과학 이야기

水に手を入れても手が濡れない「乾いた水（Dry Water）」が存在することをご存知ですか？ 乾いた水は成分の95％が本物の水ですが、見た目は白い粉末状です。これは、微細な水滴の表面をシリカ（砂の成分）ナノ粒子がコーティングし、水滴同士が固まらず互いに弾き合うようにするためです。 手で触れても全く湿り気はつきませんが、液体よりも気体を驚異的な速さで吸収する独特な化学的性質を持っています。 この乾いた水は、二酸化炭素を効率的に捕集して気候変動を防いだり、危険な化学物質を安全に保管・運搬したりする未来型の環境配慮型素材として大きな注目を集めています。

長年にわたり中華料理症候群の原因とされ、研究が進められてきましたが、MSGの毒性は証明されていません。 むしろ塩よりも安全であることが証明されただけです。 - 塩とMSGの毒性比較 毒性の代表的な数値としてLD50がありますが、 これは動物実験で実験群の半分が死亡した際の 投与量（体重あたり）です。 塩: 3g, MSG: 19.9g (1kgのネズミに投与した場合) つまりMSGは6.6倍リスクが低いということです。 しかし、塩を毒と考えない理由は、 60kgの成人基準で180gを一度に食べなければ死なず、 そのような大量摂取の機会がないためです。 MSGは塩よりも使用量がさらに少ないため、 毒性についてはより安全になります。 - 名店の出汁とMSGの関係 MSGを使用しないと宣伝し、 肉、野菜、魚介類を水に入れて煮込んで出汁を作っていますが、 これは化学的に言えばMSGを作る過程です。 実際の調味料工場でも同じ作業をしています。 ただ、違いは出汁は煮出しただけで終わりですが、 MSGはそれを濃縮して粉末にする過程を経ています。

世界で最も硬く、永遠に見えるダイヤモンドでさえ、燃えて空気中に消えてしまうという事実をご存知でしょうか？ 18世紀の化学者アントワーヌ・ラヴォアジエは、巨大な虫眼鏡で太陽光を集め、密閉容器の中のダイヤモンドを加熱しました。 実験の結果、ダイヤモンドは跡形もなく燃え尽き、容器の中には二酸化炭素だけが残りました。これにより、ダイヤモンドが黒鉛や鉛筆の芯と同じ「純粋な炭素」であるという偉大な化学的事実が明らかになりました。 永遠の愛を象徴する宝石が、火に会うと気体に変わって飛び去ってしまう炭素の塊だったというわけです。

周期表：元素を化学的特性に合わせて整理した表 族：周期表の縦列、同じ化学的特徴を持つ 周期：周期表の横列、同一の電子殻数を持つ オクテット則：最外殻に電子8個が満たされた状態が最も安定した状態であるという規則。 ただし、遷移元素が現れる4周期目からは最外殻が拡張され、18電子則に拡張される。 軌道：周期表の形状を説明する理論。 それぞれの軌道には2個の電子が満たされる。 1周期：1s軌道で2個の電子しか入らない。H、Heの2つの元素のみが存在。 2,3周期：s(2)p(6)の8個の最外殻電子を持つ。 4,5周期：s(2)p(6)d(10)の18個の最外殻電子を持つ。 6,7周期：s(2)p(6)d(10)f(14)の32個の最外殻電子を持つ。

私たちが毎日吸っている酸素は、無色無臭で目に見えない気体です。しかし、酸素を零下183度以下に冷却して液体状態にすると、鮮やかな空色を呈します。 さらに驚くべきは、液体酸素が「磁石」にくっつくという事実です。これは、酸素分子内部の不対電子が特異な構造をなし、磁性を帯びるためです。 強力な磁石の間に液体酸素を流すと、空中に留まったまま磁石にしっかりとくっつく不思議な現象を見ることができます。 常にそばにあるため平凡に見える気体が、実は青い色彩と磁性を秘めた、意外な化学物質だったというわけです。

宇宙で最も寒い場所は、地球から5,000光年離れた「ブーメラン星雲」です。ここの気温は摂氏マイナス272度で、すべての分子の運動が止まる絶対零度よりわずか1度高いだけです。 興味深いことに、この星雲はビッグバンで残った熱である「宇宙マイクロ波背景放射」の温度（摂氏マイナス270度）よりもさらに寒いのです。つまり、宇宙空間そのものよりも冷たい、自然状態の比類なき冷凍庫と言えます。 この途方もない寒さの原因は、星雲の中心にある死にゆく星が、秒速164kmという恐ろしい速度でガスを噴出しながら膨張しているためです。断熱膨張の原理により、ガスは瞬く間に冷え、宇宙全体で最も比類なき極限の寒みを生み出しました。

- 台風があまり発生しない地域 左図：熱帯低気圧の累積軌跡図 右図：海流図 1) 赤道：転向力0のため発生しない 2) 南東太平洋：寒流が流れる海で、水蒸気の蒸発量が少ない ただし、エルニーニョが発生する年には水温が上がり、 ハリケーンが発生することもある 最も最近発生したハリケーンは2016年 3) 南大西洋：東側の海域は寒流が流れており、水蒸気の蒸発量が少ない 西側の海域は大陸の形状により、 発生可能な海域が狭く発達しにくい 4) 地中海：発達するには海の大きさが小さい ただし、2011年に発生記録がある 5) 高緯度地域：水温が低いため発生しない

量子力学は最先端の物理研究室でのみ起こることのようですが、実は私たちの周りの緑の植物たちも毎日量子力学を活用しています。それは「光合成」の過程においてです。 植物細胞が光エネルギーを吸収して反応中心まで伝達する際、無作為に道を探せばエネルギー損失は非常に大きくなるでしょう。しかし、光の粒子は「量子重ね合わせ」の状態を通じて、可能な全ての経路を同時に探査し、最も効率的な最適な道を見つけ出します。これはほぼ100%の確率で起こります。 物理学者たちが絶対零度付近の極限環境でようやく維持できる微細な量子現象を、植物は暖かく複雑な自然の中で完璧に制御しているのです。私たちが道端で見かける草の一本でさえ、実は高性能な量子コンピュータのように作動しているという事実、興味深くありませんか？

- 台風の発生条件 1. 海水温27度以上： 高温の水から水蒸気が発生し、低気圧の上昇気流を生成 2. 地球の自転によるコリオリ力： 台風が持つ低気圧の回転の根本的な力ですが、 赤道地域ではコリオリ力が0なので発生しにくく、 5～25度の緯度で主に発生 3. 上下層の風の差がない場所： 対流圏上層まで上昇気流が続くことで台風は力を発揮しますが、 偏西風のような強い上層の風に当たると、力が折れる - 台風に関する誤解：台風は強い力を持つので何でも突き抜けていく。 いいえ。既存の気団の顔色をうかがい、端に沿って迂回する。 今年の台風が韓国に来られず中国へ行った理由は、 北太平洋気団が日本、韓国をすべて覆い、中国山東半島まで発達したためです。 このリッジドームがどうのこうのと、力の強い二つの気団が守っているので、 割り込んで入る空間がありませんでした。

世界で最も長い吊り橋の一つである日本の明石海峡大橋は、工事中に地震の影響で当初の設計よりも1メートル長くなりました。 1995年の阪神・淡路大震災当時、主塔を建設していた現場にマグニチュード7.3の巨大地震が襲いました。この地震により海底地盤が移動し、二つの主塔の間の距離が1メートルも離れてしまいました。 工事を最初からやり直さなければならない危機でしたが、土木技術者たちは構造物の安全性を確認した後、離れた距離に合わせてケーブルと路盤の設計をその場で修正し、完成させました。 巨大地震が橋を崩壊させるどころか、逆に1メートル長くしてしまった、土木工学の驚異的な柔軟性を示すエピソードです。