なんとなく

noteでも公開しています なんとなく 中西の起業アイデアは、一言で言えば「熱の通り道を設計する」というものだった。 もう少し正確に言うと、フォノンの伝わり方を制御する次世代断熱材の開発だった。 固体の中で熱は、ただ物質の中をぼんやり流れていくわけではない。原子の振動が隣の原子へ伝わり、その振動の集まりが熱として移動する。物理学では、その振動の担い手をフォノンと呼ぶ。音が空気の振動として伝わるように、熱もまた結晶の中を振動として伝わる。 中西が着目したのは、その振動の通り道を材料の内部構造で制御できるという点だった。原子やナノメートル単位の層を規則的に並べれば、特定の波長のフォノンは進みにくくなる。界面を増やせば、振動は散乱される。熱を運ぶ波が、材料の中で何度も反射し、曲がり、弱まる。 従来の断熱材は、空気を閉じ込めたり、厚みを増したりすることで熱を遮ってきた。中西の発想は違った。熱を力ずくで止めるのではなく、熱を運ぶ振動が進みにくい構造を最初から作る。薄く、軽く、従来比三倍以上の断熱性能。建築材料から電気自動車のバッテリー管理、宇宙服の断熱層まで、応用範囲は広かった。 理論は完成していた。シミュレーションも走らせていた。あとはサンプルを作るだけだった。 問題は金だった。 親戚の集まりは、年に一度の法事の後に開かれる食事会だった。 中西が最後に出席したのは中学生の頃だった。十年ぶりに顔を出した甥を、親戚たちは温かく迎えた。一流大学の理学部を出たと聞いて、みんな目を細めた。 「賢いなぁ」とおじの一人が言った。「わしは数学、からっきしダメだったよ」 「私も」と別のおばが言った。「高校で完全についていけなくなった。sin、cosで終わりやった」 「sinとcosで終わりって、三角関数ですね」と中西は言った。 「そうそう。あれが全然わからなくてな」おじは懐かしそうに笑った。「あれがわからんくて良かったわ。わからんかったおかげで文系に行って、今があると思ってる」 できなかったことを、誰も恥ずかしそうに言わなかった。むしろ誇らしそうだった。この人たちはそれなりの大学を出て、それなりの会社で部長や役員をやってきた人たちのはずだった。しかし数学と物理の話になると、一様にできなかった自慢が始まった。 中西は内心思った。理系でできなかった自慢をしたら、この人たちはどう思うだろう。「古文が全然読めなくて」「漢字検定、準二級で落ちて」——そう言ったら、きっと笑われる。なぜ数学だけが、できなくて当然のことになっているのか。 しかし今日の目的はそこではなかった。 中西はノートパソコンを取り出した。 説明は一時間に及んだ。 中西はまず、熱がどう伝わるかを話した。本当は、格子振動の分散関係とフォノンの平均自由行程から始めたかった。しかし今日の相手にそれを言っても意味がない。中西は別の入口を選んだ。 「電子レンジって、なぜ中まで温まるかご存知ですか」 「マイクロ波で」とおじが言った。 「そうです。マイクロ波という電磁波が食品の中の水分子を振動させて、その振動が熱になる。つまり熱というのは、物質の中の小さな振動と深く関係しています」 「振動が熱になるのか」 「はい。金属の片方を温めると、反対側まで熱くなる。あれも原子の振動が隣へ隣へ伝わっていくからです」 「温度が流れてるわけじゃないの」 「かなり大まかに言えば、温度そのものが流れているというより、振動が伝わっている。太鼓を叩くと膜が震えて音が出る。あれに近いです。固体の中では、原子の並びが震えて、その震えが熱として伝わる」 「なるほど」とおじは言った。「熱って、震えが移動してるのか」 「そう考えるとわかりやすいです。その震えのまとまりを、フォノンと呼びます」 「フォノン」 「光に光子という単位があるように、結晶の振動にもフォノンという考え方があります。私がやろうとしているのは、そのフォノンが通りにくい材料を作ることです」 「通りにくい」 「音が壁で反射したり、吸収されたりするのと同じです。熱を運ぶ振動にも、通りやすい道と通りにくい道がある。原子の並び方や、ナノメートル単位の層の重ね方を変えると、特定の振動が進みにくくなる」 「熱にも道があるのか」 「あります。目には見えませんが、計算できます」 「計算できるの」 「できます。材料の構造が決まれば、どの振動が通りやすく、どの振動が散らされやすいかを予測できます」 おじは少し目を見開いた。 「見えない震えの通り道を計算するのか」 中西は少しだけ、手応えを感じた。 「この考え方は、すでに半導体やナノ材料の研究で使われています。スマホやパソコンの中でも、熱の処理は大きな問題です。高性能なチップほど熱を持つ。熱をどう逃がすか、あるいはどう遮るかは、今の技術にとって非常に重要なんです」 「スマホも熱くなるもんな」とおばが言った。 「はい。あれも、電子の動きや原子の振動が関係しています。目に見えない小さな世界の設計が、私たちの生活に直結している」 「それは知らなかった」 「物理は、すでに生活の中にあります。私がやろうとしているのは、その原理を断熱材に応用することです」 中西はAIで作成した動画を見せた。結晶構造の中を熱の振動が移動する様子を可視化したものだった。青い波が格子の中を進み、赤い境界にぶつかるたびに散乱し、一部は反射され、一部は弱まりながら進んでいく。 「この青い波が、熱を運ぶ振動です。赤い部分が、私が設計した界面です。ここで振動を散らす。まっすぐ進ませない。そうすると、熱が伝わりにくくなる」 「防音材みたいなものか」とおじが言った。 「かなり近いです。ただ、止めるのは音ではなく熱です。音よりずっと小さなスケールで、振動を散らす」 「それで断熱できる」 「はい。シミュレーション上では、従来の断熱材の三倍以上の性能が出ています」 「三倍」 「はい。同じ厚みで三倍断熱できる。あるいは同じ性能なら三分の一の厚みで済む」 「それは、家の断熱材として使えるの」 「使えます。建築だけでなく、電気自動車のバッテリー、宇宙服、医療機器の保冷にも応用できます」 おじはグラフを指さした。 「この縦軸の単位は」 「W/mKです。熱伝導率の単位で、小さいほど断熱性能が高い。今の断熱材の最高性能がここ、私の設計がここ」 「ワットって電球の」 「同じ単位です。電力と熱は、根っこでつながっていて——」 「不思議やね」おじは言ったが、グラフをじっと見ていた。「この差は確かに大きいな」 「はい。理論上は」 「理論上、というのは」 「サンプルを作って実証する必要があります。計算と現実は、ずれることがある。材料に微細な欠陥が入れば、性能は変わります。大量生産できるかどうかも、まだ確認が必要です。だからサンプルが必要なんです」 おじは頷いた。しばらく黙っていた。 「正直に言ってくれてありがとう」とおじは言った。「理論上、というところ」 中西は少し驚いた。 「当然のことです」 「いや、そこをごまかさなかったのは、誠実だと思う」 手応えがあった。本当に少しだけだったが、確かにあった。 一時間後、質問が出尽くした頃、まとめ役のおじが口を開いた。 「お前の言いたいことはわかった。細かなことはわかるはずもないが、画期的な仕組みだということは理解した。儲かる話じゃないかとも思う」 中西は少し前のめりになった。 「では——」 「金は貸せない」 「どうしてですか」 おじは湯呑みに目を落とした。 「理屈は面白い。でも、わしらには、その理屈が正しいかどうかを判断する力がない。判断できないものに金は出せない」 中西は黙った。 「それに」とおじは続けた。「なんとなく、ダメな気がする」 「なんとなく、ですか」 「こういうものは感性が大切なんだ。理屈じゃないんだよ」 おじは穏やかな顔で言った。悪意はなかった。むしろ誠実に答えているつもりなのが、表情からわかった。 中西はその瞬間、自分がどれほど遠くまで説明しても、最後の一歩だけは届かないのだと知った。 中西はパソコンを閉じた。フォノンも、熱伝導率のグラフも、動画も、全部鞄にしまった。 「わかりました」と中西は言った。「ありがとうございました」 帰り際、おばが声をかけてきた。 「スマホも熱も、そういう小さな振動で動いてるって、今日初めて知ったよ。面白かった」 中西は振り返って、笑った。 面白かった、と言ってもらえた。しかし金は出なかった。 次の算段は、電車の中で考えることにした。