[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)。

[amazonjs asin=”B00KQ9VG26″ locale=”JP” title=” レイメイ藤井 ブラックボード アンティーク A4 LNB185 “]

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。

Avatar photo

GEN

投稿者の記事一覧

大学JK->国研研究者。材料作ったり卓上CNCミリングマシンで器具作ったり装置カスタマイズしたり共働ロボットで遊んだりしています。ピース写真付インタビューが化学の高校教科書に掲載されました。

関連記事

  1. 書物から学ぶ有機化学4
  2. rhodomolleins XX と XXIIの全合成
  3. カーボンナノベルトを結晶溶媒で一直線に整列! – 超…
  4. 【太陽HD】新卒採用情報(20年卒)
  5. 若手研究者に朗報!? Reaxys Prizeに応募しよう
  6. シス型 ゲラニルゲラニル二リン酸?
  7. 立体選択的なスピロ環の合成
  8. SciFinder Future Leaders 2017: プ…

注目情報

ピックアップ記事

  1. 「極ワイドギャップ半導体酸化ガリウムの高品質結晶成長」– カリフォルニア大学サンタバーバラ校・Speck研より
  2. アルケンでCatellani反応: 長年解決されなかった副反応を制御した
  3. 天然物の全合成―2000~2008
  4. アリルC(Sp3)-H結合の直接的ヘテロアリール化
  5. ロタキサンを用いた機械的刺激に応答する効率的な分子放出
  6. ニッケル-可視光レドックス協働触媒系によるC(sp3)-Hチオカルボニル化
  7. ジムロート転位 (共役 1,3-双極子開環体経由) Dimroth Rearrangement via A Conjugated 1,3-Dipole
  8. 【書評】きちんと単位を書きましょう 国際単位系 (SI) に基づいて
  9. 有機合成化学協会誌2025年3月号:チェーンウォーキング・カルコゲン結合・有機電解反応・ロタキサン・配位重合
  10. ニキビ治療薬の成分が発がん性物質に変化?検査会社が注意喚起

関連商品

ケムステYoutube

ケムステSlack

月別アーカイブ

2019年1月
 123456
78910111213
14151617181920
21222324252627
28293031  

注目情報

最新記事

7th Compound Challengeが開催されます!【エントリー〆切:2026年03月02日】 集え、”腕に覚えあり”の合成化学者!!

メルク株式会社より全世界の合成化学者と競い合うイベント、7th Compound Challenge…

乙卯研究所【急募】 有機合成化学分野(研究テーマは自由)の研究員募集

乙卯研究所とは乙卯研究所は、1915年の設立以来、広く薬学の研究を行うことを主要事業とし、その研…

大森 建 Ken OHMORI

大森 建(おおもり けん, 1969年 02月 12日–)は、日本の有機合成化学者。東京科学大学(I…

西川俊夫 Toshio NISHIKAWA

西川俊夫(にしかわ としお、1962年6月1日-)は、日本の有機化学者である。名古屋大学大学院生命農…

市川聡 Satoshi ICHIKAWA

市川 聡(Satoshi Ichikawa, 1971年9月28日-)は、日本の有機化学者・創薬化学…

非侵襲で使えるpH計で水溶液中のpHを測ってみた!

今回は、知っているようで知らない、なんとなく分かっているようで実は測定が難しい pH計(pHセンサー…

有馬温泉で鉄イオン水溶液について学んできた【化学者が行く温泉巡りの旅】

有馬温泉の金泉は、塩化物濃度と鉄濃度が日本の温泉の中で最も高い温泉で、黄褐色を呈する温泉です。この記…

HPLCをPATツールに変換!オンラインHPLCシステム:DirectInject-LC

これまでの自動サンプリング技術多くの製薬・化学メーカーはその生産性向上のため、有…

MEDCHEM NEWS 34-4 号「新しいモダリティとして注目を浴びる分解創薬」

日本薬学会 医薬化学部会の部会誌 MEDCHEM NEWS より、新たにオープン…

圧力に依存して還元反応が進行!~シクロファン構造を活用した新機能~

第686回のスポットライトリサーチは、北海道大学大学院理学研究院化学部門 有機化学第一研究室(鈴木孝…

実験器具・用品を試してみたシリーズ

スポットライトリサーチムービー

PAGE TOP