chemistry

Technology Review: Strongest Material Ever Tested

Now, for the first time, researchers have measured the intrinsic strength of graphene, and they’ve confirmed it to be the strongest material ever tested.

from Mjuboy

世界で最も強い素材が見つかったという話題です。

見つかったのはグラフェン（graphene）と呼ばれる素材。正確に言うとグラフェン自体は2005年にはじめて分離された素材で、新たに発見されたものではありません。今回初めて本格的な強さの測定が行われ、これまでに測定されたどの物質よりも強いことがわかったというお話です。

グラフェン（graphene）は綴りからも想像できるように炭素からなる素材です。炭素原子がハチの巣状の網を作るように並んだ、厚み1原子分（1.42Å）のシート状になっています。こんな感じ（Graphene – Wikipedia, the free encyclopedia）です。

この素材、理科の教科書でみたことがありませんか？

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Nanotube-Coated Pot Boils Water FAST | EcoGeek

It’s about to get that much easier to create a tempest in a teapot. Conventional wisdom holds that a watched pot never boils and while “never” might be an exaggeration, most of us can agree that it takes longer than we’d like.

from Josh Sommers

外が暑くても寒くても、私たちはガスや電気でお湯を沸かすわけですが、沸かしたお湯を使って料理をしたりコーヒーを淹れようと思って待っているとなかなか沸騰しない。こんな経験は誰にでもありますよね。このちょっとしたイライラを解消してくれるかもしれない発明の話題です。

原理は非常に単純明快で、ポットの内部を銅のナノチューブでコーティングすることによってポット内部の表面積を増幅させて熱伝導効率を引き上げるというもの。原文では、ポットの内部を「毛深く」すると表現されています。たったこれだけのことで沸騰させるのに必要な熱量は1ケタ減少すると言っています。

【追記】
熱量が1ケタ減少するという記述はなく「熱量の転送効率が1ケタ向上する」という記述を拡大解釈してしまいました。ですから直接必要な熱量が1ケタ減少するかどうかは不鮮明です。転送効率が上がれば必要な熱量が減ることは間違いないとおもいます。
id:steam_heartからご指摘いただきました。ありがとうございました。

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Your history is printed in your hair : Nature News

水道水を飲むことで、その地域固有の「サイン」が髪の毛に刻まれることがわかった。このサインを調べればその人がそれまでに住んでいた歴史を知ることができるようになるだろう。

from .Bradi.

髪の毛に残された水道水由来の水分子に含まれる同位体を調べることで、居住地を知ることができるという報告です。この成果は今後、人類学や警察の科学捜査などに応用され広く使われることになるだろうと報告したPriceらは主張しています。実際に科学捜査にはテストとしてではあるものの使われています。

同位体を用いて推定するというと考古学で用いられる放射性炭素年代測定がよく知られていますが、この方法はこれとは趣が異なるものです。
報告の手法では、身体に含まれる重水素やO18（酸素18）は水道水由来で、普段飲んでいる水に含まれる同位体量に比例するため、これらを調べることで居住地を特定しようとしています。

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宝石のいろんな色の秘密は？を読んでて、むかしルビーとかサファイヤとか色の付いた宝石はダイヤに色が付いてるんだと思ってたことを思い出した。でもどんな不純物が入るとどんな色に変わるのかをよく知らないのでちょっと調べてみました。

炭素の結晶はダイヤモンドだけ。ルビーとサファイアが酸化アルミニウムだというのはちょっとすごい。なんかいっぺんに価値が下がってしまうような気がします。1円玉の表面と科学的にはよく似たもの。・・・でいいのかな。
ほかにも同じ組成の鉱物であってもベリルのように不純物の種類によって様々な色に変化するものもあって結晶構造と色の関係の複雑さが垣間見えますね。ちなみに色が変わるのは結晶構造の変化によって吸収波長が変化するためです。この手のシミュレーションとかってどっかで公開されてないかな。
また、ここに出てくる鉱物はダイヤ以外主成分がケイ素、酸素、アルミニウムでこれらは地表の主成分といっても良い（クラーク数）ものです。当然といえばそれまでですが、宝石も地球の一部だと実感できますね。

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消臭剤の香り　なぜ消えない？

でも不思議だなあ。トイレのいやなにおいは消されるのに、どうしていい香りは一緒に消えちゃわないのかな。

普段は気にしないけど、聞かれてみると少しだけ困ってしまう疑問かもしれません。

臭いは臭いの原因になる分子が鼻の粘膜細胞にある嗅覚受容体に結合して刺激として感じられます。消臭するためには臭いの原因分子が鼻に入らないようにする、もしくは原因物質が受容体に結合できない形にしてしまえばよいわけです。記事では、消臭の方式を4つに分けてまとめています。

1. 消臭剤の成分と臭いの原因分子を化学反応させて分解する
2. 活性炭に吸着させて分子の飛散を食い止める
3. 臭いの原因分子を産生するバクテリアを死滅させる
4. 良い香りでごまかす

分解させる方法では主にアンモニアなどのアミン系の化合物や硫黄の入ったメルカプタン類（チオール類）の2つに分けられます。アミン系の分解には酸塩基反応、ようするに中和反応を使って塩基性であるアミン類を酸性物質で中和してしまいます。
メルカプタンは生物が最も嫌う臭いともいわれているんですが、こちらは酸化還元反応を使って臭いを中和します。末端に持つ-SH基は酸化によって-S-S-結合（ジスルフィド結合）にする方法です。

活性炭などの吸着剤を使う方法は、そのままです。活性炭には数ナノメートル（10^-9m）の穴が無数に開いていて、1gあたりの活性炭で1000m²ほどの表面積を持つといわれています。この無数の孔に臭いの原因となる分子を吸着させるわけです。吸着するときにはたまたま活性炭の表面に来た分子が孔に嵌るので消臭速度はそれほど速くありません。そのため、フィルタなど強制的に接触させることができる部分に多く使われています。

バクテリアの死滅は、臭いの生成元を絶とうという簡単なアイデアです。微生物と関係のある臭いとして身近にあるのは、生ゴミの臭い、生乾きの洗濯物の臭い、かび臭さなどよくある悪臭は微生物が生成しているといっても過言ではないので効果的です。微生物の死滅はアルコール殺菌などが効果的です。
脱線しますが、これは特殊な菌がいなければという仮定付きです。酒造りに使われる酵母はアルコール耐性を持っているし、超好熱菌と呼ばれる細菌は90℃の中でも生きてる。さらに放射線でも死なない、人の1000倍もの耐性を持っている菌も世の中にはいます。放射線耐性菌（Deinococcus radiodurans）は原子炉の中でも生きているという話です。

大きく脱線しましたが、最後の良い香りでごまかすのはおそらく数の理論だと思います。人間の知覚する臭いは嗅覚受容体に結合した分子の平均値に近いとされているので、良いにおいが多ければ悪臭は消えてしまうというコトだと思います。ただし良いにおいでも多すぎると刺激になってしまうので、気をつけないといけないでしょう。

最後に嗅覚受容体の話ですが、人間の場合ほかの受容体に比べて圧倒的に種類が多いといわれています。なぜなら嗅覚受容体は1種類でいくつかの臭い分子としか結合することができず、たくさんの受容体を組み合わせて臭いとして関知しているためです。
ヒトの染色体は23対ありますが11番染色体にコードされているほとんどの遺伝子が嗅覚受容体だといわれています。

というわけで消臭の仕組みを書いてきましたが、1や3の方法の消臭剤にはこのような成分＋芳香成分が配合されています。その芳香成分は消臭とは無関係で、かつ分解もされないので作ってあるので良い香りは消えないというわけですね。しかし、ちょっと聞かれてこれだけ返答されたら引くだろうなあ。

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