1
00:00:01,571 --> 00:00:03,586
子供のころ毎年夏になると

2
00:00:03,610 --> 00:00:06,992
カナダの家から祖父母のいる

3
00:00:07,016 --> 00:00:08,816
インドのムンバイに旅行しました

4
00:00:09,157 --> 00:00:12,291
カナダの夏は気温が上がっても
穏やかという程度です

5
00:00:12,315 --> 00:00:16,022
気温は摂氏22度
華氏なら72度くらいが

6
00:00:16,046 --> 00:00:18,666
一般的な夏の気温で
さほど暑くありません

7
00:00:19,276 --> 00:00:22,315
ところがムンバイは暑く多湿で

8
00:00:22,339 --> 00:00:25,557
摂氏30度 華氏なら90度にもなります

9
00:00:26,364 --> 00:00:27,950
ムンバイに到着するとすぐに

10
00:00:27,974 --> 00:00:32,384
「どうしたらこんな気候で生活し 働き
寝ることができるの？」と尋ねました

11
00:00:33,539 --> 00:00:37,185
更に悪い事には祖父母は
エアコンを持っていませんでした

12
00:00:37,768 --> 00:00:40,593
かなり頑張ってはみましたが

13
00:00:40,617 --> 00:00:43,371
エアコンを買うよう
説得するのは無理でした

14
00:00:44,220 --> 00:00:47,315
でも そんな状況は
急速に変わりつつあります

15
00:00:47,914 --> 00:00:52,255
冷却系で使われる電力は
世界の全電力使用の

16
00:00:52,279 --> 00:00:54,652
17パーセントにも上ります

17
00:00:54,676 --> 00:00:57,070
この数字は
私が夏休みに

18
00:00:57,094 --> 00:00:59,871
喉から手が出るほど
欲しかったエアコンも

19
00:00:59,895 --> 00:01:03,505
食料を安全に冷たく保存できる
スーパーマーケットの冷蔵システムも

20
00:01:03,529 --> 00:01:04,760
含んでいますし

21
00:01:04,784 --> 00:01:09,036
データセンターが稼働するための
工業的な規模のシステムも含みます

22
00:01:09,624 --> 00:01:13,109
冷却システム全体で
世界の温室効果ガス発生量の

23
00:01:13,133 --> 00:01:15,383
８パーセントを占めます

24
00:01:15,823 --> 00:01:17,434
しかし私を悩ませるのは

25
00:01:17,458 --> 00:01:22,379
冷却に利用されるエネルギーは
2050年までに６倍に膨らみ

26
00:01:22,403 --> 00:01:26,684
アジアやアフリカの国々での利用拡大により
激増する可能性があります

27
00:01:27,284 --> 00:01:28,982
私はこの目で見てきました

28
00:01:29,006 --> 00:01:32,164
祖母の家の周りでも
ほとんどのアパートで

29
00:01:32,188 --> 00:01:34,212
今はエアコンがあります

30
00:01:34,236 --> 00:01:37,283
これは 高温の環境で暮らす
人々にとって

31
00:01:37,307 --> 00:01:40,006
健康や生活条件や
生産性といった点では

32
00:01:40,030 --> 00:01:42,675
とても良いことです

33
00:01:43,831 --> 00:01:47,774
ただ 気候変動に関わって
憂慮すべきなのは

34
00:01:47,798 --> 00:01:50,393
地球が暖まるにつれて

35
00:01:50,417 --> 00:01:52,729
どんどん冷却システムが
必要になる上に

36
00:01:52,753 --> 00:01:56,512
そのシステム自体が温室効果ガスの
巨大な発生源となるのです

37
00:01:57,236 --> 00:02:00,569
こうして悪循環に陥るかもしれません

38
00:02:00,593 --> 00:02:02,051
冷却システムだけでも

39
00:02:02,075 --> 00:02:05,062
21世紀の後半には
温室効果ガスの最大の発生源となる

40
00:02:05,086 --> 00:02:06,428
可能性があるのです

41
00:02:06,735 --> 00:02:07,913
最悪のケースでは

42
00:02:07,937 --> 00:02:11,557
2100年までに
毎年10兆キロワット時を超える電力が

43
00:02:11,581 --> 00:02:14,269
冷却のために必要になるかもしれません

44
00:02:14,846 --> 00:02:17,711
この数字は現在の電力供給量の
半分に当たります

45
00:02:18,198 --> 00:02:19,348
冷却だけでです

46
00:02:20,862 --> 00:02:24,777
しかし同時に これは私たちに
チャンスを与えてくれます

47
00:02:25,444 --> 00:02:30,013
全冷却システムの効率が
１〜２割向上するだけで

48
00:02:30,037 --> 00:02:33,521
温室効果ガスの発生量に
大きな影響を与えられるかもしれません

49
00:02:33,545 --> 00:02:36,010
今でも そしてこの先でも

50
00:02:38,080 --> 00:02:41,629
ひどい悪循環を避けるのに
役立つかもしれません

51
00:02:42,928 --> 00:02:46,608
私は光や熱を研究する科学者です

52
00:02:46,632 --> 00:02:50,228
特に新しい材料が
それまでは不可能と考えられていた方法で

53
00:02:50,252 --> 00:02:54,934
自然の基本的要素の流れを
改変できるか研究しています

54
00:02:55,315 --> 00:02:57,728
夏休みの経験から

55
00:02:57,752 --> 00:02:59,696
冷却の価値を理解しつつ

56
00:02:59,720 --> 00:03:01,983
この問題に取り組み始めたのは

57
00:03:02,007 --> 00:03:06,013
６年前に遭遇した
知的難問がきっかけです

58
00:03:07,149 --> 00:03:12,766
古代の人々が砂漠の気候で
どのように氷を作れたのか？

59
00:03:13,894 --> 00:03:16,830
この画像は氷の部屋

60
00:03:16,854 --> 00:03:20,481
ヤクチャルと言われるもので
イランの南西にあるものです

61
00:03:21,006 --> 00:03:24,760
このような建物はイラン中に数十とあり

62
00:03:24,784 --> 00:03:28,474
同じような建物が 他の中東の国々や
中国に至るまで存在することが

63
00:03:28,498 --> 00:03:29,712
確認されています

64
00:03:30,228 --> 00:03:33,418
何世紀も前に このような
氷の部屋を利用していた人々は

65
00:03:33,442 --> 00:03:35,926
左手に見えるような水槽に

66
00:03:35,950 --> 00:03:39,022
日没後の夕刻の早い時間に
水を注ぎました

67
00:03:39,046 --> 00:03:40,855
すると不思議なことが起きるのです

68
00:03:41,442 --> 00:03:44,204
気温は氷点下になっていなくても

69
00:03:44,228 --> 00:03:47,926
例えば摂氏５度
華氏41度くらいで

70
00:03:47,950 --> 00:03:49,484
水が凍るのです

71
00:03:50,724 --> 00:03:54,859
生成された氷は早朝に回収され

72
00:03:54,883 --> 00:03:57,518
右手に見える建物に保存しました

73
00:03:57,542 --> 00:03:59,478
夏の期間中もずっとです

74
00:04:00,133 --> 00:04:02,852
同じような光景を
目にしたことがあるかもしれません

75
00:04:02,876 --> 00:04:06,328
良く晴れた夜に
気温が氷点よりずっと高くても

76
00:04:06,352 --> 00:04:09,097
霜が降りているのに
気づいたことがあるでしょう

77
00:04:09,121 --> 00:04:10,281
でも待ってください

78
00:04:10,305 --> 00:04:14,036
どうして気温が氷点を上回るのに
水が凍るのでしょうか？

79
00:04:14,487 --> 00:04:19,752
蒸発の影響もあるかもしれませんが
水が凍るほどではありません

80
00:04:20,064 --> 00:04:22,150
別の何かが冷却したに違いありません

81
00:04:22,761 --> 00:04:25,309
パイを窓枠に置いて
冷やすことを考えてください

82
00:04:25,619 --> 00:04:29,230
パイを冷ますには 温度の低い方に
熱を逃す必要があります

83
00:04:29,254 --> 00:04:31,158
つまり周囲の空気にです

84
00:04:32,180 --> 00:04:34,490
信じがたく聞こえますが

85
00:04:34,514 --> 00:04:39,890
熱は水槽の水から
冷たい宇宙へと流れるのです

86
00:04:42,085 --> 00:04:43,807
どのようにして起こるのか？

87
00:04:44,434 --> 00:04:48,006
多くの自然の物体と同じように
水槽の水は

88
00:04:48,030 --> 00:04:50,180
熱を光として放出します

89
00:04:50,506 --> 00:04:53,323
熱放射の概念として知られています

90
00:04:53,792 --> 00:04:58,260
この瞬間にも私たちは誰でも
熱を赤外線として

91
00:04:58,284 --> 00:05:00,212
周囲に放出しています

92
00:05:00,608 --> 00:05:03,077
熱線カメラで可視化することができますが

93
00:05:03,101 --> 00:05:06,347
そのイメージは
今見て頂いている様な画像です

94
00:05:06,744 --> 00:05:09,006
水槽の水は熱を大気に

95
00:05:09,030 --> 00:05:10,712
放出します

96
00:05:11,379 --> 00:05:13,474
大気と大気中の分子は

97
00:05:13,498 --> 00:05:16,053
熱の一部を吸収し再度放出します

98
00:05:16,077 --> 00:05:19,899
これこそが気候変動の原因となる
温室効果です

99
00:05:20,435 --> 00:05:22,958
ここが理解すべき重要な部分です

100
00:05:22,982 --> 00:05:26,182
大気は熱をすべて吸収することはありません

101
00:05:26,577 --> 00:05:29,511
もしそうなるなら
地球はもっと温暖な惑星になったはずです

102
00:05:29,982 --> 00:05:31,490
ある波長—

103
00:05:31,514 --> 00:05:34,966
具体的には8〜13ミクロンの波長が

104
00:05:34,990 --> 00:05:38,752
大気の伝送窓として知られています

105
00:05:39,402 --> 00:05:44,919
この大気の伝送窓は 赤外線としての熱を
効果的に大気の外側に逃がし

106
00:05:44,943 --> 00:05:48,276
水槽の熱を運び出すことを可能にします

107
00:05:48,895 --> 00:05:52,665
熱は遥かに冷たい場所へと
逃げていくのです

108
00:05:53,633 --> 00:05:55,601
大気上部の冷たい所へと

109
00:05:55,625 --> 00:05:57,299
更に遠い宇宙へと

110
00:05:57,323 --> 00:06:01,133
そこは 摂氏マイナス270度
あるいは

111
00:06:01,157 --> 00:06:03,877
華氏マイナス454度にもなります

112
00:06:05,242 --> 00:06:08,606
水槽の水は空から輻射される熱より

113
00:06:08,630 --> 00:06:10,401
さらに多くの熱を空に放出します

114
00:06:10,425 --> 00:06:11,575
そのため

115
00:06:11,599 --> 00:06:14,615
水槽は周囲の温度より低くなるのです

116
00:06:16,035 --> 00:06:19,551
この効果は夜間冷却
あるいは 放射冷却として

117
00:06:19,575 --> 00:06:20,975
知られています

118
00:06:21,369 --> 00:06:24,823
気候学者と気象学者には
とても重要な自然現象として

119
00:06:24,847 --> 00:06:27,447
知られてきました

120
00:06:28,879 --> 00:06:30,371
この事実を知ったのは

121
00:06:30,395 --> 00:06:33,037
スタンフォードの博士課程を
終える頃でした

122
00:06:33,061 --> 00:06:37,490
この冷却方法としての
明らかな単純さに

123
00:06:37,514 --> 00:06:38,780
とても驚きました

124
00:06:39,284 --> 00:06:41,484
この手法をぜひ使おう！

125
00:06:42,744 --> 00:06:45,625
現在 科学者や技術者が
10年近くこのアイデアについて

126
00:06:45,649 --> 00:06:46,887
研究しています

127
00:06:46,911 --> 00:06:50,199
ところが ひとつ
大きな問題があります

128
00:06:50,879 --> 00:06:53,751
「夜間」冷却と呼ばれるのには
理由があります

129
00:06:54,109 --> 00:06:55,283
なぜか？

130
00:06:55,307 --> 00:06:57,676
それは太陽のせいです

131
00:06:58,157 --> 00:07:00,617
冷却する表面は

132
00:07:00,641 --> 00:07:02,815
空に向いている必要があります

133
00:07:02,839 --> 00:07:04,467
日中は

134
00:07:04,491 --> 00:07:07,641
一番冷たくなってほしいものが

135
00:07:07,665 --> 00:07:10,561
残念ながら太陽に向いてしまい

136
00:07:10,585 --> 00:07:12,441
太陽はほとんどの物体を加熱し

137
00:07:12,465 --> 00:07:15,222
冷却効果を完全に相殺してしまいます

138
00:07:16,409 --> 00:07:18,417
私は仲間とともに多くの時間を費やし

139
00:07:18,441 --> 00:07:21,989
極小スケールで材料を
作る方法を考えています

140
00:07:22,013 --> 00:07:25,339
光を利用して その材料で
新しい価値あることができるように

141
00:07:25,363 --> 00:07:28,353
そのスケールは光の波長よりも
小さなものです

142
00:07:28,377 --> 00:07:29,957
この分野をナノフォトニクスとか

143
00:07:29,981 --> 00:07:33,109
メタマテリアル研究と呼びますが
ここから発想を得て

144
00:07:33,133 --> 00:07:36,133
史上初めて 日中でも
放射冷却を可能にする方法が

145
00:07:36,157 --> 00:07:37,830
あるかもしれないと気づいたのです

146
00:07:37,854 --> 00:07:40,910
実現のために
多層光材料を設計しました

147
00:07:40,934 --> 00:07:42,791
これは その顕微鏡画像です

148
00:07:42,815 --> 00:07:46,196
厚さは 標準的な髪の毛の太さの
40分の１未満です

149
00:07:46,220 --> 00:07:48,738
２つのことを同時に行うことができます

150
00:07:49,169 --> 00:07:50,994
１つ目は放熱

151
00:07:51,018 --> 00:07:54,820
大気が熱を最も逃がしやすい所に向けてです

152
00:07:54,844 --> 00:07:56,977
放熱先は宇宙にしました

153
00:07:57,519 --> 00:08:00,950
２つ目は太陽による加熱を防止します

154
00:08:00,974 --> 00:08:03,374
太陽光を とてもよく反射します

155
00:08:04,315 --> 00:08:07,029
最初にテストしたのは
スタンフォードの屋上でしたが

156
00:08:07,053 --> 00:08:08,815
ご覧の通りです

157
00:08:09,339 --> 00:08:11,720
このデバイスを少しの間放置して

158
00:08:11,744 --> 00:08:14,815
数分後に近寄りました

159
00:08:14,839 --> 00:08:17,633
数秒もせず機能していることが分かりました

160
00:08:17,657 --> 00:08:18,815
なぜ？

161
00:08:18,839 --> 00:08:20,466
触ったら冷たかったのです

162
00:08:21,395 --> 00:08:26,053
（拍手）

163
00:08:26,862 --> 00:08:30,846
これが どれだけ奇妙で
直観から外れているかというと

164
00:08:30,870 --> 00:08:32,600
この材料やその類似物は

165
00:08:32,624 --> 00:08:35,529
日陰から日向に移して
太陽が射していても

166
00:08:35,553 --> 00:08:37,913
冷たくなるのです

167
00:08:37,937 --> 00:08:40,620
お見せしているのは
最初の実験のデータです

168
00:08:40,644 --> 00:08:43,383
この材料の温度は
気温と比べて摂氏５度以上

169
00:08:43,407 --> 00:08:46,683
あるいは華氏９度以上
低い状態を保ちました

170
00:08:46,707 --> 00:08:49,521
直射日光が当たっていたのにです

171
00:08:50,855 --> 00:08:53,990
私たちが使った素材を
大規模に製造する方法は

172
00:08:54,014 --> 00:08:56,548
すでに存在しています

173
00:08:56,903 --> 00:08:58,060
とてもワクワクしています

174
00:08:58,084 --> 00:09:01,125
なぜならただ冷たくするだけではなく

175
00:09:01,149 --> 00:09:06,202
何かを実現して世に役立つ機会を
得られたかもしれないからです

176
00:09:07,204 --> 00:09:09,117
そのことが次の大きな疑問へと導きます

177
00:09:09,141 --> 00:09:11,728
このアイデアで省エネを
どう実現するか？

178
00:09:11,752 --> 00:09:15,410
この技術でエネルギーを節約する
最も直接的な方法は

179
00:09:15,434 --> 00:09:17,093
現代の空調や冷蔵の

180
00:09:17,117 --> 00:09:20,180
システム効率を増強することであると
信じています

181
00:09:20,561 --> 00:09:22,720
そのために液冷パネルを製作しました

182
00:09:22,744 --> 00:09:24,315
このようなものです

183
00:09:24,339 --> 00:09:27,006
これらのパネルは
太陽熱温水器のような形状ですが

184
00:09:27,030 --> 00:09:29,950
まったく逆の働きをします
エネルギーを使わず水を冷却します

185
00:09:29,974 --> 00:09:32,041
私たちの作った特殊な材料でです

186
00:09:32,815 --> 00:09:35,275
このパネルは ほとんどの
冷却システムが備える

187
00:09:35,299 --> 00:09:37,867
凝縮器という部品と
組み合わせることができ

188
00:09:37,891 --> 00:09:41,024
システムの基本的な効率を向上します

189
00:09:41,367 --> 00:09:43,263
私たちのスタートアップ企業
SkyCool Systemsは

190
00:09:43,287 --> 00:09:47,161
カリフォルニア州デイビスで
実地試験を完了しました

191
00:09:47,649 --> 00:09:48,831
この時のデモでは

192
00:09:48,855 --> 00:09:51,903
冷却システムの効率を12パーセントも

193
00:09:51,927 --> 00:09:54,851
向上できたことを示しました

194
00:09:55,474 --> 00:09:56,728
１年か２年すると

195
00:09:56,752 --> 00:10:00,656
空調と冷蔵システムの双方で
商用規模での試験運用が

196
00:10:00,680 --> 00:10:03,823
開始されることに大変興奮しています

197
00:10:04,260 --> 00:10:07,847
将来 このようなパネルを取り付けることで

198
00:10:07,871 --> 00:10:11,180
ビル空調の冷却システムが高効率となり

199
00:10:11,204 --> 00:10:14,006
エネルギー消費を３分の２
減らせるかもしれません

200
00:10:14,030 --> 00:10:17,688
最終的には電力を全く必要としない

201
00:10:17,712 --> 00:10:20,275
冷却システムを作れるかもしれないのです

202
00:10:20,966 --> 00:10:22,482
それに向かう第１歩として

203
00:10:22,506 --> 00:10:24,363
スタンフォードの同僚と私は

204
00:10:24,387 --> 00:10:26,413
技術を駆使して

205
00:10:26,437 --> 00:10:32,418
気温より摂氏42度以上低い温度に
維持できることを実証しました

206
00:10:33,165 --> 00:10:34,315
ありがとう

207
00:10:34,339 --> 00:10:38,394
（拍手）

208
00:10:39,196 --> 00:10:40,347
夏の暑い日に

209
00:10:40,371 --> 00:10:43,774
何かを氷点下にすることを想像してください

210
00:10:45,927 --> 00:10:50,410
冷却に対して私たちができるすべてに
ワクワクしながら

211
00:10:50,434 --> 00:10:53,688
更にできる事があると考えていて

212
00:10:53,712 --> 00:10:57,180
この研究が指し示す
とても意義深い機会に

213
00:10:57,204 --> 00:10:59,220
科学者として惹かれます

214
00:10:59,760 --> 00:11:02,895
宇宙の冷たい暗黒を
地球上のあらゆる

215
00:11:02,919 --> 00:11:07,847
エネルギー関連工程の
効率向上に使うことができるのです

216
00:11:09,204 --> 00:11:12,521
その一例として取り上げたいのは
太陽電池です

217
00:11:12,934 --> 00:11:16,887
太陽熱で温度が上昇し
それに連れ効率が下がります

218
00:11:17,276 --> 00:11:21,153
2015年には 意図的に微細構造を

219
00:11:21,177 --> 00:11:25,592
太陽電池パネルの表面に装備することで
冷却効果を利用して

220
00:11:25,616 --> 00:11:29,315
エネルギーを使わず 太陽電池のセルを
低温に保てることを実証しました

221
00:11:29,708 --> 00:11:32,029
太陽電池セルがより効率的に稼働できます

222
00:11:32,627 --> 00:11:35,595
私たちはこのような機会を模索しています

223
00:11:35,619 --> 00:11:38,864
私たちは宇宙の冷たさを
水の節約や

224
00:11:38,888 --> 00:11:40,967
独立電源システムに役立てられないか

225
00:11:41,316 --> 00:11:43,665
検討しているところです

226
00:11:43,689 --> 00:11:47,856
宇宙の冷たさから 直接
エネルギーを作れるかもしれないのです

227
00:11:48,522 --> 00:11:51,475
地球表面と冷たい宇宙の間には

228
00:11:51,499 --> 00:11:53,189
温度差が存在します

229
00:11:53,213 --> 00:11:55,341
温度差は 少なくとも理論上

230
00:11:55,365 --> 00:11:59,173
熱機関の原動力として利用でき
電気を発生させられます

231
00:11:59,967 --> 00:12:03,570
そうだとすると
夜間発電機器を作成し

232
00:12:03,594 --> 00:12:05,991
太陽電池が機能しない間の
実用的な量の電力を

233
00:12:06,015 --> 00:12:07,919
作る事ができるのでしょうか？

234
00:12:07,943 --> 00:12:10,477
暗闇から光を作り出せるのでしょうか？

235
00:12:11,872 --> 00:12:16,261
この力の中核になるのは
私たちに身近な

236
00:12:16,285 --> 00:12:19,396
熱放射を管理できるかどうかです

237
00:12:19,420 --> 00:12:22,220
私たちは赤外線に包まれています

238
00:12:22,666 --> 00:12:25,118
もし赤外線を私たちの
思う通りに操れたら

239
00:12:25,142 --> 00:12:28,472
日々 私たちに浸透している
熱とエネルギーの流れを

240
00:12:28,496 --> 00:12:30,629
根底から変えることができるのです

241
00:12:31,190 --> 00:12:34,531
この力は 宇宙の冷たい暗闇とともに

242
00:12:34,555 --> 00:12:37,864
私たちに未来を見せてくれます

243
00:12:37,888 --> 00:12:43,126
私たちが文明として 非常に大規模に
熱エネルギーの消費を

244
00:12:43,150 --> 00:12:44,950
賢明に管理し得る未来です

245
00:12:45,904 --> 00:12:48,118
気候変動と立ち向かう際に

246
00:12:48,142 --> 00:12:50,745
手段の１つとして
この力を持つことが

247
00:12:50,769 --> 00:12:52,569
不可欠だとわかってくるでしょう

248
00:12:53,428 --> 00:12:56,626
この次に外を歩き回るときには

249
00:12:56,650 --> 00:13:02,994
地球の生命にとって太陽が
どれほど大切なものかに驚きつつ

250
00:13:03,018 --> 00:13:07,694
空の他の部分からも恩恵を得られることを
忘れてはいけません

251
00:13:08,533 --> 00:13:09,684
ありがとうございました

252
00:13:09,708 --> 00:13:13,818
（拍手）