皆さん、ディープダイブへようこそ。今日何か新しいことを探求する準備はできていますか?皆さんも毎日、知らず知らずのうちに使っている素材です。
きっとそうだと思います。
液晶ポリマーです。
それは正しい。 LCPS。
それで、あなたはそれらについて聞いたことがありますか？
名前ではないかもしれません、おそらくそうではありません。しかし、私はあなたが常に彼らと対話することを保証します。
はい、それについては正しいと思います。私たちが話しているのは、携帯電話の小さなコンポーネント、つまり車のボンネットの下にある部品を構成する部品のことです。これらすべての場所は、私たちのほとんどが深く考えることはありません。そして素晴らしいのは、信じられないほど強いことで知られており、異常な暑さの中でも形を保つことができるということです。
その通り。うん。それが、今日の詳細な調査で明らかになることです。
はい、何が特別なのか、実際にどのように使用するのか、そして実際には目に見えないこの素材になぜ注意を払う必要があるのかを見ていきます。
そして、今日私たちが見ている良いものは、LCPS とその仕組みに関するいくつかの技術文書から直接得られたものです。
射出成形では、私たちがどのようにして大量の日用品を作っているのか、ほとんどの人はおそらく知りません。
そうです。
さて、ここで基本的なことから始めましょう。液晶ポリマーとは一体何なのでしょうか？つまり、名前はかなりハイテクに聞こえます。
そうですね、すべては分子構造に関係しています。さて、こう考えてみてください。これらの小さな分子があり、それらはすべて整然と完璧な列に並んでおり、まるで編隊を組んだ兵士のようです。これは、LCP が溶けたときに見られるような秩序です。
本当に？溶けても？
はい。それが鍵です。その組織、その秩序が彼らに驚異的な強さと安定性を与えているのです。
だから、たとえ溶けていても、組織化されているのです。それはワイルドだ。それは、すべてがただ飛び交う通常の液体のようなものとは大きく異なります。
その通り。それが私たちが液晶と呼ぶ理由です。
わかった。
これは、固体でも液体でもない、中間の状態です。それがそれらに独特の特性を与えるのです。
携帯電話の充電器のようなものの背後にある科学について考えたこともありませんでしたが、これは興味深いものです。
右。そしてそれは単に強いというだけではありません。携帯電話の小さなコネクタや、医療機器内部の非常に詳細な部品について考えてください。このようなものには、とんでもない精度で成形できる材料が必要です。
それは確かです。
ご存知のように、それらの小さな小さな部品です。
では、LCPS は精度に関してどのように評価されるのでしょうか?彼らはそれが得意ですか？
ああ、彼らはすごいですね。信じられないほど良いです。 Lcps は、成形時の収縮率が驚くほど低くなります。 0.1%、0.5% の収縮について話しています。
うわー、それは小さいですね。
そうです。小さいですね。
つまり、基本的にはその形状を完全に保持します。
右。
つまり、あらゆるものが非常に小型化されているエレクトロニクスにとって、それは非常に重要なようです。
これは非常に重要であり、特にこれらの小さなデバイスでは、すべてが正しく動作することを確認します。
さて、私たちには強度と精度がありますが、昔ながらの耐久性はどうでしょうか？ LCPS は日常生活での消耗に対処できますか?
ああ、そうです、絶対に。それを判断する方法の 1 つは、引張強度を調べることです。これは基本的に、材料が破損する前にどのくらいの引っ張り力がかかるかを示す派手な方法です。
わかりました、それでは数字を教えてください。ここで注目する引張強さはどのようなものでしょうか?
はい、LCPS の引張強度は 150 ～ 250 MPa です。それを短縮して MPA と呼びます。しかし、参考までに言うと、これは実際には、そこらにあるいくつかの金属に匹敵します。
正直なところ、基本的にプラスチックであるものにとってはそれは困難です。
そうです。
つまり、LCP 製の電話ケースは、かなりひどいドロップアウトにも耐えられる可能性があるのではないかと考えています。
そうですね、一般的なプラスチックのものよりもはるかに優れています。そしてこう考えてみてください。ドロップだけではありません。車の部品についてです。ご存知のように、内部では、絶え間ない振動とストレスに耐えなければなりません。
そうです、そうです。つまり、ボンネットの下にあるものにとって、高い引張強度は非常に重要ですよね?
ああ、確かに。
しかし、現実の世界でも状況は変わります。曲がるみたいな。では、曲げ強度はどうでしょうか？彼らはそれをどうするのでしょうか？
彼らは素晴らしいことをします。彼らも前かがみではありません。 LCPS の曲げ強度は 200 ～ 300 MPa 程度です。
おお。そのため、スナップするだけでなく、曲げたり曲げたりすることに対処できます。さて、これまでのところ、LCPS は信じられないほど強力で正確であることがわかっています。しかし、先ほど、彼らは暑さに関してはスーパースターのようだと言いましたね。そして私たちのソース資料はそれを裏付けています。それはどうなったのですか？
さて、これをイメージしてください。車のエンジンの内部は非常に高温になり、摂氏 200 度をはるかに超えます。
暑いですね。
はい、本当に暑いです。そして、ほとんどのプラスチックは、そのような熱では溶けるか、完全に形を失ってしまいます。
ええ、そうなることはわかります。
それは混乱するでしょう。しかし、lcps、彼らはそれを扱うことができます。
では、このような極端な温度にどうやって対処しているのでしょうか?
彼らはそれをただ笑います。彼らは信じられないほど素晴らしいよ。 LCPS は、軟化し始める前に、摂氏 215 度から最大 350 度までの温度に対応できます。ピザオーブンに立ってもまったく平気なのと同じです。
それはナッツです。したがって、これらは基本的に、物事が熱くなったときに頼りになる素材です。
かなり。彼らは耐熱性が非常に重要なあらゆる種類のものを使用しています。先ほど話した車のエンジン部品、非常に熱くなる電子機器、さらには電子レンジで使用する容器も同様です。
ちょっと待って。ということは、私が残り物を温めるのに使っている容器が、このクレイジーで丈夫な材料で作られているということでしょうか？
それは十分にあり得ます。
私たちが単純なプラスチックの容器だと思っているものに、どれだけの科学と工学が注ぎ込まれているかを考えるのは、かなり突拍子もないことです。
私は当然知っている？そしてこれはほんの始まりにすぎません。 LCP には、電気絶縁性、耐薬品性、耐摩耗性など、他にもたくさんの素晴らしい特性があります。
さて、ちょっと待ってください。これらの他の素晴らしい特質についてもっと聞く必要があります。それでは始めましょう。さて、LCP は非常に強力で、信じられないほど正確で、熱にも何事もなかったかのように処理できることがわかりました。しかし、あなたは彼らがさらに多くのスーパーパワーを持っていると言っていました。
ああ、絶対に。まだ表面をなぞっただけです。
はい、準備はできています。他の超大国で私を殴ってください。他に何ができるでしょうか？
それらの電気的特性について話しましょう。 LCP がエレクトロニクスでどのように使用されるかについて話したのを覚えていますか?
右。
それは、小さくて耐久性のあるコンポーネントを製造できるからというだけではありません。
つまり、すべての小型化などに対応できるということ以上のことが重要なのでしょうか?
その通り。 LCP は優れた電気絶縁体でもあります。
さて、ちょっと待ってください。電気絶縁体がわかりやすい英語でどのようなものかを思い出してください。
もちろん。つまり、電気を通しにくいということです。そしてそれはエレクトロニクスにおいて非常に重要です。電流がどこに流れるかを正確に制御する必要があります。
つまり、彼らは電気の小さな交通警官のようなもので、すべてが所定の方向に進むことを確認しているのですね？
そうですね、それは素晴らしい言い方ですね。漏電やショートなどを防ぎ、携帯電話やコンピュータの小さな回路が完璧に動作するようにします。
理にかなっています。でも、ただ電気を止めるだけではだめですよね？ LCP は、電気信号が実際にどのように伝わるかにも影響を与えるのではないかと思います。
あなたが正しい。 LCPS はいわゆる低誘電率を持っています。
誘電率。わかりました、完全開示です。それは私の頭を越えました。それは一体何を意味するのでしょうか？
考えてみてください。このような。スポンジのような素材もあります。それらは電気エネルギーを保持しており、特に高周波信号に関しては、実際に事態を混乱させる可能性があります。
高周波信号? WiFi や携帯電話ネットワークのことを指しますか?
その通り。
うん。
しかし、LCPS は誘電率が低いため、そのエネルギーを保持できません。自由に流れるため、クリアで信頼性の高いワイヤレス通信が得られます。
つまり、これらは物質世界の高速インターネット ケーブルのようなもので、情報が滞りなく迅速に伝達されるようにします。
私はそれが好きです。それについて考えるもう一つの良い方法。
そうですね、特に私たちが常に接続されている今、なぜ LCP がそれほど重要なのかがわかり始めています。しかし、他にどのような隠れた才能が欠けているでしょうか?
さて、それでは耐薬品性の話に移りましょう。
耐薬品性?つまり、私たちは、それらの過酷な化学物質すべてに崩壊せずに耐える能力について話しているのです。
正確に。そしてLCPSは、この分野では本当に厳しいです。マジで弾力ある。車のエンジンのように、それらが使用される環境について考えてみましょう。
右？
そこにはあらゆる種類の液体が入っています。ガソリン、オイル、冷却水。そしてそれらの多くはかなり厄介で、非常に腐食性のものです。
そうですね、これらの液体は時間の経過とともにほとんどの物質を蝕んでしまうでしょう。
その通り。しかし、lcps、彼らは問題なくそれを扱うことができます。それらの過酷な化学薬品に長時間さらされても、劣化したり腐食したりしません。
わあ、それは印象的ですね。つまり、彼らは強いだけではなく、タフなのです。そして医療関係についてはどうですか？耐薬品性もかなり重要だと思います。
絶対に。医療機器は常に滅菌、洗浄する必要があり、多くの場合、これにはかなり強力な化学物質が使用されます。しかし、LCP は、損傷することなくあらゆる洗浄に耐えることができるため、患者にとって安全で効果的な状態が維持されます。
これはすごいですね。彼らはそれをすべて行うことができるようです。これらの LCPS が処理できないものはありますか?
まあ、もちろん、無敵のものはありません。しかし、彼らにはもう 1 つ言及したい素晴らしい特性があります。摩擦係数が低い。
摩擦係数。さて、あなたは私を失いました。それは高校の物理学の何かのように聞こえますが、私はそれをうまくブロックしました。
実はとてもシンプルなのです。これは基本的に、2 つの表面が互いにこすれるときにどのくらいの抵抗が生じるかを測定します。摩擦係数が低いということは、物が非常にスムーズに滑ることを意味します。
つまり、LCPでコーティングされたものは非常に滑りやすいのでしょうか？
必ずしも滑りやすいわけではありませんが、確かに摩擦は非常に低いでしょう。ギアやベアリングなど、常に動いている機械の部品について考えてみましょう。
ああ。さて、これでどこへ行くのかわかりました。 LCPS を使用すると、これらの部品の磨耗が少なくなり、マシン全体がよりスムーズに動作します。
その通り。 LCP は摩擦を軽減し、すべてがより効率的になり、重要な可動部品の寿命が大幅に長くなります。
これには衝撃を受けました。最初は単純なプラスチックのようなものから始まり、今では無線通信や高度な機械などのハイテクなものについて話しています。
それが LCPS のすごいところです。彼らの多才さ、どれだけの可能性を秘めているか。そして正直に言うと、私たちは彼らができることすべてについてまだ学んでいます。研究が続けば、さらに多くの用途が見つかると確信しています。
さて、これは素晴らしいディープダイビングでした。私たちは LCPS の世界に深く入り込み、その構造、その強さ、そして私たちが投げかけたほぼすべてのものを処理する能力を調査してきました。熱、化学薬品、さらには摩擦。
すごいですね。
うん。
そして私たちはあらゆる可能性を明らかにし始めたばかりです。
はい、わかっています。それでは、話をまとめる前に、最後に 1 つ質問があります。 LCP が現在どのように使用されているかについて説明しましたが、将来はどうなるでしょうか?あなたを本当に興奮させる潜在的な用途にはどのようなものがありますか?
ああ、たくさんあります。本当にエキサイティングな内容だよ。私が本当に興味を持っている分野の 1 つは、フレキシブル エレクトロニクスです。
フレキシブルな電子機器、つまり、曲げられる携帯電話や折りたためるスクリーンのようなものをイメージしています。
わかりました。
うん。
丸めたり、折りたたんだり、さらには伸ばしても壊れないデバイスを想像してみてください。ここで LCP が登場します。LCP は、強度、柔軟性、そして先ほど説明したすべての電気的特性を備えています。
したがって、それらは、次世代エレクトロニクスを動作させるためのコンポーネントである回路を構築するのに最適です。
その通り。
それは野生です。まるでSF映画からそのまま出てきたようです。では、他にどのような未来的なアプリケーションを検討しているのでしょうか?他に何があるでしょうか？
さて、もう 1 つの大きな問題は積層造形です。 3D プリントの方が良いことはご存知かもしれません。
そうそう、3Dプリント。わかった。しかし、LCPSとのつながりはまだよくわかりません。
したがって、3D プリントを使用すると、これらすべての複雑な形状をレイヤーごとに構築できます。そして素晴らしいのは、これに特別な素材を使用できることです。そして、何だと思いますか？ LCPS を 3D プリント材料として使用し始めています。
とんでもない。本当に？
うん。
ちょっと待ってください。金属のような強度を持ちながら、プラスチックのように軽くて柔軟性のあるものを印刷できるということですか？
それがアイデアです。そしてそれが何を意味するのか考えてみましょう。驚くべき特性をすべて備えた LCPS を使用して、カスタムの医療インプラント、飛行機の超軽量部品、複雑なアート作品などを印刷できます。
可能性はかなり驚くべきものです。これらの素材がどのように未来を形作っているのかは驚くべきことです。それはテクノロジーとイノベーションのようなもので、すべて lcps のおかげです。
本当にそうです。そして、何が私を最も興奮させるか知っていますか？私たちは LCPS についてまだ多くのことを学んでいます。そこにはとても多くの可能性があります。研究が続けば、さらに驚くべき用途が見つかることは間違いありません。私たちがまだ夢にも思っていないこと。
さて、この詳細な説明を終える前に、リスナーがこれらの素材がどれほど素晴らしいかを本当に理解していることを確認したいと思います。それでは、ここで簡単にまとめてみましょう。
それは良い。
私たちは何を学んだのでしょうか?
さて、LCP は平均的なポリマーではありません。溶融すると、特殊な構造、つまり液晶構造が形成され、これにより他では見られない強度、精度、耐久性の組み合わせが得られます。
右。
つまり、信じられないほどの高温に耐えることができます。彼らは刺激の強い化学物質を笑います。摩擦を軽減することもできます。
彼らは本当にあらゆる場面に対応できるスーパーパワーを持っています。
それが完璧な言い方だと思います。そして、私たちはこれらの超大国が私たちの電話、車、私たちの健康を保つ医療機器、さらには私たちが話していた容器の中で常に働いているのを目にします。
信じられないですね。ほとんどの人が聞いたこともないこの素材は、私たちの生活の中で非常に重要な役割を果たしています。
私は知っています、そしてそれは物質科学が実際にどれほど重要であり、それが私たちの周りのすべてのものにどれほど大きな影響を与えているかを示しています。
絶対に。そこで、ここで聞いている皆さん、次に携帯電話を手に取るとき、車を運転するとき、さらには電子レンジで何かを加熱するときでも、すべてを機能させる材料について少し考えてください。
うん。すべての背後にある科学について考えてみましょう。
そして、LCPS に常に目を光らせてください。彼らは、私たちの生活をより良くするために一生懸命働いている隠れたヒーローのようなものです。非常に多くの意味で、彼らはそうなのです。さて、今日は液晶ポリマーの世界について深く掘り下げていきます。楽しんでたくさんのことを学んでいただければ幸いです。
私たちもそうでした。
そして次回まで、私たちの世界をこのようなものにしている驚くべき素材について、探究し、学び続け、疑問を持ち続けてください。
また会いましょう
