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魅了する科学実験2

読んだ本の感想。

著者:早稲田大学本庄高等学院 実験開発班。
2018年5月28日 第1刷発行。



実験01 ガスってこんなにスゴい!大迫力の爆轟実験
爆轟とは燃焼の最も激しい形態で、超音波で燃焼が伝播する。実験では、キャップ用トーチバーナーを蛇腹ホースに繋いで点火する。蛇腹ホースが無い状態で点火すると爆燃するだけだが、炎の伝播が乱れる乱流が発生すると、乾いた大きな音が発生する爆轟になる。

実験02 ペットボトルキャップから燃油抽出
ペットボトルをIHI調理器で加熱し、400℃前後で燃油質の油に戻す。ポリエチレン等のペットボトルの蓋は油化し易いが、ペットボトル本体に使用されるPETは油化し難い。

加熱だけでプラスチックを油化するのは効率が悪いため、ゼオライト等の触媒を使用する事で反応速度を低下させる。これはゼオライトの微細構造にプラスチックの炭化水素が入り込み、結合が切断されるためと思われる。

反応温度が高過ぎると分解が不十分なパラフィン質も留出するため、400℃程度が最適。パラフィン質を除去する場合、100℃以下で蒸留を行う。

実験03 キッチンでできる!植物バイオ入門
サボテンを無菌培養する。

水道水、微粉ハイポネックス(粉末肥料)、グラニュー糖を湯煎しながら混ぜて培地を作り、栽培用の壜を加熱殺菌、種子を次亜鉛素ナトリウム液で殺菌し、培地で栽培する。

実験04 モーターなしで走り出す!不思議なコイルトレイン
銅線を巻いて作ったコイルの中に、乾電池(マイナス極側、プラス極側にN極を外側にするようにネオジム磁石を貼り付ける)を入れると乾電池が動く。磁石を通して電流がコイルに流れるらしい。

実験05 気分は鑑識官!瞬間接着剤で指紋検出
加熱した瞬間接着剤(シアノアクリノートを使用したもの)を指紋に吹き付けると浮かび上がる。紫外線硬化樹脂を用いたものを使用すると、紫外線ランプを当てると発光する。

シアノアクリノートは固化する時に水を触媒として使用し、空気中の水分と反応して固まる。

実験06 偏光を操り虹色を作り出す
偏光プラスチックをガラスに翳すと反射光が消える。偏光板は特定の波の光だけを透過させるために、このようになる。二枚の偏光板でスプーンを挟み、蛍光灯等の光を当てるとスプーンが虹色に見える。

実験07 光で奏でる電子のメロディ
電子オルゴールに太陽電池を取り付けて音を出す。

実験08 怪しく光る蛍光結晶
以下を湯煎したビーカーに入れて溶かし、室温で二日ほど放置すると結晶が出来る。

①樟脳 13g
②硝酸アンモニウム 2.5g
③塩化カリウム 4g
④エタノール 40ml
⑤蒸留水 30ml
⑥蛍光剤
(蛍光ペンの中身を刻み、アルコールに入れて蒸発させる)

リン酸2水素アンモニウム 200gを蛍光剤と混ぜて湯煎すると蛍光結晶になる。蛍光とは、紫外線等によって分子が励起する事でエネルギーが光として発生するもの。

実験09 「におい」を科学する香料・消臭剤実験
①コーラ水
パクチーにライム精油を垂らして混ぜる。パクチーは一年草のセリ科植物で、コーラの香りの主成分。

②マスカットティー
レモンティーにマスカットの香料を加える。

③消臭剤
50℃以上に沸かした精製水に、αシクロデキストリンとキサンカンガムを溶かして冷やす。αシクロデキストリンには、環状構造の中にアミン類等の低分子を閉じ込める性質がある。

実験10 化学の結晶シャンプーを自作する
シャンプー:
ラウリス硫酸ナトリウムの水溶液(3%~5%の濃度)を作製し、芳香剤で香付けして食塩を入れて粘度を増す。植物油等を入れると乳化して白濁する。可能であれば超音波洗浄機等で完全に混ぜてクエン酸等の有機酸を加える。

実験11 美しい3層液体に学ぶ溶媒・極性・比重
水に食用色素、有機溶剤(灯油等)に油性マジックで色を付けて混ぜる事で比重の違いを観察する。

実験12 保存料の保存力を試す
グリシンを、炊いた米に混ぜて保存料の実験をする。

①安息香酸
ベンゼンにカルボキシル基がついた構造。

②ソルビン酸
ナナカマドの果実が腐敗に強い事から見出される。細菌が乳酸と間違えて栄養源として取り込む事で、代謝出来ないソルビン酸が細菌内に留まって死ぬ。

③白子タンパクシツ抽出物
魚の卵を水中の雑菌から守るために精液中に含まれる抗菌成分。

実験13 音の力でものが浮く!?超音波浮揚
超音波振動子で発泡スチロールを浮かび上がらせる。

実験14 電源不要の電気!?超音波素子で発電
加熱するだけで発電するランジュバン振動子。焦電効果として、セラミック等の強誘電体に急激な温度変化を与えた時に電位差が発生する現象を利用している。

オマケ 実はこんなに簡単!ハンドメイド化粧水
精製水にグリセリンを混ぜて、ヒアルロン酸を少量入れる。

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