ネオジム磁石 磁気分離 セミナー

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ネオジム磁石 磁気分離 セミナー

新たに提案された磁気分離の可能性を半日で速習!
ゴミの山からレアメタルを拾い出したり、
砂粒からマイクロプラスチックを除去できる可能性についてご紹介します。

ネオジム磁石で全ての物質を分離および配向させる

     :実用化への将来展望 【大阪開催】

講師

大阪大学 大学院理学研究科
宇宙地球科学専攻 准教授 理学博士 植田 千秋 先生

* 希望者は講師との名刺交換が可能です

→このセミナーを知人に紹介する

<その他関連セミナー>

2019年7月19日 モータ駆動システムと磁性材料の基礎・活用技術

日時・会場・受講料

●日時 2019年7月10日(水) 12:30-16:30
●会場 [大阪・本町]おおきに御堂筋瓦町ビル 2階大会議室 →「セミナー会場へのアクセス」
●受講料 1名41,040円(税込(消費税8%)、資料付)
 *1社2名以上同時申込の場合、1名につき30,240円
      *学校法人割引;学生、教員のご参加は受講料50%割引。→「セミナー申込要領・手順」を確認下さい。

 ●録音・撮影行為は固くお断り致します。
 ●講義中の携帯電話の使用はご遠慮下さい。
 ●講義中のパソコン使用は、講義の支障や他の方の迷惑となる場合がありますので、極力お控え下さい。
  場合により、使用をお断りすることがございますので、予めご了承下さい。
  *PC実習講座を除きます。


■ セミナーお申込手順からセミナー当日の主な流れ →

セミナーポイント

■はじめに
これまで固体物質の磁場効果は、強磁性体に代表されるように、磁気力が強い一部の物質だけで認識されてきた。しかし近年、弱い磁気力しか有さない一般の物質も、微小重力(microgravity)空間では、低磁場で並進や回転整列を示すことが明らかとなった[1]。この講座では上記のmicrogravity実験を動画で紹介し、これらの運動が物質固有の磁化(及びその異方性)で発生する理由を解説する[1-5]。さらにこれらの現象が、様々な応用技術に発展する可能性を展望する。並進の応用例としては、異種粒子の集団を、磁化率の差異のみで物質ごとの集団に分離する技術[1,2]や、砂粒からマイクロプラスチックを除去する可能性について紹介する。回転整列に関しては、粒子の磁気的安定軸を磁場配向させ、機能性の高い粒子凝集体を創生する試みについて解説する[3-5]。

今回の技術は磁気科学の専門家でなくても容易に導入できるため、今後、様々な現場で発生する試料分析のニーズに対応できる可能性がある。また、理科教育の素材として生徒、学生の実験意欲を引き出すことに大きな効果を発揮したので、その事例も紹介する[4][6][7]。

■想定される主な受講対象者
・固体材料の分析や開発に従事する研究者、技術者
・理科実験担当の小学校〜高校教師、大学教員
※本テーマ「磁気科学」に関心をお持ちの方ならどなたでも歓迎です!

■本セミナーに参加して修得できること
(1)強い磁性を有さない一般の固体粒子が、永久磁石レベルの弱い磁場で、並進および回転振動を引き起こす原理
(2)自然界の代表的な物質や、産業界で多用される物質において、上記の運動が実現する条件
(3)理科実験教育の素材としての有用性

セミナー内容

1. はじめに:磁気的性質による物質の分類
   1)強磁性体、フェリ磁性体(鉄釘、砂鉄、旧50円硬貨など)
   2)強い常磁性体 (赤サビ、酸素ガス、赤血球など)
   3) 弱い常磁性体(岩石、砂粒、花粉など)
   4) 反磁性体(生体、窒素ガス、プラスチック、氷、ドライアイス、黒鉛など)

2. 定常磁場の作用で上記1)-4)の固体粒子が力学運動する原理[3-5]
   1) 並進運動(磁気分離の原理)
   2) 回転振動(磁場配向の原理)
   3) 磁気体積力による力学運動における質量非依存性[1][2]
   4) 実用化の基盤となる運動の特性について

3. 微小重力(microgravity)条件下で磁場による力学運動の観測[3-5]
   1) 室内に設置可能な小型microgravity発生装置:性能、製作方法および操作方法
   2) 並進の観測法
   3) 回転振動の観測法

4. 並進運動を利用した単一粒子の磁化率計測[3][4]
   1)原理;試料の質量計測を必要とせずに磁化率が検出できる理由
   2) 計測可能な試料サイズの下限
   3) 単一ナノ粒子の磁化率を検出する意義[1-3]

5. 物質固有の磁化率の差異を利用した磁気分離
   1)原理:磁場勾配中で粒子加速度が質量に依存しない理由
   2) 現行装置における分離性能の限界
   3) 分離性能を向上させるための将来展望

6. 磁気分離法の応用の可能性[2-4]
   1)”固体版クロマトグラフィ”
   2) 資源探査
   3)資源リサイクル
   4) 探査機搭載に向けた分析装置の開発
   5)惑星・衛星に見られる物質分化の起源

7. 回転運動から単一微小粒子の磁気異方性Δχを検出する方法[3-5]
   1)計測が可能な理由
   2) 計測可能な試料サイズの下限
   3)単一ナノ粒子のΔχ値を検出する意義

8. 静止流体に分散させた粒子の整列に必要な磁場強度[3-5]
   1)温度の効果
   2)磁気異方性の大きさによる効果
   3)粒子サイズの効果
   4) 鉄イオン濃度の効果
   5)星周・星間空間におけるダスト整列のメカニズムと宇宙磁場の観測

9. 理科実験の教育テーマとしての可能性[4][6][7]

10. 今後の展望


参考web site
[1] K. Hisayoshi, C. Uyeda & K. Terada Sci. Rep. 6, 38431 (2016);
大阪大学ResOU 「現存する全物質を永久磁石で分離する原理を実証」 
https://resou.osaka-u.ac.jp/ja/research/2016/20161208_1

[2] C. Uyeda, K. Hisayoshi, & K. Terada Sci. Rep. 9, 3971 (2019);
大阪大学ResOU 「ポケットサイズの磁石で金、プラチナなどの希少金属を分離・抽出する原理を実証」
https://resou.osaka-u.ac.jp/ja/research/2019/20190313_1

[3] C. Uyeda, K. Hisayoshi & S. Kanou, J. Phys. Soc. Jpn. 79, 064709 (2010).
https://journals.jps.jp/doi/10.1143/JPSJ.79.064709

[4] 久好圭治、植田千秋「宇宙環境で静磁場によって反磁性粒子に誘導される力学運動」
日本マイクログラビティ応用学会誌 29,176?183 (2012)
http://www.jasma.info/journal/wp-content/uploads/past/assets/images/jornal/29-4/2012_p176.pdf

[5] 植田千秋、日本物理学会誌62, 245 (2007)
https://ci.nii.ac.jp/naid/110006242012

[6] 第13回小柴昌俊科学教育賞・優秀賞「科学部の部屋で重力を操る宇宙環境の作成と研究」(代表 久好圭治)
https://scienceportal.jst.go.jp/news/newsflash_review/newsflash/2017/03/20170322_01.html

[7] 第8回サイエンスインカレ文部科学大臣表彰「磁場勾配による有機物の分別」阪大理3年 福山紘基
http://www.osaka-u.ac.jp/ja/education/ug_jishuken/files/064.pdf

講師紹介

1984年 大阪大学大学院博士前期課程修了
1985年 大阪大学教養部助手。二次イオン質量分析計を用いた始原的隕石の同位体比計測。
1988年 大阪大学・理学博士。(強磁場下の液体酸素および固体酸素)
1992年 大阪大学教養部講師。反磁性異方性の起源に関する実験的研究に従事。
1996年 大阪大学大学院理学研究科助教授、現在に至る(現在、准教授)
1996年〜1999年、科学技術振興事業団「さきがけ研究21」場と反応・領域研究者を兼任。

【専門】磁気科学/惑星科学/物性物理学

【本テーマ関連学協会での活動】
日本物理学会、日本惑星科学会、日本地球化学会、日本磁気科学会に所属

セミナー番号:AC1907D2

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