サイエンスジャーナル

自然科学大好き!サイエンスジャーナル!気になる科学情報をくわしく調べ、やさしく解説します!

2011年10月

およそ80年ぶり幻の蝶、ヒマラヤの貴婦人「ブータンシボリアゲハ」発見!

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 幻のチョウ、日本調査隊が確認
 ヒマラヤ山脈にあるブータンの奥地で78年前に発見され、その後、一切の報告がなく「幻のチョウ」と呼ばれてきた大アゲハを、日本の研究者で作る調査隊が現地で確認した。調査にはNHKの取材班も同行し、世界で初めてテレビカメラでこのチョウが空を舞う姿を捉えることに成功した。

 このチョウは「ブータンシボリアゲハ」で、大人の手のひらほどの大きさがあり、羽に鮮やかな深紅の模様と3つの尾を持つのが特徴。78年前の1933年にヒマラヤ山脈にあるブータン東部の谷で発見され、その年と翌年に採集された5匹の標本がイギリスの大英自然史博物館に保管されているだけで、その後、一切の報告がなく、世界の研究者の間で「幻のチョウ」と呼ばれてきた。

 このチョウによく似た大アゲハを2年前、ブータン政府の森林保護官が見つけたという情報がごく限られた研究者に伝わり、日本蝶類学会が半年間の交渉の末、ブータン政府から特別許可を得て、ことし8月、初めて現地調査を行った。その結果、78年前に発見された場所とほぼ同じ標高2200メートルの山岳地帯の森の中で、ブータンシボリアゲハを確認した。

Bhutanitis ludlowi Gabriel

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密猟され続ける大型哺乳類とは?ベトナムのジャワサイついに絶滅!

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 ベトナムのジャワサイが絶滅
 2010年12月、佐賀県から鹿児島県にかけての九州西部で、地元では普通種のアカエイとともに漁獲され、煮付けなどにしておいしく食べていたエイが、実は新種のアリアケアカエイであることが判明した。これほど大きな魚が、新種と知らずに食べられ続けていたことは驚きである。

 一方、密猟のため、絶滅に瀕している大型哺乳類がいる。それは何だろう?2011年10月25日、ベトナムに生存していた最後のジャワサイが密漁で殺され、ベトナムに生息するジャワサイが滅亡したことを、世界自然保護基金(WWF)が発表した。これでアジア大陸からジャワサイは姿を消し、生き残っているジャワサイはインドネシア・ジャワ島西部の50頭だけになった。

 ジャワサイの絶滅を防ぐため、ベトナム政府は1992年に保護区を設け、さらにこの保護区をカティエン国立公園に併合して、生息域の保全を図っていた。WWFもベトナム政府に協力して保護活動が進められたが、2004年にカナダのクイーンズ大学が調査したところ、2頭の生存が確認されただけと状況はさらに悪化していた。

Javan-rhino

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ノーベル賞候補者、中村修二氏が語る「エンジニアが評価される公平な社会」

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 社会貢献する個人と組織
 今回、青色発光ダイオードの中村裁判を調べてみて、ノーベル賞に最も近い日本人といわれる、中村修二氏の強い信念と、これまで沈黙していた、日亜化学のものづくりに対する正当性を感じた。双方とも社会貢献を目指している点では正しいと思った。

 日亜化学の主張は、ほとんど聞いていなかったので、ノーベル賞候補の中村氏の正当性ばかり印象に残ってしまった。だが、判決後、日亜化学の小川英治氏がいっているように、主張しなければ伝わらない面はあるのだなと思った。

 例えば、ノーベル賞は論文の引用数で候補にあがる。確かに中村氏は多くの成果を論文をまとめているが、中村氏が個人で発明した研究は最初の、404特許「2フロー法による、窒化ガリウム(GaN)の結晶成長の成功」ぐらいであり、青色発光ダイオードが完成するには、天野氏・赤崎氏・松岡氏らがすでに発表済みであった窒化ガリウムについての論文や、会社の研究チームで行った、p型・n型両方の半導体の完成が必要であった。決して中村氏一人で完成したものではなかった。

Semiconductor laser

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青色LED訴訟とは?職務発明に200億判決!404特許の価値が争点

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 中村修二氏の職務発明訴訟に高額判決!
 2004年1月、会社の職務発明に対する取扱いに関して、問題を提起した形の青色発光ダイオードの特許訴訟について、東京地裁から判決が出た。中村修二・米カリフォルニア大学サンタバーバラ校教授が、青色発光ダイオードの発明時代の古巣・日亜化学工業を相手に訴訟を起こしたものである。

 2004年、1月30日の東京地裁の判決は大手ハイテク企業に衝撃を与えた。その発明の対価は中村氏の請求通りの200億円との判決だ。日本では今までに類のない高額であった。

 中村氏が日亜化学を東京地裁に提訴したのは2001年8月である。これは特許権の帰属の問題や、権利を譲渡した場合の相当な対価の額について、問題を提起したものである。当初は相当な対価を20億円で請求していたが、その後100億円に拡張し、さらに200億円に拡張している。

Nakamura'sCase

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20世紀最後の奇跡「青色LED」!究極の「青」はどうやって実現された?

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 青色発光ダイオードとは?
 2009年、液晶テレビのバックライトが白色LEDに変わった。この白色は青色LEDが開発されて可能になった。この青色LEDに黄色の蛍光体を組み合わせたり、あるいは赤と緑のRG蛍光体を組み合わせたりして白色をつくり出している。

 また、ブルーレイディスクの仕組みはどうなっっているのだろう?2002年の2月、大容量光ディスクの新規格ブルーレイディスク(Blu-ray Disc)が発表された。DVDやCDと同じ直径ながら片面で最大27GBと、DVDの5倍近くの容量が可能だ。

 CDやDVD、「Blu-ray Disc」も基本的なストレージ原理はたいして変わらない。大容量にするためには、ディスクにピット(小孔)を書きこんだり読んだりする光が小さいほどよいが、「Blu-ray Disc」でそれを可能にしているのが波長405nmの「青紫色レーザー」だ。

BlueLED

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背骨がこんなに?思春期突発性側湾症(AIS)の原因遺伝子特定!

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 思春期突発性側湾症(AIS)は遺伝病
 側弯症とは、本来まっすぐな背骨が、横に曲がった状態をいう。重度になった場合は、著しい体幹の変形による外見上の問題に加え、肺機能が低下し、腰痛や背部痛の発生率が増加するとされている。早期発見、早期治療が大切である。

 側弯症の多くは原因が特定できない特発性の側弯症(idiopathic scoliosis)である。特発性側弯症は、発症時期等によりいくつかのタイプに分けられるが、そのうち、最も頻度が高いのが、思春期に発生・進行する思春期特発性側弯症(AIS:
Adolescent Idiopathic Scoliosis)である。思春期の子どもの約2%にみられる非常に頻度の高い疾患である。

 思春期の50人に1人がかかっているといわれる、AIS は家族内での発症頻度が高いことなどから、その発症には遺伝的要因が関与すると考えられていた。これまで、原因遺伝子の同定には至っていなかったが、今回、世界で初めてAISの原因遺伝子が、慶應義塾大学医学部の研究者たちによって突き止められた。

AIS

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神秘!134億年前、宇宙最初の星“ファースト・スター”の光をとらえた!

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 134億年前、宇宙最初の光
 137億年前、宇宙の最初期は、まだ星がなく、最初の数億年の間、ガスと暗黒物質が薄く漂い、ビッグバンの名残である弱い電磁波が飛び交うだけの暗黒の時代が続いていた。

 宇宙の誕生から3億年後、宇宙で最初に誕生した星”ファースト・スター”から放たれたと見られる光の観測に、宇宙航空研究開発機構などの研究チームが世界で初めて成功した。

 宇宙初期における星の誕生や宇宙の大規模構造の解明につながる成果で、11月1日の米科学誌「アストロフィジカル・ジャーナル」に掲載される。

Akari

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肉食獣だったパンダが、竹を食べる謎を解明!原因は人類の繁栄か?

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 パンダが竹を食べる謎を解明
 パンダはなぜ竹を食べるのだろう?消化器官や歯の構造はクマやアザラシ等、他の肉食動物と大変似ている。犬歯は大きく、奥歯も大きく平らな臼歯で人間のおよそ7倍の大きさである。腸や盲腸は草食性としては短い構造がデメリットとなり、セルロースを多く含む竹などの食物を食べた場合、栄養摂取の効率が低い。

 それでも、ジャイアントパンダが99%竹を主食とするのは長年の謎であった。今回、糞の分析からついに解明された。

 草食動物は、繊維質の消化を助けるため比較的長い腸を持つ傾向があるが、ジャイアントパンダにはそのような特徴はない。しかも、2009年にジャイアントパンダのゲノムが解析された際に、竹や草などに含まれる植物繊維であるセルロースの分解に働く既知の酵素に対応する遺伝子がないことが明らかになった。

Panda

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どちらが当たりやすい?あなたに衛星が当たる確率と、宝くじ1等の確率

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 ドイツ観測衛星が大気圏突入
 ドイツ航空宇宙センター(DLR)は10月23日、運用を終えたエックス線観測衛星「ROAST」が同日朝、大気圏に突入したと発表した。突入の時間や詳しい場所は明らかでない。

 燃え残った衛星の破片が地上に落下したとの確認報告は今のところないとしている。破片落下に伴い、地上の人間がけがなどを負う可能性については極めて低いとも述べた。

 同センターは当初、落下の予想時間について日本時間23日午前8時半から午後2時の間とし、欧州、アフリカやオーストラリアは落下が予想される場所から外れたとみられると報告していた。

ROSAT_UARS

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「近づくな!」カブトムシの蛹―幼虫間におけるコミュニケーションを発見!

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 カブトムシの蛹、幼虫とコミュニケーション
 地中に生活しているカブトムシの蛹と幼虫の間で振動を介したコミュニケーションが行われていることが発見された。カブトムシの幼虫は、地中に蛹室という部屋をつくり、その中で蛹になる。しかし、蛹室はもろく、まわりの幼虫に壊されるおそれがある。室内実験の工夫により、蛹は幼虫が蛹室に近づくと背面を蛹室の壁に打ちつけて振動を発すること、この振動は幼虫に回避行動をとらせることがわかった。蛹は、「蛹室に近づくな」という振動シグナルをまわりの幼虫に送ることで、蛹室が壊されることを防いでいると考えられる。

 本研究は、東京大学農学生命科学研究科と、独立行政法人森林総合研究所との共同研究として行われた。

 昆虫の蛹はおとなしく不活発だと思われがちだが、一部の昆虫の蛹は活発に動き、音や振動を発することが知られている。しかし、それらの音や振動がどのような機能をもつのかは、ほとんどわかっていなかった。私たちは、カブトムシの蛹が振動を発することで、近づいてきた幼虫を遠ざけて身をまもることを発見した。

Rhinoceros beetle

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芸が身を助ける?踊りのリズムと発声に相関関係!インコで確認

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 インコがリズムに合わせて運動
 オウムの仲間の一種であるセキセイインコがリズムに合わせてタッピング(机などを叩く)できることを世界で初めて確認した。そして、オウムのなかまといえばものまね(発声模倣)。リズムをとる行動と発声模倣能力に関連があることを示した。

 ヒト以外の動物は(オウムの仲間やゾウなどを除き)、特定のリズミカルな運動は行うが、与えられたリズムに応じて自在に動きを合わせることはできまない。本研究は、オウムの仲間の一種であるセキセイインコの一群を用いて、外部から与えられる多様なテンポのリズムに対して同調したキーをつつく運動ができることを確認した。ヒトにおいてはタッピングによるリズムとの同期実験は多数行われているが、今回の成果は動物がリズムに合わせてタッピングできることを示したもので、世界で初めての公式な報告。

 リズムに合わせて運動できる、ヒト・オウムの仲間・ゾウの共通点は「発声を模倣する」ことであるが、本成果はリズムに合わせて運動する能力が「新たな発声パターンを獲得する能力」の副産物として備わったのではないか、とする仮説(Patel、2006)を裏付けるもので、ヒトが文化や世代を超え、当たり前のように行ってきた「音楽に合わせて踊ること」が、言語能力と密接に関連していることを示唆するデータが得られたことになる。

Melopsittacus undulatus

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2次元トポロジカル絶縁体を開発!ナノテク・スピントロニクスへ応用可能

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 2次元トポロジカル絶縁体
 東京大学大学院理学系研究科の平原徹助教と長谷川修司教授、分子科学研究所の木村真一准教授は、ドイツユーリッヒ研究所と共同で、二次元トポロジカル絶縁体であると理論的に予言されていたバイレイヤー(2原子層)ビスマス(Bi・Bi2Te3)の実験的作成に世界で初めて成功した。

 近年、金属・半導体・絶縁体・超伝導体といった従来の固体の分類の枠に収まらないトポロジカル絶縁体という物質が注目を集めている。

 普通の絶縁体は電圧をかけても電流が生じないが、トポロジカル絶縁体では物質の中身は絶縁体状態であるにもかかわらず、その表面や端では普通とは異なる特殊な金属状態が実現して、そこだけ電流が流れるといわれる。この端の電子は質量を持たず、スピン(電子の自転)をそろえて動き回るという特殊な性質を持つ。

Topological

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地球の酸素はいつできた?23億年前大発生!オスミウムで判明

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 生命史上の「大事件」
 地球大気中の酸素は、生命による光合成活動によって生み出されており、宇宙から眺めた時に、地球が他の惑星と異なる生命の星であることを示す最大の特徴である。このような酸素大気は、いつどうやって形成したのだろうか?

 約23億年前、地球の大気中の酸素濃度が急上昇していたことが東京大などのチームの研究でわかった。地球が生命であふれるきっかけとなる生命史上の「大事件」の時期を初めて正確に特定した結果で、11日発行の英科学誌ネイチャー・コミュニケーションズ(電子版)に発表した。

 現在、酸素は大気の21%を占めるが、46億年前の地球誕生時はほとんど存在せず、初期の生命は酸素なしで生きる下等なものだったと考えられている。

Os

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金星探査、あかつきは2015年再投入!ビーナス・エクスプレスは活躍中!

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 2015年、あかつき金星再投入
 金星探査機「あかつき」運用チームは、9月に行われた軌道制御エンジンのテスト噴射で推力不足を確認し、今後は代替として姿勢制御エンジンによる軌道制御を行っていく方針を明らかにした。当初の予定とは異なる金星周回軌道への投入に向け、観測成果を最大限にするための模索が続けられる。

 探査機「あかつき」の軌道制御エンジン(OME)の状態は、推力が想定の9分の1しかなかった。燃焼器の破損が進行していると考えられ、今後このOMEの使用は断念することとなった。

 OMEでは酸化剤と燃焼剤を混合燃焼させて推力を得るが、代わりに使われる姿勢制御用エンジン(RCS)は燃焼剤しか使わないため、今年10月中旬までに酸化剤を投棄して機体の軽量化を図る。その後、11月上旬にRCSによる軌道制御を実施して2015年の金星再会合・周回軌道投入を目指すことになった。(2011年10月3日 JAXA)

Venus_Express

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酸性雨で湖沼が酸性化、立ち枯れ、イオン流失…その原因は?

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 酸性雨とは?
 酸性雨(さんせいう)とは、環境問題の一つとして問題視される現象で、大気汚染により降る酸性(厳密にはph5.6以下)の雨のことを指す。酸性の雪は酸性雪(さんせいせつ)、酸性の霧は酸性霧(さんせいむ)と呼ばれる。

 酸性雨の原因は化石燃料の燃焼や火山活動などにより発生する硫黄酸化物(SOx)や窒素酸化物(NOx)、塩化水素(HCl)などである。これらが大気中の水や酸素と反応することによって硫酸や硝酸、塩酸などの強酸が生じ、雨を通常よりも強い酸性にする。 また、アンモニアは大気中の水と反応し塩基性となるため、酸性の雨といった定義からは外れるが、降雨により土壌に運ばれた後に硝酸塩へと変化することで広義の意味で酸性雨の一因とされる。大気中に放出されるアンモニアについては、人間の活動や家畜糞尿に起因するものが問題視されている。

 なお、日本における原因物質の発生源としては、産業活動に伴うものだけでなく火山活動(三宅島、桜島)等も考えられている。また、東アジアから、偏西風に乗ってかなり広域に拡散・移動してくるものもあり、特に日本海側では観測される。

 国立環境研究所の調査では日本で観測されるSOxのうち49%が中国起源のものとされ、続いて日本21%、火山13%、朝鮮12%とされている。

AcidRain

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土から派生したペスト菌、600年前に猛威!現代もDNA変化せず!

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 ペスト菌、600年前から変化せず
 ペスト菌はこの600年間でほとんど変化していないことが、DNA解析で明らかになった。中世ヨーロッパを襲った“黒死病”は、史上最悪のペスト大流行というだけではなかった。現在みられる人間へのペスト感染にも、当時流行した菌が関与しているらしい。

 今回の研究成果は、イギリス、ロンドンにある14世紀半ばの黒死病患者の墓地から掘り出した人骨を調査して判明した。墓地の発掘は、ロンドン博物館考古学部門によって行われた。

 中世の墓から採取した黒死病の病原菌、エルシニア・ペスティス(Yersinia pestis:ペスト菌)は、カナダ、オンタリオ州にあるマックマスター大学のカーステン・I・ボス(Kirsten I. Bos)氏と、ドイツにあるテュービンゲン大学のフェレナ・J・シューネマン(Verena J. Schuenemann)氏が中心となって、ゲノム配列の解析が進められた。

Black-plague

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宇宙旅行は民間企業でいかが?スペースシップ・ドリームチェイサー他

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 宇宙旅行は1人1500万円!英ヴァージン・グループ
 民間宇宙旅行の商業化を目指す英ヴァージン・グループは10月14日までに、開発を進める宇宙船「スペースシップ2」を最大で3回、米航空宇宙局(NASA)に貸し出す契約を結んだと発表した。

 NASAは、民間や大学の研究者らにこの宇宙船を使った宇宙実験の機会を提供するという。同グループによると450万ドル(約3億5千万円)で契約した。

 スペースシップ2は航空機につり下げられて離陸後、高度約15キロで分離され宇宙空間まで上昇する。同グループは、乗客らが数分間の無重力を体験できる宇宙旅行の実現を目指しており、米メディアによると来年、ニューメキシコ州の“宇宙空港”から初飛行を計画している。

 旅行代金は1人約20万ドル(約1500万円)もするが、日本人も含めて既に455人が予約するなど人気は高い。(msn 2011.10.15)

SpaceShip2_Dream Chaser

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傾きたがる惑星たち?金星177.4度、天王星97.9度、原因は天体衝突か?

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 自転軸が大きく傾いている天体
 地球の自転軸(地軸)は何度傾いているだろう?自転軸は、惑星が自転する際の軸であり、北極点と南極点を結ぶ直線を指す。地球の自転軸は、公転面に対して、約23.4度傾いている。このため、夏季には日が高く昇り、昼の時間が長く、冬季には日が低く、昼が短くなる。

 ところが、この自転軸が公転面に対して、極端に大きく傾いている惑星がある。それは何だろう?

 金星と天王星である。多くの惑星は公転面に対して、およそ垂直の方向に自転軸が向いてる。だが金星は177.4度傾いており、ほぼ逆さまの形に、天王星は97.9度の傾きでほぼ横倒しの形になっている。これら自転軸の傾きの原因として、大規模な天体衝突が有力な候補として知られている。

Venus_Uranus

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ソマリアの洞窟魚、暗闇で体内時計喪失?遺伝子導入で回復

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 ソマリアの洞窟魚
 アフリカ・ソマリアの地下洞窟に生息する目が退化した魚は、約2日間の体内時計を持っているらしい。人間をはじめ生物はふつう1日(24時間)の周期性を持っているが、2倍近い長さ。イタリアやドイツなどの共同チームが米科学誌プロス・バイオロジーに論文を発表した。

 代謝にかかわるホルモンの一種を使った実験で、この魚の細胞が38~47時間の周期性を持っていることを確認。さらにこのに1日1回規則的にエサを与え続けると、1カ月後には、エサがもらえる数時間前になると予知するかのように活発な動きを見せるようになったという。

 生物は光を浴びて睡眠などのリズムを整えている。この魚は数百万年前から暗闇で生きてきたとみられ、目は退化して光には全く反応しないが、体内時計は維持しているという。なぜ2日間なのかはわからないが、研究チームは「エサに反応する『腹時計』を持っていたことで過酷な環境で生き延びられたのではないか」と推測する。(asahi.com 2011年9月17日)

Circadian rhythm

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水素イオン濃度指数「pH(ピーエイチ)」とは何か?河川・酸性雨のpHは?

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水素イオン濃度指数(pH)とは何か?
 水溶液の酸性、アルカリ性の度合いを表す指標。一般に「水素イオン濃度」といわれることもあるが、正確には、水素イオン濃度の逆数の常用対数を示す値。pH試験紙やpH計などで簡易に測定できる。pHが7のときに中性、7を超えるとアルカリ性、7未満では酸性を示す。

 pHの値の範囲が特に存在するわけではない。一方で日本の高等学校の教科書などではpHが0~14の範囲で図表が掲げられ、水溶液のpHは、ほぼ0~14の範囲で変わると記述されている。

 しかし、濃厚な強酸、強塩基水溶液あるいは超酸、超塩基ではpHの値がマイナスの値となる場合や、14を超える場合が存在する。この場合、pHやpOHではあまり意味をなさないため酸度関数によって表現するのが一般的である。

pH

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