ここは試験には出ません。

前回、「何の二乗か」を推理する方法をブログに書きました。
実は、前回一緒に三乗についても書こうと思ったのですが、二乗だけで大分スペースを食ってしまいました。
なので、前回は二乗だけとし、今回は三乗について書きたいと思います。
ただ、こちらも2ケタの三乗までなら、比較的使えるのではないかと思います。

例えばこんな問題。
【問題】157464は何の三乗か？

正直イヤです。こんな問題真っ向から解きたくないです。
しかし、これを見破る方法があるのです。
基本的な操作は、前回の「二乗を見破る方法」と一緒です。

つまり、
(1).一の位に注目する事
(2).百の位以上に注目する事
です。

(1).一の位に注目する。
実は、前回の追記として書いたのですが、三乗した数には面白い法則があります。
それは、三乗した数字の一の位が同じ数になる一ケタの数字は1つしかない、ということです。
実際に書き出してみましょう。太字のところを注目してみて下さい。
13=1
23=8
33=27
43=64
53=125
63=216
73=343
83=512
93=729
03=0
ね？
今回、157464の末尾の数字は「4」なので、求める数の一の位は「4」である事が分かります。

(2).百の位以上に注目する事
次に、求める数の十の位を探します。
百の位以上を注目すると、「157400」です。
さて、ここでちょっと面倒ですが、三乗するとその近辺になる数字を10づつ書き出してみます。
403=64000
503=125000
603=216000
これより、
503＜157400＜603
と言う事が分かります。
よって、求める数の十の位の数は「5」です。

したがって、(1)と(2)から、
157464は54の三乗である
と言うように求める事が出来ます。

数字は非常に面白いです。
今、サイモン・シンの「フェルマーの最終定理」という本を読んでいるのですが、
非常に数学は深く、様々な法則や規則があって、面白いものだと感じます。
数学者たちは、数学を「美しいもの」として追求しています。それには非常に共感できます。

興味がありましたら、コチラも是非読んでみてはいかがでしょうか。  

数学を連投です。化学が専門なのに。
まー書きやすいんです、数学は。マイブームもあって。

今回は「何の二乗か」を推理する方法です。
せいぜい2ケタの二乗までで、3ケタの二乗以上になると非常に大変になるかと思いますが、
使えると、試験の計算問題などに非常に便利だったりします。

例題）7569は何の二乗であるか。

正直「はぁ？」って感じです。しかし、これを予測する方法があります。
ポイントは、
(1).一の位に注目する事
(2).百の位以上に注目する事
この2つです。

(1).まず一の位に注目します。→「9」です。
二乗した数の一の位が「9」になるには、一の位の数字が「3」（→3×3=9)か「7」(→7×7=49)のどちらかです。

(2).百の位以上に注目します。→7500です。
802=6400です。
902=8100です。
なので、802＜7569＜902
と言う事が分かります。
したがって、求める数字の十の位は「8」と言う事が分かります。

これより、二乗すると7569になる数字は、83か87のどちらかに簡単に絞る事ができます。

ここから先は2つの方法があります。「一つはテキトーにやる。」もう一つは「実際に両方を求めてみる。」です。

●テキトーにやる。
7569は、802=6400よりも902=8100に近いから、83じゃなくて87だろ。

●実際に両方を求めてみる。
→以前紹介した「速算術-1[2ケタの二乗を速く解く。]」を使う。
832=6409+480=6889
872=6449+1120=7569

と、言うわけで正解は87の二乗です。

ちなみに「(1).一の位に注目する」ですが、面白い法則があります。
書き出してみると分かるのですが、
二乗した数字の一の位が同じ数になる一ケタの数字は多くて2つで、しかもその2つを足すと10になります。
1→1(12=1),9(92=81)→1+9=10
4→2(22=4),8(82=64)→2+8=10
5→5のみ(52=25)→5+5=10
6→4(42=16),6(62=36)→4+6=10
9→3(32=9),7(72=49)→7+3=10
0→0のみ
※二乗すると一の位が2,3,7,8になる整数はありません。

そんな感じの手順でやれば、「何の二乗か」を推理する事が可能になってきます。
ちなみに「何の三乗か」を推理する方法もあります。
三乗についても面白い法則がありますので、その際に一緒に紹介しようと思います。

と言うわけで以上です。


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と、言うわけで。
今回は「覚えておくと計算が楽になる数値たち」と言う事で、
覚えておくと高校や大学受験はモチロン、実生活でも役に立つ数値たちです。
まー、計算を何度も何度もやったり、問題を解きまくっていると、自然に覚えてしまうものなのですが、
こういうのを身につけて、九九の様に使えるようにしておくと、計算が速くなり、なおかつミスが少なくなります。

そんな「覚えておくと計算が楽になる数値たち」がコチラです。

(1).二乗は20まで覚えておく。
112=121　　　　122=144　　　132=169　　　142=196　　　152=225
162=256　　　172=289　　　182=324　　　192=361　　　202=400

二乗は覚えておくと、意外に色々応用できたりします。
完全に丸暗記する程でもなくても、1の位の数字から連想できるレベルになれば十分です。
（例：172は、7×7=49だから1の位は9になるから・・・みたいな感じで）

応用例として、例えば・・・180×16の場合。
180×16=(160+20)×16=(16×16×10)+(20×16)=2560+320=2880

(2).分数→小数の変換を1/1〜1/10まで覚えておく。
以下に、小数第3位まで書きます。（小数第4位四捨五入）
1/1=1.000　　　1/2=0.500　　　1/3=0.333(0.3333......)　　　　1/4=0.250　　　1/5=0.200
1/6=0.167(0.1666......)　　　1/7=0.143(0.142857142857......)　　　1/8=0.125　　　1/9=0.111(0.1111......)　　　1/10=0.100

「うわ！」って思うかもしれませんが、実は覚えるべきものは「1/7」だけでしょう。
1/1、1/2、1/3、1/5は大体皆さんご存知かと思います。
1/4は1/2を2で割ればOK、1/6は1/3を2で割ればOK、1/8は1/4を2で割るか、1/2を4で割ればOK、1/9は1/3を3で割ればOKです。

これだけ覚えておけば、試験対策や日常の計算はぐっと楽になります。  

と言う訳で、久々に速算術です。
今回はインド式速算術より、2ケタ以上のかけ算を楽に解く方法です。
条件は限られるのですが、この方法を使えば、場合によっては楽に、且つ速く解く事が可能になります。

例えばこんな場合。
例題）194×211

コレを「筆算でやれ」と言われたら、正直イヤです。
こういう式をより楽に、速く解く方法です。

(1).2つの数字に最も近い「キリのいい数」を探し、これを「基準の数」とします。
→今回の場合、基準の数は「200」です。

(2).筆算のかけ算を書き、右端に「基準の数に対する過不足」をメモします。
→基準の数は200なので、194だと「-6」、211だと「+11」となります。
　　つまり、下記のようになります。
　　194　|　-6
×211　|　+11
--------------------------

(3).片方の数字と、もう一方の「基準に対する過不足」の数字を差し引きし、それを基準の数と掛けます。
→今回の場合、「194+11」、または「211-6」をします。どちらも「205」になります。
　　これを、基準の数「200」と掛け、205×200=41000

(4).「基準に対する過不足」の数字同士を掛けて、(3)にそれを加えると答えが出ます。
→-6と+11を掛けて、(-6)×(+11)=-66となり、これを41000に加えます。
　　41000+(-66)=41000-66=40934
　　答えは40934です。

こう手順を書くと煩わしいように見えますが、計算を簡単にしてから解くという手順を使っているので、比較的楽になり、計算ミスが少なくなります。

使える条件として、内容からお分かりの通り、
2つの数が、同じキリのいい数に近いことが前提となりますが、
慣れると、非常に楽に扱う事が出来ます。
是非お試しあれ。  続きを読む

「ここは試験には出ません。」というブログですが、試験に出そうなゴロ暗記をココで。
基本は中学範囲です。高校範囲も多少出てきます。
結構有名なものも含まれます。
ちなみに中には下ネタも含まれますので、免疫のある方はそちらもご参考に。

【化学】
・BTB溶液の色の変化：キミドアホ（君、どアホ）
酸性⇔中性⇔アルカリ性
黄色⇔緑色⇔青色
キ　　　　⇔ミド　　⇔アホ（アオ）

・ボイル=シャルルの法則：パブで狙った
PV=nRT
P（パ）V（ブ）＝n（ね）R（らっ）T（た）

・Ca以降の周期表の覚え方（第三周期：非常に不謹慎でヒく程の下ネタに注意、見たい人は以下を指定して下さい）

少しチビッタ黒マン鉄子にドッキンズッキン、（Gaは覚えて）ゲルマン斡旋ブローカー
Sc（少し）Ti（チ）V（ビッタ）Cr（黒）Mn（マン）Fe（鉄）Co（子）Ni（に）Cu（ドッキン）Zn（ズッキン）
Ge（ゲルマン）As（斡旋）Br（ブロー）Kr（カー）


【物理】
・オームの法則の公式：感電する時、どんな表現？「ビリ！」
V=RI→ビリ

・電力の公式：ワクワクAV
電力[W]=電流[A]×電圧[V]
電力[W]（ワクワク）=電流[A](A)×電圧[V](V)

・電磁誘導→ツンデレの法則
磁石がコイルに近づく→コイルの磁石側は近づいた極と同じ極→磁石とコイルは互いに反発する極になる。
「何近づいてきてるのよ！あっち行きなさいよ！」
磁石がコイルから離れる→コイルの磁石側は近づいた極と反対の極→磁石とコイルは互いにくっつく極になる。
「何離れてんのよ！こっち来なさいよ！」

・仕事の公式：ジュースは生でor生ジュース
仕事[J]=力[N]×距離[m]
仕事[J]（ジュースは）=力[N]（な）×距離[m]（ま）で


【地学】
・岩石の覚え方：火山岩：流産安産元気な子、深成岩：囲んで先公半殺し
火山岩：流紋岩（流産）安山岩（安産）玄武岩（元気な子）
深成岩：花崗岩（囲んで）閃緑岩（先公）ハンレイ岩（半殺し）
※無色鉱物の含有率：左＞中＞右

・地震波の性質
P波（初期微動）：Primary（初期の）のP。「P」は最初に縦線を書くから縦波。
S波（主要動）：Secondary（2番目の）のS。「S」は横に揺れるように書くから横波。

【生物】
・植物の維管束の配列と性質：ウチも水道管にしよう
ウチも水道管に（内側は道管で水分が流れる）しよう（師管は養分）

・デンプン糖化の消化酵素：でだ、阿藤。
で（デンプン）だ（だ液）、阿藤（アミラーゼ、ブドウ糖）

・タンパク質→アミノ酸の消化酵素：丹波君（ジュース好き）、胃液はペプシ、アミノバリュー
丹波君（タンパク質）胃液（胃液）ペプシ（ペプシン）アミノバリュー（アミノ酸）

・ヤモリはは虫類、イモリは両生類
ヤモリの「ヤ」とは虫類の「は」はどっちも「8」という数字で連想。
余った方がイモリ＝両生類

おあとが宜しいようで。
思い出したらココに追加するか、若しくはその2を作ります。  

と言う訳で、今回は電気です。
最近エネルギー問題が色々叫ばれています。
原子力、火力、風力、水力、太陽光・・・たくさん電気エネルギーを生み出す方法があります。
エネルギーには、「エネルギー保存の法則」というものがあります。中学で習ったかと思います。
「エネルギーは変化するが消失しない」というものです。
原子力発電は核エネルギーを、火力発電は化学エネルギーを、風力発電は力学的エネルギーを、
それぞれ電気エネルギーに変換するのですが、その際に変換効率が重要になります。
どれだけ電気エネルギーに変化できるか、と言うところです。一部は熱エネルギーとして、熱になってしまうものもあり、100%変換は事実上不可能です。
その中で、「どれだけ効率良く電気エネルギーに変換出来るか」は、昔からずっと研究開発が進められています。

一方で、手軽に電気エネルギーを発生出来るもの。何があるでしょうか。
例えば静電気。2つの物質が擦れ合う時に発生する電気エネルギーです。
太陽光パネル。光エネルギーを電気エネルギーに変換する装置です。
自転車のライトもそう。力学的エネルギーを電気エネルギーに変換しています。
今、このように、身近にあるものから発電をしよう、という開発が色々進められています。
この事を、「エネルギーハーベスティング」と言うそうです。
先日、岡谷市にある長野県工業技術総合センターさんの研究成果発表会に参加し、このお話を聞いてきました。

エネルギーハーベスティングとは・・・
生活しているこの空間において満ちあふれている様々なエネルギーを摘み取って(Harvesting)電気エネルギーに変換してしまおう、
というものです。
例えば、出かける時に持ち歩くバッグ。腕の動きによって揺れます。橋。車が走る時に振動します。
このような運動から発電をしよう、と言うものです。使い道はポータブルな電気、そう、「乾電池のような携帯型バッテリー」としての位置づけです。
電気量を価格に換算すると、乾電池はコンセント電源の数千倍なので、発電効率は悪くてもニーズは間違いなくあると思います。

そのような運動から発電する方法って何がある？というと、基本は中学で習っていると思います。
「電磁誘導」という方法です。発電の一番のベースとなるものです。
モーターを回す事によってこの現象が発生し、発電するのです。

電磁誘導による発電は比較的手軽に出来ます。
2011年8月上旬、長野市にある珈琲倶楽部寛さんにて、「夏休み親子で楽しむ科学工作2011」を開催させて頂いたのですが、
その際の出展物の一つとして、この電磁誘導を使った工作を展示致しました。

方法は簡単。（クリックすると画像が大きくなります。）

筒の中に強力な磁石を閉じ込めて、1500回程エナメル線を巻き付けて、振るだけでOKです。
LEDに取り付けるとLEDが光ります。これを工業的にもっと大規模でやれば、それなりの電気を得られるのです。
これを利用して日常あふれているエネルギーを応用するのが「エネルギーハーベスティング」の基本です。

また、穀物の価格高騰により悪いイメージの付いてしまった「バイオエネルギー」。
エネルギー生成用穀物を育てるのでなく、家庭や飲食店の生ゴミやし尿をメタン発酵して、
それをボイラーなどで燃焼して火力発電を行うこともできるかと思います。
普通に処理したり、微生物に分解させても二酸化炭素は発生するので、発生する二酸化炭素の量は変わりません。
これを「カーボンニュートラル」と言います。

今、エネルギー問題が飛び交う中、この様なエネルギーの多様性も今後重要になってくるのではないかな、と考えています。  

先日、福島県の磐梯山にある「五色沼」というところに行ってきました。
とてもキレイなのです。沼の水の色がエメラルドグリーンで、神秘的でして。
温泉好きな方には、「硫黄分の濃い温泉の色」と言えば伝わるでしょうか。
北信濃が地元の方には「信州高山の五色温泉や七味温泉の色」と言えば伝わるでしょうか。
正に、あの色です。

19世紀末、磐梯山が噴火した時に、飛散した岩が湖を塞き止めて沼ができ、
火山の成分が溶け込んだ事によって、この様な沼がたくさんできた、と言われております。
更に、光の差し込み方によっては、エメラルドグリーンだけでなく、赤茶、コバルトにも見える様です。

普段生活する上で、毎日必ず接している「色」。
色は、時に私たちの心に訴えかけ、時に癒し、時に印象を与えてくれます。また、時には注意を促してくれます。
そして、個性もまた、色によって表現されます。そんな色の科学について、今回は書きたいと思います。

当たり前の事ですが、私たちは色を視覚で感じます。光の無い場所や、目を閉じたときの暗闇の色は「黒」です。
要するに何を言いたいか、と言うと、「色は物質が発したり反射したりした光」なのです。
これを私たちは視覚で捉えているのです。
白い紙を蛍光灯の下で見たら白ですし、光の無い所で見たら黒ですし、赤い光の下で見たら赤く見えます。



一方、光は波の性質をもちます。
日焼けをする紫外線、身体を温める赤外線、あれの仲間です。
光は波の性質を持ち、波には「波長」というものがあります。
左の図の青い波を見て下さい。矢印で示した範囲が波長1個分です。
この波長の長さによって、私たちが視覚で捉える色が変わってくるのです。

私たちが視覚で捉える事のできる波長の範囲の光を「可視光」と呼ぶのですが、
この可視光の範囲は個人差はありますが、400nm（ナノメートル）〜800nm程度までです。
1nm=0.000000001mです。もちろん、肉眼で波の様子を見る事は不可能です。

400nmに近い程青色、800nmに近い程赤色で、その間は右の通り、虹のグラデーションの通りになります。
ちなみに、400nm以下の一定の範囲が紫外線、800nm以上の一定の範囲が赤外線、となります。
そして、波長が短い程、エネルギーを持ちます。
だから、紫外線は殺菌効果があったり、日焼けの原因になったりするのです。
更に言うと、紫外線よりも波長の短い範囲は放射線です。ご存知の通り、紫外線よりももっとエネルギーを持っています。

さて、じゃあ白色は？黒色は？と言いますと・・・
白色→様々な波長の可視光線を反射する　　黒色→可視光全て反射しない（吸収する）
となります。
光の三原色、聞いた事あると思います。短波長の青・中間波長の緑・長波長の赤です。
3つの色が混じると白になる、って聞いた事あるかと思います。


ちょっとこの知識を使って、一つ豆知識を。
「植物に緑色の光だけを当て続けても育たない」

光合成は葉緑体で行われ、この活動によって植物の体内で養分となるデンプンや、エネルギー、酸素が作られることは、覚えてますでしょうか？？
葉緑体は緑色です。光合成をする植物は緑色をしています。少なくともそう見えます。
緑色に見えると言う事は？？
そう「緑色の光を反射している」
ということなのです。
緑色の光を反射している、ということは、光合成には使われていない、と言える訳です。
光合成に使われる光は赤色に近い光と青色に近い光なのです。

そんな感じで、今回は色の科学の話をしてみました。  

何かが足りない
それでぼくは楽しくない
足りないかけらを探しに行く
ころがりながらぼくは歌う
「ぼくはかけらを探してる、足りないかけらを探してる、
ラッタッタ　さあ行くぞ、足りないかけらを……」

一部分欠けている「ぼく」が、足りないかけらを探しに旅に出る、という絵本です。
原作タイトルは「The Missing Piece」です。


自然を楽しんだり、歌を歌ったり、楽しみながら旅をします。
色々な、「ぼく」に合いそうなかけらに出会って、一緒に旅をするも、
合わなくてどこかに置いて行ってしまったり、時には壊してしまったり。

やがて、「ぼく」に合うかけらに出会います。
「ぼく」に欠けていた一部分は満たされます。
その時、「ぼく」は・・・。

と言うお話です。


人生の楽しさってなんだろう。
正に、私たちが生きる日常を物語っています。

子供も、大人も、楽しめる絵本です。
将来子供が出来た時、子供に読ませたい本No.1です。

特に、完璧主義者のアナタに。  続きを読む

さて、以前mixiには記載した事のある内容なのですが、今回は確率のお話。

ある日、TVゲームを攻略サイトを見ながらやっていた時の事。
インターネットにおける攻略情報において、
「あるアイテムを取れる確率は10%である」
そうだ。
ここで、ふと思いついたのだが、
「この情報が『真』である事を前提として、各回数毎の確率を求めながらやってみよう」
と。

これを数学の問題的に言うと、こんな感じ。
「10個に1個、当たりが入っているくじがある。
　外れを引いたら元に戻し、当たりを引くまで引き続ける。
　x回引いた時、当たりを引く確率を求めよ。」

外れを引いたら元に戻すので、1回単独で考えた時の当たる確率は10%になる。

さぁ、ここで。
「10回引いたらほぼ確実に引けるんじゃない？」
と思った人、 アナタはギャンブルをしない方がいいです（笑）
実はそう上手くはいかないのが実際でして。

以前、本で読んだ事があるのですが、
「確率における錯覚をおこさせる」
これがギャンブルにおけるディーラーの意図だそうで。

ではやってみましょう。
●1回引いた時の当選確率。
　当然10%。なので、外れる確率は90%。

●2回引いた時の当選確率。
　2回目単独では、外れくじを元に戻しているので10%。
　2回目は、1回目が外れたら引くので、
　結果として1回引いた時の外れ確率90%の1/10、すなわち9%が1回引いた時の当選確率に上乗せされる。
　だから2回引いた時の当選確率は19%となる。
　ちなみに外れ確率は81%

●3回引いた時の当選確率。
　3回目単独では、外れくじを元に戻しているので10%。
　3回目は、2回目が外れたら引くので、
　結果として2回外れた時の外れ確率81%の1/10、すなわちが8.1%が2回引いた時の当選確率に上乗せされる。
　だから3回引いた時の当選確率は27.1%となる。ちなみに外れ確率は72.9%
（但し、小数第二位を四捨五入しています）

●以下同様に、10回引いた時の当選確率まで求めてみると、
　4回引いた時　当34.4%　外65.6%
　5回引いた時　当41.0%　外59.0%
　6回引いた時　当46.9%　外53.1%
　7回引いた時　当52.2%　外47.8%
　8回引いた時　当57.0%　外43.0%
　9回引いた時　当61.3%　外38.7%
　10回引いた時　当65.2%　外34.8%
というふうになるのです。

「x回目の確率」と「x回引いた時」と使い分けているところが重要です。
なぜなら、くじは引いて外れたら戻すので、
「x回目の確率」つまり各事象単独における確率は常に10%で、収束はしないのです。

x回引いた時、x＝∞ならば、当選確率は≒100%にはなりますが、

当選確率99%になるのが、44回引いた時、
当選確率99.9%になるのが、66回引いた時、
当選確率99.99%になるのが、87回引いた時、

となります。

ちなみに私は12回目で一番最初に言ったアイテムを取ったので、
　12回引いた時　当71.8%　外28.2%
（11回引いた時　当68.7%　外31.3%）
となります。

これをパチンコで考えてみましょう。
パチンコの当選確率を1/350と仮定する。
パッと見、350回回せば当たりそうに見えるかも知れないですが、
経験者ならお分かりの通り、ハマるときは果てしなくハマります。
350回回して当たりを引く確率は、同様に計算すると67.27%です。
ちなみに1回回して当たりを引く確率は1/350×100=0.29%です。

50%を超えるのが243回、60%を超えるのが321回、70%を超えるのが421回、
80%を超えるのが563回、90%を超えるのが805回、95%を超えるのが1048回、
99%を超えるのが1610回、99.9%を超えるのが2415回
回した時になります。
（Excel使って計算しました。）

忘れてはいけないのは、
各回単独では1/350で、常に一定である、
という事です。

そんな事を考えながら、1年半振り？のTVゲームをやっておりました、とさ。  

プラスチックの話、2回目です。
今回は「金属に替わるプラスチック」の話です。

10月25日〜29日まで幕張メッセで、3年に一度開かれる国内最大のプラスチックの展示会、
「IPF国際プラスチックフェア」に参加してきました。
あるんですよ、こういうのが。
車は「東京モーターショー」、ゲームは「東京ゲームショー」と同じように、
プラスチックにも「IPF国際プラスチックフェア」というものが。
その内容も交えながら、書きたいと思います。

「プラスチックと金属、どっちが強い？」と単純に聞くと、勿論、モノによるのですが、恐らくほぼ全員は、
「金属」
と答えると思います。

しかし、プラスチックってのは種類がたくさんありまして、
実はモノによっては非常に強度のあるものもありまして、
更に軽いというメリットから、近年、金属との代替材料として開発が進められています。

工業に精通している産業界の方はご存知かもしれませんが、例えば「CFRP」です。
CFRPとは、Carbon Fiber Reinforced Plastics、つまり、
炭素繊維強化プラスチックの略です。
炭素繊維を織って生地にし、その生地にプラスチックを染み込ませて固めたものなのですが、
これが、非常に強い。
金属並みの強度をもち、そして軽いために燃費の軽減ができる、という理由で、
飛行機のボディや翼、また、自動車の車体への用途開発が進められています。
全体重量の50%を用いる事で、車体重量は従来の20%にもなる、というのでこれがスゴイ。

写真は、CFRPを使って先日お披露目となった、ボーイング787です。
国産部品を35%使用されている事から、「準国産の航空機」とも言われています。
実際、炭素繊維の供給元は東レ、東邦テナックス（帝人系）、三菱レイヨンの3社でほぼ全世界のシェアを占めています。
日本のものづくり、スゴイ！！

自動車でCFRPと言ったら、レクサスも検討されているのですが、活発に開発を進めているのが、
車好きならご存知かもしれませんが、「童夢カーボンマジック」です。
実物を何度か拝見した事があるのですが、カナリ感動ものです。
車体だけでなく、ホイール、その他あらゆるパーツにCFRPが使われています。

CFRPの他、注目なのがPEEKというプラスチックです。
ポリエーテルエーテルケトンの略（Poly Ether Ether Ketone）でして、
前職でも扱ってきたのですが、叩くと金属の様な音がします。
非常に強度が強く、耐熱性も300度まで耐える、更に溶出しない、摩耗しない、というモノです。
こちら、先述のIPFで見てきたのですが、現在生体材料として開発が進められています。
「どこ？」というと、人工骨、とくに関節部分です。
骨や関節は強度が必要になります。更に、関節部分は摩耗しない事が必要になります。
従来の金属だと、摩耗粉や溶出による抗体反応が問題点であり、現在開発が進められています。

と、金属に替わるプラスチック材料の一部の例を挙げましたが、勿論、プラスチックにも問題点はあります。

例えば、CFRPのリサイクルは現状困難である、という事。
金属は融かせば再利用出来ます。実際、自動車はほとんどがリサイクル可能です。
しかし、CFRPは炭素繊維と、前回お話しした熱硬化性樹脂によるものがほとんどで、
分別が難しい上に、リサイクル技術が確立されていない現状があります。

つまり、省エネの面ではいいのですが、廃棄物の面では非常に問題なのです。
また、価格が非常に高い、という事。どれだけかというと、従来の数十倍〜百倍になることも。
これが利用開発の一番のネックになっている部分であったりもします。
更に、製造において金属製の車体よりも生産が遅くなる、という面もあります。
現状、数秒でできてしまうプレスによる自動車の車体製造のスピードには、
とてもかなうものではありません。

金属からの代替が利用開発されているプラスチックですが、そんなデメリットもあるのです。

これからの産業、生み出された製品の処理方法の研究も盛んに行われていけばな、と思います。

というわけで、化学、というより工業の内容になりましたが、
金属に替わるプラスチックのお話でした。  

さて、今回はプラスチックの話です。
私が前職において深く携わってきた分野です。

まず、「プラスチック」と聞いて、何を思い浮かぶでしょうか？
熱に融ける、リサイクル、埋め立て、ビニール袋、軽い、柔らかい・・・色々あるかと思います。
じゃあ、「『プラスチック』って何？」「『プラスチック』の定義は？」と言われると、
非常に難しい問題であります。

プラスチック。英語に直すと「plastic」。
日本語訳にすると、「可塑性の」すなわち「融ける性質を持つ」という意味になります。

しかし、プラスチックには熱に融けないものもあります。
恐らく一番有名なのはメラミン樹脂。灰皿やプラ食器として使われます。
あとは、接着剤。あとは、パテ。アレもプラスチックの仲間です。
コレらをまとめて「熱硬化性樹脂」と呼びます。
温度によって固化するプラスチックの事です。

対して、非常に馴染みの深い、例えばビニール袋、ポリ容器、その他諸々、
熱を加えると融けたり、変形したりするプラスチック。
これらを「熱可塑性樹脂」と呼びます。

熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂、違いは分子構造です。
プラスチック。「樹脂」とも「ポリマー」とも呼ばれますが、
化学的に言うと、「高分子」という仲間になります。
分子の単位が連鎖して繋がって、一本の長い分子になったものです、
と言うと非常に分かりづらいので、例えてみます。

ある金属の輪っかがあります。これを「分子の単位」とします。
金属の輪っかは、長く繋げて行く事により、一本の鎖になります。
これが、プラスチックです。

先に出てきた、「熱硬化性樹脂」と「熱可塑性樹脂」。分子構造が違うと書きました。
では、具体的にどう違うのでしょうか。

分子レベルで見ると、
熱可塑性樹脂は、鎖が絡み合って構成されているのに対し、
熱硬化性樹脂は、鎖かたびらのように、編み目状になって構成されています。

分子は、熱によってエネルギーが与えられ、自分で自由に動こうとします。
熱を与える事で、熱可塑性樹脂は、ただ絡み合っているだけなので、絡み合いを解いて自由に動けるようになります。
これが、熱による変形であったり、熱で融けたり、という事につながります。

対して、熱硬化性樹脂は、鎖かたびらのように網目状になっているので、自由に動く事が出来ません。
だから、熱によって、融けたり変形したりしにくいのです。

また、熱硬化性樹脂は、2つの薬剤を混ぜて、作りたい型に流し込み、熱を加える事で作られます。
対して、熱可塑性樹脂は、熱によって融かして、型に流し込み、冷やす事によって作られます。
ですので、熱硬化性樹脂は「クッキー」、熱可塑性樹脂は「チョコレート」という比喩もされます。

それぞれ、様々な特徴があり、用途に応じて使い分けられています。
また、用途に応じて、同じ種類のプラスチックでも、製造工程によって性質を変える事が可能です。
熱に融ける、融けないの他に、硬い、柔らかい、伸びる、薬品に強い、反復運動に耐える、など様々です。
中には、軽い事から金属の代わりに利用する、という事もあります。
特に、今では飛行機や自動車の外装において、開発が進んでいます。

次回のプラスチックの話では、そういったところに触れたいと思います。