でんじろう先生の日曜実験室ラブラボ！　２月１８日放送
テーマ　アルミ

アルミから宝石を作ろう！！
でん「今回とうとうですね、宝石を作ってしまおういうことで・・・。」
潤「えーっ・・・僕ダイヤがいいですね。」
でん「ダイヤ・・・えー今日はダイヤお休み。」
小沢「・・・エメラルド。」
でん「あぁーっ。それもお休み。」
２人「えーっ。」
潤「じゃあ何ならいいんですか？」
でん「・・・今日はルビーの日なんです。」
小沢「ルビーなら最初から言いなさい・・・。」
でん「何が材料かというとですね、この１円玉・・・。」
１円玉にも使われているアルミからルビーを作る！
つる「専門家をお呼びしております。つくばの産業技術総合研究所の池田伸一さんです。」
池田さん「えーこの装置でですね、ルビーを・・・アルミニウムの酸化物から作ることができます。」
ルビーの原料となる物→酸化アルミニウムと酸化クロムの化合物
原料をハロゲンランプ（約２０００℃）で加熱する。
約１時間かけて溶かし、結晶化させるとルビーができる。
でん「それじゃあこの間にですね、アルミの面白い性質、実験で調べましょうかね。」
小沢「おぉ〜。楽しみ楽しみ。」

アルミ箔の表と裏　違いって何？
でん「ちょっとした質問ですけど、これは家庭で使うアルミ箔ですね。こちら側、キラキラと光る方とちょっと鈍いつや消しの（方と）２通りあります。通常こちら、キラキラする方が表、（キラキラしてない方が）裏ですけど、裏表って何が違うんでしょうか？」
小沢「輝き以外に？」
つる「実際になんでこうやって違いがあるのか、これを造っている工場に潜入すると、面白いことが分かったんです。」
アルミはどうやって作られる？
日本で唯一アルミニウムを原料から作っている静岡にある工場で製造過程を調べることに。
アルミの原料→ボーキサイト
機械でアルミを薄くするには限界がある。→ある程度機械で薄くしたアルミを２枚重ねてさらに薄くする。
表→機械にかけられてつやが出る。
裏→柔らかいアルミ同士がくっついて細かいでこぼこができる。
表・裏に材質的な違いはない。

アルミはでんきの缶詰
でん「アルミニウムを作るためには、電気をたくさん使うんですよね。じゃ、それだけ投入した電気、エネルギーですけど、エネルギーっていうのは形変えますけど、それ自体は消滅したりしないんですよ。かなりの部分は実はこのアルミの中に閉じこめられているということなんです。」
小沢「え、じゃあこれ（アルミ）は今も電気を含んでいるということですか？」
でん「ま、そういう考え方もできます。でんきの缶詰状態ですよね。」
小沢「え〜っ！！すごい。」
でん「じゃ、これから電気を取り出してみましょう。まず使うのは捨てられてしまうというかリサイクルに使われてますけど、アルミ缶ですね。」
アルミ缶から電気を取り出してみよう！
アルミ缶の上部を切り取り、内側をサンドペーパーで磨く。
アルミ缶に、食塩水に浸したクッキングペーパーの中へ活性炭と木炭の棒（備長炭）を入れて、電池っぽい物を作る。
でん「見ているだけじゃ分かりませんから、このモーター、プロペラ付きのモーターですね。回してみましょうか。」
小沢「えっえっ！？もうそれだけで（プロペラ）回るの？」
でん「そうですよ。まずアルミニウム。アルミ缶の方に線つなぎましたね。そして炭（備長炭）に（もう片方の線）つなぎます。」
備長炭につなげると・・・
２人「おぉ〜っ。」
プロペラが回りだした。
小沢「・・・お〜っ。わけがわからん。」
潤「すごい。」
でん「勢いいいでしょ？」
潤「いい。」
でん「で、離すと・・・（備長炭の線をはずす）（プロペラが）止まります。つなげば（再び備長炭につなげる）ほら。」
再びプロペラが回った。
小沢「先生、質問！これはここのアルミ缶の部分に入っている電池が、電気が使われて回っていますよね。ということは限りがあるから、いずれここの電気使い終わったら（プロペラは）止まるんですか？」
でん「要するに金属状態のアルミニウム（アルミ缶）これが電気、エネルギーを蓄えてるわけです。だから自分がぼろぼろに溶けることで、また電気を放出するわけです。しばらくモーターを回し続けた物なんですけど、変化分かりますか？」
小沢「あー本当だ。削れてるというか・・・。」
しばらくモーターを回し続けたアルミ缶は、側面がぼろぼろになっている。
でん「溶けてるんですよ。」
潤「うへぇ〜っ。すげぇな。」
でん「この辺なんかよく分かりますかね。ほら。」
爪で触るとアルミがぼろぼろとれていく。
小沢「うゎ、すごい！！」
でん「溶けちゃってるじゃないですか。」
小沢「うわすごい・・・。」
アルミ缶が、食塩水に溶けるときに電気が出る。
でん「アルミニウムを作るときにたくさんの電力、電気を使いますけども、それが形を変えて蓄えられている。それをもう１度取り出すとですね、こうやって電池を作ることができるということ。」

アルミの意外な使われ方！
でん「アルミにはですね、こんな使い方もあるんですよ。お２人はなんかドラマとか出演したことあります？」
小沢「ドラマありますよ。」
潤「ちょっとだけですけどね。」
でん「例えば刑事モノ（ドラマ）とか・・・。」
２人「あっ！！ありますよ。」
でん「あります？犯人役ですか？」
２人「はい。」
潤「よく分かりましたね。」
でん「で、お２人の前にコップありますよね。よくあの〜・・・証拠？あれするときに鑑識課が来て色々やるじゃないですか。ドアノブとかこんなん（指紋採取）やったり・・・あれ何やってるんですか？」
小沢「・・・まぁ指紋をとってるんでしょうね。」
でん「そうそう。じゃ、ちょっとコップ手にとって、一口でいいですから。（コップ）握りますね。」
小沢「これ、コーラでしょ？俺コーラ超好きですよ。」
でん「じゃ一気にどうぞ。」
潤「・・・一気には無理でしょ。」
小沢「俺ね、冷えたコーラが大好きなんですよ。（飲んで）・・・人肌のね〜いい感じのコーラが大好きで。」
水滴がつかないように冷やしてないのを使用
でん「で、こうやって犯人が・・・。」
小沢「（コップをテーブルに）置いちゃいました。」
でん「置いちゃいました。犯行の後にね、のどがかわいたから。で、これ（コップ）が犯行現場に残されているということですね。（私が）鑑識になってちょっとやって（指紋採取して）みましょうか。」
小沢「えーっ？もう今ので・・・えーっ？」
つる「見た目にはよく分からないですね。」
でん「これ（シャーレに入っている）がアルミニウムの粉末ですね。ちょっと粒子は大きいかもしれませんけど、ポスターカラーとかで銀粉っていうのありますけど、あれもアルミの粉ですよね。これをこう（ブラシに）ちょっとつけて。」
コップにアルミの粉をつけていく先生。
小沢「あっ！！ここ（指紋部分）すご〜い。」
潤「わぁ〜（指紋）出てきた。」
小沢「へぇ〜っ。」
潤「犯人の指紋出てきたよ。」
小沢「小沢の指紋って言ってくれる？」
でん「ここですかね・・・。」
小沢「はっきり指紋残ってる。」
小沢さんの指紋がはっきり出てきた。
小沢「すごいよこの指紋の出方。」
でん「じゃ、ここに指紋が出てますよね。これを・・・。」
潤「それをどうすんの？」
でん「これを写し取ります。」
潤「写し取る？」
浮かび上がった指紋を粘着テープで取る。
潤「実際にもこうやってやってるの？」
でん「・・・らしいですよ。」
小沢「おーーーーっ。」
でん「では黒い板に（テープを）貼りますどうですか？だいぶはっきりと・・・。」
潤「おゎ〜っ。すげぇ。分かるね。」
でん「ここですね。」
小沢「おーーっ。すごい。」
潤「（指紋）出てるわ。」
つる「はっきり分かります。」
でん「アルミは金属のかたまりをこう細かく削ったようなモノなんですけど、コップとか何かモノに触ったときに人間の汗とか油分がつくじゃないですか。脂肪分が。それが（コップに）残ってるわけです。そこの部分に（アルミが）くっついちゃって。」
小沢「へぇ〜っ。」

なぜアルミはいろいろな場所で使われる？
でん「こんなモノを用意しました。鉄の棒とアルミニウムの棒ですね。これ太さ（両方とも）同じなんですよ。」
潤「一緒ですね。」
でん「で、アルミの特徴はなんだと思います？」
小沢「アルミの特徴・・・。」
でん「ま、ちょっとやってみれば分かりますんで。こちらはかりです。ちょうど０ｇですね。まず鉄（の棒）乗せてみましょうか。そんなに太い棒じゃないんでね・・・。（乗せる）それでも３０ｇあります。（２つとも）同じ太さ同じ長さですよね。じゃ、今度アルミですよ。乗せてみると・・・１０ｇ。」
つる「１０ｇ。」
小沢「おーーーーっ。」
でん「（アルミは鉄の）３分の１なんですよね。」
小沢「すごい軽いじゃん。」
でん「そうなんですよ。」
同じ長さ・太さの棒　アルミの重さは鉄の約３分の１
でん「今度強さを調べてみましょうか。そうだな〜・・・じゃあ小沢さんにお願いしましょうか。じゃ、まず鉄曲げてみてください。」
小沢「できるかな？・・・・いきますよ。」
スプーン曲げのようにして念力で曲げようとする小沢さん
潤「・・・力で曲げんだ。力で。」
でん「なるほど。そういう曲げ方もありますよね・・・。」
小沢「なにで曲げるんですか？力で？力でだったら・・・あっ。ちょっと・・・結構・・・。」
でん「鉄は焼が入ってるか入ってないかとかで違いますけど・・・。」
小沢「まぁ曲がりました。」
でん「なかなか硬いです。ちょっとしただって釘ですから。この太さだったら。」
小沢「結構硬い。」
でん「でもアルミはどうでしょうか？アルミニウムは・・・。」
再びスプーン曲げっぽく曲げようとする小沢さん
小沢「いきますよ・・・・あ。」
潤「あ。」
つる「簡単に。」
でん「（アルミの方が）柔らかいんで、曲げやすいんですよ。」
小沢「というか先生、アルミの方が断然柔らかいんですけど、車のほら、ホイールとか（アルミで）作られてるじゃないですか。鉄で作った方が硬いんじゃないですか？」
でん「ま、丈夫さで言えばそうですよね。だけどちょっと落とし穴があるんですよ。これを・・つるちゃんが用意してくれました。これですね。」
さっきよりも太いアルミの棒　重さを量ってみると・・・。
でん「ほら。これ（太い方）３０ｇ。もう曲げてしまっていますが、この鉄の棒が３０ｇでしたね。要するにこれ（太いアルミ棒と鉄の棒）は同じ重さなんです。じゃあこのアルミの棒（太い方）をですね、ちょっと曲げてください。」
小沢「全く曲がる気がしないもん・・・。」
潤「曲げちゃえ曲げちゃえ。」
小沢「・・・いくよ。・・・あ、本当に曲がる気しない。ちょっと・・・俺こうなったら意地でも曲げるからね。（テーブルの縁を使って）あ、これでも曲がらないぞ？全然曲がらない。これ本当に曲がらない。同じ重さだと全然ね・・・。」
でん「同じ重さの・・・例えば車なんか走るから軽い方がいいわけですよ。加速もよくなりますしね。燃費もよくなりますから。その場合に同じ重さであればアルミを使った方がよりだから強度が増すってことなんですよ。」

アルミはさびない？
でん「これ懐かしいですね〜お弁当箱。で、ですね、なんで（お弁当箱に）アルミが使われるかっていうと、軽いんですよね。１つはね。重いのはいやですからね。あとね、ごはん、もしこれが鉄の容器だったらどうなります？ごはん入れておかず入れて持っていったら、真っ赤にさびてたとか・・・。」
小沢「うゎ〜もう怖い。」
でん「さびにくいのと軽いのでアルミのお弁当箱なんかが昔たくさん使われていたんですよ。例えば、鉄で何か作って、さびちゃうじゃないですか。特に海辺だと。さびを防ぐためにはどうします処理？」
小沢「ま、コーティングしたり・・・。」
でん「そうですよね。でもほら、これ（アルミのお弁当箱）・・・。」
小沢「塗装してあるわけじゃないでしょ？」
でん「そう。そういう風に見えないでしょ？だから何かを塗ってるんじゃないんですよね。ある処理をして、実はすでに表面をさびさせてある。」
小沢「え？」
潤「さびてんのこれ？」
でん「ま、さびってのは酸素との反応だから酸化ですよね。この（アルミのお弁当箱の）表面にはアルミの酸化膜、酸化皮膜、すごくうすーい膜がもうすでに作られているんですよ。」
２人「へぇ〜っ。」
でん「酸化しやすい、さびやすい性質を使って、ちょっと激しい実験やってみましょう。」
２人「激しい実験？」

でん「これ（皿に乗っている）がアルミの粉ですね。これ（もう１つの皿）は鉄さびです。酸化鉄です。赤さびです。これを混ぜるんですけど、その前にちょっと軽く実験です。これ磁石です。アルミは当然ですけど磁石にくっついてきません。全然くっつきませんね。ではこちらの酸化鉄ですね。これがつくかっていうとほら。これも？」
潤「つかない。」
でん「反応しないんですよ。赤い酸化鉄は磁石に反応しません。これを混ぜます。まず乳鉢に（酸化鉄を）入れますよ。（そのあとに）アルミの粉末を入れます。そしてこれを混ぜていきます。・・・・だいたい混ざりましたね。これをちょっとこちらで・・・。」
小沢「え？」
潤「これ何？」
たらいの中に三脚があり、その上には導線のつながった板が。
小沢「激しい感じ。」
でん「ここ（板の上）電線があります。ここに細い針金がありますね。これ電熱線。ニクロム線です。電気が流れると熱くなりますよね。で、この線の上に今混ぜた、調合したやつをですね・・・。」
小沢「アルミと、さび？」
でん「アルミと鉄さびですよね。酸化鉄を混ぜて、ここ（板の導線の上に）にこうこんもりと（乗せます）はい、これで準備ができました。」
潤「それで？」
でん「そしてちょっと下がってください。」
小沢「やっぱり・・・・やっぱり。」
実験装置から少し離れる４人
でん「で、これスイッチを入れると、電気が流れて、さっきのニクロム線が熱くなりますね。そうすると火がついて、激しい・・・。」
小沢「やばいやばい爆発する！！爆発する！やばい爆発する！」
つる「ちょっとじゃ、座って・・・。」
潤「スタジオで爆発していいの？」
小沢さんがスイッチを押すことに。
でん「ではいきます。５・４・３・２・１・０」
スイッチを押す小沢さん。すると・・・
２人「おぉ〜っ。」
激しく燃え上がった！！
でん「もぁ・・・目が、目が焼けた・・もう大丈夫ですよ。」
潤「なんで燃えたのこれ？」
でん「こういう反応が起きたんですよ。これは“テルミット反応”って言われるんですけど、酸化鉄ですから鉄と酸素がもうくっついちゃってるわけです。ま、さびた状態。そこに金属のアルミが混ざってますね。例えばこういう組み合わせがあるわけです。つるちゃんが酸素、（小沢さんが）鉄、（２人が一緒にいて）酸化鉄ですよね。で、井戸田さんがアルミだとしますよね。ここにアルミがこう（酸化鉄の）近くにやってきて、で、火をつけると、アルミの方が酸素とくっつきやすいのでこっち（つるちゃんが潤さん側に）取られて、こう（鉄の小沢さんから離れて）いっちゃうと。」
小沢「・・・ちょっと待てよぉ〜！！って言って火花がばちばちと・・・」
潤「上手だけど違うだろそれ。」
でん「この時にすごい熱が出るんです。だからこの（燃えた後の）黒いかたまりってのは溶けた鉄のかたまり。磁石で集めてみましょうか。・・・わー。しっかり（板に）ついちゃった。（少し削って）ほら。こんな風に。」
磁石に小さな鉄のかたまりがくっついた。
小沢「いや〜すごい。」
でん「ということなんです。だから昔ねこのテルミット反応、線路と線路をつなぐのにこの酸化鉄とアルミの粉混ぜて溶接したいところへ置いといて、火をつければ・・・溶けてくっついちゃうわけです。そんな使われ方もしたんですよね。」


アルミから作ったルビー完成！
つる「さぁどうやらアルミからルビーができたようです。お願いします。」
池田さん「はい。できているようです。今中（装置のモニターで）見てるんですけど、ここ（真ん中あたり）の部分がきれいに見えているのはおそらくきれいなルビーができてると思います。２ｃｍ以上できてると思いますので、今から開けます。じゃあこれから一気に温度を下げます。・・・・今開けます。で、中を見ていただければ・・・。」
小沢「あっ、出てきますよ。・・・あーーーーーっ。」
でん「本当だ全然色違うわ。」
酸化アルミニウムから作った人工のルビーが完成！
小沢「おいくらぐらいするんでしょうかねぇ・・・。」
池田さん「天然だといいので１０００万ぐらい・・・。」
４人「え−−−−っ！」
でん「もうちょっと太いですか？」
小沢「え、この大きさ（約４ｃｍ）で？」
池田さん「体積がそれぐらいだったらですね。だからもうちょっと丸っこいやつだと思うんですけど・・・。」
潤さん人工ルビーを手に持って眺める。
小沢「・・・祐実（妻）、（ルビー）持って帰るぞ。」
潤「・・・サトラレ？」


※長文で遅くなってすみませんでした。

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