキストサム損傷(text thumb injury)」といいいます。親指(thumb)に象徴させるのは、欧米特有の傾向でゲーム機やスマホは両手で持って左右の親指で文字入力する利用者が多いので、このような名称になりました。



「手根管症候群」のリスクが高まる可能性

 香港の大学生48人を被験者とするWhite氏らの研究解析によれば、スマホやタブレット端末やゲーム機などの携帯用電子デバイスを長時間使用した場合、手指に痛みや痺れをもたらす「手根管症候群」のリスクが高まる可能性が示唆されました。

 この手根管は、文字どおり手の付け根部分に存在し、骨と靭帯に囲まれた狭くて硬い通路を指しています。そこには指の曲げを可能にする「腱」や、前腕から手のひらまでを巡っていくつかの指に感覚を与える「正中神経」が走行しています。この神経が長時間操作などで頻繁に圧迫された場合、手指の疼痛や痺れ、握力低下や時には刺すような痛みに襲われるといいます。

 これらの症状を総称して「手根管症候群」と呼んでいますが、はたして携帯デバイス類の日常的な使いすぎが、どの程度まで関連しているものなのでしょうか?


日本の男子高校生は平均4.1時間、女子高校生は7時間

 White氏ら研究班は被験者48名の人選に際し、半数を「1日あたりの端末使用時間が平均5時間以上」のヘビーユーザー層に絞りました。対する残り半数層はいうまでもなく、同「5時間未満」の一般ユーザー層を抽出して比較検証を行ないました。

 ちなみに1213人の高校生を対象とした「デジタルアーツ」(2015年1月調べ)の集計によれば、「男子高校生の1日当たりの平均スマホ使用時間は4.1時間」、「女子高校生のほうが7時間」という大きな開きがありました。

 注目の比較検証の結果ですが、1日操作5時間超えのヘビーユーザー層の場合、それ未満の利用組に比べて理学的検査において「陽性」となる割合が高く、前者の学生は「自己評価」の質問票(首や肩、背中や肘、手首および手の疼痛、または不快感などを訊いた)上でも症状の自覚が高かったといいます。

 研究では手首部分の超音波検査や、手根管症候群かどうかを見分けるファレンテスト (Phalen maneuver)も行なわれました。結果、5時間超えのヘビーユーザー層では「正中神経の断面積が有意に大きい傾向」が読み取れ、「携帯機器の使用時間が長いほど手首および手の疼痛が強くて長時間続く特徴」も認められました。

 『Muscle and Nerve』(オンライン版)に掲載された今回の報告は、「スマホの使いすぎ」が原因で「手根管症候群」を発症することを証明するものではありません。だが、しかし携帯型端末特有の操作で必要とされるクリックやスワイプ、タップやスクロール、あるいはプレスといった指の動作が日常的にくり返されることによって、正中神経が膨張したり圧迫されたりするのではないかと考えられます。


背筋は伸ばし、手首も真っすぐに!

 うつ向いた姿勢のままでスマホを長時間操作することで(本来はカーブしているはずの)首が真っすぐに変形してしまうことを「ストレートネック」と呼びます。その症状の大半の人が「猫背」だといわれ、頭痛や肩凝り、吐き気やめまい、手の痺れなどを訴える点も共通しています。さらに悪化した場合、手の痛みばかりか脱力をも起こしかねず、階段が降りにくくなるなどの日常生活に支障をきたしたりします。もし、シャツのボタンが上手く止められないなどの症状がみられたら要注意です。

 この首のストレート現象とは対照的に、手首のほうは「ストレート」を意識しようと前出・White氏は最後にこうアドバイスしています。手根管症候群リスクをできるだけ抑えるためには、携帯型端末類の操作時はできる限り、手首を真っすぐにしておくといいといいます。 背筋は伸ばし、手首も真っすぐに! スマホ操作の正しい姿勢の習慣を身に着けましょう。

(Health Pressより)