でんじろう先生の日曜実験室ラブラボ！　１月２８日放送
テーマ　切断

でん「今日は切断の科学っていうことで、まずこんな実験からやってみましょう。」
潤「なんでしょう？」
でん「こちら（テーブルの上）に、粘土があります。わりとおいしそうな粘土ですね〜。」
潤「ねぇ。つやのある粘土ですね。」
でん「これを２人で食べると。」
小沢「お〜っ？」
でん「で、切り分けなければならないと。ということで、２種類のもの用意してあります。こちら（左側）細い針金ですね。こちら（右側）は太い金属の棒、パイプです。もし切るとしたらどちらで切りますか？」
小沢「切る・・・。」
潤「切るのだったら、そりゃ細い（針金の）方が適してるんじゃないですか？」
でん「それは常識ですよね。」
試しに太いパイプの方で粘土を切ってみる小沢さん。
でん「・・・まぁ、（パイプが粘土に）めり込んでいきますよね。」
小沢「まぁこういう感じですよね。切れるという感じではないですね。」
今度は細い針金で粘土を切ってみる潤さん
小沢「おぉ〜っ。あっさり。」
でん「ほら。結構ね、違いが・・。」
潤「おぉ。切れた。」
小沢「うぉ〜。すごい。こんなに差出るんだ。」
でん「そうそう。だから確かに見ているだけで、こんなに太ければね、つぶれちゃうだけで切れないと思うし、細けりゃ・・・と思いますけど、やっぱりやってみるとこの差の違いにちょっと驚きますよね。」
小沢「うん。すごい。ここまではっきり差が出るとは。」
でん「だいたいものを切るってのはどういうことですか？」
問題　モノを切るとはどういうこと？
小沢「モノを切る・・・。」
でん「例えば粘土だったら粘土を切る。野菜だったら野菜を切るっていうのはどういうことなんですかね・・・。」
潤「どういうことっていうのはどういうこと？」
小沢「ひとつのモノをふたつに分ける。」
でん「分けるって事はどういうことですか？」
小沢「切断する。切る。」
でん「切断するっていうのはどういうことですか？」
小沢「だから、ひとつのモノをふたつに分ける・・・。」
潤「キリがねぇだろそれじゃ。」
でん「要するにくっついてるって事は、結合。つながってるわけですよね。粘土と粘土が。実は粘土同士で結合してますよね。その結合、例えば糸でプチプチつながっているようなものを、その１本１本の糸をプチプチ切っていくって事でしょ？だから２つに分かれるということ。で、結合を断ち切るときに、太い物（パイプなど）だったらば、同じ力を加えても、全体に加重がかかりますから、だからその結合を断ち切れないということですよね。細ければ細い分、一点に力がかかりますから、断ち切れるということ。だから単純な実験でしたけど、この中にモノを切る、切断っていうことの、まぁ原理的な部分が含まれてますよということでしたね。もう１つ実験。」
つる「１人しかできません。」
でん「これはちょっと危険な実験なんで・・・。」
小沢「じゃあジャンケンするかい？いくよ。」
ジャンケンする２人。負けた潤さんが実験台に。
でん「こちらに用意してあります。」
小沢「何これ。何これ。」
でん「カバーの布を取ってみましょうか。」
つる「じゃじゃ〜ん。」
でん・つるが布を取ると・・・
潤「うわっ！！」
でん「これは・・・分かりますか？」
小沢「何これ？」
でん「剣山です。これ（りんご）落としますよ。そうすると・・・もうとれないですよ。」
ベットのように並べてある剣山の上にリンゴを落とす先生。
小沢さんが刺さったリンゴを取ろうとするが・・・
小沢「・・・あっ。思ったより（リンゴ）刺さってるぞ・・・。」
めちゃめちゃびっくりする潤さん
でん「頑張って取っちゃってください。」
小沢「取っちゃうよ？・・・えぇっ。」
潤「うわ。すげーな。」
でん「ほら、（リンゴ）ボコボコでしょ？これで（剣山が）本物だということが分かりました。じゃあ・・・井戸田さんの足と頭の方をもって、こうポンッと（剣山の上に・・・。）」
小沢「やっちゃいます？」
潤「・・・リンゴと同じようになるでしょうよ。」
でん「ま、それは冗談で、静かにこの（剣山の）上に寝ていただきます。」
潤「静かに寝ようが何しようが、剣山に寝ること自体が、ホリプロコム（スピードワゴン所属事務所）がＮＧでしょこんなもんは。ＯＫ出すわけないでしょうちの事務所が！！」
小沢「いや、それが今年はＯＫだって聞いてますけども・・・。」
潤「・・・いや、無理だな。」
潤さん断固拒否。
小沢「もう、しょうがないなぁ・・・（上着を脱ぎかけて・・・）いでよ怪獣！！」
そこででんじろう先生の助手、村上さん登場。
でん「あの〜素肌直接の方がいいんですけど・・・。」
つる「本当ですか〜？」
でん「そっちの方がスリルありますもんね。」
小沢「大丈夫かい？村上くん。」
でん「ちょっと見苦しいんで、シャツ１枚でいきましょう。」
剣山が並べられたベットの上に村上さんが寝る。
潤「うわ〜。ちょっと怖いよ。」
でん「ただこれだけでは終わらないですから。ちょっと慎重に・・・。」
さらに剣山が並べられ貼った板を村上さんのお腹の上に乗せる
でん「これで終わらないです。」
小沢「まだある？」
潤「もういいでしょ？もう終わらしていいでしょ？」
でん「つるちゃんに（お腹の上の板へ）乗ってもらいましょう。」
潤「本当！？」
つる「うそ！？いいんですか？」
小沢「つるちゃんっていったら１００ｋｇ級・・・」
つる「そんなにありませんよ！！ありませんけど・・・。」
小沢「（つっこみ）早いね〜。」
つる「ありませんけど、それの半分くらいはありますよ・・・？」
小沢「さぁいきましょう。・・・大丈夫？」
お腹に乗せた剣山の板の上につるちゃんが乗ることに。
でん「片足ずつ。」
補助のスタッフに支えられながら板の上に乗るつるちゃん。
潤「・・・やばいでしょ？」
つる「３・２・１。（補助スタッフから手を離す）うわ〜ん。大丈夫ですか？」
潤「もういいよ。」
村上さん「揺れないで・・・。」
小沢「どうなってるか・・・」
潤「とったげて。とったげて。危ない危ない。」
板をはずす小沢さん
つる「大丈夫ですか？」
村上さん「大丈夫です。」
つる「うわー。ありがとうございます。」
潤「すげーなー。おい。」
でん「なんで大丈夫かってことで、（剣山を）見るとね、１本１本はかなり鋭くて、一部だけちょっと（手に）やると刺さってくるんですけど、本数が多いところに広い面積で力かけていってもですね、分散しますから、例えば、１００本あれば１００分の１になるわけでしょ？そうすると刺さらないってことなんです。これがだからモノを切断するって事で、切断ってのはこの逆をいくわけですね。なるべく一点に力を集中して、物質と物質の結合を断ち切っていくことが、切断、切るということなんだよと。」

人類最初の刃物とは？
でん「実は物を切断、切るっていうのは、大げさに言うと人類の文明にとって大きな一歩だったわけですよ。じゃ、人類初のですね、モノを切る道具っていうのはなんだったんでしょうか？」
問題　人類最初の物を切る道具は？
でん「まだ当時は金属がないわけです。要するに金属の前は？何時代ですか？」
潤「あの・・・動物の骨時代じゃないですかね。」
でん「骨をこうあれして・・・まぁ骨も使われてますよね。」
小沢「でもそういう時代もあったでしょうね。」
でん「・・・石器？」
小沢「石器時代。」
潤「石器時代知ってますよ。」
でん「いろんな地域によって、出てくる石が違いますから・・・まぁその中でも特に有名なのが、石器として使われた有名なのがこちらです。つるちゃんの前にある、黒い・・・。」
小沢「何ですかこの石は？」
でん「これ、“黒曜石”って言います。いろんな石が使われましたけど、特に切れ味鋭いのがこの黒曜石で作った、槍とか、矢じりとか、ナイフとか・・・。」
小沢「えーっ。黒曜石・・・。」
でん「そうなんですよ。じゃちょっとこれ掻いて（削って）みましょうか。」
ハンマーで叩くと、貝殻状に割れて、縁が鋭くなる。
小沢「大丈夫？手切らないでよ。」
でん「これちょっと小さい破片ですけど・・・。」
潤「これすごいよ。」
でん「例えば、あんまり大型の動物とかでなければ、これぐらいの（小さいの）であれば、ちょっと肉を切ったり、毛皮をはいだりぐらいはたやすい事ですよね。もちろん熟練してくれば、もっともっと大きいナイフとか、作れるわけです。要するに黒曜石っていうのは、天然のガラスのような物なんですね。火山の熱なんかで、大地の中に含まれている、水晶とか、石英って言いますけど、そういう物が溶けてガラスの固まりになった物。」
小沢「石が・・・。」
でん「黒く見えるのは、これ不純物の色なんですけど、じゃあ、紙ありますか・・・。」
小沢「えー。切れるの？」
でん「今、掻いた（削った）やつですね。ほら・・・。」
黒曜石で紙が切れた！
３人「おぉ〜っ。」
小沢「切れ味鋭い！」
つる「切れ味良好。」
潤「すげーなーこれ。」
小沢「これ普通のカッターナイフと・・・。」
でん「よりも切れます。」
小沢「えーっ。」
潤「うわーっ。」
でん「もうちょっとなれてくるとこういう大きめ（長めの）ナイフ状の物もできます。」
小沢「これはもう本当にナイフと言ってもね・・・なんらそんしょくのない・・・。」
黒曜石のナイフで、リンゴの皮むきをする先生。
小沢「わーすごい。」
つる「うすーく、きれいにむけますよ。」
でん「うちではいつもこれ（黒曜石ナイフ）ですよ？」
小沢「すごい黒曜石に頼った家庭だね。」
つる「あ、でもきれいにうすーく切れますね。」
小沢「うまいもんだね。先生に何やらせても。」
潤「ほんとだ。」
でん「だから石器だからってバカにならないって事なんですよ。もちろん不便な点はありますけど、欠けやすいとか。だけど切れ味とかは、今の現代文明に生きている我々が想像しているほど、不便な物じゃないって事なんですよね。」

人類最初の合金とは！
でん「石器時代の次が、金属を使った時代になりますけど、金属の時代といえば、鉄器時代、現在もまだ鉄器時代といえるわけですから、長い時代です。で、鉄器時代の前が青銅器時代です。最初は銅が使われました。銅というのはわりと自然銅でも、結構石のように銅がかたまりででてくる場合もあるんですよ。それを叩いてみると、原始人が。石は欠けるのに（銅は）伸びていったりするわけです。そいつは面白いって事で加工したりしますよね。あとわりと溶けやすいですから、たき火、炭火なんかをガンガンにおこしておくと、銅は結構溶けちゃうんですよ。だから面白い石だって事で、使われ始めたと思いますけど、刃物にするにはちょっと柔らかいんですよ。銅って曲がったりしますよね簡単にね。だから刃物になりにくい。そこに、“スズ”、金属の一種ですけど、そういう不純物が混じっていると銅が硬くなるんです。」
小沢「へぇーっ。」
でん「それが青銅器と呼ばれる物です。作ってみれるので、作ってみましょうかね。」
小沢「作れるんだ。」

でん「一番必要なのはこの銅ですね。銅はこのまま（板状）では柔らかいんですよね。すごくこう簡単に曲ってしまいますしね。このままではね。この銅を細かく切った物があります。これをこちらのカップに入れていきますよ。実際には粘土とかでこういうるつぼ作られたと思いますけど。そしてこれがスズです。（のべ棒）スズは溶けやすいです。ちょっと火であれすれば、溶けちゃいますからね。そのわずかばかりのスズですけど、（銅と一緒のカップ）入れます。」
小沢「わードキドキする。」
でん「スズは比較的少ないです。この時にどれくらいスズを（一緒に）混ぜるかで、性質が変わります。太刃の斧だったらどれぐらいがいいかとか、鋭いナイフだったらとか、みんな昔の人は色々やってるわけです。」
小沢「色々・・・試行錯誤して・・・。」
でん「じゃ、これを溶かしますよ。」
ガスバーナーを使って上下から熱していくと・・・
でん「まずスズが簡単に溶けます。」
小沢「スズは弱いんだね。」
でん「そうなんですよ。融点が、溶ける温度が低いんで。」
スズの融点→２３１．９℃
小沢「あ、でも銅も色が変わってきたよ？」
つる「あ、溶けました溶けました。だいぶ・・・。」
小沢「すごい。」
潤「えーっ。すごい！！」
でん「これで合金になってるわけです。」
つる「あ、混ざったわけですね？」
小沢「あーっ。すごい。」
でん「実際には、溶かした物を型に入れるんですけど、今は、耐熱ボードの上にそのまま流してみますね。」
潤・つる「うわうわーっ。」
潤「あ、もう固まってる。」
でん「もう固まってますね。冷えて。ただこれは（耐熱ボードの上に）流しただけですけど、ちょっと簡単に（ナイフ）作った物があります。こういうかけらを、研いでみました。で、どれぐらい切れるかってことなんですけど・・・小沢さんの毛を剃ってみたいと思います。」
小沢「先生・・・僕のでよかったら。」
潤「あっさり。」
小沢「腕いってみる？」
小沢さんの腕の毛を剃ってみることに。
小沢「剃れるのかなぁ・・・。・・・さぁどうなったんでしょう。」
つる「うわ・・・。」
潤「あー剃れてる。」
つる「剃れてますよ。」
でん「ただ作ってみるといろんな事に気付くんですけど、要するに・・・薄刃ができにくいんです。やっぱりね、鉄に比べると粘りがなくてもろいんですよ。だからうすーく刃を作っていこう思うと、割れちゃって限界・・・。」
つる「あー。研いでる最中に・・・。」
でん「あと木とか削ってみると、鉛筆削ったりすると分かるんですけど、すぐになまります。」
小沢「へぇ〜っ。」

青銅から鉄の時代へ
でん「鉄も実は、例えば刃物にする物は合金になっています。」
小沢「へぇーっ。そうなんだ。」
でん「青銅器の時はスズを混ぜることで硬くして使いましたけど、鉄に何を混ぜてると思いますか？」
問題　鉄は何を混ぜて合金にしているか？
小沢「あの〜、多分鉄と・・・例えば酸素とか、そういうことなのかなと・・・。」
でん「あー。近い。結構近いです。結構意外な物。例えば日本刀をこうね、刀匠、刀鍛冶の方がやってるときに何使ってます？火燃やすのに？」
潤「火、燃やすのに？」
小沢「あー。炭。」
でん「そう。そうなんですよ。いわゆる炭素ですね。炭素をどれくらい入れるかで鉄の硬さが変わってきます。そうしてはがねができるわけです。例えば、普通何かを縛ったりする針金って柔らかいでしょ？あれは炭素分が少ない。で、炭素分が増えていくと、硬いはがねになっていきます。あんまり多いと今度はいものの、ああいうの鋳鉄って言いますけど、硬いけどもろくなっちゃうんですけどね。これはカッターナイフの刃ですよ。で、炭素を少し混ぜたはがね、合金には面白い性質があるんです。ちょっとやってみましょうか。これを（カッターの刃をペンチにはさみ、）火で（バーナー）焼きます。赤くなってきましたね。」
カッターの刃をバーナーで熱する
小沢「あー早いね。」
でん「これで静かに冷やしましょう。これ“焼き戻し”とか、“焼きなまし”っていう操作ですけど、こうすると、硬かった鉄がどうなると思います？カッターって無理日から加えれば折れますよね。」
小沢「パキっていっちゃう・・・危ないよ・・・。」
でん「もう・・・。」
カッターの刃がぐにゃっと曲った。
小沢「・・・あれ？」
でん「こんな風に・・・。」
つる「あ、曲がっている。」
小沢「折れるというより曲がるという・・・。」
潤「曲がったね。」
でん「要するに柔らかくなるんですよ。ただ叩いて加工するときには形を変えたり変形させるときにはそうやって鍛冶屋さん加工できますよね。ただこのままじゃ柔らかいじゃないですか。そうすると最後の仕上げの時にはいわゆるあの〜、“焼き入れ”？　では今度は熱く焼いて急に水で冷やしてみましょうね。」
再びカッターの刃をバーナーで熱する。
でん「じゃあ水に入れますよ。」
水の入ったビーカーの中へカッターの刃を入れる
でん「じゃあ今度はどうですかね・・・。」
小沢「パキっていっちゃうんじゃない？硬くなったから。」
今度は簡単に折れてしまった。
３人「お〜っ。」
でん「いとも簡単に・・・粉々。全然、もろくなっちゃう。だからこれは焼き入れしすぎている。これじゃもろくてね・・・だからこういう炭素を少し混ぜた鉄の合金、はがねっていうのは、焼きなましとか、焼き入れっていう操作で微妙な硬さのコントロールとかできるんですね。そこはすごいとこだと思います。」
小沢「すごいね鉄は。」

刃物の切れ味を確かめてみよう
でん「こうやって物を切る道具、刃物が進化、発達してきたわけです。今の料理用の包丁とかもとってもよく切れますよね。だけど使ってるとすぐ切れなくなるでしょ？」
つる「そうなんですよね。」
でん「それを、顕微鏡カメラで・・・。」
小沢「え！？」
でん「拡大してみてみましょう。」
つる「顕微鏡のオペレーションをしていただくのは、オムロンの在原さんです。よろしくお願いします。」
オムロン株式会社　在原さん。　
最新鋭の顕微鏡を使って、新品の包丁の刃先を拡大してみることに。
潤「新品でも結構（刃先）ガタガタだね。」
でん「見た目にはなめらかですけど、顕微鏡で拡大すると結構ガタガタ、ギザギザ・・・。」
つる「ギザギザですね。」
でん「要するに、のこぎり・・・。」
小沢「あー。のこぎりの目と一緒なんだ。」
でん「そうするとこれは引き切りの時に有利でしょ？引くときにでこぼこがあったら逆に一点にかかるじゃないですか。とがったとこ。そうすると切れ目を入れられますから、有利ですよね。」
刃先を立てて上から見てみると・・・
新品→細い線のように見える
中古→幅が広くがたがたになっている
でん「要するに一番最初にやった粘土を細い針金で切るのと、太い棒で切るのと、ま、極端にいうとそういう違いだということ・・・。」
小沢「でもこれくらいの差は肉眼では分からないんですか？」
でん「肉眼では分からないです。だから子供たちとかはやっちゃいけませんけど、よく研いでいったときに最後の研ぎ具合調べるのにちょっと指で刃調べますよね。目では見えない刃の幅の違いが、感触だと結構分かる。例えば髪の毛ってすごい細いのに、机においてなでたら、分かるじゃないですか。だから感触の方が鋭い。だからむしろ指で触った方がなまってるかどうか分かるわけです。」
つる「さらにこの顕微鏡すごいんですよ。」
でん「おっ。すごい。」
つる「３Ｄでもみられるんですよね。」
在原さん「そうですね。」
新品包丁の刃先を３Ｄで見てみる→鋭く三角にとがっている
中古は・・・
でん「ボコボコだ。」
潤「全然ダメじゃん。・・・え？こんなにガタになってんの？」
でん「拡大してみると分かりますね。」
小沢「分かりますね。」
潤「こんなの切れるわけないじゃん。」
小沢「ホントだね。これじゃ切れないね。」
でん「ね。切れ味の悪くなった芸人さんみたいですよね。」
小沢「お〜っ？先生は相変わらずずいぶん切れ味がよくて。」
でん「で、研ぐっていうのはこれをもう一度削って・・・。」
小沢「もう一度とんがらせて・・・。」
でん「また鋭角にするという・・・。ことですね。」

何でも切れる切断マシン
つる「さぁいろんな刃物見てまいりましたが、今、一番切れる刃物をご用意いたしました。こちらです。ダイヤカットマシーン。そして生みの親の和田公男さんにお越しいただきました。ありがとうございます。」
株式会社リョーワ　和田公男さんとダイヤカットマシン。
小沢「さっそく質問なんですけど、どっちがダイヤカットマシンで、どっちが和田さんですか？」
潤「分かるだろ。」
和田さん「・・・どっちでもいいです。」
潤「どっちでもいいことないでしょ。」
何でも切れるダイヤカットマシン。その威力を確かめるべく、包丁を切ってもらうことに。
小沢「怖い・・・なんかとんできたりしないですか？」
和田さん「何もしないですよ。」
潤「うぉ〜い。」
小沢「すごーい。」
どんどん切れていく包丁。
小沢「これすごーい。」
潤「すごーい。」
簡単に切れてしまった。
小沢「次は何を切って見せてくれるんですか？」
つる「パソコンを切ってもらいたいと思います。」
ノートパソコンを切ることに。
潤「パソコンなんて・・・切れんの？」
小沢「っていうか・・・パソコンなんて切っちゃっていいの？もうデータ取ってあるの・・・あーっ。まだデータ取ってあるか聞いてないのにっ！」
普通にパソコンを切っていく和田さん。
つる「終わりました？・・切れました。」
潤「切れた？」
小沢「すごーい。すごーい。」
潤「切れたーっ！」
パソコンが真っ二つに・・・。
和田さん「２台分になりました。」
つる「２台分ですけど・・・こんな感じでしょうか？」
パソコンの断面。あまり見れないので貴重！！
小沢「和田さん、何でこんなに切れるんですか？」
和田さん「ダイヤで切っているんです。」
小沢「ダイヤモンド・・・。」
和田さん「はい。この刃の先、先端部分にだけ、ダイヤ（の粉）がついている。」
刃は長さ２．１６メートルの輪になっていて、秒速１０〜２０メートルで高速回転している
ブラウン管ＴＶ、カメラ、望遠レンズまで真っ二つに切れてしまう。
でん「（望遠レンズ見ながら）仕組みがよく分かるな〜。ガラス硬いのにね〜。」
つる「これ何でも切れるんですか？」
和田さん「ダイヤモンドも切れますし・・・。」
つる「本当に切れない物ないんですか？」
和田さん「（切れない物も）ありますよ。」
潤「どっちだよ！！」
小沢「切れない物は何ですか？」
和田さん「切れない物は・・・水と空気と男女の縁。」

つる「では、最後に、こちらを・・・じゃん。電球です。これをじゃあ切っていただきたいと思うんですが、小沢さん・・・。」
小沢「俺〜！？」
つる「お願いします。」
小沢「えーっ。ガラスって・・・硬いよね？硬いから・・・。」
和田さん「大丈夫。・・・バーンとなるかもしれない。」
潤「水と空気と男女の縁意外は切れるから・・・。」
小沢「押しますよ。」
潤「和田さんを押すな。電球を押しなさい。」
和田さん「こっち（電球）を押してください。」
小沢「和田さん押さないでよ。・・・ちょっと待って、心の準備。・・・和田さん俺を押さないで。肩を押さないで。肩で俺を押さないで。」
でん「早いな〜。」
電球を切っていく小沢さん
和田さん「切ったらやみつきになっちゃう。」
小沢「ね。」
潤「ずいぶんなめらかにいくね。」
つる「ＯＫですか？」
潤「おーっ！！」
見事に真っ二つに電球が割れた。
小沢「不思議。これすごいね。」
でん「中のね、フィラメント部分まで切れてるなぁ・・・。」
潤「きれいにできてるなぁ・・・。」
小沢「和田さん・・・すごいじゃないですか。」
和田さん「だから後ろから押してあげても大丈夫だったでしょ？」
小沢「ありがとうございます。」


※今回もかなり長文で遅くなってすみませんでした。

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