塩
六角形の塩が誕生 /iStock

 塩が六角形になると何の利点があるのだろう?食べ物の味が劇的にうまくなるとか、天ぷらに塩がデフォになるとか、そういう食塩的なことではないらしい。

 だが、産業技術分野には大きな躍進をもたらす可能性があるという。レーダーや電気自動車などさまざまなものに応用できるのだそうだ。

 それが今回、ロシアの研究所で、史上初めて作り出された六角形構造を持つ塩化ナトリウム(NaCl)、つまりは塩なのだ。
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塩の2Dマテリアル


 せっかくの六角形は肉眼では見ることができず、あくまでナノスケールで実現されたことだ。
 
 世の中3Dだの4Dだの次元が多くなるほど注目されがちだが、「2Dマテリアル」という新素材もまた注目されている。

 2Dというのは、原子数個程度のごく薄い材料を組み合わせて作られることに因んだ名称で、代表的なものとして炭素原子1個分の厚さしかない「グラフェン」がある。

 そして今回の六角形の塩、すなわち「六方晶NaCl」はその2Dマテリアルの最新版だ。

六方晶NaCl
image by:(Skolkovo Institute of Science and Technology

2Dマテリアルのシミュレーション結果を再現


 ロシア、スコルコボ科学技術研究所(Skolkovo Institute of Science and Technology)の研究チームによれば、当初はあくまでコンピューター上で2次元構造をシミュレーションするだけの研究であったそうだ。

 しかし基質がNaClフィルムと強く作用すると、フィルム構造に大きな変化が生じるという仮説に基づき研究を進めると、ダイヤモンド基質の上でNaClフィルムが六角形構造になるという興味深い結果が得られた。

 そこでそれを証明するべく、実際に作ってみようということになったのだそうだ。


厚さ6ナノメートルしかない六角形の塩の極薄フィルム


 一連の高圧実験で作られた六方晶NaClは、厚さわずか6ナノメートルという極薄フィルムだ。もちろん肉眼では分からず、X線回析や電子回析で測定しなければならない。

 それ以上厚くしようとすると、元の立方体に戻ってしまうという。

 そのような極薄フィルムだから、六角形の塩があなたの手料理の味に革新をもたらすようなことはないだろう。

塩
Pixabay

電子機器への応用に期待


一番応用の可能性が高いのは、電気自動車や通信デバイスなど、さまざまな電子機器に使われている「電界効果トランジスタ」であるとのこと。

 現時点で電界効果トランジスタには六角形構造の窒化ホウ酸(六方晶窒化ホウ酸)が利用されているが、それを六方晶NaClに変えれば、トランジスタの安定性が改善されると期待できるそうだ。

 なお、今回の研究は六方晶NaClを使った電界効果トランジスタの開発につながるだけでなく、いずれはさまざまな化合物で珍しい構造を作り出す方法をも解明してくれるかもしれない。

 驚異的な特性を発揮するグラフェン以外にも、2Dマテリアルにはまだまだ新しい発見がありそうだ。

 この研究は『Journal of Physical Chemistry Letters』(4月24日付)に掲載された。
Exotic Two-Dimensional Structure: The First Case of Hexagonal NaCl | The Journal of Physical Chemistry Letters
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.jpclett.0c00874

References:For The First Time Ever, Scientists Have Created Hexagonal Salt/ written by konohazuku / edited by parumo
追記:(2020/06/05)本文を一部訂正して再送します。
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コメント

1

1. 匿名処理班

  • 2020年06月05日 18:44
  • ID:gK5fUDA70 #

極薄フィルム状の塩…
オニギリの海苔みたいに米を塩で包む時代か✨✨
(塩がフィルム状=オニギリ包むしか浮かばなかった貧困なボキャブラリーw

しょっぱいだけなのかな?苦味とかまろやかさとかどうなるんだろう…気になる

2

2. 匿名処理班

  • 2020年06月05日 18:59
  • ID:9oExAKdn0 #

「NaCIって」って皆思ったはず(最後は小文字のLだよね)

3

3. 匿名処理班

  • 2020年06月05日 19:12
  • ID:5MzMPQ9w0 #

結晶写真を見に来たのに、残念!

4

4. 匿名処理班

  • 2020年06月05日 19:28
  • ID:fKGrpJio0 #

これ、かなり面白い化合物作れるのでは?

5

5. 匿名処理班

  • 2020年06月05日 19:33
  • ID:4HpvEOpj0 #

食塩(塩化ナトリウム)の化学式はNaCl(エヌエーシーエル)ですよー

6

6. 匿名処理班

  • 2020年06月05日 19:38
  • ID:2NZOqEdF0 #

本当に6角形か?
記事だけじゃねぇー

7

7. 匿名処理班

  • 2020年06月05日 19:40
  • ID:oSleQ8OA0 #

ろっかくの結晶も作れることがはっかく

8

8. 匿名処理班

  • 2020年06月05日 19:46
  • ID:.weD47LA0 #

※1
原発の確認窓に塩を固めて作ったガラスあるけど
純粋に塩を固めたものなのでなめるとしょっぱいぞ

9

9. 匿名処理班

  • 2020年06月05日 20:18
  • ID:EuO6YZkO0 #

これは応用として期待したい。

※2
元素記号は残念ながら二文字目が小文字と決まっているのでもし
NaCIだとヨウ化炭素ナトリウムになってしまうのだ…どう言う化合物になるのか興味はある

10

10. 匿名処理班

  • 2020年06月05日 20:24
  • ID:k177HuyQ0 #

※3
俺も。「よくある立方体じゃなくて、六角柱の形をした結晶ができたのか!」と期待したのにがっかりだよ。

11

11.

  • 2020年06月05日 20:54
  • ID:QHk.WAsK0 #
12

12. 匿名処理班

  • 2020年06月05日 21:08
  • ID:jrATsQoQ0 #

※10 だよね、どんなに薄くても厚みがある限り六角形でなく六角柱だよね。2次元嫁とかでない限りね。

13

13. 匿名処理班

  • 2020年06月05日 21:22
  • ID:BvXOHgTQ0 #

※3
同意

14

14. 匿名処理班

  • 2020年06月05日 22:02
  • ID:.dODHSBp0 #

湿気に滅茶苦茶弱そう

15

15. 匿名処理班

  • 2020年06月05日 23:34
  • ID:.08clGpL0 #

凄さが分からない自分が淋しいよ…
イメージが六角柱から雪の結晶に変わったぐらいだわー

16

16. 匿名処理班

  • 2020年06月06日 00:22
  • ID:LFxwWf460 #

写真を探したけど、まだそこまで撮れてはいないみたいだった。電子線とX線の回折パターンから6回対称軸があると確認されたというところまでみたい。

湿気には弱くて、サンプルの表面をうっすら金属の薄膜で覆わないと数時間で消えてしまうと書いてあったよ。うっすらといっても元のNaClも厚さ6nmしかないんだけど…

6nmより厚く堆積させると元の四角い結晶構造に戻ってしまうことから、六方晶のNaClはものすごく歪んでいて下地のダイヤモンド基板の原子の並びに引っ張られるように無理して六角形の配置になっている。その歪みの程度は30GPaもの圧力に匹敵すると他の文献には書いてあった。地球で言えば地下1000キロ、マントルの底、核に近い方の下部マントル辺りの圧力みたいだ。原子本来の結合角度をひんまげる程の超高い圧力に晒されたお塩が、地上の実験室でダイヤの基板の上に実現されているようなものなのかな?。いろんな面白い物性がみつかるかもしれない

17

17. 匿名処理班

  • 2020年06月06日 00:50
  • ID:iQ8sNxQa0 #

※15
四角形だと、平面以外に上下方向も同じような形成されやすさになる。
ところが六角だと平面方向以外は形成難度が上がる。
つまり平面方向に結晶を伸ばしやすく結果として薄いフィルム状の膜ができる。

18

18. 匿名処理班

  • 2020年06月06日 04:05
  • ID:7v78Ceic0 #

天ぷらには絶対に塩だろ!!!

19

19. 匿名処理班

  • 2020年06月06日 10:14
  • ID:w8UgziZh0 #

日本じゃ予算がつかなそうな研究だな

20

20. 匿名処理班

  • 2020年06月06日 12:59
  • ID:oMY0v54P0 #

ダイヤを基盤にかー、面白い。
ダイヤは正八面体、正六面体、正二十面体などに結晶を作る。
食塩は正六面体だから、ダイヤの正六面体に影響されて成長しそうなものだが…

明礬(細かくはパス)の結晶を育てる実験した人は、知ってるはずだけど核にする結晶は綺麗で大きめなものを選ぶことがコツ(インドクリスタル読んだ人もわかるね)。
既存の技術を使えばエメラルド(ベリルは六角柱)を核にするの普通かと思うが。
2Dでは違うんだろうね、さすがロシア。

世の中に人造の宝石がいくつも出ているけど(最近だとタンザナイトカラーYAG)、いや詐欺とかじゃなくて。
これらはほとんどがロシア製(ルビーなどは東南アジア、あれは手作業だから)。
そして全て軍事技術の転用なんだ。

21

21. 匿名処理班

  • 2020年06月06日 14:16
  • ID:Zm1JLZ7.0 #

久々に全くわからんネタだ

22

22. 匿名処理班

  • 2020年06月06日 17:26
  • ID:2qZu.XSB0 #

この六角構造を単結晶で大きく作れたら、めっちゃ丈夫で熱にも強い素材になりそうだな。

23

23. 匿名処理班

  • 2020年06月07日 05:06
  • ID:0..fhUQz0 #

豆知識:金属は塩だけでは錆びない

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