水が宙に浮く?触れずにモノを作る?魔法のような近未来が始まっている!

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水が宙に浮く?触れずにモノを作る?魔法のような近未来が始まっている!

2017.04.28

提供元:日本工業大学

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水が宙に浮く?触れずにモノを作る?魔法のような近未来が始まっている!

磁石と空気と水。身近にあるものを使って魔法のような新技術が生まれました!
「アルキメデスの原理」を知っていますか? お風呂におもちゃの船が浮く浮力の原理を応用して、重力を磁力に置き換えることで水を浮かせたり、手を触れずにモノを動かすことが可能になるのです。この研究は無重力空間と同じ環境での商品開発や医療期間での活用など、幅広いジャンルでの技術革新が期待されています。日本工業大学に新設される基幹工学部応用化学科では、最先端の研究に触れながら化学産業に携わる人材になるための知識と経験を得ることができます。

この記事をまとめると

  • お風呂におもちゃが浮かぶ理由は「密度」の違い。この「アルキメデスの原理」に身近な「磁石」を取り入れることで、水を空中に浮かべることができる。
  • 「アルキメデスの原理」から発見した「磁気アルキメデスの原理」を応用すれば、手を触れずにモノを動かすことが可能。幅広い分野でイノベーションを起こすと期待されている。
  • 日本工業大学に新設され基幹工学部応用化学科は、化学はもちろん物理・生物などの基礎知識を学び、化学産業に携わる柔軟な人材を育成。最先端の研究に触れながら実践的な知識と経験が得られる。

魔法のキーワード「アルキメデスの原理」って知ってる?

みなさんは「アルキメデスの原理」という言葉を聞いたことがありますか? 例えば子どもの頃、お風呂に入る時におもちゃの船などを浮かべて遊びましたよね。でもよ〜く考えてみると、「重さ」のあるおもちゃが「浮く」って……不思議じゃないですか? 実は地球の重力が働くとき、同じ重さのモノでも「密度」が大きな方が強く引っ張られる決まりがあります。湯船の中では「お湯」が「おもちゃ」より密度が高いため重力の影響を強く受け、「おもちゃ」が「お湯」に浮く現象が起こるのです。これが「アルキメデスの原理」(浮力の原理)。グラスに「氷」と「水」を入れると、密度の低い「氷」が浮くのも同じ理由です。
では、この基礎原理に「磁石」を組み合わせると、どんなことが起きるでしょうか?

水が宙に浮く! 摩訶不思議な化学のチカラ

「磁気アルキメデスの原理」で宙に浮く水

「磁気アルキメデスの原理」で宙に浮く水

宇宙飛行士がロケットの中で水をこぼすと、水は球状になってフワフワ漂います……多くの人がテレビなどで見たことがあるのではないでしょうか? 神秘的なこの現象は、先ほどの「アルキメデスの原理」を応用すれば地球上でも実現できるのです。
まず磁石の台と酸素ガスが充満した容器を準備。磁石の上に容器を置き、中に水を入れると……水が球状になって宙に浮かびます。秘密は磁石の「磁力」。「酸素ガス」は「磁力」に引っ張られる特性があるため、磁力が働く空間では「酸素」に「水」が浮くのです。これが「アルキメデスの原理」の「重力」を「磁力」に置き換えた「磁気アルキメデスの原理」。日本工業大学の池添泰弘准教授の新発見です。
この「磁気アルキメデスの原理」を応用すると、どんなことができるでしょうか? 無重力状態による水の球状化を基にレンズを作ったり、手を触れずにモノを動かす技術で時計を分解せずに修理したり、また医療現場では血液検査の精度が飛躍的に向上すると言われています。身近なところでは、磁力を利用してペットボトルのゴミをフタ、ラベル、ポリエチレンに分離するリサイクル実験が2015年に実施されました。「磁気アルキメデスの原理」は近い未来さまざまなジャンルでイノベーションを起こすことが期待されているのです。

最先端の研究と実践で、未来を切り拓く「化学人」になる!

最先端の化学研究を学べるのが日本工業大学の基幹工学部応用化学科です。2018年4月に開講するこの新しい学科では、化学はもちろん物理や生物学など幅広い基礎知識を学ぶことができます。また化学は生活のあらゆる場面にかかわるので、時代のニーズに向き合える柔軟さを持った人材の育成を目指します。さらに卒業研究では教員とともに研究に取り組むことで研究者としての素養を磨き、4年を通して実践的な知識と経験を身につけることができます。
最先端の研究から世界を変える新しい技術を生み出すのが「化学」。未来を切り拓くのはこれからの「化学人」なのです。

【広告企画】提供 : 日本工業大学

この記事のテーマ
工学・建築」を解説

工業技術や建築技術の発達は、私たちの生活を画期的に快適で安全なものに変えてきました。先人たちの生み出した知恵に新しい技術をプラスすることで、その進歩はいまも日々、進んでいます。インフラの整備や災害に強い街作り、エネルギー効率の高い動力機械や高い知能を持ったロボットの開発など、工学や建築に求められるものはますます増えるでしょう。自然との共生も大きなテーマです。理系の中でもより実地的な分野だと言えます。

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