博士ニートまとめ

博士を取りましたが進路が定まっておりません。
また、将来きちんと定職に就ける保証もありません。
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    カテゴリ:科学 > 化学

    1: しじみ ★ 2020/06/06(土) 23:23:52.25 ID:CAP_USER
    水と油を入れた容器に、頭痛薬を投入する実験動画が話題になっています。
    https://nazology.net/wp-content/uploads/2020/05/ezgif.com-optimize-7.gif

    動画はアメリカ最大級の掲示板「Raddit」上に公開されたもので、実験の見た目がきれいなことから、「ランプとして使えそう」「飲んでみたい(実際には飲めません)」というコメントがされています。


    動画では水と油、緑の着色料を入れたワイングラスに「アルカセルツァー」というアメリカで人気の頭痛薬を投入。すると緑色の泡がブクブクと発生し、黄色い油の層に浮かびます。

    どうしてこのような現象が起きるのでしょうか?

    ■水と油の密度の違いがこの現象を引き起こしている

    油は水よりも密度が小さい(軽い)ため水の上に浮かびます。水と油が混ざらないのは、科学的には「分子間極性」と呼ばれる現象によるものです。

    これにより、頭痛薬を投入する前のワイングラス中に黄色い層(油)と透明な層(水)ができます。


    アルカセルツァーは発泡性の錠剤で、水に触れるとシュワシュワと泡を発します。錠剤を投入するとワイングラスの底まで到達し、水に触れて発泡するわけです。

    放出された泡は水や油よりも密度が小さいので、溶液中を上昇していきます。

    このとき着色料で緑に色付けされた水の一部を巻き込んで最上部まで到達するので、泡が緑色に見えるのです。

    最上部まで到達すると泡から空気が抜け、着色料が下の水層まで戻っていきます。
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    ■日本にある身近なものでも再現できる

    この実験、日本に馴染みのないアルカセルツァーがなくても再現できます。水の層から泡が出ることが肝心なので、頭痛薬の代わりにメントスを使い、グラスに炭酸水と油を注げば身近な材料で実験できるでしょう。

    お家で過ごす時間が増えている今、手軽な科学実験をしてみるのもいいかもしれません。

    https://nazology.net/archives/60119
    【【分子間極性】水と油に頭痛薬を混ぜると何が起こる?】の続きを読む

    1: しじみ ◆fbtBqopam767 しじみ ★ 2020/04/26(日) 10:49:03.27 ID:CAP_USER
    「すいへーりーべ」の暗記法で知られる元素周期表の新しいパターンを考案し、国際学術誌に論文が掲載されたと22日、京都大の研究チームが発表した。元素は、中心に陽子などからなる原子核があり、外側を電子が回る。現在の周期表は電子によって性質を分類しているが、今回の周期表は原子核の状態に着目し、再構成した。新しい研究手法として注目を集めそうだ。

     元素には電子の数や状態が似ているものがあり、周期表は、元素を軽い順に並べると一定の間隔で似た元素が現れる法則を示している。また、化学反応は電子の増減や移動によって起き、周期表では左から右へと電子が増え、同じ縦の列にある元素同士の反応も似てくる。右端のヘリウム(He)やネオンはほとんど反応せず、左端の水素(H)やナトリウム(Na)は、別の元素と結合しやすく激しい反応を起こす、といった具合だ。

     一方、原子核では、陽子と中性子が互いに力を及ぼし、それぞれ決まった軌道をとる。元素自体の性質を決める要で、研究チームは、電子と同じように、陽子の数によって安定したり、不安定になったりすることに着目した。

     今回の周期表は、原子核が最も安定しているヘリウム、酸素(O)、カルシウム(Ca)などを中心に並べ替えれば、電子と同じように規則性があると考え、右端に置いた。左に離れるほど、不安定になりやすいといった傾向が見いだせる。反対に、陽子の軌道が隣同士でも呼応していない場所もあり、元素の新しい分類や比較に役立つという。

     チームの萩野浩一・京大教授(原子核理論)は「原子核の状態を学べば、物理や化学をより理解するのに役に立つ」と話す。

     桜井博儀・理化学研究所仁科加速器科学研究センター長(原子核物理)の話「大胆な発想で、あまり注目されなかった原子核の性質にも目を向けやすい。子どもへの教育効果も高いだろう」
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    https://www.yomiuri.co.jp/science/20200422-OYT1T50247/
    【【研究】「すいへーりーべ」でおなじみの元素周期表、新パターン提案…京大が原子核の状態着目】の続きを読む

    1: しじみ ★ 2019/01/26(土) 14:08:13.96 ID:CAP_USER
    ハーバー・ボッシュ法とは鉄を主体とした触媒上で水素と窒素を反応させ、アンモニアを生産する方法です。1906年に開発されたこの方法は、1世紀以上が経過した現在でも肥料生産をはじめとするさまざまな工業プロセスに使用されており、21世紀の課題である食料とエネルギーの問題についても、救世主となり得るとされています。

    The future is green: the future is ammonia… | World Fertilizer
    https://www.worldfertilizer.com/special-reports/28122018/the-future-is-green-the-future-is-ammonia/

    ヨーロッパの肥料産業団体であるFertilizers Europeは、「Feeding Life 2030」という報告書の中で増加する世界の人口を養う食料を効率的に生産する問題と気候変動への取り組み、そしてエネルギーを生産および輸送する新しい方法について述べています。

    小麦をはじめとする農作物を育てるためには、窒素分を含む肥料を十分に供給することが重要です。ハーバー・ボッシュ法は窒素化合物であるアンモニアを工業的に、大規模に生産することが可能であり、世界中の人口を養うために必要不可欠な技術となっています。Fertilizers Europeによると、窒素肥料によって生産された食料は世界人口のうち50%を養っているそうです。

    2019年の時点で世界の人口はおよそ75億人ですが、国連の試算によると2030年には世界の人口は86億人にまで増加するとのこと。10年強でおよそ10億人もの人口が増えることになり、今日と比べて10億人もの飢えた人々が生まれるおそれがあるとされています。そのため、ハーバー・ボッシュ法による肥料生産は世界の人口を養うために必要不可欠です。

    by Danilo Ugaddan

    しかし、ハーバー・ボッシュ法は大量のエネルギーを消費する手法でもあります。世界で消費されているエネルギーの2%はハーバー・ボッシュ法の反応に使用されており、世界の二酸化炭素排出量のうち1%を占めているとのこと。世界の国々では、2100年までに発生する気温の上昇を2度以下に抑えようという目標が設定されていますが、そのためには人間が排出する二酸化炭素量を6000億トン以下に抑える必要があります。

    肥料製造企業もこの取り組みには積極的であり、近年は有害な物質の排出量を40%削減したとFertilizers Europeは述べています。引き続き農家や生産者と共に肥料使用の最適化と収穫量増加に焦点を当てていくそうですが、地球温暖化を本気で食い止めようとすれば、窒素肥料の製造と生産に根本的な変更が必要だということも認めています。

    by Anton Atanasov

    そんな中、アンモニアを「風力や太陽光などの再生可能エネルギーを利用して生産した電力を保存する燃料電池」として利用する方法が、オーストラリアのモナッシュ大学で研究を行う化学者のDouglas MacFarlane氏によって考案されました。再生可能エネルギーによって作った電気を用いて窒素ガスと水を反応させ、ガス化したアンモニアを発生させることで、電気エネルギーをアンモニアとして保存することが可能になるとのこと。

    ガス化したアンモニアは簡単に冷やして液化することができ、液体燃料としての輸送も簡単だそうで、MacFarlane氏は「液体のアンモニアは液体のエネルギーのようなものです」と語っています。オーストラリア政府は100億ドル(約1兆1000億円)規模の風力・太陽光発電施設を西オーストラリアに建設する計画を持っており、このプロジェクトで生産される9000MW(メガワット)ともいわれるエネルギーの一部が、アンモニアに変換される予定だそうです。

    液状のアンモニアは肥料として使用できるだけでなく、再び電気を生産するために使用することも可能であるため、エネルギー輸送市場で液化天然ガスに代わる新たな選択肢となり得ます。Fertilizers Europeは日本において2030年までに80万台の水素燃料電池車が実用化される予測があると述べ、燃料電池車に使用する水素を作り出すためにアンモニア燃料が使用される可能性があると述べました。

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    GIGAZINE
    https://gigazine.net/news/20190126-ammonia-panacea-food-and-energy/


    【【食糧問題】アンモニアを作り出すハーバー・ボッシュ法は21世紀の食料・エネルギー問題の救世主にもなるのか?】の続きを読む

    1: しじみ ★ 2019/01/18(金) 18:40:15.57 ID:CAP_USER
    イギリス・スコットランドのセント・アンドルーズ大学で、世界でもっとも古い「周期表」が発見されました。

    World's oldest periodic table chart found in St Andrews | University of St Andrews news
    https://news.st-andrews.ac.uk/archive/worlds-oldest-periodic-table-chart-found-in-st-andrews/
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    元素を化学的性質の似たものが並ぶように配列した周期表(元素周期表)は、1869年にロシアの科学者ドミトリ・メンデレーエフによって考案されました。メンデレーエフの発見は化学だけでなく物理や生物学でも通用する重要な法則を示すものとして、今日においても活用されています。 

    014年にセント・アンドルーズ大学のアラン・アイトキン博士が、化学薬品や実験器具などの備品が保管されていた倉庫から、古い周期表の紙面を発見しました。この周期表が古くに作成されたことは一目でわかりましたが、セント・アンドルーズ大学の研究者たちによって正確な作成時期の特定作業が始まりました。 

    まず、周期表は1871年にメンデレーエフが発表した2番目の周期表とかなり似ていたものの、同一ではなかったとのこと。そして、周期表にはドイツ語で注釈があり、作成したのは1875年から1888年でオーストリアで研究していた科学者Verlag v. Lenoir博士とForster, Wien博士ということがわかり、作成時期が絞られました。

    一般的に新たに元素が発見されるとそれを盛り込むために周期表は必ずアップデートされるものです。この周期表には1875年に発見されたガリウム(Ga)と1879年に発見されたスカンジウム(Sc)は記載されていたものの、1886年に発見されたゲルマニウム(Ge)は含まれていないことから、作成時期は「1879年から1886年」と特定されました。

    セント・アンドルーズ大学は国際的な専門家にアドバイスを求めて追加調査した結果、この周期表はこれまで現存する周期表の中で最古のものであることが判明。周期表の歴史を研究するアメリカ・カリフォルニア大学のエリック・シェリー教授から世界最古の周期表との認定を受けました。

    世界最古の周期表は保存状態が良好とはいえないため、修復作業が行われる予定です。修復作業では、表面の汚れを除去し、裏張りから分離したうえで水酸化カルシウムによって中性化し、炭酸水素マグネシウム浴槽に浸けて還元した後で、和紙と糊をつかって割け目や喪失部分を補修するとのこと。セント・アンドルーズ大学によると作業はNational Manuscripts Conservation Trust(NMCT)や専門家のリチャード・ホークス氏の監修を受ける予定で、修復作業に必要な助成金も確保済みだそうです。

    メンデレーエフの周期表考案から150年という節目になる2019年は各種の記念イベントが行われますが、世界最古の周期表はそれらのイベントで一般公開される予定です。
    https://gigazine.net/news/20190118-oldest-periodic-table-chart/
    【【歴史】〈画像〉世界最古の「周期表」が発見される】の続きを読む

    1: 名無しさん@涙目です。(宮城県) [US] 2018/12/14(金) 21:49:39.86 ID:QwEQXXda0● BE:601381941-PLT(13121)
    「火」は固体なのか液体なのか気体なのか?

    化学的に、物質は固体・液体・気体の3つに分類されますが、ゆらゆらと揺れる火をこの3つのいずれかに
    分類せよと言われると、答えに悩んでしまうはず。火とは一体何なのか?ということが、TED-Edによって
    アニメーションでわかりやすく解説されています。

    Is fire a solid, a liquid, or a gas? - Elizabeth Cox
    https://www.youtube.com/watch?v=YV8TT9LRBrY



    炎の前に座ると、温かさ、木が燃える香り、パチパチという音などさまざまな感覚が得られるはず。
    目の前にある炎は止まることなく姿を変え、ねじれたり瞬いたりしますが、この「炎」は一体どういう物質なのか?というのがこのムービーのテーマ。

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    炎は固体ではなく……液体でもありません。
    風に揺れる様子は気体のようにも思えますが、気体でもありません。科学的にいうと、気体はいつまでも同じ状態を
    維持していますが、炎は最終的に燃え尽きてしまうためです。

    また、火は固体・液体・気体に続く第4の状態「プラズマ」であるともいわれますが、これは間違いとのこと。
    他の3つと異なり、プラズマは地球上で一定の状態ではありません。
    プラズマは気体が磁場にさらされた時や、何千度、何万度にまで過熱された時に作られます。

    一方で、火は数百度という、プラズマ発生よりずっと低い温度で紙や木が燃やされた時に発生します。
    固体・液体・気体・プラズマのどれでもないとしたら、火は一体何なのかというと……

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    そもそも、「物質」ではない、とのこと。火は「燃焼」と呼ばれる化学反応の感覚的な経験なのです。
    これは秋になると木の葉が赤く変色したり……リンゴが腐って変色したり……蛍が光るのと同じこと。
    これらと炎の違う点は、物理的な物から強烈な体験を生み出しつつ、一度に多くの「感覚」に訴えることです。

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    燃焼は燃料、熱、酸素といったものを使い、感覚的な体験を生み出します。
    キャンプファイアで丸太が発火点まで到達すると、細胞壁が分解され、糖やその他の分子が空気中に放出されます。
    この分子は空気中の酸素と反応し、二酸化炭素や水を生み出します。
    同時に、丸太の中に残った水は気化、膨張し、木を破裂させてパチパチという音を立てます。
    炎が上空に向かって燃え上がっていくのは、重力が炎に「先細っていく」という特徴を与えているのが原因です。

    力がないと、分子の濃度による分散が起こらないので、無重力下での炎は地球上とまったく違う姿になります。

    続きはソースで
    https://gigazine.net/news/20181214-fire-solid-liquid-gas/
    【問題: 「火」は 固体・液体・気体のうちどれでしょうか? 】の続きを読む

    1: しじみ ★ 2018/10/24(水) 19:22:27.24 ID:CAP_USER
    ■独自技術でサビ対策塗料の開発を手がけ、注目浴びる

    2020〜30年にピークを迎えるとされるインフラの老朽化。メンテナンスの効率化は待ったなしの課題だ。京都マテリアルズのインフラ向け防錆塗料は、サビの被膜でサビを防ぐという独自の技術で注目を浴びている

     バツ印の傷がついた2枚の鋼板。左には水や酸素を遮断する樹脂を用いた通常の防錆塗料、右には京都マテリアルズ(京都市)が開発した「パティーナロック」が塗布してある。2枚の鋼板に同様に計720時間、塩水を噴霧した結果が上の写真だ。

     左の鋼板がぶくぶくと膨れ上がり、塗料の内側からサビがあふれ出ているのに比べ、パティーナロックを塗布したものは傷の奥に少し赤みが見える程度だ。なぜこんな違いが生まれるのか。

     そもそもサビとは、鉄が酸素や水と反応して酸化したものだ。塗料の被膜の傷から水や酸素が入り込むと、サビは内側で増殖し、被膜を破り傷を広げる。鉄の酸化で発生するオキシ水酸化鉄の一部が、正常な鉄を巻き込んでさらに酸化反応を起こすため、まるで細菌のようにサビが加速度的に増えていくのだ。こうして鋼材から鉄原子が剥がれて、インフラの老朽化が進む。

     パティーナロックの開発者で、京都マテリアルズの山下正人社長は「通常の防錆塗料は、10年程度でサビを削り落として塗り替える作業が必要になる」と指摘する。ただし、ボルトの周辺などはサビを完全に除去するのが難しい。その上から塗料を塗り直しても、内側に残ったサビが原因でメンテナンス頻度はどんどん増えてしまう。

    ■インフラ改修が商機

    一方、パティーナロックはサビそのもので被膜をつくる塗料だ。塗料の中に含まれるアルミニウムなどの金属イオンが、内側に発生したサビが連鎖的に酸化を引き起こさないよう安定化させ、水や酸素を遮断する被膜に変えてしまう。「使われる環境にもよるが、半永久的に防錆機能を持続できる可能性がある」と山下社長は強調する。

     鉄は資源量が豊富で強度が高く、加工もリサイクルもしやすい。その特性から「金属の王」とも呼ばれ、社会インフラに欠かすことのできない存在だ。その鉄のほぼ唯一の欠点がさびやすさだ。山下社長は住友金属工業(現新日鉄住金)で耐食鋼材の研究をしていたが、サビの不思議な特性に魅せられ、1997年、姫路工業大学(現兵庫県立大学)に移ってサビの研究に没頭する。

     人工物の天敵のように思われているサビ。しかし鉄は本来、鉄鉱石という酸化された状態で自然界に存在する。つまりサビは、金属という不安定な状態に加工された鉄を、自然に返す現象とも言える。「自然の原理に抗うよりも、味方につけた方がいい」。新たな防錆に着眼した山下社長は、実用化を目指して大学を退職。防錆の共同研究をしてきた専門家らとともに2012年、京都マテリアルズを創業した。

     同じ年の末、山梨県の笹子トンネルで、9人が死亡する天井板崩落事故が発生。インフラの老朽化が注目を浴びる。特に高度経済成長期に急ピッチで建造が進んだ道路や橋などは、2020〜30年に老朽化のピークを迎えるとみられている。国土交通省によると、現状でもインフラのメンテナンスの市場規模は約5兆円。世界の推定市場規模は200兆円に上る。

     社会的な需要は大きい。基礎理論も試作品もそろった。しかし、サビ塗料の受注はなかなか決まらなかった。「学会で基礎データを披露すれば興味を抱く人は多いが、採用してくれる企業が出てこなかった」。技術系ベンチャーが陥りがちな罠に、京都マテリアルズもはまっていた。塗料を何層塗り重ねる必要があるかなど、顧客の状況に応じて施工の方法や費用をはじき出すために必要な、営業用のデータが不足していたからだ。

     そこで「すぐにでも改善策を必要としている顧客にまずは注力した」(山下社長)。離島の送電設備など、インフラが不安定で、かつ海水や風による影響で腐食の進みやすい施設に営業リソースを集中。徐々に電力会社などから試験施工を獲得していった。

    続きはソースで

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    https://business.nikkeibp.co.jp/article/report/20150303/278209/081700029/
    【【塗料】サビの被膜でサビを撃退、京都マテリアルズ】の続きを読む

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