Message archive‎ > ‎

分析のちから / Power of analysis

posted Sep 26, 2013, 9:49 PM by 内山友江   [ updated Sep 26, 2013, 10:33 PM ]
Hello. I’m Naoyoshi Kubota  of Nanophoton Corporation . I spend most of my time working in our R&D Center on the 3F of the Photonics Center, analyzing materials using Raman spectroscopy. I’m using materials analysis everyday as a matter of course, and I’d like to take this opportunity to consider what we call ‘analysis’.

The Japanese characters for ‘analysis’ literally mean dividing the object of analysis into its component elements and investigating each one individually. The elements in this case can be space, time or anything else. For example, I think that a requirement for analyzable spatial scales that was developed in the direction of millimeter, micrometer, nanometer and microminiature scales can meet the requirement for spatial analysis from one point of view.
And surely it’s the methodological beauty of analysis and the findings of the people who have put it to skilled use that provided the invisible support for today’s scientific advances.

However, this involves one assumption, that of reversibility. After breaking the object of analysis into its elements and investigating each element, we assume that if we rebuild it, it will revert to its original appearance. If you empty a box of building blocks, play with the ones you like then put them back in the box, there you are, they’re back as they were.
It’s just plain common sense. But some writer (sorry I forget who), suggests that the natural world is a bit different — in fact, in many cases, reversibility doesn’t apply. In other words, analysis doesn’t deliver true information about the object of analysis! So is my work a waste of time?!

Well, it seems not in fact. At least not in real-life terms. More than ninety-percent? No. If reversibility makes up about 50% of the total, although it isn’t perfect, I believe it’s still enough to provide an answer for practical purposes. 
What’s important is knowing what it is that you want to clarify, and the limitations of the analytical methods used as tools to that end. When we conduct analysis for a client, we make sure that they’re fully aware of these two points. Surprisingly, in many cases they’re not sure of these things. However, once this is clear, a signal tends to emerge from the noise. I half-jokingly call this ‘getting a hunch ’, but hunches are also important in this work.

Now in principle, since there are limits to analysis, we tend to want to reduce needless hassle and just get on with observation. Raman spectroscopy is a powerful analytical tool in this respect because you can measure samples with very little preparation. In addition, there are few restrictions on the setup environment of the samples. It really is an analytical method suited to investigating complex systems just as they are. You can use it at the Photonics Center, so please do come and try it out.

はじめまして。ナノフォトンの久保田直義と申します。フォトニクスセンターの3Fに弊社のRDセンターがございまして、そこで日々ラマン分光を用いた材料分析を主な生業としております。日々、当たり前のように利用している材料分析ですが、この機会に「分析」と言う行為について振り返らせて頂きます。

皆様ご承知の通り、「分析」とは読んで字の如く、対象物を細かく要素毎に分け、その一つ一つを調べて行く行為を指します。ここで言う要素とは空間でも、時間でも、何でも良いです。例えば、分析可能な空間スケールに対する要求が、ミリ、マイクロ、ナノと微小化の方向へ発展していったことは、一つの側面からみれば、空間的な「分析」に対する要求に応えるものだったと思います。

そして、今日の科学的発展を縁の下で支えたものは、まさに、「分析」の方法論的なすばらしさと、それを上手に活用した人類の成果でしょう。

ただ、そこには可逆性という一つ仮定があって、対象物を要素毎に分けて各要素を調べた後、それを再構築すれば元の姿に戻るということを前提としています。箱に入った積木をひっくり返して、お気に入りの積木片で遊んだ後、片付ければ、ハイ、元通りと言うわけです。

ごく当たり前のようですが、ある文献によれば、自然界は少し違う・・・どころか、可逆性が適用できないケースが多いとのこと(すみません、出典は忘れてしまいました)。すなわち分析しても、対象物についての本当の意味での情報は得られない! 私の仕事は無駄!?

いえいえ、そうでも無いようです。少なくとも実生活と言う範囲では。せいぜい90%? いえ50%程度の可逆性が成り立っていれば、完璧でないにしろ実用上十分な解答を与える事ができるように思います。

大切なのは、自分が何を明らかにしたいのかと言う事と、道具としての分析手法の限界を知っておく事。お客様から分析を引き受ける際にも、この2点を強く意識して頂いております。意外にも、明確になっていない場合が割と多いのです。一方、これらが明確になっていれば、ノイズの中に埋もれたシグナルが見えてきたりもします。冗談半分で「心眼」と表現したりしますが、これも現場では大切なことです。

さて、原理的ではありますが「分析」に限界があるとするなら、一つの方向性として、なるべく手数を減らしてそのまま観察したくなります。そのような時、試料をほぼ前処理無しで測ることができるラマン分光法は、強力な分析ツールの一つです。しかも、試料の設置環境も制限が少ない。まさに複雑系をそのまま解くことに適した分析手法であります。フォトニクスセンターでも利用できますので、是非、一度使ってみてください。

Comments