0:00:01.571,0:00:03.586
子供のころ毎年夏になると

0:00:03.610,0:00:06.992
カナダの家から祖父母のいる

0:00:07.016,0:00:08.816
インドのムンバイに旅行しました

0:00:09.157,0:00:12.291
カナダの夏は気温が上がっても[br]穏やかという程度です

0:00:12.315,0:00:16.022
気温は摂氏22度[br]華氏なら72度くらいが

0:00:16.046,0:00:18.666
一般的な夏の気温で[br]さほど暑くありません

0:00:19.276,0:00:22.315
ところがムンバイは暑く多湿で

0:00:22.339,0:00:25.557
摂氏30度 華氏なら90度にもなります

0:00:26.364,0:00:27.950
ムンバイに到着するとすぐに

0:00:27.974,0:00:32.384
「どうしたらこんな気候で生活し 働き[br]寝ることができるの？」と尋ねました

0:00:33.539,0:00:37.185
更に悪い事には祖父母は[br]エアコンを持っていませんでした

0:00:37.768,0:00:40.593
かなり頑張ってはみましたが

0:00:40.617,0:00:43.371
エアコンを買うよう[br]説得するのは無理でした

0:00:44.220,0:00:47.315
でも そんな状況は[br]急速に変わりつつあります

0:00:47.914,0:00:52.255
冷却系で使われる電力は[br]世界の全電力使用の

0:00:52.279,0:00:54.652
17パーセントにも上ります

0:00:54.676,0:00:57.070
この数字は[br]私が夏休みに

0:00:57.094,0:00:59.871
喉から手が出るほど[br]欲しかったエアコンも

0:00:59.895,0:01:03.505
食料を安全に冷たく保存できる[br]スーパーマーケットの冷蔵システムも

0:01:03.529,0:01:04.760
含んでいますし

0:01:04.784,0:01:09.036
データセンターが稼働するための[br]工業的な規模のシステムも含みます

0:01:09.624,0:01:13.109
冷却システム全体で[br]世界の温室効果ガス発生量の

0:01:13.133,0:01:15.383
８パーセントを占めます

0:01:15.823,0:01:17.434
しかし私を悩ませるのは

0:01:17.458,0:01:22.379
冷却に利用されるエネルギーは[br]2050年までに６倍に膨らみ

0:01:22.403,0:01:26.684
アジアやアフリカの国々での利用拡大により[br]激増する可能性があります

0:01:27.284,0:01:28.982
私はこの目で見てきました

0:01:29.006,0:01:32.164
祖母の家の周りでも[br]ほとんどのアパートで

0:01:32.188,0:01:34.212
今はエアコンがあります

0:01:34.236,0:01:37.283
これは 高温の環境で暮らす[br]人々にとって

0:01:37.307,0:01:40.006
健康や生活条件や[br]生産性といった点では

0:01:40.030,0:01:42.675
とても良いことです

0:01:43.831,0:01:47.774
ただ 気候変動に関わって[br]憂慮すべきなのは

0:01:47.798,0:01:50.393
地球が暖まるにつれて

0:01:50.417,0:01:52.729
どんどん冷却システムが[br]必要になる上に

0:01:52.753,0:01:56.512
そのシステム自体が温室効果ガスの[br]巨大な発生源となるのです

0:01:57.236,0:02:00.569
こうして悪循環に陥るかもしれません

0:02:00.593,0:02:02.051
冷却システムだけでも

0:02:02.075,0:02:05.062
21世紀の後半には[br]温室効果ガスの最大の発生源となる

0:02:05.086,0:02:06.428
可能性があるのです

0:02:06.735,0:02:07.913
最悪のケースでは

0:02:07.937,0:02:11.557
2100年までに[br]毎年10兆キロワット時を超える電力が

0:02:11.581,0:02:14.269
冷却のために必要になるかもしれません

0:02:14.846,0:02:17.711
この数字は現在の電力供給量の[br]半分に当たります

0:02:18.198,0:02:19.348
冷却だけでです

0:02:20.862,0:02:24.777
しかし同時に これは私たちに[br]チャンスを与えてくれます

0:02:25.444,0:02:30.013
全冷却システムの効率が[br]１〜２割向上するだけで

0:02:30.037,0:02:33.521
温室効果ガスの発生量に[br]大きな影響を与えられるかもしれません

0:02:33.545,0:02:36.010
今でも そしてこの先でも

0:02:38.080,0:02:41.629
ひどい悪循環を避けるのに[br]役立つかもしれません

0:02:42.928,0:02:46.608
私は光や熱を研究する科学者です

0:02:46.632,0:02:50.228
特に新しい材料が[br]それまでは不可能と考えられていた方法で

0:02:50.252,0:02:54.934
自然の基本的要素の流れを[br]改変できるか研究しています

0:02:55.315,0:02:57.728
夏休みの経験から

0:02:57.752,0:02:59.696
冷却の価値を理解しつつ

0:02:59.720,0:03:01.983
この問題に取り組み始めたのは

0:03:02.007,0:03:06.013
６年前に遭遇した[br]知的難問がきっかけです

0:03:07.149,0:03:12.766
古代の人々が砂漠の気候で[br]どのように氷を作れたのか？

0:03:13.894,0:03:16.830
この画像は氷の部屋

0:03:16.854,0:03:20.481
ヤクチャルと言われるもので[br]イランの南西にあるものです

0:03:21.006,0:03:24.760
このような建物はイラン中に数十とあり

0:03:24.784,0:03:28.474
同じような建物が 他の中東の国々や[br]中国に至るまで存在することが

0:03:28.498,0:03:29.712
確認されています

0:03:30.228,0:03:33.418
何世紀も前に このような[br]氷の部屋を利用していた人々は

0:03:33.442,0:03:35.926
左手に見えるような水槽に

0:03:35.950,0:03:39.022
日没後の夕刻の早い時間に[br]水を注ぎました

0:03:39.046,0:03:40.855
すると不思議なことが起きるのです

0:03:41.442,0:03:44.204
気温は氷点下になっていなくても

0:03:44.228,0:03:47.926
例えば摂氏５度[br]華氏41度くらいで

0:03:47.950,0:03:49.484
水が凍るのです

0:03:50.724,0:03:54.859
生成された氷は早朝に回収され

0:03:54.883,0:03:57.518
右手に見える建物に保存しました

0:03:57.542,0:03:59.478
夏の期間中もずっとです

0:04:00.133,0:04:02.852
同じような光景を[br]目にしたことがあるかもしれません

0:04:02.876,0:04:06.328
良く晴れた夜に[br]気温が氷点よりずっと高くても

0:04:06.352,0:04:09.097
霜が降りているのに[br]気づいたことがあるでしょう

0:04:09.121,0:04:10.281
でも待ってください

0:04:10.305,0:04:14.036
どうして気温が氷点を上回るのに[br]水が凍るのでしょうか？

0:04:14.487,0:04:19.752
蒸発の影響もあるかもしれませんが[br]水が凍るほどではありません

0:04:20.064,0:04:22.150
別の何かが冷却したに違いありません

0:04:22.761,0:04:25.309
パイを窓枠に置いて[br]冷やすことを考えてください

0:04:25.619,0:04:29.230
パイを冷ますには 温度の低い方に[br]熱を逃す必要があります

0:04:29.254,0:04:31.158
つまり周囲の空気にです

0:04:32.180,0:04:34.490
信じがたく聞こえますが

0:04:34.514,0:04:39.890
熱は水槽の水から[br]冷たい宇宙へと流れるのです

0:04:42.085,0:04:43.807
どのようにして起こるのか？

0:04:44.434,0:04:48.006
多くの自然の物体と同じように[br]水槽の水は

0:04:48.030,0:04:50.180
熱を光として放出します

0:04:50.506,0:04:53.323
熱放射の概念として知られています

0:04:53.792,0:04:58.260
この瞬間にも私たちは誰でも[br]熱を赤外線として

0:04:58.284,0:05:00.212
周囲に放出しています

0:05:00.608,0:05:03.077
熱線カメラで可視化することができますが

0:05:03.101,0:05:06.347
そのイメージは[br]今見て頂いている様な画像です

0:05:06.744,0:05:09.006
水槽の水は熱を大気に

0:05:09.030,0:05:10.712
放出します

0:05:11.379,0:05:13.474
大気と大気中の分子は

0:05:13.498,0:05:16.053
熱の一部を吸収し再度放出します

0:05:16.077,0:05:19.899
これこそが気候変動の原因となる[br]温室効果です

0:05:20.435,0:05:22.958
ここが理解すべき重要な部分です

0:05:22.982,0:05:26.182
大気は熱をすべて吸収することはありません

0:05:26.577,0:05:29.511
もしそうなるなら[br]地球はもっと温暖な惑星になったはずです

0:05:29.982,0:05:31.490
ある波長—

0:05:31.514,0:05:34.966
具体的には8〜13ミクロンの波長が

0:05:34.990,0:05:38.752
大気の伝送窓として知られています

0:05:39.402,0:05:44.919
この大気の伝送窓は 赤外線としての熱を[br]効果的に大気の外側に逃がし

0:05:44.943,0:05:48.276
水槽の熱を運び出すことを可能にします

0:05:48.895,0:05:52.665
熱は遥かに冷たい場所へと[br]逃げていくのです

0:05:53.633,0:05:55.601
大気上部の冷たい所へと

0:05:55.625,0:05:57.299
更に遠い宇宙へと

0:05:57.323,0:06:01.133
そこは 摂氏マイナス270度[br]あるいは

0:06:01.157,0:06:03.877
華氏マイナス454度にもなります

0:06:05.242,0:06:08.606
水槽の水は空から輻射される熱より

0:06:08.630,0:06:10.401
さらに多くの熱を空に放出します

0:06:10.425,0:06:11.575
そのため

0:06:11.599,0:06:14.615
水槽は周囲の温度より低くなるのです

0:06:16.035,0:06:19.551
この効果は夜間冷却[br]あるいは 放射冷却として

0:06:19.575,0:06:20.975
知られています

0:06:21.369,0:06:24.823
気候学者と気象学者には[br]とても重要な自然現象として

0:06:24.847,0:06:27.447
知られてきました

0:06:28.879,0:06:30.371
この事実を知ったのは

0:06:30.395,0:06:33.037
スタンフォードの博士課程を[br]終える頃でした

0:06:33.061,0:06:37.490
この冷却方法としての[br]明らかな単純さに

0:06:37.514,0:06:38.780
とても驚きました

0:06:39.284,0:06:41.484
この手法をぜひ使おう！

0:06:42.744,0:06:45.625
現在 科学者や技術者が[br]10年近くこのアイデアについて

0:06:45.649,0:06:46.887
研究しています

0:06:46.911,0:06:50.199
ところが ひとつ[br]大きな問題があります

0:06:50.879,0:06:53.751
「夜間」冷却と呼ばれるのには[br]理由があります

0:06:54.109,0:06:55.283
なぜか？

0:06:55.307,0:06:57.676
それは太陽のせいです

0:06:58.157,0:07:00.617
冷却する表面は

0:07:00.641,0:07:02.815
空に向いている必要があります

0:07:02.839,0:07:04.467
日中は

0:07:04.491,0:07:07.641
一番冷たくなってほしいものが

0:07:07.665,0:07:10.561
残念ながら太陽に向いてしまい

0:07:10.585,0:07:12.441
太陽はほとんどの物体を加熱し

0:07:12.465,0:07:15.222
冷却効果を完全に相殺してしまいます

0:07:16.409,0:07:18.417
私は仲間とともに多くの時間を費やし

0:07:18.441,0:07:21.989
極小スケールで材料を[br]作る方法を考えています

0:07:22.013,0:07:25.339
光を利用して その材料で[br]新しい価値あることができるように

0:07:25.363,0:07:28.353
そのスケールは光の波長よりも[br]小さなものです

0:07:28.377,0:07:29.957
この分野をナノフォトニクスとか

0:07:29.981,0:07:33.109
メタマテリアル研究と呼びますが[br]ここから発想を得て

0:07:33.133,0:07:36.133
史上初めて 日中でも[br]放射冷却を可能にする方法が

0:07:36.157,0:07:37.830
あるかもしれないと気づいたのです

0:07:37.854,0:07:40.910
実現のために[br]多層光材料を設計しました

0:07:40.934,0:07:42.791
これは その顕微鏡画像です

0:07:42.815,0:07:46.196
厚さは 標準的な髪の毛の太さの[br]40分の１未満です

0:07:46.220,0:07:48.738
２つのことを同時に行うことができます

0:07:49.169,0:07:50.994
１つ目は放熱

0:07:51.018,0:07:54.820
大気が熱を最も逃がしやすい所に向けてです

0:07:54.844,0:07:56.977
放熱先は宇宙にしました

0:07:57.519,0:08:00.950
２つ目は太陽による加熱を防止します

0:08:00.974,0:08:03.374
太陽光を とてもよく反射します

0:08:04.315,0:08:07.029
最初にテストしたのは[br]スタンフォードの屋上でしたが

0:08:07.053,0:08:08.815
ご覧の通りです

0:08:09.339,0:08:11.720
このデバイスを少しの間放置して

0:08:11.744,0:08:14.815
数分後に近寄りました

0:08:14.839,0:08:17.633
数秒もせず機能していることが分かりました

0:08:17.657,0:08:18.815
なぜ？

0:08:18.839,0:08:20.466
触ったら冷たかったのです

0:08:21.395,0:08:26.053
（拍手）

0:08:26.862,0:08:30.846
これが どれだけ奇妙で[br]直観から外れているかというと

0:08:30.870,0:08:32.600
この材料やその類似物は

0:08:32.624,0:08:35.529
日陰から日向に移して[br]太陽が射していても

0:08:35.553,0:08:37.913
冷たくなるのです

0:08:37.937,0:08:40.620
お見せしているのは[br]最初の実験のデータです

0:08:40.644,0:08:43.383
この材料の温度は[br]気温と比べて摂氏５度以上

0:08:43.407,0:08:46.683
あるいは華氏９度以上[br]低い状態を保ちました

0:08:46.707,0:08:49.521
直射日光が当たっていたのにです

0:08:50.855,0:08:53.990
私たちが使った素材を[br]大規模に製造する方法は

0:08:54.014,0:08:56.548
すでに存在しています

0:08:56.903,0:08:58.060
とてもワクワクしています

0:08:58.084,0:09:01.125
なぜならただ冷たくするだけではなく

0:09:01.149,0:09:06.202
何かを実現して世に役立つ機会を[br]得られたかもしれないからです

0:09:07.204,0:09:09.117
そのことが次の大きな疑問へと導きます

0:09:09.141,0:09:11.728
このアイデアで省エネを[br]どう実現するか？

0:09:11.752,0:09:15.410
この技術でエネルギーを節約する[br]最も直接的な方法は

0:09:15.434,0:09:17.093
現代の空調や冷蔵の

0:09:17.117,0:09:20.180
システム効率を増強することであると[br]信じています

0:09:20.561,0:09:22.720
そのために液冷パネルを製作しました

0:09:22.744,0:09:24.315
このようなものです

0:09:24.339,0:09:27.006
これらのパネルは[br]太陽熱温水器のような形状ですが

0:09:27.030,0:09:29.950
まったく逆の働きをします[br]エネルギーを使わず水を冷却します

0:09:29.974,0:09:32.041
私たちの作った特殊な材料でです

0:09:32.815,0:09:35.275
このパネルは ほとんどの[br]冷却システムが備える

0:09:35.299,0:09:37.867
凝縮器という部品と[br]組み合わせることができ

0:09:37.891,0:09:41.024
システムの基本的な効率を向上します

0:09:41.367,0:09:43.263
私たちのスタートアップ企業[br]SkyCool Systemsは

0:09:43.287,0:09:47.161
カリフォルニア州デイビスで[br]実地試験を完了しました

0:09:47.649,0:09:48.831
この時のデモでは

0:09:48.855,0:09:51.903
冷却システムの効率を12パーセントも

0:09:51.927,0:09:54.851
向上できたことを示しました

0:09:55.474,0:09:56.728
１年か２年すると

0:09:56.752,0:10:00.656
空調と冷蔵システムの双方で[br]商用規模での試験運用が

0:10:00.680,0:10:03.823
開始されることに大変興奮しています

0:10:04.260,0:10:07.847
将来 このようなパネルを取り付けることで

0:10:07.871,0:10:11.180
ビル空調の冷却システムが高効率となり

0:10:11.204,0:10:14.006
エネルギー消費を３分の２[br]減らせるかもしれません

0:10:14.030,0:10:17.688
最終的には電力を全く必要としない

0:10:17.712,0:10:20.275
冷却システムを作れるかもしれないのです

0:10:20.966,0:10:22.482
それに向かう第１歩として

0:10:22.506,0:10:24.363
スタンフォードの同僚と私は

0:10:24.387,0:10:26.413
技術を駆使して

0:10:26.437,0:10:32.418
気温より摂氏42度以上低い温度に[br]維持できることを実証しました

0:10:33.165,0:10:34.315
ありがとう

0:10:34.339,0:10:38.394
（拍手）

0:10:39.196,0:10:40.347
夏の暑い日に

0:10:40.371,0:10:43.774
何かを氷点下にすることを想像してください

0:10:45.927,0:10:50.410
冷却に対して私たちができるすべてに[br]ワクワクしながら

0:10:50.434,0:10:53.688
更にできる事があると考えていて

0:10:53.712,0:10:57.180
この研究が指し示す[br]とても意義深い機会に

0:10:57.204,0:10:59.220
科学者として惹かれます

0:10:59.760,0:11:02.895
宇宙の冷たい暗黒を[br]地球上のあらゆる

0:11:02.919,0:11:07.847
エネルギー関連工程の[br]効率向上に使うことができるのです

0:11:09.204,0:11:12.521
その一例として取り上げたいのは[br]太陽電池です

0:11:12.934,0:11:16.887
太陽熱で温度が上昇し[br]それに連れ効率が下がります

0:11:17.276,0:11:21.153
2015年には 意図的に微細構造を

0:11:21.177,0:11:25.592
太陽電池パネルの表面に装備することで[br]冷却効果を利用して

0:11:25.616,0:11:29.315
エネルギーを使わず 太陽電池のセルを[br]低温に保てることを実証しました

0:11:29.708,0:11:32.029
太陽電池セルがより効率的に稼働できます

0:11:32.627,0:11:35.595
私たちはこのような機会を模索しています

0:11:35.619,0:11:38.864
私たちは宇宙の冷たさを[br]水の節約や

0:11:38.888,0:11:40.967
独立電源システムに役立てられないか

0:11:41.316,0:11:43.665
検討しているところです

0:11:43.689,0:11:47.856
宇宙の冷たさから 直接[br]エネルギーを作れるかもしれないのです

0:11:48.522,0:11:51.475
地球表面と冷たい宇宙の間には

0:11:51.499,0:11:53.189
温度差が存在します

0:11:53.213,0:11:55.341
温度差は 少なくとも理論上

0:11:55.365,0:11:59.173
熱機関の原動力として利用でき[br]電気を発生させられます

0:11:59.967,0:12:03.570
そうだとすると[br]夜間発電機器を作成し

0:12:03.594,0:12:05.991
太陽電池が機能しない間の[br]実用的な量の電力を

0:12:06.015,0:12:07.919
作る事ができるのでしょうか？

0:12:07.943,0:12:10.477
暗闇から光を作り出せるのでしょうか？

0:12:11.872,0:12:16.261
この力の中核になるのは[br]私たちに身近な

0:12:16.285,0:12:19.396
熱放射を管理できるかどうかです

0:12:19.420,0:12:22.220
私たちは赤外線に包まれています

0:12:22.666,0:12:25.118
もし赤外線を私たちの[br]思う通りに操れたら

0:12:25.142,0:12:28.472
日々 私たちに浸透している[br]熱とエネルギーの流れを

0:12:28.496,0:12:30.629
根底から変えることができるのです

0:12:31.190,0:12:34.531
この力は 宇宙の冷たい暗闇とともに

0:12:34.555,0:12:37.864
私たちに未来を見せてくれます

0:12:37.888,0:12:43.126
私たちが文明として 非常に大規模に[br]熱エネルギーの消費を

0:12:43.150,0:12:44.950
賢明に管理し得る未来です

0:12:45.904,0:12:48.118
気候変動と立ち向かう際に

0:12:48.142,0:12:50.745
手段の１つとして[br]この力を持つことが

0:12:50.769,0:12:52.569
不可欠だとわかってくるでしょう

0:12:53.428,0:12:56.626
この次に外を歩き回るときには

0:12:56.650,0:13:02.994
地球の生命にとって太陽が[br]どれほど大切なものかに驚きつつ

0:13:03.018,0:13:07.694
空の他の部分からも恩恵を得られることを[br]忘れてはいけません

0:13:08.533,0:13:09.684
ありがとうございました

0:13:09.708,0:13:13.818
（拍手）