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世界最硬のダイヤモンドのつくり方

高校2年生 石について知りたいと思いました。
高校2年生 あまりにも難しかったのでわからなかったけどダイヤモンドについて知りたいと思った。
高校1年生 もともと、鉱物に興味はなかったが、この講義を受講して鉱物にも興味を持てた。
高校1年生 ダイヤモンドにもいろいろあるんだと思いました。
高校1年生 大変興味深く面白く分かりやすい内容だった。
高校1年生 さらなる発展に期待しています。
高校2年生 内容が難しくてよく分からなかった。
高校2年生 学校で学ぶことも出てきて結びつけることができた。細かく、ていねいな説明だと思いました。
高校1年生 ダイヤモンドがどう作られるのかわかりました。
高校1年生 例えの表現がわかりやすかった。
高校1年生 天然のダイヤモンドより、人工のダイヤモンドの方が高いのはびっくりしました。
高校1年生 ダイヤモンドが人工的に作られていてすごいと思いました。圧力などを使いダイヤモンドを作ることができるんだなと思いました。
高校1年生 ダイヤモンドがグラファイトからつくれるのはとてもビックリした。
高校1年生 ダイヤモンドのことがわかった。ほしい。
高校2年生 ダイヤモンドにも種類があり圧力や温度によって硬度を変えれるのに驚きました。
高校1年生 ダイヤモンドはどうしてつくられているのか、どうなっているか知れたのでよかった。
高校1年生 ダイヤモンドを越えるものを早く作って下さい。
高校2年生 とても分かりやすくよい時間になった。
高校2年生 ダイヤモンドを越える存在にとても感がい深かったです。
高校1年生 ナノダイヤモンドへの興味がとてもわきました。ナノダイヤモンドについてもっと調べてみたいです。
高校1年生 楽しかったです。有意義な時間をありがとうございました。
高校2年生 ダイヤモンドは長い年月がかかっていると知った。
高校1年生 学問への新たな関心がわいた。
高校2年生 話してもらってとても熱心にきいたがむずかしすぎた。
高校2年生 色々な仕事がさまざまな形でつながっていることを改めて感じられた。ダイヤモンドをある金属の表面に付着させることはできるのか。
高校2年生 むずかった。あまり理解できなかった。
高校2年生 原子の仕組みに興味を持てた。
高校2年生 ダイヤモンドについて深く知れた気がしました。
高校1年生 ダイヤモンドの知らないところを詳しく教えて下さって、とても理解が深まりました。
高校2年生 ダイヤモンドが硬いのは知ってたけど、もろいのは知らなかったので、びっくりした。
高校2年生 ダイヤモンドを人工的に、しかも、より硬く作り出すことができたというのがすごいと思いました。
高校1年生 ダイヤモンドの作り方が理解できた。ダイヤモンドに色々な種類があるのを知った。
高校2年生 人工ダイヤモンドのつくり方がよく理解できました。質問したときに、すごく教えていただいて本当にありがとうございました。
高校1年生 わかりやすかった。
高校2年生 とてもおもしろかったです。
高校1年生 むずかしかった。
高校2年生 とてもわかりやすかったです。
高校1年生 世界のダイヤモンドの事を詳しく、説明してくれて、新たなダイヤモンドの特徴が知れてよかった。
高校1年生 ダイヤモンドを多結晶でナノ多結晶ダイヤモンドにすることでダイヤモンドの弱点の一定方向の力を加えるともろいことがなくなってすごいと思いました。
高校1年生 とても分かりやすかったです。
高校2年生 天然のダイヤモンドとナノダイヤモンドの構造の違いが分かりました。
高校1年生 以前はそこまで興味のある分野ではなかったのですが、この講義をうけて関心が高まりました。
高校1年生 ダイヤモンドを身短に感じれた。
高校1年生 ダイヤモンドのことがわかった。
高校1年生 すごくよかったです。
高校2年生 為になりました。
高校1年生 楽しかった。
高校1年生 やってみたいと思った。
高校1年生 ふだんは聞けないようなことが聞けてよかったです。
高校2年生 これからもがんばってください。
高校2年生 同じ炭素でもまったく違うダイヤモンドとグラファイト、圧力や熱、天然のダイヤはとても貴重なものだと思い、化学ってすごいと思いました。
高校2年生 家のリフォームにたとえたのがよく分からなかった。
高校1年生 ダイヤモンドに関して、少し興味が湧いてきました。愛媛大学の技術のすごさも良く分かりました。
高校2年生 ダイヤモンドよりシャーレムの方が分子間力が強いのは驚いた。
高校1年生 ダイヤモンドがどんな場所でどのようにしてできるのか分かった。
高校1年生 話のすすめ方や図解、例などが分かりやすく、話の順序や内容がしっかりと伝わってきて、とても有意義にすごせました。
高校1年生 ダイヤモンドをつくることは、とてもむずかしいことがわかって、とても興味がわきました。
高校1年生 ダイヤモンドを作るなんてすごいですね。世界一硬いのもすごいと思いました。高圧力、温度がないと作れないんですね…。
高校2年生 興味をもてた。
高校1年生 とても興味深い話でおもしろかった。自分も作ってみたいなと思った。
高校2年生 ダイヤモンドの構造を知れてよかった。原子の力はスゴいと改めて感じた。
高校1年生 ダイヤモンドについて知ることができて楽しかったです。ありがとうございました。
高校2年生 前から鉱物や宝石に興味があったので参加しましたが、とても面白かったです。さらに関心が高まりました。ありがとうございました。
高校2年生 いい勉強になった。
高校2年生 おもしろかった。
高校1年生 知識が増えてよかったです。
高校2年生 ダイヤを作れるなんてすごいと思った。
高校2年生 なかなか内容が難しかったけど、ダイヤモンドを作れる驚きと、その作るものまで原材料でコントロールできるのはすごいと思いました。
高校2年生 業界の言葉がいろいろ出てきて、難しかったが、内容はとてもおもしろかった。
高校2年生 自分が知らない炭素の原子や分子に関する説明が多くてとても難しかった。
高校2年生 少し難しかったけど、とても興味がわいた。
高校2年生 少し話が難しかったです。
高校1年生 難しいことを理解するのが少し難しかった。
高校1年生 難しかった。
高校2年生 ダイヤモンドはいっぱい種類がありました。
高校1年生 とてもおもしろい講義をありがとうございました。
その他 また、聞きたいと思ったし、ダイアモンドについて学べてよかった。
高校2年生 事象解明の実験から新しい物質を作ることができるのが分かった。
高校1年生 ダイヤモンドについて、分かりやすく説明してくれた。愛媛大学で僕も学びたいです。

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関心ワード
  • 高温 、
  • 高圧 、
  • 結晶 、
  • グラファイト 、
  • 鉱物 、
  • 地球 、
  • ダイヤモンド

講義No.g007104

世界“最硬”のダイヤモンドって?

高圧実験で地球内部の環境を再現

 地表からは直接採掘することのできない地球の内部にある岩石や鉱物を、実験的につくり出して調べている研究分野があります。
 大型の「マルチアンビル装置」と小型の「ダイヤモンドアンビルセル」という2種類の高圧発生装置を用いると、最高360万気圧・6,000℃という地球の中心に相当する超高圧高温環境を再現することができます。こうして地球内部の構成鉱物を合成し、その物性や化学組成などを調べています。さらに近年では、この技術を応用してダイヤモンドをはじめ、新しい硬質材料の開発にも力を入れています。

ナノ多結晶ダイヤモンドの誕生

 ナノ多結晶ダイヤモンドは、こうした実験の失敗から偶然できました。実験中に試料の加熱を行うグラファイト(黒鉛)ヒーターが制御不能になり、瞬間的に高温が発生してしまいました。回収した試料を確認してみると、グラファイトの一部にキラキラしたものができていたのです。それは高圧高温でグラファイトが直接ダイヤモンドに変換した姿でした。高圧下でグラファイトからダイヤモンドができることはそれまでにも知られていましたが、鉄などの金属触媒を用いて比較的低圧で合成する方法が主流でした。触媒合成法でつくられるダイヤモンドは単結晶であるのに対し、偶然から生まれたグラファイトからの直接変換ダイヤモンドは多結晶であるため全体的に割れにくく、最も硬い物質として知られる通常のダイヤモンド(単結晶)よりもさらに優れた硬度と耐摩耗性を持っていたのです。大きさも今では直径1cmくらいのものがつくれるようになりました。

工業製品への応用も始まっている

 ナノ多結晶ダイヤモンドの優れた硬度と耐摩耗性を利用した製品は、市販も始まっています。多くは硬質材料の精密加工に使うドリルなどの切削工具ですが、(人工関節などに使われる)タンタルなどのやわらかい金属の精密表面加工にも有効であるなど、さまざまな分野への応用が期待されています。高圧技術を材料科学に生かすこうした試みは今後もさらに進んでいくでしょう。

この学問が向いているかも 鉱物学、高圧科学、材料科学、地球科学

愛媛大学
地球深部ダイナミクス研究センター  教授
大藤 弘明 先生

メッセージ

 私は地球の内部を構成する鉱物の結晶構造や化学組成などについて研究しています。実験的にそのような鉱物を合成するために高圧発生装置を使っていますが、最近ではこの装置を用いて地球内部の鉱物だけでなく、ダイヤモンドや新しい硬質材料の合成・開発にも力を入れています。特に愛媛大学で発明されたナノ多結晶ダイヤモンドは、単結晶ダイヤモンドより優れた硬度や耐摩耗性を持ち、新しい材料として期待されています。鉱物が好きな人、新しい材料をつくってみたい人は、ぜひ私たちと一緒に研究しましょう。

先生の学問へのきっかけ

 小学校の夏休みの自由研究で「河原の石の観察」に取り組んだときに、石に興味を持ちました。その後、売られていた水晶の透明感と幾何学的な形に魅了され『鉱物採集のハンドブック』を片手に、休みのたびに父と日本各地の鉱山や鉱物産地を巡り、鉱物を採集していました。それは、まさに宝探しそのものでした。その頃から、将来は鉱物の研究をする研究者になりたいと思うようになっていました。大学では鉱物学だけでなく、岩石学、地質学まで広く学び、鉱物の微細組織や構造を電子顕微鏡を使って観察することの面白さに気づいたのです。

大学アイコン
大藤 弘明 先生がいらっしゃる
愛媛大学に関心を持ったら

 愛媛大学は、「学生中心の大学」の実現をめざして、学生の視点に立った改革を進めています。そして、すべての学生が入学から卒業までの過程で、自立した個人として人生を生きていくのに必要な能力を習得することをめざしています。そのため本学では、正課教育のほか、正課外のサークル活動(正課外活動)やボランティア活動、留学、下級生への学習支援(準正課教育)等を通じ、その能力を磨くための多くの機会を設けています。あなたの可能性が広がる学び舎、それが愛媛大学です。