ISSサイト内で JAXA全体で

宇宙実験の効果

地上と微小重力の違い

(1)　無浮上・無沈降

地上では重いものは沈み、軽いものは浮かびます。水と油を混ぜると油は上に水は下に分離します。一方、微小重力環境では、水と油のように重さの違うものでも均一に混ざります。

(2)　無対流

地上では熱せられた液体や気体は軽くなり上に移動します。これにより対流が発生します。しかし、微小重力環境では熱せられても上に移動しないため、対流は発生しません。そのため、対流に邪魔されず静かな環境で材料作製ができ、地上ではできないような高品質な材料を製造することができます。

なぜ宇宙でナノスケルトンを作製するのか？

ナノスケルトンを作製する際は、油を使用しています。地上ではナノスケルトンの成長中に油が浮上し、溶液と分離してしまい、細孔径の拡大が阻害されてしまいます。微小重力環境では、油は浮上せずナノスケルトン周囲にとどまっているため、均一で大きな細孔径を持つナノスケルトンを生成することができます。

ナノスケルトンが生成されているとき、ナノスケルトン周辺は、原料（チタニア）をどんどん取り込んで成長するため、周辺の原料の濃度は低くなります。地上では、濃度の濃いところと薄いところで、濃度差を打ち消すように対流が生じますが、微小重力環境では、この対流がなくなるため、濃度差がそのまま維持されます。

そのため、微小重力環境では、結晶周辺は対流のない静かな環境が維持され、ゆっくりと結晶が成長します。ゆっくりとした結晶成長により、乱れの少ない高品質な結晶が得られます。