東北大学オープンキャンパスを、ちょっと見せていただきました。面白い!

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今日のブログは学生さんと勉強です。東北大学のオープンキャンパスにちょっとお邪魔して、学生さんの受けている講座を一緒に体験してみようというもので。。。中学生が対象だから、結構難易度が高いです。ふ〜む。。。なんとかなるかな?


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まずは、東北大学大学院 環境科学研究科 土屋研究室が実施しました「岩石の中を見てみる」で、教えてくださるのは平野先生です。
ちなみに中を覗いて見てみるのは、こんな岩石。これが見えるようにする???
はい。薄く切った岩石をプレパラートに貼り付けて、磨いて薄くして透かして観察するのです。


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岩?って何??
岩は鉱物が集まってできています。小さな結晶の集まりが、だんだん、だんだん時間をかけて、結晶がゆっくりと育っていきます。その年月は10億年とか。え〜!


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この図はよく見ますね。地震の時でしたが。。。
全ての岩石のもとは「かんらん石」です。これが地球表面のプレートに押しやられて地下へと降りていき、圧力と、熱と、さらに摩擦熱で溶けて別の岩に変わるのですね。
溶けて地上に出て火山岩。溶けてまたゆっくり冷めて変成岩。深いとこにあったままで深成岩。ふ〜むムズカシイ。


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岩は一様に同じ成分ではないので、700〜800度で溶けた岩が、成分ごとにゆっくり結晶を育てます。その期間は10億年。そして、できる環境や時間で同じ成分でも違う岩ができたりする。


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どうです?科学が好きでも、すでにヤバいなぁ。
では、先ほどの薄く切った岩を、実際に磨く工程を見てみましょう。
ステンレスの板の上に水をたらして、そこにパウダーを散らします。このパウダーは、シリコンカーバイト。
それを水で馴染ませてなじませて。。。コンパウンドみたいだな。


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練ったものの上にプレパラートを置いて磨きます。研磨剤は岩と擦られると自分も砕けて、どんどんヌルヌルになります。だいたい厚さ100〜200ミクロンぐらいまで削ってください。どれくらい???少し向こうが透けるぐらい。
ちなみに研究用は30ミクロンだそうです。


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はい。始まりました。グルグルグルグル。
これがなかなか力加減ではプレパラートが傾いたりコツがいる。ちなみに裏返しでこすると、単なるスリガラスができます。
同じ研究室の先生もお手伝い。すりすりすりすり。。。はい。ここから30分。


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さぁ!このあいだに環境科学研究科 和田山先生の教室へ燃料電池の取材に行くぞ!本日掛け持ちなので、駆け足なんです。
はい。こちらが燃料電池車の模型。


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タンクに貯めた水素と酸素を反応させて、電気を作り出すんですね。
出来た電気はモーターを回して車が動く。


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これ、仕組みの図ですね。
今回は小さな模型なんで、電池も小さい。人が乗る車だとバッテリーが順にいっぱい繋がって、大きな電力を作り出します。ただ、人が乗る車は交通状況に合わせて加減速もする。そのための電力を安定させるため最適な触媒の結晶構造を作り出すことに、ノウハウがあるそうです。
今回は、水素を得るために電池を使って水を分解しています。え?でもそれって、本末転倒では?電気から水素へ、そして酸素と結合して電気な訳ですから。


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なので、コレなんです。
太陽光発電で作った電気で水素を作れば、電気を蓄えておくバッテリーの代わりになるんですね。
質問!「排ガスみたいのは出るんですか?」
水素と酸素の結合では水が生まれます。その水がぼたぼたと落ちているというわけ。さてさて、また駆け足で戻るよ〜。


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はい。平野先生の教室に戻りました。
これ何?偏光板です。


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偏光板は、光を一定の方向の振動のみを通すようにしたものです。だんだんまた難し〜。
光って粒子としての特性と、波長としての特性があるんです。さらに難し〜。
これを、縦に隙間の並んだ板にぶつけると、一定方向の波の光だけが通ることができる。


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だから、横向きの光を通す板を二枚用意して、片っぽを90度曲げると、光が通らなくなる。
ついでに脱線だけど、偏光板を最初に作ったのは。。。。あのポラロイド。ポラロイドの研究所は、これでスポーツ用のメガネとかを作って、特許料で大儲けしたのがはじまり。


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ってことで、この光を通さないはずの板二枚に、さっきの磨いた岩石を挟むと、あらら、光を通している。


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こんな感じに見えるはずだよ。


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これは、岩石の境界面(あっちとこっち)の2面を通る時に、光の波長も向きも変化するから。
鉱物にはそれぞれ、光を変化させる特性が決まっているから。。。


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厚みや種類で、出てくる光が違うというわけ。
ってことは、逆に考えれば、厚みと光の色が分かれば、鉱物が見当がつく。これをレタデーションというそうな。


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では、実際に見てみましょう。
プレパラートをセットして、対物レンズを一番近ずけてから、徐々に離してピントを合わせる。これは知ってたよ。


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どう?見えた???


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お!見えた。光っている!!!
しかも白黒とか、そいういう地味な色合いではない。綺麗な色だ。ビックリした!


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さ。鉱物のこと、ちょっと解ってくれたかな!
もし興味がわいたなら、是非ともこのコピーを読んでみてくださいって。。。英語だ。
「大丈夫!中学生なら辞書を片手に読める!」
そうですか。。。夏休みだから頑張ろう!


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ということで、みんなで記念写真。
先生ありがとうございました。

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