サイエンスジャーナル

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2009年03月

「超臨界流体」で炭素繊維強化プラスチック(CFRP)をリサイクル!

科学大好き!アイラブサイエンス!最近気になる科学情報を、くわしく調べやさしく解説!毎日5分!読むだけで、みるみる科学がわかる!
 3Rとは何か?
 リサイクル(recycle)とは、本来は製品化された物を再資源化し、新たな製品の原料として利用することである。最近、同一種の製品に再循環できないタイプの再生利用や、電化製品や古着などの中古販売についても広くリサイクルと呼ばれることが多い。

 リサイクルの他にリデュース(reduce)、リユース(reuse)と共に3Rと呼ばれる。リデュースとは無駄を省き減量すること、リユースとは再使用すること。例えば節水、節電などはリデュースである。例えば中古車などはリユースである。

 さてプラスチックは軽くて、加工しやすいということで、あっという間に広がった。もちろん回収してリサイクルもされる。しかし、弾性率が低く構造用材料としては適していなかった。

 繊維強化プラスチック
 そこで、炭素繊維のように弾性率の高い材料との複合材料として、軽量で強度の高い材料が作られるようになった。強化材は炭素繊維(CFRP)の他、ガラス繊維を用いる場合(GFRP)もある。このように繊維を入れて強化したプラスチックを繊維強化プラスチックとよぶ。

 このように、繊維を入れて、丈夫になったプラスチックは、安価・軽量で耐久性がよいことから、小型船舶の船体や、自動車・鉄道車両の内外装、ユニットバスや浄化槽などの住宅設備機器で大きな地位を占めている。しかし、異種材料が混合した状態で成型されていることから、これまでリサイクルが難しい事が欠点であった。

 繊維強化プラスチックのリサイクル
 今回、NEDO技術開発機構の産業技術研究助成事業(予算規模:約50億円)の一環として、静岡大学工学部物質工学科の岡島 いづみ助教は、炭素繊維強化プラスチック(CFRP)をリサイクルするための基盤技術を開発した。

 その方法は何と、超臨界流体を使う方法。超臨界流体というと今まで、香り成分の抽出やクリーニングで使われてきた。方法は二酸化炭素を使い、高温・高圧状態にする。すると、二酸化炭素が液体と気体の中間の状態になるこれが超臨界流体で、香り成分がこれによく溶けたり、衣類の汚れがよく落ちたりする。

 超臨界流体
 今回の超臨界流体は、二酸化炭素の代わりに、アルコールを使う。このアルコールにプラスチックを溶かし、分離する。

 これにより、炭素強化プラスチック(CFRP)は分解して、炭素繊維とプラスチック部分に分離・回収できる。そして更に、回収後はプラスチック部分は樹脂として再利用する。

 今後、実用化を目指し、さらに実験を繰り返し、民間企業との意見交換や共同開発を行っていく予定である。

 繊維強化プラスチックの種類
 ガラス繊維強化プラスチック (GFRP) 比較的安価で、電波透過性に優れる。
 ガラス長繊維強化プラスチック(GMT)  強度に優れ、自動車部品などに使用される。
 炭素繊維強化プラスチック (CFRP) アルミニウム合金の後継材料として使用される。
 ボロン繊維強化プラスチック (BFRP) 強度、対弾丸性が大きく、軍事兵器などによく使用される。
 アラミド繊維強化プラスチック (AFRP, KFRP) アラミド繊維(ケブラー)による強化で耐衝撃性に優れる。
 ポリエチレン繊維強化プラスチック (DFRP) ポリエチレン繊維(ダイニーマ)による強化プラスチックで高強度、熱伝導性にも優れる。
 ザイロン強化プラスチック(ZFRP)  ザイロンによる強化できわめて高い強度と難燃性がある。
 

 参考HP Wikipredia「繊維強化プラスチック」「超臨界流体」
NEDO技術開発機構「
炭素強化プラスチック(CFRP)のリサイクル技術を開発 

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春休みに「大恐竜展」へ行こう!現代に蘇る南半球の支配者

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 桜咲く上野公園
 3月28日10時頃、上野駅公園口を降りると、開花宣言の出た後の土曜日、ということもあり、上野公園では桜を見る人達で賑わっていた。

 今年東京の桜の開花は3月21日。平年より7日早く、昨年より1日早い。ただその後、気温の低い日が続いたため、この日は4分咲きというところ。日本気象協会の予想では、東京のサクラは31日に満開を迎える。

 上野公園の手前の国立西洋美術館では、これも人気の「ルーヴル美術館展」が開催されていた。上野公園の向こう側の上野動物園も人気があるスポットだ。そのすぐ近くにある、国立科学博物館で「大恐竜展」は開催されている。入り口はそれほど混んではいなかったが、中に入るとなかなかの盛況ぶりだ。

 毎年違う「恐竜展」
 「恐竜展」というと、過去に何度もやっている。「またか」という人もいるかもしれない。しかし、今から1億年から2億年前の地球を見た人は誰もいないので、今日まで信じられた説が、明日変わることもある。世界では化石が今も発掘されていて、そのつど新しい発見があり、謎が解明される。ほとんどが、想像で語られる未知の世界なのだ。

 わずか2000年前の邪馬台国がどこにあるかでさえ、人類は諸説を繰り広げ、1つに決められないでいる。まして、1億年〜2億年という長い年月を越え、何があったかを、想像して描く、我々人類の可能性はすばらしいと思う。

 そんなわけで、国立科学博物館で「大恐竜展」があると聞き、今回はどんな新しい発見があったのだろうと、楽しみにしていた。

 南半球の「大恐竜展」
 今回の「大恐竜展」の見どころは、何といっても南半球の恐竜の化石で、これだけ集められたのは日本初のことである。

 恐竜が地球上に現れたのは約2億3000万年前の中生代三畳紀後期、現在の南アメリカあたりとされている。約65000万年前中生代白亜紀後期に、謎の絶滅をするまで1億6000万年も恐竜の時代は続いた。

 この間、陸地の地形にも大きな変化が起きた。もともと地球上にたった1つの存在だった超大陸「パンゲア」が1億6000万年前南北2つに分裂した。北半球の大陸をローラシア、南半球の大陸をゴンドワナという。その後ゴンドワナは、さらに分裂し、1億年前には南米、アフリカ、オーストラリア、南極、マダガスカル、インドなどに分かれた。

 迫力ある恐竜展示
 こんなわけで、北半球の恐竜と南半球の恐竜はそれぞれ別々に進化したのである。例えば北半球の肉食恐竜、ティラノサウルスは南半球にはいない。しかしそれに勝るとも劣らない「マプサウルス」という巨大肉食恐竜がアルゼンチンで発見された。

 草食恐竜も北半球のブラキオサウルスは南半球には見られず、かわりに巨大草食恐竜「マシャカリサウルス」がブラジルで発見されている。

 今回の目玉は、この2種類の巨大恐竜の骨格標本の展示。これ以外には、500本もの歯を持つ「ニジェールサウルス」、4メートルの翼を持つ、翼竜「タラソドロメウス」などが展示されている。

 恐竜は鳥の祖先というのが最近の通説になっているが、翼竜は恐竜のなかまにもなっていない別の生物だとされている。発掘された翼竜の頭の骨格をみると、そのわけがよくわかった、恐竜とはまったく違うからだ。

 さらに今回、目を引くのは恐竜の色である。今まで恐竜の皮膚の色は謎であったが、思い切って実物模型にカラフルな彩色を施している。これにより、あたかも恐竜が現代に蘇ったかのような錯覚を覚えた。この色彩によって、初めて目にした恐竜の骨格が、さらに迫力を増し目の前に迫ってくる。

 この「大恐竜展」平成21年3月14日(土)〜6月21日(日)まで開催されるが、ぜひ家族で、春休みに訪問したいスポットの1つである。

 国立科学博物館「大恐竜展〜知られざる南半球の支配者〜 」 平成21年3月14日(土)〜6月21日(日)
 会場 国立科学博物館(東京・上野)
開館時間 午前9時〜午後5時、金曜日は午後8時まで
※4月25日(土)〜5月6日(水・振休)は午後6時まで延長開館 (5月1日は午後8時まで)
※入館は各閉館時間の30分前まで 
 休館日 毎週月曜日 ※ただし、3月23(月)、30日(月)、4月27日(月)、5月4日(月)は開館
 入館料 (常設展も観覧可) ●一般・大学生:1,500円(1,200円)●小・中・高校生:600円(500円) ※( )内は前売り、20名以上の団体。 ※未就学児は無料。 ※障害者手帳をお持ちの方とその介護者1名は無料。
●金曜限定ペア得ナイト券:2名で2,000円 ※金曜夜間開館の時間に限り、「ペア」(2人同時入場、男女問わず)で入場する場合、お得なチケットです。(金曜日午後5時から午後8時まで。最終入館は午後7時30分)
 主催 国立科学博物館、読売新聞社

 

参考HP 国立科学博物館 大恐竜展 

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 会期

「長寿は10代の体力から」戦時中の記録を追跡して発見!

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体力と筋力
「体力は10代のときから大切」というのはよく聞く話だが、実際に10代のころの体力測定の結果をもとに追跡調査すると、体力と長寿の間に相関関係が見られた。

最近は体力の維持を意識している。仕事で忙しく、体を動かさないとすぐに調子がが悪くなるからだ。毎日少しでも筋トレをして、軽く汗をかくことを目標としている。

とくに意識しているのは、体幹を意識した運動(コアトレーニング)で、大腰筋や腹筋や背筋、首まわりの筋肉など、主に体の中心にある筋肉には、負荷をかけるようにする。また、肩こりには、腕立て伏せが有効で、これも毎日欠かせない。

気がついたのは足首の筋肉で、足首を回してふくらはぎの筋肉を刺激すると、血行がよくなり、体が暖かくなる。寝付けないときにこの運動は有効だ。

このように体力と筋力は、生きていくのに欠かせない。

筋肉と男性ホルモン
さらに、筋肉と男性ホルモンの関係も見逃せない。一流のプロスポーツ選手が男性ホルモンを注射してまで、結果を出そうとする、ドーピング問題。これはいけないことだが、男性ホルモンは筋肉をつける働きがあるのだ。

女性が筋肉の発達した男性にひかれるのは、筋肉の発達した男性に男性ホルモン、テストステロンを感じとる本能があるからだという話題もあった。

男性ホルモンはしかし、性ホルモンでもある。このホルモンの衰えは、正確が丸くなる反面、男女ともに更年期障害を引き起こす原因となる。

体力測定と生存調査
今回、お茶の水女子大のグループが、10代での体力が長寿に結びつく可能性が高いことをつきとめ、その研究を発表した。

この研究は、今から約64年前、戦時中の学生の体力測定の記録が発見されたことがきっかけだったという。

記録はお茶の水女子大学の前身、東京女子高等師範学校の付属高等女学校で1943年12月に行った「体力測定」の記録。平均17歳、519人分の記録を、同大の曽根博仁・准教授が3年前、大学倉庫で偶然見つけた。

大学付属高校の同窓会「作楽会」のメンバーが手分けして電話をかけるなどしたところ、510人の状況がわかった。2007年春の時点で、平均年齢は81歳で、死亡していたのは72人だった。

体力と長寿
研究グループは、1000メートル走と縄跳びの持続時間、木の棒投げ距離、16キロの荷物を抱えた100メートル走といった、普段の運動で身につく体力を示す4種目について点数化。

総合点が高めだった人と低めだった人に分け、510人の2007年春時点での生存状況を比べた。その結果、点数が高めの人たちの生存率は89.3%。低めは82.5%と、統計学的に有意差があった。(asahi.com 2009年3月28日より)

統計学的有意差とは何だろう?

これは、最大限許容されるエラーを起こす確率のこと。一般には「0.05以下」即ち「5%以下」を目安とする。つまり100回判定したら5回以下は間違うことを許容するということ。つまり、この研究の生存率の差の6.8%は、十分に体力は長寿に関係があると言える差である。

参考HP Wikipedia「健康」「長寿」「体力」 「コアトレーニング」アイラブサイエンス「どうしたら異性にもてる?テストステロンを科学する 

健康長寿のキーワード 生活体力
芳賀 脩光,佐藤 祐造,大谷 克弥,大野 秀樹
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「破壊措置命令」!北朝鮮ミサイル問題は何が問題か?

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破壊措置命令

北朝鮮は4月4〜8日の間にテポドン2号で、人工衛星を打ち上げると発表、秋田、岩手両県の上空を通過すると予告した。これに対し、浜田靖一防衛相は3月27日、北朝鮮が「人工衛星」名目で発射した長距離弾道ミサイルが日本領土・領海に落下した場合に迎撃する「破壊措置命令」を初めて発令した。

自衛隊は同日夜からミサイル防衛(MD)関連の部隊移動に着手。月内に配備を終え「万が一」に向けた初の実戦運用の態勢を整える。政府は北朝鮮のミサイル発射後、5〜10分で発射の事実を一般に通知する方針だ。

「破壊措置命令」とは、自衛隊法82条の2の3項に定められている命令で「防衛大臣が、事態が急変し内閣総理大臣の承認を得るいとまがなく、我が国に向けて弾道ミサイル等が飛来する緊急の場合、我が国領域における人命又は財産に対する被害を防止するため、自衛隊の部隊に対し発令する命令」のことで、閣議決定を経ずに発令される。

お隣は違う国
桜の開花が宣言され、お花見の話題がテレビのバラエティ番組で放映されている。そんなのどかな春の日に、突然のように降ってわいてきたミサイル問題。日本は平和ボケしていると言われているが、世界は世界であって、主義主張の違う緊張関係にあることを思い出させてくれた。

イラン、イラク、アフガニスタン、イスラエルであったら、どこか遠い国の話であり「人ごと」であったが、それが北朝鮮であるとこんなに、緊張感が違うものかと思った。国が違えばまったく考え方は違うのだ。

ロシアにとっても「人ごと」なんだろう、「人工衛星の打ち上げなら国際安保理に違反しない」と言ってこれを支持、日本では浜田靖一防衛相が記者会見で「ロケットであれ、ミサイルであれ我が国上空を通過していく飛翔物体は不愉快きわまりない。直ちに中止してほしい」と述べた。

ミサイルかロケットか
それにしても北朝鮮はロケットと呼び、日本ではミサイルと呼ぶ。イメージが180°違うではないか。どっちが正しいのだろう?

実は、技術的には両者の間に大きな違いはない。大気圏外で切り離されたロケットの先端部を衛星として軌道に乗せることを目指すのか、そのまま大気圏に再突入させ、地上の一定の目標に向けて落下させることを目指すのかの違い。つまり、打ち上げの目的が違うだけだ。

国民は知らされてないが、世界はミサイル開発と宇宙開発を一体化して進めている。日本も同じだ。したがって、もし、北朝鮮がミサイルの発射を衛星の打ち上げだと主張したとしても、これらを区別して考える意味はほとんどない。

一般的に言って、ある国が軌道上に人工衛星を打ち上げることに成功した場合、その国はICBM・大陸間弾道ミサイルの技術を保有したと見なされるのは国際社会の常識だという。

我が国の防衛体制
実際にテポドン打ち上げられ、万一日本にミサイルが落下した場合はどうやって防衛するのだろうか?

落下するミサイルに対しては、下からミサイルで迎撃する。それが「破壊措置命令」だ。迎撃するのはSM3とPAC3である。

「破壊措置命令」に伴い佐世保港から、自衛隊イージス艦「こんごう」と「ちょうかい」海上自衛隊のイージス艦2隻が28日朝、日本海に向け出港した。また、横須賀基地の「きりしま」は本州東側の太平洋に向かう。3隻とも海上配備型迎撃ミサイル(SM3)を装備済みだ。

また、米海軍もSM3装備のイージス艦「シャイロー」など数隻を日本近海に配置している。

「破壊措置命令」の発令を受け、航空自衛隊入間基地(埼玉県)からは、地上配備型迎撃ミサイル(PAC3)部隊が3月27日夜、陸上自衛隊朝霞駐屯地(東京都練馬区)や防衛省(新宿区)に向け配備場所に移動を始めた。

ミサイルの上空通過が予想される東北地方の陸自新屋演習場(秋田県)と同岩手演習場(岩手県)には、浜松基地(静岡県)のPAC3部隊が週明けまでに移動する。

SM3
SM3はイージス艦からの情報を元に3段のロケットを使い大気圏外まで上昇した後に、ノーズコーンを分離させてキネティック弾頭を露出させる。

ロケットやノーズコーンから分離したキネティック弾頭は搭載されている長周波赤外線シーカーにより目標を精密に捕捉し、針路変更・姿勢制御システム(SDACS)用の4個のサイド・スラスターにより目標への飛行を微調整する。

最終的には重量約23キロのキネティック弾頭が約30メガジュールの運動エネルギーを伴って目標の弾道弾に衝突して破壊・迎撃することになっている。

PAC3
パトリオット(PAC3)は目標の飛翔物体に対し、レーダ波を出しつつ目標と会敵する方式が採られている。破壊力を高めるため、弾頭は近接信管だけではなくヒット・トゥ・キル(Hit-to-kill)、つまりPAC3ミサイルの飛翔体全体を目標弾道ミサイルに直接衝突させ、その運動エネルギーによって目標を粉砕破壊する方式のものに変えられた。

弾道ミサイルへの直撃をはずした場合のできるだけの対処として、PAC-1で2グラム、PAC-2で45グラムであった破砕断片を225グラムペレット24個に変えて目標を撃墜する可能性を高めていいる。

参考HP Wikipedia「テポドン」「SM3」「PAC3」「破壊措置命令」 

「自衛隊 在日米軍」の実力―知られざる「防衛システム」の正体! (別冊宝島Real (036))

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テポドンの脅威―北朝鮮のミサイルを理解するために
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トヨタ・プリウスの逆襲!いよいよHV(ハイブリッド)主役の時代に

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 新型プリウス登場!
 トヨタ自動車は、ハイブリッド車「プリウス」を5月に全面改良して、3代目新型プリウスを発売する。

 今回の主な改良点は、1.5リットルあった排気量を1.8リットルに増やしながら、燃費を35.5キロから38キロにアップさせたこと。そして、電力の一部に太陽電池を使うことなどである。

 これだけ性能が向上すると、値段も高くなるはずだが、驚いたことに、予定する最低価格を、205万円程度とする方針だ。これは、現在のプリウスの最低価格より30万円近く安い。

 これは、ホンダが2月に発売したハイブリッド車「インサイト」が低価格を売りに受注を伸ばしており、価格戦略を見直して対抗するねらい。

 いよいよエコカーの時代に
新型プリウスは「インサイト」と違ってCDなどオーディオ機器も標準装備するため「実質的な価格差はほとんどない」(販売店関係者)との見方もある。新型は、1997年発売の初代の価格215万円(税抜き)も下回る。

 さらにトヨタは、新型の発売以降、現在の2代目プリウスを200万円以下で販売する方向で検討中。装備は簡素化するという。

 ホンダの「インサイト」販売時に、トヨタ「プリウス」もある程度低価格で対抗すると予想されていたが、性能向上でのプライスダウンは予想していなかった。これで採算がとれるのだろうか?

 消費者や環境にとっては大変うれしいニュースで、これでいよいよエコカーが、一般に普及する時代になった。

 「プリウス」と「インサイト」いったいどこがどう違うのだろうか?

 大きさの違い
 まず「プリウス」は3ナンバーであるが、「インサイト」は5ナンバーである。このナンバーの違いは大きさの違い。プリウスは普通乗用車になるが、インサイトは軽乗用車に分類される。

 一般的に、5ナンバーは軽自動車または小型車で、排気量2,000cc以下で全長4.7m未満、全幅1.7m未満、全高2.0m未満の大きさ。乗員は10名以下。

 3ナンバーは普通乗用車で、排気量2,000cc超(ガソリン車のみ)、全長4.7m以上、車幅1.7m以上、全高2.0m以上のいずれかに該当する。乗員は10名以下。

 プリウスは、新型でも1,800ccで、3ナンバーであるのは、大型化するねらいがあるからか。

 走り方の違い
 ハイブリッドカーといっても、様々なタイプがある。

 トヨタのHV(ハイブリッドカー)はスプリット方式。発進・低速時はモーターだけで走行し、速度が上がるとエンジンとモーターが効率よくパワーを分担。エンジンは動力にもなるが、発電機を回し充電もする1台2役。プリウスの場合はモーターだけの走向も可能で、限りなくEV(電気自動車)に近い感じだ。

 ホンダのHVは、パラレル方式。主役がエンジンで、モーターがサポート役である。エンジンによる走行が主体。発進時に最大の力が出るモーターの特性を活かし、エンジンが燃料を多く消費する発進・加速時に、モーターでサポートする方式。従来のクルマにモーターとバッテリーなどを追加するだけのシンプルな機構。

 新型プリウス、その他の性能
 ハンドル近くのパネルに表示されるのが、エコドライブサポート機能。その一つである「ハイブリッドシステムインジケーター」は、走行中のアクセルの踏み方によってメーターの棒が伸び縮みし、メーターの目盛りの位置によって、走行中の燃費の状態が分かるようになっている。

 エンジンが1,500ccから1,800ccに増えたにもかかわらず、燃費が向上したのも素晴らしい。これはプリウスがガソリンエンジンよりも、モーターで走る力が向上したこともあるだろう。「排気量がアップすれば、燃費が悪くなるのは当たり前」という“クルマの常識”を覆したのはすごい。

 さらに、ルーフにソーラーパネルを設置、夏の日差しがあるときには空調ファンを自動的に作動させたり、駐車中に外気を取り入れ、車内の温度上昇を抑える機能を搭載した。

 また、先端技術だけでなく、トランク容量を415リットルから445リットルに広げ、ゴルフバッグ4個積めるスペースを確保するなど、使いやすさも追求した。

関連するニュース
トヨタ、ハイブリッド車で巻き返し=新型プリウス、価格でホンダに対抗
 トヨタ自動車が、1997年の発売以来、世界累計120万台以上を売ったハイブリッド車(HV)「プリウス」の新型を5月中旬発売する。

 ホンダが2月に売り出したHV「インサイト」(排気量1300cc)が最低価格189万円という割安感から消費者の支持を集めており、トヨタも当初想定より価格を下げて対抗するほか、現行型も値下げして併売。HV市場で圧倒的なシェアを握る「本家」としての意地から巻き返しを図る。

 新型プリウスは、エンジンと電気モーターを組み合わせたHVシステムの90%以上を新たに開発。「トヨタが今持ち得る最高の技術」(大塚明彦チーフエンジニア)を投入し、効率性を高めた。

 排気量は現行型の1500ccから1800ccに大型化し、加速面などで走行性能を向上。ガソリン1リットル当たりの走行距離は現行型の35.5キロから38キロ程度にまで伸ばし、インサイトの30キロを大幅に上回る。

 最低価格は現行型より30万円程度安い205万円前後に抑える。いまだに人気が衰えない現行型も装備を簡素化した上、最低価格をインサイト並みに下げて併売する方針で、徹底した「インサイト包囲網」を敷く考えだ。(jijicom 2009/03/26)


 参考HP Wikipedia「ハイブリッドカー」・トヨタ「
プリウス 

未来カー・新型プリウス―エンジニアたちの挑戦
御堀 直嗣
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「DNAバーコード」登録始まる!食品偽装や害虫調査に活用!

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DNAバーコード
バーコードは便利なもので、JANコードだと13桁で約10兆個の種類の商品を登録できる。現在、生物の分類のために「DNAバーコード」というものが設置され、登録が始まっている。DNAバーコードとは何だろうか?

現在、知られている生物の種類は150万〜180万種類。このうちの約100万種は、昆虫類だ。実際には360万〜1億、またはそれ以上とも言われているが、はっきりとわかっていない。しかし、こんなにたくさんあっても、バーコードで管理できるのは、すごいことだと思う。

CBOL
国際的な活動は、2004年から。約50カ国170以上の機関・団体が加わって米国に事務局を置く、ザ・コンソーシアム・フォア・ザ・バーコード・オブ・ライフ(CBOL)がとりまとめている。魚や鳥、昆虫などで作業が先行し、これまでに約5万種、約56万個体からバーコード情報が集まっている。

生物分類学の研究体制は世界的に縮小傾向にあり、研究者も少なくなっているのが現状。絶滅危惧種など、生物多様性への関心は高まっているのに、専門家がいなくなれば、だれが正確な名前を決めるのか?…という心配があり、DNAバーコードが始まった。

DNAバーコードは、2003年、カナダ・ゲルフ大のポール・ヒーバート教授らが初めて提唱した。日本では、まだ国レベルの取り組みまでいっていないが、今年1月から本格活動を始めた日本バーコード・オブ・ライフ・イニシアチブ(JBOLI)の代表を務める伊藤元己・東京大教授は「ぜひ、データを発信してほしい」と呼びかけている。

では、どうやってバーコードとDNAを結びつけるのだろうか。

mtDNA-COI領域
DNAバーコードは、DNAの特定配列を種のマーカーとして用いる技術で、動物ではミトコンドリアDNA(mtDNA)の、COIという領域を使用する。それに対し、植物では、標準領域のコンセンサスが得られていないが、葉緑体DNAのゲノム上の複数領域を用いる予定。

このCOI部分は、DNAの塩基配列が生物によって大きな違いがある。DNAの塩基にはアデニン(A)、グアニン(C)、グアニン(G)、チミン(T)の4種類があるが、この塩基配列を器械で読み取って、数値、バーコード化し、これをデータベースに登録する。例えば塩基配列が「AAGCTATTC...」であれば「113241442...」といった具合だ。

ではこの「DNAバーコード」どうやって利用するのだろう。

食品表示偽装
「DNAバーコード」の最大の利点は生物の体の一部が資料として残っていれば、DNAを分析し、その生物の名前がすぐにわかることにある。

昨夏、米国の女子高生2人がニューヨークのレストランやスーパーなどで魚の切り身を集めて大学に届け、DNAバーコードで種名を調べてもらった。すると56点のうち14点に表示の誤りが見つかり、地元で大きく「食品表示偽装」として報道された。

すし屋の「シロマグロ」がアフリカ産淡水魚のティラピアだったり、庶民的な「赤魚」の中に絶滅危惧(きぐ)種が含まれていたり……。生徒の1人、ケイト・ステックルさんは、CNNに「高価な魚の代わりに、(絶滅危惧種など)望まれない魚や安い魚が使われていた」とコメントしていた。

バードストライク
先日、ニューヨークのハドソン川に航空機が着水した事故、原因は航空エンジンに鳥が吸い込まれる「バードストライク」であったが、「原因となった鳥の血や肉片が残っていれば、鳥の種類を特定でき、対策を立てられる」と西海功・国立科学博物館研究主幹。

新しい害虫が現れた時にも有効だ。昨夏、北海道の畑で見慣れないガの幼虫が、ダイズやカボチャなどの葉を食べる被害が起きた。成虫にまで育てられ、DNAバーコードも併用して、北海道では被害の発生が初めてのヘリキスジノメイガと「鑑定」された。

参考HP Japanese Barcode of Life Initiative( JCBOLI )
朝日新聞サイエンスニュース
DNAバーコード、進む登録 食偽装や害虫調査に活用 ( asahi.com 2009年3月23日 ) 

ミトコンドリアDNAで相性判断―血液型占いをかえる
徳永 隆司
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ミトコンドリアが進化を決めた
ニック・レーン
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便利な自動認識 「バーコード」と「QRコード」のしくみ

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 バーコード
 スーパーのレジで必ず目にする、バーコード。会計のとき、ピ!ピ! と音がして確認する。あっという間に普及して、もう何の違和感もなくなってしまった。だが、あのしくみどうなっているかご存じだろうか?

 バーコード(Barcode) は、縞模様状の線の太さによって、数値や文字を表す識別子。暗号の一種である。数字、文字、記号などの情報を一定の規則に従い一次元のコードに変換し、レジスターなどの機械が読み取りやすいデジタル情報として入出力できるようにしている。

 暗号というと真珠湾攻撃で使われた暗号文「ニイタカヤマノボレ1208」(=12/8に日米開戦)、や、「トトトトト...」(=全軍突撃せよ)、「トラトラトラ」(=我、奇襲に成功せり)などがよく知られている。この場合、事前に決めておいたフレーズを特定の合図とした。

 JANコード
 バーコードもこれと同様に、バーの太さの組み合わせで数値や文字の意味が決まっている。日本で最も普及しているバーコードは、JANコードと呼ばれていて、さまざまな商品を識別するために、商品に印刷または貼付されている。

 JANコードの場合13桁の数字をバーで表示して、商品を表すことが決まっている。その数字の意味は、始めの2桁で国名を次の5桁で会社名、最後の6桁で商品を登録することが決まっている。例えば、4901777139275というバーコードは、49というと日本という意味で、01777というとSUNTORYという会社、139275というとDAKARAという商品であることがわかる。

 ではこのバーコードどのような仕組みで読み取るのであろうか?

 スキャナ
 バーコードを読み取る機械をバーコードスキャナ(バーコードリーダー)という。バーコードは、白と黒のバーで構成されているが、バーコードスキャナはこれに光をあて、その反射光をとらえ、黒白を2値のデジタル信号に置き換える事でデータを取り出す仕組みになっている。

 バーコードではただの線に見えているが、スキャナを通すとデータが数字なって表れてくるから面白い。スキャナは5000円ぐらいから市販されていて、パソコンにUSBケーブルでつなげると、数字が表示される。これをエクセルで集約し、商品管理できる。

 例えば本にもバーコードはついているので、自宅の本をスキャナすれば、どんな本が自宅にあるか管理することができる。

 QRコード
 バーコードは1967年、アメリカの食品チェーン店が、レジスターの行列を解消させる方策として実用化された。

 バーコードは横方向にのみ意味があり、表すデータも数列や文字列でどちらも一次元だが、ドットを縦横に配列し、多くの情報を表す二次元コードも考えられ、すでに普及している。代表的なものにデンソーウェーブのQRコードがある。

 QRコードとは、1994年にデンソーの開発部門(現在は分離し、デンソーウェーブとなっている)が開発したマトリックス型二次元コードの一種。白と黒の格子状のパターンで情報を表す。

 QRコードという名称はQuick Responseに由来する。高速読み取りができるという意味だ。携帯電話では、QRコードを読み取る機能がついているものが多く、もうすでに使ったことがあるのでは?

 JANコードであれば、13の数字だけであるが、QRコードの要量は、数字であれば最大7,089文字、英数であれば最大4,296文字、漢字・かなであれば最大1,817文字登録できる。

 自動認識
 バーコードやQRコードで、自動的にさまざまな情報がわかり、ますます世の中は便利になった。自動的に情報を伝えるのはこれまでにも、キャッシュカードやクレジットカード、SuicaやPASMOなどが知られている。最近では指紋・虹彩・静脈認証などの生体認証もある。

 このように、人間を介さず、ハードとソフトを含む機器により自動的にバーコード、RFID、指紋、製品画像などのデータを取み込み、データの取得または識別することを自動認識(Automatic Identification)という。


参考HP 
QRのススメ 日本自動認識システム協会 流通システム開発センター 株式会社:KEYENCE「バーコード基礎知識・JANコード」

Excel/Access/Wordで使えるバーコード
土屋 和人
ソシム

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エフケイシステム CCDバーコードリーダー USBインターフェイス TSK-U

エフケイシステム

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若田さんの楽しい宇宙生活 ロボットアームから尿再利用まで

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日本人初のISS長期滞在クルー
2009年3月16日にSTS-119(15A)ミッション・スペースシャトル「ディスカバリー号」で打ち上げられた若田宇宙飛行士は、飛行3日目となる18日、国際宇宙ステーション(ISS)に到着し、日本人初となるISS長期滞在クルーとして任務を開始した。

初めての朝はラジオ体操の歌で目覚めたという、若田さん。「皆さんISSからこんにちは。国際宇宙ステーション(ISS)での仕事は順調に進んでいます。ISSでの生活は快適です。」...と自身のブログで宇宙ステーションでの活動をつづっている。

若田さんのブログはこちら
 → 
http://blogs.yahoo.co.jp/koichiwakata_blog

宇宙飛行士は「プロフェッショナル」
若田さんの毎日の生活は、楽しい夢と希望に満ちあふれている。自分の専門分野である、ロボットアーム操作では、マニュアルにない操作で動作不良を発見。無事、太陽電池パネル「S6トラス」の設置に成功した。宇宙飛行士が「プロフェッショナル」である、という一面を見た。

これ以外には、さまざまな実験を日本実験棟「きぼう」で行う。最初の実験は、何とカエルの実験。日本時間19日午前6時40分、「きぼう」でカエルの細胞を培養する実験を始めた。

実験内容は、生物の発生時に起きる「重力遺伝子」のはたらき。アフリカツメガエルの腎臓細胞は、地上の重力環境では盛り上がったドーム構造を作るが、宇宙の無重力状態では形成せず、働きが活性化する遺伝子、抑制される遺伝子があることがわかっている。地球上では眠っていた遺伝子が宇宙環境においてどう活性化されるのかなど、生命現象と重力との関係について調べる。

ISSでの日常「飲料水・食事」
宇宙ステーションでの日常生活も、ユニークだ。まず、飲料水であるが、なんと自分たちが排泄する尿を利用する。3月22日、故障していた尿の完全再利用する装置の部品交換が完了した。若田さんは「どんな味がするのか飲むのが楽しみ。飲んだら報告します」と話した。この装置では尿を加熱して蒸留水にする。
 
食事の時間に食べたのは、赤飯とサバの味噌煮にカレーライス。仲間にもふるまい、好評であったという。宇宙食のメニューも豊富になった。

ISSでの日常「体調維持装置」
宇宙で大切な健康管理。長期滞在での最大の課題は、筋肉や骨の減少だ。ISSでは毎日2時間の運動が義務だが、帰還後の筋力は約20%減少。骨からカルシウムが溶け出し、骨粗しょう症に近い状態になる。

これに対して若田さんは、カルシウムの流出を抑える、骨粗しょう症の薬を服用。健康管理チームの指示で飛行前の筋力トレーニングを強化し、筋肉を約10%増やして臨んだ。訓練された宇宙飛行士でも、閉鎖環境で暮らす長期滞在でのストレス対策は重要だ。旧ソ連時代には、ストレスが深刻ないさかいに発展する例もあったという。

筋肉を維持するために使用する、体力維持装置には、走る運動器具(トレッドミル)や、自転車をこぐ運動(エルゴメーター)、筋力トレーニングの装置があるが、故障が多いのが問題。地上では、80キロを超える巨体が上でドタバタ動き、機械には相当な負担がかかる。 運動器具の維持管理も大切だ。

宇宙線の回避
宇宙での生活はもちろん楽しいことだけではない。こうして、体調管理に努めても宇宙には危険がいっぱいだ。

宇宙飛行士は睡眠中に、光を見ることがあるという。このとき「あ今、体内に宇宙線が通過した」とわかるのだそうで、このとき、いくつかの細胞のDNAは、確実に破壊されている。

太陽フレアが発生し、大量の宇宙線の通過が予測されるときは、NASAの管制官から、緊急避難の指示が出る、このときには全員、食料や飲料水など水分の多い荷物に囲まれた部屋に移動するという。

宇宙での危険はこれだけではない。スペースデブリの問題もある。

わずか10cmのスペースデブリ
日本時間3月23日午前、NASAは国際宇宙ステーション(ISS)に宇宙ごみが衝突する可能性があるとして、ステーションの高度を下げ、軌道を一時変更した。

NASAによると、宇宙ごみは中国が1999年に打ち上げたロケットの破片だという。ステーションと結合中の米スペースシャトルには、若田さんら計10人の乗員がいるが、避難はしなかった。この破片の大きさは、わずか直径10センチ。

ステーションには今月12日にも、人工衛星の部品とみられる宇宙ごみが接近。軌道変更の時間がなく乗員3人が、緊急脱出用に結合しているロシアの宇宙船ソユーズに約10分間避難した。宇宙ごみは秒速数キロの猛スピードで飛ぶことから、衝突すると損傷につながる危険性がある。

参考HP JAXA STS-119ミッションウィークリーレポート 

国際宇宙ステーションとはなにか (ブルーバックス)
若田 光一
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宇宙ステーション入門
狼 嘉彰,中須賀 真一,冨田 信之,松永 三郎
東京大学出版会

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実在する「反物質」をつかまえろ!「反陽子ヘリウム」とは何か?

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 科学にはストーリー性が大切
 映画「天使と悪魔」の公開を前に「反物質を使った兵器づくりなんて、現実の世界ではあり得ません」東京大の物理学者早野龍五教授は、記者会見まで開いて「反物質」の歴史と現在の研究などを解説した。

 この映画は、最先端の科学に興味関心を持ってもらうためには、よい映画だと思う。私は科学の発展には、まず多くの人の興味・関心が必要だと考えており、そのためには、正しいかどうかよりも、エンターテイメント性が重要だとさえ考えている。

 ノーベル賞を受賞した小林誠氏も、文科省を訪問し「教科書にはストーリー性が少ない」と意見を述べている。やはり、科学はまず面白くないといけない。このブログを書いている、私自身、科学を楽しんでいるし、少しでも記事を読んだ人に、科学に興味を持ってほしいと願っている。

 だから、先端科学を題材にしたSF映画を作ることや、先端科学を研究している研究者がコメントするのはよいことだと思う。

 ところで、反物質の研究は、どこまで進んでいるのだろうか?

 反物質研究最前線
 まず、宇宙に反物質は存在しないかといえば、実存する。しかし、その量は少ない。人類は宇宙から飛んでくる宇宙線が、地球の大気にぶつかるときにできる、二次宇宙線の中に反陽子を発見した。

 さらに、「CERN」などの高速加速器を使って、人工的に様々な反粒子を作ることもできる。このとき、反物質を生成するのに必要なエネルギーは、反物質が消滅するときに得られるエネルギーよりも大きく、手間がかかる。

 こうしてできた反物質は、1兆分の1秒という、短い間に消滅してしまうから、これを捕まえるのは難しい問題だ。しかも、反物質は物質と出合うと対消滅するので、普通の容器に保存するのも難しい。

 しかし、最近、反物質を捕捉する物質が発見されたという。それは何だろう?

 「反物質」を生け捕り?
 発見したのは、映画にコメントをした、あの東京大の物理学者早野龍五教授のグループ。発見した物質はヘリウムである。

 東京大の早野龍五教授が率いる実験グループ「ASACUSA」では、スイス・ジュネーブにある欧州合同原子核研究所(CERN)で反粒子の研究を続けている。

 「ASACUSA」が研究しているのは、陽子の反粒子「反陽子」。この反陽子も物質に触れると消えてしまう。ところが早野教授は、ヘリウムガスに反陽子をぶつけると、すぐに消えず、しばらく「生き残る」ことを発見した。

 「反陽子ヘリウム原子」の発見
 詳しく調べると、ヘリウム原子が持っている二個の電子のうち、一つが反陽子に置き換わり、特別な原子を形作ることが分かった。ヘリウム原子が自然の容器となり反陽子を捕らえたのだ。この原子は「反陽子ヘリウム原子」と名付けられた。

 電子と置き換わった反陽子は、付かず離れずほどよい位置で中心部の核の周りを回る。このため核と触れて消滅したり、どこかへ飛び去ったりしない。このとき反陽子が存在している時間は100万分の数秒だ。

 人間にすれば一瞬だが「反陽子を他の物質に打ち込むと1兆分の1秒ほどで消える。それより百万倍も長生き」と早野教授。

 反陽子が原子核の周りを回る勢いが衰えると、核に近づき消滅してしまう。だが反陽子ヘリウム原子は、電子の数や軌道の条件などが幸いし、反陽子の勢いが衰えにくい構造であることがわかった。

 反陽子の質量と「CPT対称性」
 さらに、グループは、反陽子を捕まえている間に反陽子ヘリウム原子にレーザー光を当てた。すると、反陽子がエネルギーを失って光を出す。この光の波長を測ることで反陽子の質量を割り出せた。

 グループでは、反陽子の質量が電子の1836.15267倍との結果を得た。この値は既に知られる陽子の質量とすべて一致している。

 反陽子と陽子の振る舞いは「CP対称性の破れ」があり、違いがあるが、質量は一致すると考えられている。これを「CPT対称性」呼ぶ。

 今後は質量測定の精度を上げ「CPT対称性が破れ」ていないか検証するという。これがもし違っているとなると大発見だ。

 参考記事 中日新聞 「反粒子生け捕り 世界の深淵を探る 東京大のグループ 

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「反物質」で大量破壊兵器?映画「天使と悪魔」で異例の会見

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 「天使」と「悪魔」
 今年5月15日公開予定の「天使と悪魔」はロン・ハワード監督、トム・ハンクス主演の映画で、ダン・ブラウンの原作も世界的なベストセラーとなった、「ダ・ヴィンチ・コード」の続編的な映画だ。

 映画では「究極の大量破壊兵器」をつくるため、欧州合同原子核研究機関(CERN)から「反物質」が盗まれるという筋書き。
 
 ところが「反物質を使った兵器づくりなんて、現実の世界ではあり得ません!」...と異例の記者会見を開いたのは反物質研究の第一人者、東京大の物理学者、早野龍五教授である。

 記者会見を開いた理由は「映画はエンターテインメント。科学性を論じるのはヤボなことだと承知している。ただ、最近、反物質研究は危険ではないかという問い合わせが相次いだので、正しく理解してほしいと考えた」( 2009年3月19日 asahi.com )
 
 では反物質とは何だろう?

 「物質」と「反物質」
 「すべての物質には、それとまったく反対の性質を持つ、物質と反物質が存在する。」1930年、物理学者のポール・ディラックが、反物質の存在を計算から導き出した。1932年、物理学者のアンダーソンにより、正の電荷を持つ電子、陽電子が発見される。世界初の反粒子(反物質)の発見であった。

 物質と反物質が出会うとどうなるだろうか?

 物質と反物質が衝突すると対消滅を起こし、アインシュタインの E=mc2 により、質量がエネルギーとなって放出される。

 粒子と粒子を衝突させる加速器では、多くの新しい粒子を発生させる。この粒子の中から多くの反物質が発見されたが、ほとんど瞬間的に物質と再衝突し、エネルギーを放出して消滅した。

 「CP対称性」と「CP対称性の破れ」
 それならば、なぜ、われわれの住む宇宙は、消滅せずに存在するのか?なぜ、宇宙では反物質がほとんど存在していないのか?...という問題は長い間、物理学の大きな疑問の一つであった。

 従来、物質と反物質は鏡のように性質が逆なだけで、その寿命も質量も全く同じだと考えられてきた、これを「CP対称性」という。

 ところが「物質と反物質の寿命がほんの少しだけ違う」というものが発見された。

 最初の発見は 1964年、K中間子と反K中間子である。2003年には、B中間子と反B中間子で、寿命が違うことが確認された。反物質の寿命がわずかに短かった。物質と反物質は「CP対称性」に従わないことがあり、これを「CP対称性の破れ」という。

 これにより、宇宙の成り立ちが説明できる。
1.もともと、宇宙創成直後の超高エネルギーの世界では、粒子と反粒子が対消滅、対生成を繰り返し、それらは同数あった。
2.それらの大部分は宇宙の冷却に伴って対消滅してしまったが、消滅のエネルギーが宇宙の膨張で薄まって、再度対生成ができなくなった。
3.しかし、粒子と反粒子で反応法則にわずかな違いがあり、その差の分だけ粒子だけが残った。

 なぜ「CP対称性の破れ」は起きるのか?これは未だに謎が多いのだが、1973年、クォークが6種類以上あれば、破れが自然に現れることを「小林・益川理論」では説き、小林 誠氏と益川敏英氏は2008年ノーベル賞を受賞した。


 参考HP Wikipedia「反物質」「CP対称性の破れ」・
天使と悪魔-オフィシャルサイト  

反物質―消えた反世界はいまどこに?究極の鏡の謎にせまる
G.フレーザー,澤田 哲生,佐藤 勝彦
シュプリンガー・フェアラーク東京

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黒鉛から世界一硬いダイヤ誕生!「人工ダイヤ」のつくり方

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世界一硬いダイヤモンド
兵庫教育大や東京工業大などのチームが、世界で一番硬いダイヤモンドになりうる「非結晶ダイヤモンド」を黒鉛から作ることに、成功した。

「黒鉛」とは鉛筆に使われている「炭」のこと。鉛という字が使われているが、これは以前に鉛が含まれていると思われたから。実際には鉛はまったく含まれていないので、このよび方は変えた方がよいと思う。そのためか最近では「グラファィト」と英語で呼ぶ場合もある。

「非結晶ダイヤモンド」とは分子配列が不規則な部分があるダイアモンドで、すべて規則正しい結晶の場合と比べ、固くなる性質がある。

 

原子炉で人工ダイヤモンド
今回、兵庫教育大の庭瀬敬右教授らは、実験用原子炉内で「黒鉛」に中性子線を当ててダメージを与えた。その「黒鉛」に、秒速1.7キロの速さで金属片をぶつけ、一瞬、高圧高温の状態にすると、最大100マイクロメートルのガラスのような破片ができた。破片に光を当てて分析すると、結晶の粒が極限まで小さく、粒の向きがそろっていない非結晶ダイヤになっていた。

庭瀬さんは「ダイヤは結晶の粒が小さいほど硬いと予測している。今回作った非結晶ダイヤは、世界で最も硬いダイヤモンドになった可能性がある」と話している。( 2009年3月19日 asahi.com )

自然界のダイヤモンド
ダイヤモンドはマントル起源の火成岩であるキンバーライトに含まれる。キンバーライトの貫入とともにマントルにおける高温・高圧状態の炭素(ダイヤモンド)が地表近くまで一気に移動することでグラファイトへの相変化を起こさなかったと考えられている。

キンバーライトは、カンラン石と雲母を主要構成鉱物とする超塩基性の火成岩。先カンブリア時代に生じた世界的な造山運動により生成された。このため、分布は大陸奥地の古い地質条件が保たれている地域に限られる。

そのためダイヤモンドが産出する国は限られている。ダイヤモンド産出上位6カ国は、ロシア (22.8%)、ボツワナ (19.9%)、コンゴ民主共和国 (18.0%)、オーストラリア (13.2%)、南アフリカ共和国 (9.3%)、カナダ (8.1%) だけで、世界シェアの90%を占める。

人工ダイヤモンドのつくり方


高圧合成法
ダイヤモンドを人工的につくる試みは19世紀から行われているが、実際に成功したのは、1955年3月に米国のゼネラルエレクトリック社が高温高圧合成により人類初のダイヤモンド合成に成功した。

2003年には、愛媛大が世界一硬い人工ダイヤをつくったと、英科学誌ネイチャーに発表している。このダイヤは直径10〜30ナノメートル(1ナノメートル=100万分の1ミリ)という、細かいダイヤの粒が集まった“多結晶体”で、ナノ多結晶ダイヤモンド(NPD)と名づけられた。現在は、4mm程度までの大きさまで合成することができる。

この合成には、世界最大級の超高圧発生装置「ORANGE-3000」を用いて、15万気圧・2300度という高圧高温条件下で行っている。このように高圧高温下で行う、ダイヤモンド合成法を高圧合成法という。

気相合成法
もう一つの方法は、真空装置を用い、基盤に炭素を含むガスを吹き付けて、ダイヤモンドの結晶を成長させていく方法がある。これを気相合成法という。

この方法では、原料になるガスとして、主にメタンを使用するが、アルコールや一酸化炭素などの炭素を含むガスであれば何でも使用できる。これまで日本酒やウイスキーからダイヤモンドを成長させた報告もある。

気相合成法のダイヤモンドには炭素原子の結合の乱れである欠陥が多く、高圧合成法では触媒に用いた金属や窒素などが不純物としてダイヤモンドに混入して黄色く着色するため、宝石に使用できる高品質の合成ダイヤモンドはどちらの方法でもまだ得られていない。

参考HP Wikipedia「ダイヤモンド」・ ダイヤモンドを光でつくる  

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鹿児島でマッコウクジラの骨発掘・標本に 「骨格標本」の作り方

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マッコウクジラの発掘

2009年3月12日、鹿児島県南さつま市の小湊海岸で、マッコウクジラのあごと頭の骨が発掘された。 このクジラは2005年7月、遠浅の浜辺で座礁しているのを漁船に発見されたもので、当初生きていて、漁協が救出を試みたが衰弱死したもの。

これを砂に埋め、4年間放置しておいたところ、白骨化した。国立科学博物館(東京)が骨格標本にし、朝日新聞社とともに来年夏、同館で開く特別展「海のどうぶつ展」で展示する予定だという。

このクジラは体長約16メートル、体重48トンのオス。発掘で収容した骨は100個を超え、長さが約5メートルもあるあごの骨は数人がかりで運び出した。同館の山田格(ただす)・脊椎(せきつい)動物研究グループ長は「骨の状態は良好。歯の成長具合からみて、40年以上は生きたようだ」と話している。 (2009年3月12日 asahi.com)

マッコウクジラとは?
マッコウクジラは、ハクジラ類に属する海生哺乳類。 ハクジラ類の中で最も大きく、歯のある動物では世界最大。 その質量から現在知られる限りで史上最大の肉食動物である。

また、その生涯の3分の2を深海で過ごすことが知られている。軽く2,000mは潜ることができ、集団で狩りをすると考えられている。光の届かない深海においてはイルカと同じように反響定位(エコーロケーション)を用いる。家族同士での会話にも音を利用していると考えられている。

最近の研究によって、マッコウクジラの場合は、全身の筋肉に酸素を蓄えることが可能であるため 1時間もの間を呼吸することなく潜っていられることが明らかとなった。

クジラを浜に埋めて白骨化
今まで、骨格標本というと薬品で処理したり、鍋で長時間煮詰めたりするのは話に聞いていたことがある。昔、貝の標本をつくるのに砂に埋めて、貝の中味を腐らせたことがある。貝殻の美しさは失われることはなかった。貝の場合は煮てしまうと、変色してしまうのだ。

また、煮る方法で骨格についた肉を取り除く方法もあるが、どうしてもわずかな溝に肉が残ってしまい、においが長期間残ったりする。砂に埋めるだけでよいなら、時間はかかるが、有効な方法だと思う。今日は骨格標本の作り方について調べる。

骨格標本とは?
骨格標本とは動物の標本の作り方の一つで、骨格以外の軟組織を除去して骨のみを取り出して標本とした物である。しっかりした骨格を持つ動物で使われ、柔らかい組織を除去する処理が必要である。

骨格標本を作るのは、石灰質などのしっかりした骨格が発達する動物において、それ以外の部分を除去することで標本とする。脊椎動物のそれが代表的であるが、石サンゴの標本もこれが使われる。

骨格標本という場合、骨格だけを残すために軟らかい肉や組織の部分を完全に除去する処理を行う。それらは生物的に分解させて洗う方法と、化学的に分解する方法があり、時にはその両方が使われる。

骨格標本からわかること
骨格は保存性がよいだけでなく、分類学的にも重要な特徴とされる。例えばほ乳類では頭蓋骨の構造や歯の形や配置などが種に関しても、目などのより高次な分類段階においても重視される。また、生態学からは骨格の発達や歯のすり減り等から年齢など様々な情報を得ることが出来る。

また、動物の骨格は野外で拾うこともよくある。さらに、化石としても骨格のみが得られることもある。そのような場合、現生の動物骨格との比較することで、多くの情報が得られる。

展示する場合、生きていたときの状態につないで組み立てる。現生の動物であれば生きている状態がわかっているので、それに合わせて組み立てればよいが、化石動物の骨がそろった場合、これをどのように組み立てるが正しいかは簡単には判断できない。これを生きていた状態を想定して組み上げられるようにするのを復元といい、古生物学においてはそれ自体が大きな課題である。

骨格標本の作り方


化学的方法
動物の死体を炭酸ナトリウム1%水溶液で沸騰させないようにして煮込む。

比較的短時間で白骨化させることが出来る上に、骨の内部の油や雑菌などを取り除くことが出来るので保存性が良くなる。

中世時代から人体の白骨標本を造るために用いられてきた歴史がある。近代医学の発展に寄与した、イギリスの外科医ジョン・ハンターは人間を煮込むための特注の鍋をいくつも持っており、助手や学生達に人間や動物を煮込ませていたという。

生物的方法
水中埋没
動物の死体を水中に沈めておくことで腐敗と水生昆虫などによる食餌によって白骨化させる。
 
土中埋没
動物の死体を地面に埋めることで自然分解によって肉を取り除く方法である。もっとも簡単な方法であるが時間がかかる上に骨を痛めやすい、美術などで使用されている標本にはこの方法が多く用いられている。

昆虫に食べさせる
ある程度肉を剥がしたものを昆虫に食べさせる。カツオブシムシなどが使用され、ミールワームがこれに使われたこともある。

いずれにせよ、このような処理では肉が完全になくなるとは限らず、最終的には手洗いとブラシ、ピンセットなどによって細かいところの肉を掃除して、その後乾燥して仕上げる。

参考HP Wikipedia「骨格標本」「マッコウクジラ」

骨の学校―ぼくらの骨格標本のつくり方
盛口 満,安田 守
木魂社

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体のことがよくわかる 人体骨格モデル 47cm スタンド付き

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140年来の謎解明!植物の花粉管誘引タンパク質「ルアー」発見

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各地で夏日
暖かくなるのはうれしい限りだが、地球温暖化のためか例年に比べて気温が高い。3月19日には、高気圧に覆われ南から暖かい空気が流れ込んだ影響で各地で5〜7月並みの陽気となった。

気象庁によると全国822観測地点のうち東北を中心に75地点で一日の最高気温が3月の観測史上、最も高くなった。また、富山、福島、島根、宮城など36地点で、最高気温が25℃を突破、夏日を記録した。

花粉は不要?有用?
この気象、花粉症には当然よくない。横浜の三渓園で見た杉の枝に触れると黄色い花粉が飛び散った。こういう日は、外出時にはマスクをし、花粉を極力、吸わないことが大切だ。

さて、嫌われがちの花粉であるが、花粉の中には生物にとって有用な物質が含まれているのはご存じだろうか?

例えば花粉は生殖細胞であり、人の性ホルモンである、エストロゲンやアンドロゲンも含んでいる。また、人にも重要なカルシウム、マグネシウム、銅、鉄、リン、塩素、硫黄、シリコンなどの多くの微量栄養素を含んでいるという。

今後は、サプリメントの原料に利用されるかもしれない。

花粉の働き
さて今回、名古屋大学の東山 哲也 教授らは、植物のめしべ内で雄の花粉管をおびき寄せる花粉管誘引物質を発見した。

これまで、花粉から花粉管が伸びて、胚珠の卵細胞で受精することが知られていたが「なぜ花粉管が迷わずに卵細胞にたどり着けるのか?」は疑問であった。

これについては、140年も前から花粉管をおびき寄せる誘引物質が存在するのではないかと考えられ、探索されてきた。

花粉管誘引物質「ルアー」
東山教授らは近年、卵の部分が母体組織から突き出る「トレニア」というユニークな植物を使って、卵の隣にある「助細胞」が誘引物質を分泌することを世界に先駆けて示していた。

本研究では、トレニアの助細胞だけを顕微鏡下で取り出して、どのような遺伝子が発現しているかを解析。その結果、助細胞だけで多く作られて細胞外に分泌される小さなタンパク質の存在と、その強い誘引活性を突き止めた。

この誘引物質は少なくとも2種類あり、本研究ではこのタンパク質を、花粉管をおびき寄せる性質から「ルアー」(LURE1、LURE2)と名付けた。

今回、花粉管誘引物質が同定されたことによって、植物における受精のしくみの解明が大きく進展するだけでなく、今後、品種改良などへの応用が期待されている。

関連するニュース
植物の受精導く物質発見 名大チーム、140年の謎解明


植物のめしべに花粉がついた後、受精を導く物質の正体を、東山哲也・名古屋大教授(植物細胞学)らのチームが突き止めた。140年前から研究されてきたが、長く謎だった。ふつうは受精しにくい種の間で有用な雑種をつくり出す道を開く可能性がある。19日付の英科学誌ネイチャーに発表、写真が表紙を飾る。

花を咲かせる植物は、めしべの先端に花粉がつくと、花粉から「花粉管」と呼ばれる細い管が伸びて、めしべの中にある「卵細胞」に到達、受精する。しかし、なぜ花粉管が卵細胞へと伸びていくのかなど、受精の詳しい仕組みは、わかっていなかった。

東山さんは東京大助手だった2001年、ゴマノハグサ科の園芸植物「トレニア」で、卵細胞の横にある「助細胞」が花粉管をひきつける物質を出すことを報告。その正体の解明を続けていた。

チームは今回、助細胞でつくられるたんぱく質に注目。少なくとも2種類のたんぱく質が花粉管の誘引物質として働くことを見つけた。

花粉管をおびき寄せる性質から「ルアー1」「ルアー2」と名付け、助細胞でこれらのたんぱく質ができないと、花粉管が卵細胞へと伸びないことも確かめた。

こうした誘引物質を使えば、植物の受精を人工的に制御できる可能性がある。

東山さんは「誘引物質は植物ごとに異なり、今後はトレニア以外の植物でも見つかるだろう。花粉管がどのようにこの物質を受け取っているのかも研究し、植物の受精の仕組みを明らかにしていきたい」と話す。(2009年3月19日 asahi.com) 

参考HP Wikipedia「花粉」「花粉管」・科学技術振興機構(JST)植物の花粉管誘引物質を発見-140年来の謎解明

花粉分析と考古学 (考古学研究調査ハンドブック)
松下 まり子
同成社

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網戸用花粉フィルター 100*200cm



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神秘!氷晶がつくる光の芸術「環天頂アーク」「幻日」「暈」

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神秘!「環天頂アーク」
3月12日夕方、高知県の四万十市などで神秘的な「環天頂アーク」という、気象現象が見られた。この現象は頭上付近に、環状にできる「逆さ虹」のことである。 (2009年3月13日 読売新聞)

これができる条件は、太陽が高く昇りすぎないことと、頭上付近に薄い雲があること、風が強くないことである。太陽高度は約32度以下だそうだ。

なぜ天頂付近に虹ができるかというと、空中に氷の結晶が浮いているのが原因だ。

環天頂アークのでき方
上空の雲の中に六角板状の氷晶が存在し、風が弱い場合に、氷晶は落下の際の空気抵抗により、六角形の面を地面に水平にした状態で空中に並んで浮かぶ。

この氷晶の上面に入射した光が氷晶の側面から出る場合、氷晶が頂角90度のプリズムとしてはたらく。 太陽高度が32度より高い場合には氷晶から光が出る際に、全反射してしまうため環天頂アークは現れないことになる。

幻日
これと似た現象が幻日である。幻日とは、太陽と同じ高度の太陽から離れた位置に光が見える大気光学現象のことである。

通常、幻日は太陽から約22度離れた太陽と同じ高度の位置に見える。幻日ができる原因は何だろう?

これもまた、空中に氷の結晶が浮いているのが原因だ。 雲の中に六角板状の氷晶があり風が弱い場合、これらの氷晶は落下の際の空気抵抗のために地面に対してほぼ水平に浮かぶ。

この氷晶の1つの側面から太陽光が入射し、1つ側面を挟んだ別の側面から出る場合、この2つの面は60度の角を成しているため、氷晶は頂角60度のプリズムとしてはたらく。 この氷晶によって屈折された太陽光は太陽から約22度離れた位置からやってくるように見えるものが最も強くなる。 このようにして見えるのが幻日である。

日暈
もし風があり、上空の六角柱の氷晶がランダムに並ぶ場合には、日暈(ひがさ)ができる可能性もある。

日暈(ひがさ)とは、太陽に薄い雲がかかった際、その周囲に光の輪が現れる大気光学現象のことである。ハローまたはハロ(halo)ともいう。月の周りに現れたものは月暈(つきがさ)という。

暈は雲を形成する氷晶がプリズムとしてはたらき、太陽や月からの光が氷晶の中を通り抜ける際に屈折されることで発生する。

暈を生じさせる雲は多くの場合、対流圏上層に発生し氷晶からなる巻層雲や巻積雲、巻雲である。高層雲、高積雲、乱層雲、積乱雲、層雲などは、氷晶が含まれていても少ない上に、氷粒に成長していて光の経路が複雑化しているため、暈が見られない。

巻層雲、巻積雲、巻雲を形成する氷晶は多くの場合、単純な六角柱状の形をしている。氷晶のそれぞれの面は60度、90度、120度のいずれかの角を成しているため、氷晶は頂角60度、90度、120度のいずれかのプリズムとしてはたらく。

参考HP Wikipedia「環天頂アーク」「幻日」「暈」 

虹―その文化と科学
西條 敏美
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これはかわいい!ヒューマノイド型ロボット「HRP-4C」誕生

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愛着のわくヒューマノイド
これまでロボットというと、まさに機械だなというタイプが多かった。これではなかなか愛着がわいてこない。「ヒューマノイド」といって、人間の姿に似せたものも開発されているが、表情もとぼしく、美しくなく、不自然さの残ったものが多かった。

ところが今回、開発されたヒューマノイド「HRP-4C」は、若く、かわいらしい女性そっくりの外観をつくり出すことに成功した。身長が158cm、体重が43kgということで、本当に実在する女性のようだ。

しかも、思ったより動きもしなやかに振る舞う。動くとき機械音が聞こえるので、ロボットであることを思い出す。制作したのは産業技術総合研究所(茨城県つくば市)知能システム研究部門、ヒューマノイド研究グループ である。

「HRP-4C」開発概要
「HRP-4C」は、身長158cm、体重43kg(バッテリー含む)で、関節位置や寸法は日本人青年女性の平均値を参考に、人間に近い外観を実現した。

歩行動作や全身動作はモーションキャプチャーで計測した人間の歩行動作や全身動作を参考にして、HRPにおいて開発された二足歩行ロボットの制御技術を適用することにより、人間に極めて近い動作を実現した。また、音声認識にもとづく応答動作など、人間とのインタラクションを実現した。

「HRP-4C」は、産総研が2006年度から3ヵ年計画で実施した産学連携プロジェクト「産総研産業変革研究イニシアティブ(以下「産総研イニシアティブ」という)」の「ユーザ指向ロボットオープンアーキテクチャの開発(以下「UCROA」という)」の一環として、エンターテインメント産業への応用を主な目的として開発され、ファッションショー等への利用が期待される。

2009年3月23日に開幕する第8回「東京発 日本ファッション・ウィーク」のファッションショーの一つに出演を予定している。

ヒューマノイドの課題
今後も様々なタイプのロボットが開発されていくと思うが、関心を持ったり、愛着を持つのは、ヒューマノイドであることは間違いなさそうだ。

ただ、次世代ロボットの中でも、二足歩行するヒューマノイドロボットの産業化は容易ではない。問題点としては、(1)歩行するだけでは商品価値が乏しいこと、(2)単価が高いこと、(3)転倒すると大きく破損すること、の3点が挙げられる。

だが、ヒューマノイドロボットの産業化のための方策の一つのとして、人間に極めて近い外観、動作が可能であれば、展示会やファッションショー等のエンターテインメント分野への応用が考えられそうだ。

関連するニュース
美女ロボットは体重43キロ、体形=20代の日本人女性


若い女性の顔にスリムな体形、動作も滑らかな二足歩行ロボットを、産業技術総合研究所(茨城県つくば市)が開発し、16日、報道陣に公開した。

今月23日に開幕するファッションショー「東京発 日本ファッション・ウイーク」で一般にお披露目する。
 
音声を認識し、怒った表情も見せる女性ロボット=小浜誓撮影 人間型ロボットの最先端を目指し、2億円かけて開発した「HRP-4C」は、身長158センチ、体重43キロ。体形は、20代の平均的な日本人女性に基づいた。

42個の高性能モーターやニッケル水素吸蔵合金のバッテリーなどを内蔵しながらも、生身の人間より軽くすることに成功した。(2009年3月16日 読売新聞)

参考HP 産業技術総合研究所 人間に近い外観と動作性能を備えたロボットの開発に成功  

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「スペースシャトル」打ち上げ!延期経て若田さん宇宙長期滞在へ

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4回目の打ち上げ延期
若田さんが搭乗するスペースシャトルはよく打ち上げ延期になる。3月11日のスペースシャトル打ち上げ延期は、なんと若田さんにとって4回目の中止だ。

今回の延期原因は燃料系の弁の破損が理由。この弁は「水素ガス加圧ライン流量調節弁」といって長さ約7cmの弁。3基のエンジンに外部燃料タンクから、燃料の液体水素を取り込む際に一部の液体水素を温めて気化させ、タンクに戻し、その圧力で液体水素をエンジンに送り出す。この時の流量を調節する働きをする弁だ。

この弁が原因不明の破損を起こした。金属疲労をするには早すぎ、根本的な原因がわからない。ここから出発前の燃料注入中に、ガス漏れが発生したのだ。弁は3つあるので、1つくらいでは支障はないのだが、破片でパイプが破れないともいえない。これを取り替えて16日。ようやく打ち上げに成功した。

過去の事故の教訓
NASAはアポロ計画の第3号で、1967年1月27日の地上訓練中の火災事故により、バージル・グリソム、エドワード・ホワイト、ロジャーチャフィー3名の尊い命を犠牲にしている。事故後に彼らの遺族の要望によって、彼らが搭乗する予定だった飛行ミッションがアポロ1号と命名された。

この事故から、打ち上げ前の入念なチェックは欠かせない。事故から学ぶ原因は防げても、次から次へと新たな原因で事故は起きる。1986年1月28日にはスペースシャトル「チャレンジャー」が、再び7名の命を犠牲にした。原因は燃料ガス漏れ、打ち上げ時の強烈な振動のために、ガス漏れが拡大、最後は引火し爆発した。

今回も燃料漏れがあったが、事前に見つかり補修することができたのはよかった。

米国東部夏時間2009年3月15日午後7時43分(日本時間3月16日午前8時43分)に、NASAケネディ宇宙センター(KSC)からスペースシャトル「ディスカバリー号」は、打ち上げられた。

今回の若田さんのミッションは何だろう?

STS-119ミッションについて
今回の若田さんは、スペースシャトルのロボットアームを操作して、機体の損傷点検や、国際宇宙ステーション(ISS)の組み立てを行う。具体的には、4つ目で最後となる太陽電池パドル(Solar Array Wing: SAW)を国際宇宙ステーション(ISS)に取り付ける。これによりISSの電力は、最大となる。

そして、一番大きなミッションは、国際宇宙ステーションでの長期滞在である。若田さんは、3月17日夜(同3月18日午前)のドッキング直後にISSクルーの一員となり、ISSでの3ヶ月間の滞在を開始する。

若田さんは将来、人類が長期宇宙旅行をすることを想定して、人体がどう変化するかを自ら実験台となって試すほか、宇宙での暮らしをインターネットのブログを使って発信する予定だ。

宇宙ではカルシウムが溶ける?
無重力状態の宇宙空間では、筋肉をあまり使わないため衰えやすい。骨のカルシウムが溶け出し、骨折もしやすくなる。調査では、6カ月間宇宙に滞在した飛行士の半数で、少なくとも1カ所の骨量が9%以上減少した。飛行士には毎日2時間半の運動が義務づけられているが、運動だけでは防ぎきれない。

若田さんは骨粗しょう症の代表的な予防薬を週1回飲み、無重力状態で効き目があるかどうかを調べる。ISSでは初の試みだ。

また、宇宙空間には強い放射線が存在する。若田さんが1日に浴びる放射線量は、地上の一般人が約半年で浴びる量に匹敵する。若田さんは小型の線量計を常に身につけ、被ばく量を正確に測定する。

若田さんは「日常での生活を豊かにするとともに、月、火星へと人類の活動領域を広げていくために必要なデータをとり、貢献したい」と話す。

おもしろ宇宙実験
その他、週に2日の休みには、宇宙での生活に関心を持ってもらおうと、宇宙航空研究開発機構(JAXA)が選んだ「おもしろ宇宙実験」を行う予定。これは、滞在中の若田さんに、実施してほしい宇宙実験として、公募した1597件のアイデアの中から16件を選んだもの。

選ばれた実験は「宇宙で目薬をさせるか」「空中に浮かんでクロールのように腕をかいたら前に進めるか」「魔法のじゅうたんのように布の上で浮かべるか」「自分の息や、扇であおいで移動できるか」など。

参考HP JAXA 宇宙ステーション・きぼう「ミッションSTS-119」 

ぼくの仕事は宇宙飛行士
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雨水・啓蟄 日に日に暖かく、梅は散り、万作咲く長谷寺

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雨水・啓蟄
暖かくなってきた。いよいよ春だ。2月4日の立春の後、2月18日には、水ぬるむ雨水、春一番が吹き、3月5日、虫が活動を始める啓蟄を過ぎると、たしかに暖かくなったのを実感した。

花の方はというと、梅が咲き、散っていくところ。梅というのはいつの間にか散ってしまうと、枝だけになる。寂しいものだ、葉はすぐに出てこないらしい。桜が咲く3月末までは目立った花は何か咲かないのだろうか。

長谷寺
3月8日、この時期の花を探し、鎌倉の長谷寺を訪れた。長谷寺は、浄土宗系統の単立寺院。山号を海光山、院号を慈照院と称し、長谷観音と通称される。本尊は十一面観音、開山は徳道上人とされる。坂東三十三箇所観音霊場の第四番札所である。

お寺だというのに、若い女性が多いのには驚かされた。恋愛の願掛け童子があり、賑わっていた。また写経所もあり、写経をする女性もいた。意味がわかって書いているのだろうか?

この時期目立った花はなかったが、様々な種類の花を楽しむことができた。

万作
「万作」の花は実に変わった形の花びらをもっている。細長いひも状のちぢれた黄色の花。春に他の花に先駆けて咲くので、「まず咲く花」ということでだんだんと「まんさく」になったという。また、花がたくさんつくので「豊年満作」から命名されたともされる。

三又
「三又」は「みつまた」と読む。その枝が必ず三叉、3つに分岐する特徴がある。
中国中南部、ヒマラヤ地方原産。樹皮は和紙の原料になる。「ミツマタ」「三枝」「三椏」とも書く。春を告げるように一足先に、淡い黄色の花を咲かせる。

躑躅
「玄海つつじ」はその名の通り、玄海灘をはさんで九州北部と朝鮮半島に多い。  つつじの中では早い時期から開花するほう。三葉つつじも開花がが早い。

射干
「シャガ」は、アヤメ科アヤメ属の多年草。人家近くの森林周辺の木陰などの、やや湿ったところに群生する。3月の開花は早い方である。シャガは三倍体のため種子が発生しない。このことから日本に存在する全てのシャガは同一の遺伝子を持ち、またその分布の広がりは人為的に行われたと考えることができる。

参考HP Wikipedia「長谷寺」「万作」「三又」「躑躅」「射干」・ 季節の花300

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人は水中で呼吸ができるか?「パーフルオロカーボン」

 衝撃映像

 NHKの解体新ショーが、終わってしまった。定期的に私たちの体のことを、わかりやすく説明している番組であった。お笑い芸人が出ているので、おふざけで学ぶのはちょっと...とあまり見ていなかったのだが、なかなかどうして最新の情報をわかりやすく伝えていた。

その中で2009年1月9日放送の「魚といっしょに泳ぎ続けたい!」の中で衝撃的で印象に残った映像がある。なんと水中でマウスが呼吸して、生きているのだ。

「まさか!」と目を疑ったが事実であった。 しかし、よく聞くと水の中ではなくパーフルオロカーボンという液体の中であった。この液体、酸素や二酸化炭素をよく溶かすので、肺の中に入っても空気のように酸素と二酸化炭素の交換ができるのだそうだ。



 液体呼吸

 1960年代半ば、ニューヨーク州立大学の生理学者キルストラは、食塩水に高圧下で酸素を多く溶かしこみ、マウスの肺の中に入れて呼吸できるかどうかをためした。

その結果、マウスは液体中で呼吸することができ、18時間生き残るたが、二酸化炭素が十分に排出できなかったため、二酸化炭素中毒に陥った。

 1966年、レランド・クラーク とゴランは、食塩水の代わりに、酸素や二酸化炭素がよく溶ける、フルオロカーボン類を使って実験を行った。

 その結果、ほとんどの動物は数週間生き残ったが、その後肺への損傷のため死亡した。なぜ肺に損傷が起きたのかはよくわからなかった。

 パーフルオロカーボンは空気よりも密度・粘度が高いため、呼吸するのにより多くの筋力が必要となる。肺を動かす代わりに肺の中を液体が循環するように装置に工夫を重ねて実験を行った。

 1990年代初頭に行われた実験では、パーフルオロカーボン中でイヌは約2時間生存し、実験後、若干低酸素状態になるが、数日中に正常に戻った。検査したところ、軽い浮腫やいくらかの出血はあったが、初期の実験で見られた肺への損傷は見られなくなった。


 温室効果

 フルオロカーボン (fluorocarbon) とは、フロンガスの一種である。炭素-ハロゲン結合を持つ有機化合物をフロンというが、ハロゲンがフッ素の場合の有機化合物の総称をフルオロカーボンという。

 化学反応がおきにくく、温度を変化させても安定である。炭化水素の水素原子を全てフッ素原子で置き換えたものはパーフルオロカーボンと呼ばれる。冷蔵庫やエアコンの冷媒や、精密電子部品の洗浄剤などに用いられる。

フロンというとオゾン層破壊の原因であるが、フルオロカーボンにはオゾン層破壊効果はない。オゾン層を破壊するのは塩素を含むフロンで、クロロフルオロカーボンがその一例だ。

 しかし、フロンには温室効果がある。しかも二酸化炭素の温室効果を「1」とした場合、フルオロカーボンの1つであるトリフルオロメタンでは「11,700」つまり温室効果は11,700倍もあるのだ。ちなみにメタンは「21」つまり21倍である。


 実用段階

 2009年現在、動物実験だけでなく、人への応用も可能になっている。パーフルオロカーボンのような液体を通して、肺で呼吸する方法を「液体呼吸」という。

 しかし、現在「液体呼吸」が使われるのは、未熟児の治療や、火事などによる重度の肺の負傷の治療などに使われるのが主である。

 1996年ニューヨーク州立大学のコリン・リーチらによる研究では、13人の呼吸窮迫症候群を持ち人工呼吸器がつけられている未熟児に対して試験が行われた。この乳児たちは肺が表面張力によってつぶれるのを防ぐ界面活性物質を生成することができないため死の危険にさらされていた。

 また、肺を膨らませる人工呼吸器では、重く恒久的な肺への損傷を受ける危険もあった。そこで、肺をパーフルブロンで満たすことによって肺胞を広げ、呼吸を可能にする試みがなされた。より低い圧力で肺が膨らまされ、より効率的に、低い負荷で肺を通した血液中への酸素の取り込み・二酸化炭素の放出が起こり、この試みは成功した。

 液体呼吸は医療行為以外には、将来、深海への潜水や宇宙旅行にも応用できる可能性があるとされる。 


参考HP Wikipedia「フロン」「パーフルオロカーボン」「温室効果ガス」「オゾン層破壊」「液体呼吸」


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「液体呼吸」がテーマの1つになっている映画

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どうしたら異性にもてる?「テストステロン」の働きを科学する

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「テストステロン」と「エストロゲン」
テストステロンというと男性ホルモンである。ドーピングの筋肉増強剤として使われる。エストロゲンというと女性ホルモンである。この2つは非常に似ている構造をしている。構造式を見るとほとんど同じように見える。

実際、これらの物質は男女双方が持っている物質なので、さらにややこしい。ただ、男性にはテストステロン、女性にはエストロゲンの量が多く強く作用するのは間違いない。

これらは性ホルモンであり、第二次性徴を促進する。すなわち、男性は男らしく、女性は女らしくする働きがある。

その働くしくみは、細胞にあり、ホルモンが、細胞のその受容体に結びつくとホルモンと受容体の複合体は核内へ移動し、特定の遺伝子の転写を活性化する。

これらの働きは多岐にわたっており、まだ、わかっていないことも多い。毎日のように科学者達が、様々な働きを研究しており、ユニークな結果を発表している。

幸せな男性は「テストステロン」が減少する?
先日、NHKの「解体新ショー」では“「幸せ太り」ってホント?”というテーマで劇団ひとりが、ユニークな「テストステロン」の働きについて説明している。

それによると、パートナーとうまくいっている「幸せな」男性は、男性ホルモンの1つ、テストステロンの分泌が減る傾向がわかった。テストステロンには体を筋肉質にするのを助ける働きがあるので、テストステロンが減ると筋肉が減る。従って代謝が落ち、その分脂肪が蓄積されやすくなる...というもの。

番組では結婚していない男性達と、結婚している男性達を比較して見せているが、確かに結婚している男性達の方が、体が丸い。独身男性は筋肉がついている。男性は子育てをすることによって、テストステロンの分泌量が減少することも紹介されていた。

なるほど、結婚して子供達に囲まれた、幸せな男性は「テストステロン」が減るのだ。面白い。調べてみるとユニークな研究発表はまだまだあった。

「テストステロン」の意外な?働き
テストステロンはやる気を促し、快楽をもたらすため、米国では鬱病の治療薬としても使用されている。しかし、日本では使用が認可されていない。

筋力トレーニングや不安定な興奮(例えば闘争や浮気など)によってテストステロンの分泌が促される。

イリノイ州ノックス大学の心理学者、ティム・カッサーの研究では、大学の学生らに15分間「射撃」させた。すると、唾液から普段の100倍近いテストステロン値を記録した。この事から危険物、あるいは危険な行為が更なる分泌を促すと言える。

プリンストン大学の研究者はテストステロンは痛みを鈍らせる効果があることを発見した。テストステロンを投与されたスズメはされていないスズメより3倍長く痛みに耐える事が出来たという。
 
心理的には闘争本能や孤独願望(1人でいたい、干渉されたくない欲求)を高める作用をもたらす。 前立腺癌や前立腺肥大には男性ホルモンが関係しおり、抗男性ホルモン剤を投与したり、睾丸摘出を行うことがある。

「テストステロン」は女性にもてる?
しかし、男性にとって興味があるのは、やはり女性との関係だろう。どうしたら男は女に持てるのか?

女性が筋肉の発達した男性にひかれるのは、筋肉の発達した男性にテストステロンを感じる本能があるからだという。

女性はこのホルモンに弱く、年齢に関係なくこのホルモンの多い男性に憧れを感じる。はっきり言えばこのホルモンを多く分泌させれば、男性はモテるようになる。

ならば、テストステロンを多く分泌させるにはどうすればよいのだろうか?

それにはまず、体力をつけ、筋肉をつけることだ。次に、注目されること。人に見られることでもテストステロンは分泌する。

「テストステロンセーブ」
一方、テストステロンは闘争本能を刺激する。もし、男性の誰もがテストステロンを分泌し放題だと、誰もが闘争的になり、上からの命令にも反抗するようになる。力の強い者だけが生き残る。こうなると人類はとっくの昔に絶滅していたことだろう。

ところが人類はそれほどバカではない。社会というものを作り、できるだけ争わなく、殺し合わなくてもよいような制度を作る方向に進化していった。

テストステロンを大脳皮質でコントロールできるように人間は進化したのだ。具体的に言うと、人間は地位の上下関係を計算し、自分より目上だと思う人間に対して接する時は、テストステロンの分泌量をセーブし、自分より格下の人間にはテストステロンを放散させるという芸当ができるように進化した。

また、テストステロンは頭を働かしている時に、分泌が抑えられることもわかっている。人類は頭を使うことで、うまくテストステロンを調節してきたのだ。これを「テストステロンセーブ」という。男性はテストステロンを上下させることができる画期的な生物と言える。

参考HP Wikipedia「テストステロン」「アンドロゲン」・恋愛科学事典 

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1995年12月8日「もんじゅ」のナトリウム漏洩事故について

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1995年12月8日「もんじゅ」
高速増殖炉「もんじゅ」というと、1995年12月8日、二次冷却系で温度計の設計ミスからナトリウム推定700kgが漏出し、火災となった事故がある。国際原子力事象評価尺度では、放射能漏れはなく、最も低いレベル1であるが、対応の遅れや動燃による事故隠しが問題となった。

このとき「もんじゅ」は運転開始前の点検のために、出力上昇の試験をしていた。目標の熱出力43%を目指し、出力を徐々に上げていたところで、二次冷却系配管室で配管のナトリウム温度計が「温度高」を示した。さらに同じ場所で、火災報知器が2箇所で、更にナトリウム漏洩を知らせる警報も発報した。

すぐに試験を中止し、運転員らが現場に駆けつけたところ、白煙を確認。それはナトリウム火災の証拠であった。運転員らは原子炉停止を決断し、原子炉の出力を徐々に落とし始めた。原子炉を急激に停止させる「緊急停止」は炉に負担をかけるため、炉を保護する為に緩やかな出力降下を目指した。

しかし、一旦は落ち着いたように見えた火災報知器がさらに発報し、ついには34箇所にも及んだ。事態を重く見た運転員らは、事故発生から1.5時間後、原子炉を緊急停止させた。充満した白煙と高温により、防護服を着用しても現場に立ち入ることは困難で、被害状況は全くつかめなかった。しかし、原子炉停止後も火災報知器の発報は続き、最終的には66箇所に及んだ。

「ナトリウム漏洩事故」の問題点
この事故では様々な問題点が指摘されている。第1に、事故発生直後、運転員らはゆるやかな出力降下による原子炉停止を行っていたが、これは運転マニュアルに違反した対応だった。運転マニュアルには、火災警報が発報した場合は直ちに原子炉を「緊急停止」するように記載されていた。

第2に、事故現場に立ち入り、状況を確認したところ、ナトリウム漏洩による被害が予想以上に広範囲に広がっていたことである。高融点の鋼鉄製の床が浸食され、さらにナトリウムが周囲にスプレー状に散布されている事がわかった。調査の結果、ナトリウム管路のすぐ下に、換気ダクトがあり、これにより広範囲に被害が広がったことがわかった。

なお、漏洩した金属ナトリウムは二次冷却系で、放射能は帯びておらず、原子力発電所の国際原子力事象評価尺度としては極めて軽微な被害ということになった。ただし、尺度そのものに対する批判も絶えない。

事故後の不可解な隠蔽工作
第3の問題点は、事故後の隠蔽工作である。事故後の会見で、動燃は事故当時撮影した1分少々のビデオを公開した。しかし数日後、これが編集されたビデオであることが発覚し、マスコミに指摘を受けた動燃は編集前のビデオを渋々公開した。不適切な対応はこれに留まらず、さらに数日後、動燃側から更に事故発生直後の現場のビデオがあるとの発表があった。

編集前のビデオを公開した記者会見に出席した当時の動燃総務部次長は会見の翌日(1996年1月13日)自殺し、この自殺の原因が虚偽の発表を強いられたためとする親族による訴訟の過程で動燃の隠蔽体質が指摘された。

難航!ナトリウム漏洩の原因
第4に事故の原因であるが、事故後1ヶ月経ってようやく、ナトリウム漏洩の明確な原因が明らかになった。はじめ、最も有力だったのは、ナトリウムの温度を測定する熱電対温度計の収めてある「さや」と配管の接合部の破損ではないかという説であった。「さや」は、ナトリウムの流れる配管の中に棒状に突出しており、直径3.2mmの温度計を保護する役割を果たしていた。

この「さや」は大変丈夫に作られており、ナトリウムの流速程度の機械的負荷で折損するとは考えにくかったため、破損箇所があるとするなら接合箇所だろうと考えられていた。しかし、X線写真によれば問題の「さや」の先端は途中のくびれ部分から完全に折損しており、これが原因であった。

日本原子力研究所が調べたところ、ナトリウムの継続的な流れにより「さや」に振動が発生。徐々に機械的強度が衰え、金属疲労により折損に至ったことがわかった。

原因究明に時間がかかったとは言え、原因が特定できたのはよかった。フランスの高速増殖炉は、実験段階で異常な温度上昇が起こり、その原因が解明できないがために、計画中止になっている。

2009年いよいよ運転再開か?
2005年2月6日、西川一誠・福井県知事は、それまで留保していた「もんじゅ」の改造工事を了承した。これにより、「もんじゅ」の再稼動にひとつ道が開かれた形になる。

西川知事は、「これをもって運転再開を了承するものではない」としているが、反対派からは、当然の如く激しい非難が噴出している。

2005年9月27日、フランスは日本に対し、もんじゅの共同利用を提案した。

2009年2月20日、もんじゅは運転再開に向けた設備の確認試験を平成19年8月から実施してきたが、昨年9月に排気ダクトで長期間放置されていたとみられる、腐食した穴が見つかり、試験を中断。2月に予定していた運転再開の大幅延期が決まっている。

2009年3月6日、日本原子力研究開発機構は、長期停止中の高速増殖炉原型炉もんじゅで年間約0.5トン、高速実験炉「常陽」(茨城県大洗町)で同約0.1トンを使用するとした平成21年度のプルトニウム利用計画を公表している。いよいよ今年は運転再開されるのだろうか?
 

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もんじゅ事故と日本のプルトニウム政策―政策転換への提言
もんじゅ事故総合評価会議
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