合成技術グループのＫ１チャートを基に思考実験を組み立ててみました。
１．シリカゾルの粒子に高分子が吸着し、安定なミセルができる。
２．ミセル内にラテックスが取り込まれ、ラテックスの合成が行われる。
３．ラテックスの合成後も、ミセルは安定に存在し、そこへゼラチンを混合しても、シリカゾルの凝集は生じない。
４．３で出来上がった水溶液を塗布して作った単膜にはシリカゾルが均一に分散しており、ゼラチンの脆さが改善されている。
この思考実験を繰り返し頭の中で行いますと、ラテックスの合成経験があれば１においてシリカゾルに高分子を吸着させる条件が重要であるという勘が働きます。その理由は、シリカゾル表面で反応させながら高分子を合成した場合には、コア・シェルラテックスができるためです。新技術では、ラテックスの原料を反応させないために、シリカゾル表面へ高分子を吸着させているだけです。このように考えますと、この吸着条件は、新技術となり、特許を出願できます。
すなわち、コア・シェルラテックスと異なり、ラテックスは微粒子表面で反応せず、シリカゾルから独立して合成されています。この条件は従来のラテックスの合成条件と同じですので、思考実験を行わなければシリカゾルへ高分子を吸着させるプロセスを見落とすところでした。
このように思考実験は、前向きの推論で進めますので、アイデアが発散する方向へ展開されてゆきます。ゆえに思考実験を繰り返して行いますと見落としていたアクションや課題などに気がつくことがあります。
＜明日へ続く＞
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エネルギー問題への関心やボーイング７８７の事故もあり、Liイオン二次電池に対する関心が高いのでしょうか。昨日の報告に対して反響が結構ありましてびっくりしています。本日続編でもう少し詳細情報を書きますが、一部有料情報につきましてはお問い合わせください。
まず、講師の先生は、京都大学大学院工学研究科合成・生物化学専攻教授吉田潤一先生です。開催場所は、高分子学会高分子同友会会議室。ここで月に何回か勉強会が開催されています。詳しくは高分子学会へお問い合わせください。
講演のタイトルは、「高性能リチウムイオン電池のためのピレンテトラオン構造をもつ有機ポリマー正極材料の開発」で、講演内容のポイントは
（１）Ｌｉイオン二次電池の正極物質に最適な分子構造を理論計算により設計。
（２）設計した分子を導入したポリマーを合成し、Ｌｉイオン移動型の二次電池を開発。
（３）高蓄電エネルギー密度、高い充放電サイクル特性、高速充放電を実現。
１９８０年代にブリヂストンでポリアニリン正極を用いたＬｉイオン二次電池が実用化され、日本化学会化学技術賞を受賞いたしました。この業績は、正真正銘の世界初の高分子Ｌｉイオン二次電池の実用化であるとともに白河先生のノーベル賞の具現化でもあります。
しかし、吉田先生のご研究は、このポリアニリン正極よりも遙かに性能が良く、新たな可能性を示す成果をあげられており、すばらしいご研究と思いましたので昨日取り上げました。また、この成果の公開を許可されたＰ社にも敬意を表したいと思っています。
企業研究の場合にそれが新しいコンセプトであればあるほどなかなか外部発表までさせて頂けません。例えば、フローリーハギンズ理論から絶対に相溶しないと思われる有機高分子と無機高分子を新しいコンセプトで均一に相溶することに成功したポリマー前駆体を用いた高純度ＳｉＣの技術についてなかなか発表できませんでした。ポリアニリンのＬｉイオン二次電池の発明よりも早く実現していたのですが、日本化学会化学技術賞の受賞はポリアニリン二次電池の受賞から２０年以上過ぎていました。
そのような経験もあり、昨日の研究報告を許可されたＰ社の技術に対する自信に敬意を表したいと思っています。
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ホワイトボードの半分のエリアには、１ｃｍほどのミミズ状の絵がいっぱい描かれ、その中に２ｃｍほどの丸が書かれています。１ｃｍほどのミミズ状の絵は、ミセルというものを作っています。
筆者「図をよく見てください。同じに見えませんか？」
担当者「シリカゾルをミセルにしてラテックスを合成すればいいんですね。」
さっそくＫ０チャートとＫ１チャートを作成しました。あるべき姿はホワイトボードに書かれた、ゾルをミセルに用いてラテックスが合成された状態の図です。担当者は、ベテランでしたのでＫ０チャートは、経験から合成技術のグループと評価技術のグループがあるべき姿に向けて直列につながった図を簡単に描き、合成技術よりも評価技術がゴール達成のために重要である、と指摘しました。
すなわちゾルをミセルにした合成技術は世界初であり、仮にラテックスの合成に成功しても、シリカゾルが凝集する場合があるかもしれない、というのです。さらに、どこまでの凝集が許されるのか、評価技術を開発し技術の目標を決めたい、と説明がありました。
担当者が描いたＫ０チャートは直列でしたが、マンパワーを補強し、合成技術グループと評価技術グループをあるべき姿に向けて並行に進めることにしました。すなわちそれぞれのグループのＫ０ポイントは、あるべき姿と一致します。
＜明日へ続く＞
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昨日高分子同友会勉強会で久しぶりにアカデミアの典型的な研究報告を拝聴させて頂きました。有機物で電池の正極を合成する、というＰ社との長期にわたる産学連携で行われた京都大学吉田先生の研究報告です。
研究のコンセプトから始まり、コンセプトに基づく分子設計を行って分子構造と物性との関係のシミュレーション、そして実験でその結果を確認し、コンセプトの正しさを証明する、という内容でした。
科学とは真理を追究することと昔から言われています。そして研究とは何か新しいことを見つける活動だ、と４０年前教えられました。昨日の講演はまさにこの両者を兼ね添えた典型的な科学的研究成果でした。
自然現象は複雑怪奇です。そのため優れた科学的研究はそれだけでは完結せず、真理を明らかにするとともに常にまた新しい課題を生み出します。研究者がそれに気がつく、あるいは気がついていなくてもそれが存在すれば優れた科学的研究成果だと思います。そのため後者の場合には時として科学的研究がその時代に評価されず、後世になってその研究で提示された課題に気づいた研究者により再評価が行われたりします。吉田先生の研究報告にも新しい課題の提示がありました。
産学連携が叫ばれ、アカデミアでは、その純粋性を維持するのが難しくなってきています。しかし昨日の講演に接しますと、アカデミアが健全に活動できる産学連携とは研究者の力量であると気づかされます。すなわち吉田先生のみならずＰ社の研究者も優れていなければこの研究の継続は難しかったと思います。すぐに実用化できない成果でも我慢してアカデミアを応援できる力量がＰ社の研究者にあったからこそ、長期間継続することができたと思います。両者に高い力量があり、研究の成果を共有し信頼できなければ、科学的研究が完成するまで我慢できません。提示された新しい課題に関連した特許が出ていないことを祈るのみです。この新しい課題にご興味のある方は弊社へお問い合わせください。
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担当者の説明によりますと、ゼラチン層におけるシリカゾルとラテックスの理想的な分散状態は、それぞれがゼラチンの中でまったく凝集していない状態とのことです。ところが、ゼラチン薄膜の塗布液を製造する時に、塗布液の成分をどのような順番で添加しても、あるいは混合プロセスを工夫してもシリカゾルが凝集するのだそうです。そして、この凝集体ができる理由は科学的に説明でき、技術的にはコアシェルラテックスの技術以外では解決できない問題とのことです。
担当者にゼラチンの中でシリカゾルとラテックスが理想的に分散した場合の漫画を描かせてみました。ゼラチンは水溶性高分子なので水に溶けており描かれていません。ホワイトボード一面には、シリカゾルに相当する５ｍｍほどの点とラテックスに相当する２ｃｍほどの丸がランダムに多数描かれています。
筆者「この状態をプロセスで作りこむことはできませんか」
担当者「コロイド化学の教科書に書かれているように、混合した時にシリカゾルが凝集します。」
筆者「シリカゾルとラテックスを混合しないで、この状態を作れませんか。」
担当者「コア・シェルラテックスが、その状態を達成しています。」
筆者「コア・シェルラテックスは、超微粒子の周りをラテックスが覆っていますが、この図はそうではありません。この図の状態を「あるべき姿」として、混合プロセスを使わないで作る方法はないですか。」
担当者「無理です。」
筆者「ラテックスはどのように重合しますか。」
担当者「界面活性剤でミセルを作り、その中でラテックスを合成します。」
筆者「ホワイトボードの半分を消して、その様子を描いてみてください。」
担当者「こうなります。」
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古河電気工業が高純度無酸素銅（ＰＣＯＣＣ）の生産を中止するとの報道が今朝の産経新聞に載っていました。ＰＣＯＣＣとは、オーディオ用に普及してきた高純度の銅線であるが、携帯用音楽プレーヤーの普及で据え置き型の高級オーディオの市場が１／１０になったため、売り上げが激減したとのこと。
ＰＣＯＣＣと音質との関係を議論するのは難しい。自宅のアンプからスピーカーへの配線はＰＣＯＣＣの銅線であるが、実際にＰＣＯＣＣと一般の銅線で音が変化したことは確かである。２０年前家を新築したときに、スピーカー配線を壁に埋め込むために、銅線を３種用意し聞き比べ、当時最も高級な銅線を導入しました。
７年前この話をしたらオーディオマニアの同僚から、スピーカーの配線よりもアンプの性能が音への影響が大きい、と教えられたので、価格は安いが高級オーディオ並の音質という評判のローテルのアンプを購入した。このアンプは、価格が安いだけに外観は悪い。しかし、確かに音質は高級オーディオ並にボーカルも人間の声そのものである。またギターやバイオリン、ピアノも生音に近い。ローテルのアンプよりも高いアンプを使用していたが、オーディオのアンプは価格では決められない世界のようです。ちなみにローテル製品は日本のメーカーですが秋葉原でなければ入手できない製品です。ヨーロッパでは普及品として売られているようですが日本では売れないために逆輸入の形で細々と販売されています。
このアンプを導入してから銅線の比較をしてみたが、あまり音の変化を感じなかった。何が影響しているのか不明だが、ＰＣＯＣＣについてはアンプの性能を上げれば目立たなくなる、との結論に至りました。この結論が科学的に正しいかどうか不明ですが、ＰＣＯＣＣの影響が小さくなる状況があることは確かなようです。当方の耳の性能も２０年経っていますから劣化しています。普遍的な事実とするのは無理でもＰＣＯＣＣのブームの時のような効果を感じることができなかったことは事実です。
オーディオのような感性の影響を受ける商品の開発は難しいと思います。バブルがはじけ、原音に忠実な、あるいは録音された音を忠実に再現された状態で楽しむ、という行為に価値を感じる人々が少なくなったのは今日のニュースから理解できました。
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コア・シェルラテックスの技術は先端技術であり、ライバル会社は基本特許も含め１０数件まとめて出願してきました。当時公開された特許以外にも組み合わせ特許がその後公開される、ということも予想されていました。
すぐに担当者を集めヒアリングを行いましたが、出てくるアイデアは、ライバル会社と同じコア・シェルラテックスに関する技術ばかりで、自社と他社の製品との組み合わせ出願を行い、ライバル会社とクロスライセンスに持ち込むという、お決まりの戦略しか聞かれませんでした。ただ、銀塩写真フィルムという複雑な商品ゆえに、その戦略はライバルの特許網に穴があった場合にはきわめて有効な手法です。しかし、ライバル会社の特許網の穴を期待する技術開発は運を天に任せるようなものです。このような場合には、ライバル会社以上のイノベーションを起こす独自の技術開発を目指すべきです。
担当者にコア・シェルラテックスを凌ぐ新技術の開発を提案しましたら、不可能との回答でした。シリカゾルとラテックスを併用してバランスをとる技術において、シリカゾルの凝集を防ぐには、シリカゾルの周りをラテックスで覆うのが一番理にかなっている、と言うのです。
＜明日へ続く＞
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１０年ほど前に、１００枚近くあったレコードをすべてＣＤにした。最近そのＣＤの音がおかしい。心配になって、フィルムのネガをスキャンしたファイルを見てみた。画像を読み取ることができないＣＤ－ＲＯＭがあった。また、ＪＰＥＧ規格ができる前にリコーのデジタルカメラで撮影した画像をＨＤに移動し、開こうとしたらファイルを開けることができない。ソフトウェアーがダメなのか、データがダメなのか不明であるが、開けることのできないファイルがＨＤに残った。
フィルムのネガはスキャン後も捨てないでとっておいたので見ることができます。しかし、デジタルデータでは、媒体の劣化やフォーマットの変化で読み取れなくなる。改めてアナログデータ保存の優秀さに感心しました。
デジタルからアナログに変わり、ＳＮ比が良くなったことに感心しましたが、同じ音源をＣＤとレコードで聞き比べて見るとレコードの方が、音の厚みがある。高級なオーディオ装置では、ＣＤとレコードの音の違いが明確になります。レコードはノイズも多いですが、音の広がりや何とも言えない肉厚（？）感があります。
最近ＤＶＤでレコードの音をサンプリングして保存する作業を始めました。明らかにＣＤよりも音が良いです。レコードに近い音の肉厚感があり、フィービースノーのブルースなどレコードと同じくらい艶っぽく聞こえます。これがＣＤになるとあっさりとした音になります。おそらく人間の耳がデジタルサンプリングの差を聞き分けているのでしょう。
ＣＤプレーヤーは、２０ビットオーバーサンプリングで一般のＣＤプレーヤーよりも音質が良いですが、ＤＶＤはさらに良くなります。レコード盤はもっと良い。
画像について昔の写真と最近のプリントと比較すると、音と同じように、昔の写真は色が濃厚な感じがします。デジタルプリントになっていた銀塩プリントでも発色のイメージはアナログ的です。ＩＪで打ち出したプリントは、くっきりあっさりとした画像。
デジタルカメラになってその画像を見慣れてきましたが、改めて昔の銀塩プリントを見ると、何とも言えない味がある。音も画像もこってり感のあるアナログへの回帰が起きるような気がしています。
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１９９１年にライバル会社から、シリカゾル一粒の粒子の周りをラテックスで包んだ複合構造の微粒子技術に関する特許が公開されました。その微粒子技術を用いた銀塩写真フィルムは３０秒という短い時間で現像処理できます。
従来は、シリカゾルという硬い超微粒子とラテックスとをゼラチン水溶液に添加し、それをフィルムに塗布して感光層を作っていました。ライバル会社の技術は、シリカゾルという硬い超微粒子をコア（核）としてその周囲をラテックスで包む（殻、シェル）という複合粒子の形態でゼラチン水溶液に添加していました。
そのゼラチン水溶液で薄層を形成しますと、柔らかいゴムで包まれた硬い粒子の複合構造による効果で、ゼラチンに硬さとしなやかさを持たせることができました。その結果、現像処理時間を短くしても、擦り傷がつきにくく乾燥時のひび割れも起きにくくなりました。
ライバル会社の用いた複合粒子は、ラテックスがシェル（殻）のように粒子を覆っているのでコア・シェルラテックスと呼ばれていました。この製造技術は、当時のラテックス合成技術の中でも難易度が高く、合成例が学会で活発に議論されていた先端技術です。また有機無機ハイブリッド材料として業界紙でも多数取り上げられていました。
コア・シェルラテックスを分散したゼラチンは、それまでのシリカゾルとラテックスを分散したゼラチンに比較し脆さを大幅に改善できましたが、その効果が発揮されるメカニズムは、超微粒子の周りをゴムのラテックスが覆っているので、シリカゾルの凝集体ができないためである、と言われております。すなわちシリカゾルとラテックスを別々にゼラチンへ分散した時に、シリカゾルの一部で凝集が起き、そこが起点となってひび割れが起きるため、従来の技術では脆さを改善する技術に限界がありました。それをライバル会社は複合構造の微粒子でイノベーションを起こしたのです。
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以前説明しました問題解決法は、部下のコーチングに応用しますと、逆向きの推論から得られる適切な質問で部下の能力を引き出すことができます。イノベーションを起こすという意志を持って設定した「あるべき姿」の提示は仕事のゴールを明確にし、「あるべき姿」から逆向きの推論で行う適切な質問は、部下の発想力を刺激します。勘と経験から生まれたアイデアでゴールに到達できると確信した部下は、責任感と集中力でゴールを目指します。
以下の事例は１９９２年の実話で、２０００年に他の研究者から同一技術について学術雑誌へ世界初の研究として投稿がありました。２００４年度写真学会ゼラチン賞を受賞しております。
デジタルカメラの普及で写真フィルムを身近に見ることが少なくなりましたが、写真フィルムの画像を記録する部分には、光に反応して画像を形成する銀塩の結晶を分散したゼラチンが使用されており、銀塩写真フィルムとも言われています。この画像を記録する層（感光層）を保護するための保護層が表面に塗布されており、この層もゼラチンで作られています。すなわち銀塩写真フィルムは、０．１ｍｍ前後の厚みのプラスチックフィルムにゼラチンでできた薄膜が何層も積層された構造をしております。
また、ゼラチンはゼリーとして食用にも使用されていますが、柔らかくて脆い材料です。銀塩写真フィルムの技術で厄介なのは、ゼラチンは感光層に必須の材料でありますが、乾燥すると簡単にひび割れたり、現像処理過程で傷がつきやすいという問題を抱えていることです。銀塩写真フィルム開発の歴史は、画像形成技術以外にゼラチンの脆さとの戦いの歴史でもありました。
この柔らかくて脆いゼラチンを硬くするために、ゼラチンへシリカゾルという硬い超微粒子を分散する技術が開発されました。シリカゾルを分散したゼラチンは硬くなりましたが、さらに脆くなりました。そこで脆さを改善するためにラテックスと呼ばれる柔らかいゴムの超微粒子をシリカゾルと一緒にゼラチンに分散する技術が新たに開発されました。
このようにしてゼラチンの柔らかさと脆さを改善するための技術開発が続けられ、シリカゾルとラテックスの組み合わせで製品の品質を維持する技術が１９９０年頃まで使用されてきました。
しかし銀塩写真フィルムの現像処理時間が短くなるにつれ、銀塩写真フィルムを搬送するスピードが速くなり、それまでの技術では擦り傷が目立つようになりました。また、乾燥速度も速くなりひび割れしやすくなりました。すなわち、単純にシリカゾルとラテックスを組み合わせてゼラチンに分散するという技術では、現像処理の時間を１分以下にすることができません。
＜明日へ続く＞
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