教養としてのナノテクノロジー
この講義シリーズは第2話まで
登録不要無料視聴できます!
▶ 第1話を無料視聴する
閉じる
この講義の続きはもちろん、
5,000本以上の動画を好きなだけ見られる。
スキマ時間に“一流の教養”が身につく
まずは72時間¥0で体験
(会員の方に広告は表示されません)
水滴にみる表面張力の分子起源とその制御について考える
教養としてのナノテクノロジー(9)水とナノテクノロジーの関係
地球を地球たらしめるもの、それが「水」である。水は他の物質と比較してもその性質は特異だ。その理由は、水の熱的性質と強力な表面張力にある。前者はナノスケールで起こる「水素結合」、後者はナノスケールでの制御である「界面活性作用」をそれぞれキーにして、水とナノテクノロジーの関係を考察する。(全10話中第9話)
時間:9分26秒
収録日:2021年3月29日
追加日:2021年9月16日
≪全文≫

●水の存在による地球と月の違い


 皆さん、こんにちは。東京理科大学の由井宏治です。本日は「水滴にみる表面張力の分子起源とその制御のマルチスケールサイエンス&テクノロジー」のお話をしたいと思います。

 われわれ生命の住む水の惑星である地球は、青い海と白い雲に覆われています。その正体は、皆さんもご存じの通り「水」です。

 一方で、地球の傍らを回る月には海も雲も存在しません。ここでいきなりクイズですが、そのような月における昼と夜の面との温度差はどのくらいになるでしょうか。

 月の太陽からの距離は地球とほぼ同じにもかかわらず、昼と夜の温度差は約300度近くになるといわれています。

 一方の地球は、水、すなわち海流や大気による熱吸収・反射・循環などにより、平均気温は約15度に保たれ、昼夜・年間を問わず、極端な温度差の発生を防いでいます。


●水の面白さのキーは「水素結合」


 地球上において、液体として存在する「水」の面白さの1つとして、熱を加えて温めてもなかなか気化しないという性質があります。スライド内の表に、代表的な液体の沸点や気化熱を比較しています。水は同族の硫化水素に比べて圧倒的に沸点が高く、また気化させるのに、大変多くの熱量を必要としていることが分かります。このような液体の水における特徴的な熱的性質を決定づけるのがナノメートルスケールで働く力、すなわち「水素結合」です。

 それでは水素結合とは、どのような力なのでしょうか。水分子、すなわちH2Oは、電気的には全体として中性ですが、酸素原子が水素原子より電子を強く引き付けることや、酸素側に結合に関与できる電子のペアを2つ余裕に持っていることから、ナノメートルスケールで正電荷と負電荷に空間的な偏りが生じています。

 この空間的な電荷の偏りによって、1ナノメートルの約3分の1~4分の1の距離で、水素原子を介して水分子同士が引きつけ合っています。これが水素結合です。

 しかし実際には、このような静電的な引力だけでは、水のさま...

スキマ時間でも、ながら学びでも
第一人者による講義を1話10分でお届け
さっそく始めてみる
(会員の方に広告は表示されません)
「科学と技術」でまず見るべき講義シリーズ
進化生物学から見た「宗教の起源」(1)宗教の起源とトランス状態
私たちにはなぜ宗教が必要だったのか…脳の働きから考える
長谷川眞理子
「進化」への誤解…本当は何か?(1)進化の意味と生物学としての歴史
実は生物の「進化」とは「物事が良くなる」ことではない
長谷川眞理子
ChatGPT~AIと人間の未来(1)ChatGPTは何ができて、何ができないか
ChatGPTは考えてない?…「AIの回答」の本質とは
西垣通
性はなぜあるのか~進化生物学から見たLGBT(1)有性生殖と無性生殖
なぜ雄と雌の2つの性別があるのか…「性」の謎とLGBT
長谷川眞理子
新しい循環文明への道(1)採掘文明から循環文明へ
2026年頭所感~循環文明の「三つの柱」…いよいよ実現へ
小宮山宏
水から考える「持続可能」な未来(1)気候変動の現在地
最悪10メートル以上海面上昇…将来に禍根残す温暖化の影響
沖大幹

人気の講義ランキングTOP10
変化する日本株式市場とPEファンド(1)近年急増するPE投資
プライベート・エクイティ・ファンドとは何か…その手法は?
百瀬裕規
編集部ラジオ2026(5)中島隆博先生「AIと人間」を紹介
【10分解説】中島隆博先生《AI時代と人間の再定義》
テンミニッツ・アカデミー編集部
こどもと学ぶ戦争と平和(6)平和な社会を守るために
チャーチルの名著『第二次世界大戦』に学ぶ真の平和への道
小原雅博
AI時代と人間の再定義(1)AIは思考するのか
AIでは「思考の三位一体」が成立しない…考えるとは?
中島隆博
インフレの行方…歴史から将来を予測する(1)インフレの具体像を探る
270年の物価の歴史に学べ…急激な物価上昇期の特徴と教訓
養田功一郎
プロジェクトマネジメントの基本(3)プロジェクトのすすめ方
PDCAサイクルを回すための5つのプロセスとそのすすめ方
大塚有希子
印象派の解体と最後の印象派展(3)観察と探究のドガ
ドガ《エトワール》…新技法を追求した印象派の代表作品
安井裕雄
企業改革の核心は何か(1)組織の危機をいかに克服するか
V字回復のためには社員に「個人の痛み」を迫る覚悟を持て
三枝匡
新撰組と幕末日本の「真実」(1)近藤勇…教養人の素顔と日野宿本陣
近藤勇と日野宿本陣…多摩の豪農たちの財力と教養力の凄さ
堀口茉純
習近平中国の真実…米中関係・台湾問題(2)国家戦略目標の転換
経済発展から「国家の安全」へ…転換された国家戦略目標
垂秀夫