New functionalities in abundant element oxides: ubiquitous element strategy

注目点

東工大，細野教授等は自然界に豊富に存在する元素を使って産業上重要な電子材料，熱電材料，構造材料を合成する‘ユビキタス元素戦略’を提案している．電池材料に用いられるリチウムやNd-Fe-B磁石に用いられるディスプロシウムなどの例にあるような，希少元素に対する需要の増大に伴って引き起こされようとしている希少元素危機を，この戦略により克服しようとするものである．そこで重要になってくるのはナノ材料の研究に基づく材料の物理的性質に関する元素の役割に対しての知識である．細野教授等は Sn, Al, Ca, Na, Mgなど20-30種の地球上に最も豊富に存在する‘ユビキタス元素’を用いて酸化物を合成し，応用する研究を紹介している．

• サブナノメーターサイズの籠構造を持つセラミックス12CaO・7Al2O3（C12A7）の透明伝導体，カソード材料，不揮発性メモリーなどへの応用，
• 酸素イオン生成におけるPt触媒を代替するイットリア添加ジルコニア，
• Al合金耐衝撃バンパーを代替するムライトセラミックス（3Al2O3・2SiO2）のバンパー材料，

などを‘ユビキタス元素戦略’の実例として紹介している．

原文の要約

While most ceramics are composed of ubiquitous elements (the ten most abundant elements within the Earth’s crust), many advanced materials are based on rare elements. A ‘rare-element crisis’ is approaching owing to the imbalance between the limited supply of rare elements and the increasing demand. Therefore, we propose a ‘ubiquitous element strategy’ for materials research, which aims to apply abundant elements in a variety of innovative applications. Creation of innovative oxide materials and devices based on conventional ceramics is one specific challenge. This review describes the concept of ubiquitous element strategy and gives some highlights of our recent research on the synthesis of electronic, thermionic and structural materials using ubiquitous elements.