ISSN 1882-5745 2018 年 3 月発行 隔月年6回発行 第11巻 第2号（通巻62号）

サイエンス・インタビュー
Science Interview

電気自動車や風力発電に不可欠なネオジム磁石を発明
快適で便利な現代の生活は、その多くをモーターや発電機に依存しています。な3サイエンス・インタビュー 科学のいま、そして未来

かでも高効率のエアコン、ハイブリッド電気自動車や風力発電に不可欠なネオジム磁石を発明

カーや電気自動車、風力発電装置など、

佐川 眞人（NDFEB株式会社社長、大同特殊鋼株式会社顧問）

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脱炭素社会をめざす最新機器のモーター【特集】人工知能と人間 〜人間の「知」の不思議と成り立ちに迫る〜[ 全体監修 ] 松田 雄馬（合同会社アイキュベータ代表社員）

陣内 利博（武蔵野美術大学造形学部視覚伝達デザイン学科教授）

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人工知能の研究から迫る人類の知10

忘れることで人の知能が生まれた

山口 真美（中央大学文学部心理学研究室教授）について伺いました。
■■子
 どものころから “ 思いつ©Toshihiro Jinnouchi 撮影 : 松井雄一郎『複眼体験』（2008）ひとりで見る複眼体験

人類の知の歴史と複眼思考「造形」と「コミュニケーション」

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佐川 眞人

さがわ まさと1972 年東北大学大学院工学研究科金属材料工学専攻博士課程修了。工学博士。富士通株式会社、住友特殊金属株式会社（現日立金属株式会社）を経て、1988 年インターメタリックス株式会社設立、同社代表取締役社長。2012 年より同社最高技術顧問。
2013 年 NDFEB 株式会社設立。同社は「ネオジム- 鉄 -ホウ素（Nd-Fe-B）系磁石」にその名前を由来したベンチャー企業。米国
物理学会賞 International Prize for New Materials、朝日賞、大河内記念賞、本多記念賞、日本国際賞など受賞多数。

ベル物理学賞を受賞された時、父が「こ人工知能が創る人類の未来ず合格できる大学を選ぼうと、先生に相就職後、どのようにして磁石研究と出合を込めて新聞を読んでくれたのを覚えて談しました。そして、勧められるままにわれたのですか。

います。もともと理科、特に物理学系は神戸大学工学部電気工学科に進みまし

富士通に入って、磁石の研究テーマを好きで、子どものころから科学者になりた。ところが入学してしばらく経つと、与えられたのは入社5年目の1976年ごろたいという気持ちをもっていました。

自分の学びたい学問と学科の内容がぴっのことです。希土類（レアアース）を主磁石とのかかわりで思い出すのは、たり合っていないことに気がつきまし成分とした、それまでで最強の永久磁石

日本の国立公園 第 5 回
三陸復興国立公園 〜変わらない自然と復興の兆しを見せる町並み〜
木住野 泰明（環境省東北地方環境事務所国立公園課課長）取材協力
桜庭 佑輔（環境省東北地方環境事務所国立公園課自然保護官）取材協力
畠山 拓也（陸前高田市役所企画部商工観光課観光交流係長）取材協力
畠山 重篤（NPO法人「森は海の恋人」理事長）取材協力

モーターと発電機を作製した中学生の時た。私は技術の応用に主眼を置く工学で「 サ マ リ ウ ム コ バ ル ト 磁 石（SmCo5、のことです。ふと「モーターと発電機をはなく、科学の基礎研究をやりたかった

Sm2Co17）」（図1）が登場し、大変もてはつないだら、いつまでも回り続けるのでのです。そこで4年生の時から、金属ややされていました。永久磁石とは、自らはないか」と思ったのです。私は昔から、セラミックなどの固体表面の性質や構造磁力を発生し続ける磁石のことです。私

思いついたらやってみるという性分なんを扱う材料科学の研究室に所属し、そのに課せられたのは、自社製品に使うサマ親子で遊ぼう! 科学冒険隊＃61 光を観察！ ピンホールカメラで遊ぼう！
前田 保典（科学トイクリエーター）監修です。そのときも原理的に無理というこまま大学院の修士課程に進みました。博

リウムコバルト磁石の改良でした。実際とを知らぬまま、実際にやってみました。

士課程は東北大学の金属材料研究所に移に希土類を含む磁石の研究を始めると、もちろん、うまくいきませんでしたが。

りました。しかし、研究は思うように進「なぜサマリウムとコバルトの化合物で高校生になると、具体的に科学者になっまず、博士課程修了までに4年かかりまないといけないのか」という疑問が生じて社会の役に立ちたいと思うようになりした。その後、富士通に就職しましたが、てきました。元素のうち、強い磁気をもました。

このときは一生のうちで一番自信がない

つのは鉄とコバルトなので、磁石にする大学、大学院ではどんな研究をされてい時でした。社会に出ても何の役にも立てなら、このどちらかが適しているはずでたのですか。

ないのではないか、と落ち込んでいましす。希土類は原子磁石（磁気モーメント）た。の方向を固定する役割をしています。永松田 雄馬（合同会社アイキュベータ代表社員）

標本の世界

札幌博物場旧蔵産業史資料が語る明治の日本と博物館の役割
加藤 克（北海道大学北方生物圏フィールド科学センター助教）

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ゆ かわひで きNDFEB 株式会社社長、大同特殊鋼株式会社顧問

んな人になりなさい」というような思い

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少年時代は、どんなことに興味をもたれて1949（昭和24）年に湯川秀樹先生がノー

陣内 利博（武蔵野美術大学造形学部視覚伝達デザイン学科教授）

22いたら必ずやってみる ”

いましたか。

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20

での常識を疑うことで、見事にネオジムに、ご自身の足跡や研究に向き合う姿勢—コミュニケーションの観点から知能を考える
原島 博（東京大学名誉教授）

赤ちゃんの認知形成からみえてくる人間の認知磁石という強力な永久磁石です。それま磁石の発明を成し遂げた佐川眞人先生

松田 雄馬（合同会社アイキュベータ代表社員）

13や発電機に使われているのが、ネオジム

DNAを知る 第 2 回

表紙写真

DNA 複製の精妙なしくみ①

人間の脳を構成する神経細胞は、脳を越え、NEWS & TOPICSの相互作用を通し、その情報を神経に、そ身体全体に伸びる。身体は、外部の社会と世界の科学ニュース & おもしろニュースを10 分でして脳に伝える。すなわち、脳は社会と切

milsil カフェ／編集後記／定期購読のお知らせ／次号予告ということは、人間の、そして生物の社会り離すことができない。
「知能」を考えるを考えることであるともいえる。

経済的に浪人はできなかったので、必（kJ/m ）最大磁気エネルギー積（BH）max

Science Interview

これまでにさまざまな永久磁石が開発されてきた。この分野では、日本人による貢ネオジムを添加した鉄が永久磁石になるわけ献度が非常に高い。縦軸の『最大磁気エネルギー積』は磁石の性能を表す指標の一400つ。一般に、これが高いほど磁石の性能が高いとみられる。
ほん だ こう た ろう
【KS 鋼】世界初の人工的な永久磁石。1917 年、東北大学の本多光太郎らによっネオジム磁石

Nd-Fe-B

320て発明された。鉄、コバルト、タングステン、クロムなどを含む。
【MK 鋼 】

サマリウムコバルト磁石

み しまとくしち

1931 年に三島徳七が開発。鉄とニッケルにアルミニウムを含み、KS 鋼よりも強Sm2(Co-Fe-Cu-Zr)17Sm2(Co-Fe-Cu)17Sm-Pr-Co5240

い。
【アルニコ鋼】
アルミニウム、ニッケル、コバルトなどを含む鉄合金の磁石。
【フェライト磁石】主原料の酸化鉄を焼き固めてつくる。原料が鉄の酸化物であるため安Sintered SmCo516080

サイエンス・インタビュー

図1 主な永久磁石の開発の歴史3価であることが特長。
【サマリウムコバルト磁石】サマリウムとコバルトが主成分。
たわらよし お1970 年代に俵好夫が発明。ネオジム磁石が登場するまでは最強の永久磁石だっアルニコ鋼
Columnar Alnico
SmCo5
MK鋼 Alnico5
KS鋼 MK-Steel
Ba-Sr-Ferrite

KS-Steel

1920

Co-Ferrite

1930

1940

1950

フェライト磁石

YCo51960た。
【ネオジム磁石】ネオジム、鉄、ホウ素を主成分とする。

1970

1980

1990

年

『図解希土類磁石』（佐川眞人・浜野正昭編著・日刊工業新聞社）、『すごい！磁石』（宝野和博・
本丸諒著・日本実業出版社）の図を参考に作成。

久磁石の材料としては、ほかの希土類との化合物が強い磁石（ネオジム磁石）にました。そのなかで、小さい塊が鉄板に鉄の組み合わせも考えられるはず（図2）なる素質をもっていることを突き止めまカチッとくっついた瞬間がありました。

なのに、そんな研究をしている人はいないようでした。

した。

じ へき

じ1 鉄 の内部は、磁 壁 によって磁く区 という小さな磁石に分かれ磁壁

磁区

磁気モーメントている。磁区の中では磁気モーメント（原子磁石）の方向がそろっているが、磁気モーメントの方向が異なる多数の磁区が互いに打ち消し合っているので、1 つの鉄の塊は、ほかの鉄の塊を引きつけることじ かい

2 ここに磁石を近づける（外部から磁界をかける）と、はない。

磁区と磁区を区切る磁壁が移動し始める。

4ネ
 オジム磁石では、ネオジ

ムが、磁界を大きくしたと希土類と鉄の合金が初めて磁石になったきに1方向にそろった磁気モーメントの方向を固定する役割をする。そのため、一度磁界をかけると磁気モーメントの方向は 1方向にそろったまま保たれて、磁力を発揮し続ける。

一方、私はサマリウムコバルト磁石ののです。それが1982年の初めのことです。

あるとき、「希土類磁石の基礎から応研究を続けていて、求められた課題もクそれから研究はどう実ってきたのですか。

用まで」というシンポジウムで、浜野正リアしていました。そこで、ネオジム磁

ネオジム磁石の研究は、次の就職先で昭先生（磁石研究者、1942-2014年）が、石の研究も続けたいと申し出たのです

ある住友特殊金属で花開くことになりま希土類と鉄では強い永久磁石ができないが、それは材料メーカーの守備範囲だとす。会社が全面的にバックアップしてく

理由について、「鉄と鉄の原子間距離がして認めてもらえませんでした。この時れたおかげで、入社3か月後には世界最い電力でものを動かすことができるのでをもつようになり、強い磁石ができていで、供給に不安が残っていました。現在狭すぎるので、磁気モーメントが同じ方点のネオジム磁石はまだ、ただの合金の強の永久磁石ができました。しかし、最す。ハイブリッドカー、電気自動車などたのです。

は研究が進みジスプロシウムの使用量が向を向かず磁石として安定しない。鉄と塊だったので信用してもらえなかったの初にできたネオジム磁石は約50 ℃で磁もネオジム磁石なしでは成り立ちませ

研究の出発点で私のアイデアは理論的抑えられています。私の会社では、現在鉄の原子間距離が離れたらよいのではなです。磁石にするには必要な化合物を見力が失われることがわかりました。これん。風力発電装置にもたくさんのネオジに間違っていたわけです。しかし、「供でも磁石の改良を進めています（冒頭のいか」と話されました。それを聞いて、つけ、磁石に適した微細構造をつくらなでは工業的に使えません。そこで、希土ム磁石が使われています。スマートフォ

給に不安のあるコバルトの代わりに、鉄写真は、磁石の材料を混ぜ合わせ焼結し私は、「小さな元素である炭素やホウ素くてはいけません。

類のジスプロシウムを合金に加えて磁石ンの中にも、スピーカー、振動モーター、で強力な磁石をつくれたら…」という社

たり、磁界をかけたりして新しい磁石をの耐熱性を上昇させ、ネオジム磁石の量レンズのオートフォーカスなどにネオジ会的ニーズがあった時代に研究を続けたつくる実験装置を操作している佐川先産化を開始しました（図3）。

ム磁石が使われています。

ことで、ネオジム磁石の開発はめざす方生）。そのうち、ジスプロシウムをほと向へと進展してきました。

んど使わなくても十分な耐熱性をもつネ

3 さらに磁界が強くなると磁壁が消え、磁気モーメントがそろう。1 つの磁区の中では磁気モーメントの方向がそろっているので 1 つの磁石になる。しかし、磁界を弱くすると、再び磁壁が生じて、磁気モーメントの方向が異なる磁区が磁力を打ち消し合って磁力は失われる。

ネオジムが磁気モーメントの方向を固定を混ぜて合金化すれば原子間距離が広それからの3年間は、サイドワークとしがって、磁気モーメントが安定するのでてネオジム磁石の研究を続けました。管

はないか!?」とヒントを得たのです。

理職になっていたので研究時間はほぼな

サマリウムコバルト磁石の主原料であ1978年の1月31日のことでした。

く、主に頭の中で考えをまとめていきましるコバルトは、政情が不安定なコンゴ（旧いよいよネオジム磁石を誕生させる研究がた。たまに、誰もいない休日の実験室でザイール）などが主要産地だったので、挑戦したから成功できた！

的な計算や予測だけでは足りません。そネオジムもレアアースといわれます始まるのですね。

仮説を確かめる実験を行い、ようやく微鉄を使うネオジム磁石の登場は産業界に研究が成功した一番の要因は、どんなここを切り拓くには「直感」しかないと私が、世界全体をみれば十分な埋蔵量があ細構造をつくることにも成功しました。

とって朗報でした。磁力も、当時でサマとだったと思われますか。

は感じています。そしてやはり、何よりります。リサイクルを徹底すれば将来にも「やってみる」姿勢が重要です。

も不安はありません。今後予想される、翌日から、ヒントを基に合金をつくり、■■ア イデアが間違っていても、新しいものを生み出すときには、論理
ひらオジム磁石が実用化されるでしょう。

磁気測定や、X線回折での結晶構造の解

その後、富士通を退職するのですが、リウムコバルト磁石に比べ1.5倍、現在実は、後になって思いがけないことが明などに奔走しました。何十通りもの組

退職が認められた後の3か月間には自由では2倍ほど強くなっているので、使用明らかになりました。私は、鉄の原子間ネオジム磁石は今後どのように発展すると電気自動車やロボットの世界的な普及にみ合わせで実験を繰り返し、その年の終に実験をする機会と時間を与えてもらを望む企業が世界中にありました。

距離を広げようとしてホウ素を加えてい思われますか。

合わせ、そのモーターで使われるネオジ

わりには希土類のネオジムと鉄とホウ素

い、温めていたアイデアを実験で確かめ

原子番号元素原子番号元素213957585960616263

Sc （スカンジウム）
Y （イットリウム）
La （ランタン）
Ce （セリウム）
Pr （プラセオジム）
Nd （ネオジム）
Pm（プロメチウム）
Sm（サマリウム）
Eu （ユウロピウム）

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Gd （ガドリニウム）
Tb （テルビウム）
Dy （ジスプロシウム）
Ho （ホルミウム）
Er （エルビウム）
Tm （ツリウム）
Yb （イッテルビウム）
Lu （ルテチウム）

ネオジム磁石はモーターや発電機スましたが、実際にはホウ素と鉄の電子のネオジム磁石に必要なジスプロシウムピーカーに使われています。永久磁石が相互作用で、鉄がコバルトのような性質は、中国の限られた地域から産出するのなっていくことでしょう。

強くなればモーターを小型化でき、少な「考えること」を楽しめる人間になろう！
新しいものを生み出す研究には直感が必要だ、と言いましたが、直感は簡単に出てくるものではありません。考えて、考えて、実験して、また考えて…というサイクルの中でやっと出てくるものなのです。ですから、考えることが楽しいと思えることが、研究者になるためには必要です。何かあったらすぐにスマートフォンなどで答えを求めるようでは駄目です。もちろん、調べて知識を獲得することは大事ですが、「時間があったら考える」という習慣、あるいは楽しみをもってほしいなと思います。

図2 希土類の種類

希土類とは、スカンジウム、イットリウム、原子番号 57から71までのランタノイドの総称。化学的な性質がとてもよく似ている。希土類という名称は、かつてこれらの元素がきわめて希少であると考えられていたことからきている。ネオジム磁石が出現したころから希土類の鉱床が次々と見つかり、現代では希土類元素、特にネオジムやサマリウムなど軽い方の希土類元素は決して希少ではないことがわかってきた。

ム磁石も増え、ますます身近な存在にまた、数学が得意でないからといってサイエンスの道を諦める必要はまったくない

図3 強力なネオジム磁石

市販されているネオジム磁石。１g のネオジム磁石で、約３kg の鉄を持ち上げることができる。と思います。実は私も、数学はあまり得意ではありませんでした。論理だけでなく、自由に思考して、ものづくりに挑んでください。

文：上浪春海 写真：吉田三郎 図 1、コラム：カサネ・治