[スポンサーリンク]

一般的な話題

黒板に描くと着色する「魔法の」チョークを自作してみました

[スポンサーリンク]

昔ながらの授業・講義といえばチョークと黒板を使ったもの。ホワイトボードや電子黒板の普及により需要が減っていると言われますが、まだまだ現役です。チョークの主原料は炭酸カルシウムや石膏。貝殻や卵殻のリサイクル品も流通していますが、いずれにしろチョークといえばまず真っ白な棒というイメージです。黄色い線を引くためには黄色く着色したチョーク、赤い線を引くためには赤いチョーク、他にも水色やオレンジなど色つきのものも使用した経験があることでしょう。

ここで唐突な質問ですが、真っ白なチョークを使ってカラフルな線を引けたら楽しいと思いませんか?というわけで、単分散シリカ粒子を用いてそのようなチョーク(っぽいもの)を自作してみました。

ここでのチョーク作りに利用する原料は

  • 単分散シリカ粒子(富士化学株式会社ハウトフォーム使用)
  • 少量のポリビニルアルコール(PVA・洗濯のりでも可)

です。理由は後半で説明しますがシリカ粒子径に応じて色が出ます。粉体を扱うためのマスク・保護メガネ・ゴム手袋を装着したら、手順は以下の通りです。

1. まず原料を練り合わせます。PVAはそのまま加えてもダマになるだけなので、あらかじめ熱湯に少しずつ加えて溶かしておきます。泥団子を作る要領で、シリカに対して少量ずつPVA水溶液を足して練っていけばうまく塊を作ることができます。水を足しすぎたらドロドロになるので逆にシリカを足して粘度を調整します。

2. 任意の形に成型します。私は面倒なので手で棒状にしました。キレイな形を作りたい場合は「チョーク作り」でググればいろいろ出てくるので参考にしてください。

3.乾燥します。常温でもドライヤーや乾燥器を使っても構いません。PVAを多めに足せば急速乾燥でも崩れにくくなるはずです。

完成したチョークで描いた線が上図。単分散シリカ粒子径によって青、緑、赤へ色が変わっていく様子がわかります。上の写真ではわかりにくいですが、実際はもっと鮮やかに色が出ます。黒板は通常、コントラストの都合で緑がかったものが多いため、レイメイ藤井から販売されている真っ黒なものを使いました(濡らして消せるメリットもあるため)。

さて、これらは何故色がつくのか?魔法でも何でもなく、単分散シリカ粒子の特性を利用しています。一般的に粒子は光を散乱します。その背景を黒くしておくと余計な散乱光が吸収されるため、大きさが揃った粒子を利用すれば特定の色(粒径の倍くらいの波長?)が出るという仕組みです。トップの写真も単分散シリカ粒子を指でのばしただけのもので、色素は一切加えていません。

名古屋大学大学院 工学研究科 竹岡グループのコロイドアモルファスの研究内容を参考にしており、以下はその論文(Adv. Mater. 2017, 29, 1605050)の解説動画です。

グループの研究成果は去年のスポットライトリサーチでも紹介されています。

なお私自身は竹岡グループと面識があるわけでも、現状似たような研究発表をしているわけでもありません。研究用に購入した単分散シリカ粒子が余っているため、作業待ち時間に遊んで記事を書きました。1時間もあれば簡単にいろいろ確かめることができるので学生実験等の題材としておもしろいのではないかと考えています。

The following two tabs change content below.
GEN
国立大JK。エアロゲルやモノリス型マクロ多孔体を作製しています。専門分野はあいまいです。ピース写真付インタビューが化学の高校教科書に載りました。

関連記事

  1. 日本薬学会第139年会 付設展示会ケムステキャンペーン
  2. MOF 結晶表面の敏感な応答をリアルタイム観察
  3. Communications Chemistry創刊!:ネイチャ…
  4. Rice cooker
  5. 副反応を起こしやすいアミノ酸を迅速かつクリーンに連結する
  6. 【PR】Chem-Stationで記事を書いてみませんか?【スタ…
  7. 環状アミンを切ってフッ素をいれる
  8. ククルビットウリルのロタキサン形成でClick反応を加速する

コメント、感想はこちらへ

注目情報

ピックアップ記事

  1. 平田 義正 Yoshimasa Hirata
  2. 科博特別展「日本を変えた千の技術博」にいってきました
  3. もう入れたよね?薬学会年会アプリ
  4. Pure science
  5. フッ素ドープ酸化スズ (FTO)
  6. バトフェナントロリン:Bathophenanthroline
  7. 化学を広く伝えるためにー多分野融合の可能性ー
  8. トリフェニル-2,6-キシリルビスムトニウムテトラフルオロボラート:Triphenyl-2,6-xylylbismuthonium Tetrafluoroborate
  9. ノーベル賞の合理的予測はなぜ難しくなったのか?
  10. 盗難かと思ったら紛失 千葉の病院で毒薬ずさん管理

関連商品

注目情報

注目情報

最新記事

「あの人は仕事ができる」と評判の人がしている3つのこと

仕事を辞めて、転職をしたいと思う動機の一つとして、「今の会社で評価されていない」という理由がある。し…

光で2-AGの量を制御する

ケージド化合物を用いた2-AG量の操作法が初めて開発された。2-AG量を時空間的に操作することができ…

葉緑素だけが集積したナノシート

第235回のスポットライトリサーチは、立命館大学 民秋研究室で博士研究員をされていた、庄司 淳(しょ…

第38回「分子組織化の多様な側面を理解する」Neil Champness教授

長らく更新が止まっていましたが、海外化学者インタビュー再開しました。Nature Chemistry…

排ガス原料のSAFでデリバリーフライトを実施

ANAは日本時間の10月30日、排ガスを原料とするSustainable Aviation Fuel…

“つける“と“はがす“の新技術―分子接合と表面制御

お申込み・詳細はこちら日程2020年1月9日(木)・10日(金)定員20名  先着順…

Chem-Station Twitter

PAGE TOP