体験実験

2018年8月4日(土) 午後: 13:00~17:00
以下の A からJ までの10テーマから、1人につき2テーマを選択してもらい実験をおこないます。

体験実験のテーマと概要

A. 磁力を使って温度を感じてみよう

担当:山下 智史 先生 (化学専攻 物性物理化学研究室)

温度のコントロールは日常の生活に欠かせない身近なサイエンスです。水が0 ℃で凍ったり100 ℃で沸騰したりするように温度は物質の状態を変化させます。しかし、普段0 ℃より低い温度や100 ℃より高い温度を実感することはあまりありません。この実験では、-196 ℃の低温が得られる液体窒素と磁力(磁石)・金属・超伝導体を使って温度の変化を実感してみましょう。

B. 計算機で分子を調べる

担当: 奥村 光隆 先生 (化学専攻 量子化学研究室)

教科書に載っている分子を、直接目で見ることはなかなか大変です。でも、計算機の中で分子を可視化してその構造を調べることができます。しかも、その分子の持っている性質を、実際に実験しないで予測することも可能です。 今回は、計算機で分子のモデルを作ってその性質を計算機で調べることに挑戦してみましょう。

C. 身の回りの高分子・ゲルの作製

担当:高島 義徳 先生 (高分子科学専攻 超分子機能化学研究室)

「ゲル」または「ジェル」(Gel)という言葉は身の回りにたくさん存在し、聞きなれたものであるにも関わらず、その性質、分類などに関しては意外と知られておりません。今回、身近にある科学現象を見ていただくために「ゲル」に注目し、紹介します。

D. 光の散乱をつかって微小粒子の動きを見よう

担当:寺尾 憲 先生 (高分子科学専攻 高分子集合体科学研究室)

青い空、夕焼け、白い雲などは光の散乱と深く関係しています。この現象は牛乳の白さや石鹸水の青白さとも関係があるので、散乱光を観測することにより、光学顕微鏡では観察できない1μm以下(数nmまで)の粒子の大きさを、水などの液体に分散したままの状態で知ることができます。この実験では、飲料、洗剤や墨汁などの光散乱を行い、日常にある濁りの正体を明かしてゆきます。測定したい試料を持ってきていただくことも可能です。

E. 炭素と炭素をつなぐクロスカップリング反応

担当:神林 直哉 先生 (高分子科学専攻 高分子反応化学研究室)

私たちの身の回りの物質の多くは、有機合成という化学的な方法で人工的に作られています。2010年にノーベル賞を受賞したクロスカップリング反応は、パラジウムという金属を少量使うことで有機合成の基本となる炭素原子同士をつなぐことができます。体験実験では実際にクロスカップリング反応に挑戦してみましょう。

F. 高分子材料「ポリウレタン」を合成する

担当:金澤 有紘 先生 (高分子科学専攻 高分子合成化学研究室)

私たちの身の回りではたくさんの高分子材料が使われています。望んだ性質の高分子を合成するためには、原料から考えて分子を設計しなければなりません。この体験実験では、ポリウレタンという高分子を合成します。原料を色々と変えることで、合成する高分子の様子がどう変化するか、実際に体験してみましょう。

G. 色でみるタンパク質

担当:石川 春人 先生 (化学専攻 生物物理化学研究室)

ステーキのお肉を買うとき、赤い色の鮮やかさで鮮度を判断しますね。あの赤い色のもとは何でしょうか。それは肉の中に含まれているミオグロビンというタンパク質なのです。赤い色をしているのは、牛肉だけではありません。マグロの赤身もその名前のとおり赤い色をしています。これもミオグロビンの色のせいです。この実験では、牛とマグロの肉からミオグロビンを取り出し、色を観察してみましょう。

H. ゲルってなんだろう?

担当:片島 拓弥 先生 (高分子科学専攻 高分子物理化学研究室)

ゲルは高分子と呼ばれる物質が橋架けされ網目構造を形成した物質です。高分子ゲルは固体であるにも関わらず、非常に柔らかく、水などの溶媒に浸漬させると溶媒を吸収し膨張します。このような特徴から、紙おむつの吸収素材、ソフトコンタクトレンズ、ゼリーなどの食品として利用されています。この実験では、ゲルを実際につくってみて、その性質がほかの物質とくらべてどのように異なるか、調べてみましょう。

I. X線で分子を見る

担当:川口 辰也 先生 (高分子科学専攻 高分子構造科学研究室)

DNAが二重らせん構造であることはX線を使って発見されました。X線を使って分子の立体構造を見る方法は、小さなものを顕微鏡で拡大して見る方法と全く異なった原理である回折法を使っています。なぜX線回折法で分子の姿を見ることができるのかを理解するために、このテーマではX線回折法の原理についての解説と、実際に様々な構造からどのような回折像が得られるかをレーザー光を用いて実験します。

J. 3Dプリンタで分子模型を印刷してみよう

担当:川村 和司 先生、戸所 泰人 先生 (技術部 分析測定室)

3Dプリンタは科学の分野で利用が進んでいます。3Dプリンタは紙に印刷するプリンタと異なり、立体を作り出すプリンタです。そのため、3Dプリンタの印刷には3Dデータが必要となります。今回は比較的簡単な方法で化合物の3Dデータを作成してみます。そして、そのデータを使って分子模型を作成してみます。分子模型の3Dデータ作成、3Dプリンタの印刷を体験してみましょう。