2019-10-08

那須サイエンスカフェ第２回、報告

那須サイエンスカフェ2019第2回
「セルロースナノファイバーの発見、鉄の文明の終わり」
　　　　　　　　　　　　　　　　　2019年10月5日18：00～　稲村公民館
・基調講演
大学の科学分野はほとんど物理学を土台にしている。理学部は、物理学中心になっており、化学は、量子力学を使って明らかにされており、薬学なども量子物理学の利用といえる。
一方生物学は遺伝子構造の解明が進み、DNAの複製によって起こる塩基配列が遺伝情報を担っていることが解り、ワトソンとクリックがDNAの二重らせん構造を見つけ、1962年にノーベル生理・医学賞を受賞する。
機械は電気と磁気で動くが、人間の体は量子力学の共有結合(２個の原子がそれぞれ不対電子を出し合って電子対を作り、この電子対を２個の原子が共有する)で動くことが解明され、生物物理学が発展してきた。人間の体、特に心臓など分子が回転する分子モーターであり、腕の曲げ伸ばしなどは、筋繊維を一方向に動かすリニアモーターではないかと言われている。
……1962年位に、ノーベル物理学賞を受賞した湯川秀樹京都大学教授は、中央公論に「物理学は行き着くところに行きついた」と語り、私(大槻)は、反論するために京都大学で面会したが言い出せなかった。湯川博士は「これからは生物物理、宇宙物理だ」語ったことが印象に残っている……。
私の友人の青野修自治医科大学名誉教授(プラズマ物理核融合)は、木材を研究し繊維構造を調べた。木材を切ると繊維の束があり、その繊維を切るとまた繊維の束が現れる。私が毎年冬に滞在しているサイパンが、数年前巨大ハリケーンに襲われた。ホテルのガラスが粉々になるほどの甚大な被害なのに、ヤシの木はしっかり残っていた。ヤシの木をナイフで切ってみると直径3㎜の繊維の束が現れ、その繊維を切ってみると直径0.2㎜の線維の束が現れ、その先は電子顕微鏡で見ても繊維の束であろう。精緻な階層構造の細胞壁が、大きな樹木を支えていることが解る。
樹木がセルロース分子の集合体であることに着目し、木質科学の第一人者東大大学院の磯貝明博士は、セルロース以外を取り除く「TEMPO酸化触媒法」を用い、繊維を1ミクロンの数百分の1以下のナノオーダーに微細化したバイオマス素材である「セルロースナノファイバー(以下CNF)」を開発した。これにより森林学の最高賞といわれるマルクス・ヴァレンベリ賞(スウェーデン)を受賞する。CNFは生産、廃棄の環境負荷が小さく、鋼鉄の5分の1の軽さで5倍の強度を持ちながら、弾性率はアラミド線維並みなので加工しやすく、線熱膨張率はガラスの1/50。高いガスバリア性を持ち、生体適合性に優れるなど、まさに夢の素材といえる。
この発見は、有史以前から現在まで続く鉄の時代の終焉を告げている。鉄の文明を象徴するように、歴代経団連会長に製鉄会社の社長が多いが、CNFの製品化には軒並み大手製紙会社が参入し、「紙と木材の時代」に変貌するだろう。
・質疑・意見等に対する教授の回答
　①植物由来であるにも関わらず、熱にも摩擦にも強く2,000度に耐えるため、車のエンジンブロックにも活用できる。
　②基本特許は日本が持つが、それ以外の特許は中国が多く、今後先導的役割を果たすのは中国ではないか。
　③カーボンナノファイバーより広範囲の活用ができる。
　④CNFの有害性も調べられているが、現在までアスベストのような健康被害は確認されていないようだ。
　⑤建築材料に使用した場合経年劣化については、酸化して錆びることないだろうし微生物が食べられる硬さではないだろうが、今後の研究を待ちたい。

　　　　　（稲見記）

...

2019-10-02

投稿　　物質の最小単位は？

　IQman

プランクより小さい世界は物理学でわかるかどうかわからないということは、物理学が目指した、最小の粒子はプランクじゃないのかなって思った。

大槻からの回答

　たしかに物質の最小単位はプランク長と言われています。

しかしこれは点ではなく弦の形をしている、と言うのです。

これが超弦理論です。

2019-10-02

那須サイエンスカフェ第１回報告のつづきのつづき

仮説を立て、新しい原理、理論を追及する方法は有効な手段となるとの意見があり、先生は仮
説を立てるにしても、その時の最先端の理論が分かっていないと、それは単なる評論家との評価
となる。例えばアインシュタインが光速不変を相対性理論に取り入れたのは、マクスウェル方程
式の中での光の速さの位置付けが重要と分かっていたからであると説明されました。
　また、ビッグバン以前の宇宙はどういった状態であったのかを類推する方法はあるのかとの質
問に、京大の佐藤勝彦先生のインフレション理論からかなりの確度でわかってきているとのこと
です。
　別の参加者の方からは、なかなか理解しがたく、今まで聞いたことの無いことばかりで驚かさ
れたとの感想が有りました。
　欠席、御招待客；伊吹俊彦　　定常会員；成田美樹　世話人；小出浩美　以上3名（敬称略）
　次回；10月5日　6：00ｐｍ～
　　　　内容；セルロースナノファイバーの発見、鉄の文明の終わり。

以上報告；吉川正大

2019-10-01

那須サイエンスカフェの報告つづき

点でとらえていた。先生は釈迦は優れた哲学者と評価されていましたけれど、仏教の限らず、キ
リスト教、イスラム教等の宗教には、ご自身が唯物論者であることから、否定的な評価です。
　人の死は只、肉体が元素に帰るのみとのことです。
　私自身の中では、当カフェでは感想は述べませんでしたが、この事を簡単に受け入れられるだ
けの哲学が見当たりません。むしろ逆で、今後も大いに悩むことでしょう。
　（稲見世話人が、般若心経の簡単な解説を印刷、配布して下さいました。）
　
　ニュートン力学では、時間は絶対時間、空間は絶対空間。アインシュタインの相対性理論では
時間は速度の速いところ、重力の強いところでは時間が遅くなる。；相対時間。
　物理学の普遍の法則として
運動量保存則；P＝ｍｖ、
エネルギー保存則E＝1/2・ｍｖ 2
　　　PとEの関係；E＝1/2・ｍｖ 2 ＝P 2 /2ｍ分、　PとEの関係；分散関係　　
　　　　　量子力学では光子の質量ｍ＝0　　　ネルギーはE=hν
　　　　（分散関係とは、それぞれの振動数にエネルギーが分かれることである。）
　仮説を立て、新しい原理、理論を追及する方法は有効な手段となるとの意見があり、先生は仮
説を立てるにしても、その時の最先端の理論が分かっていないと、それは単なる評論家との評価
となる。例えばアインシュタインが光速不変を相対性理論に取り入れたのは、マクスウェル方程
式の中での光の速さの位置付けが重要と分かっていたからであると説明されました。
　また、ビッグバン以前の宇宙はどういった状態であったのかを類推する方法はあるのかとの質。。。

　　　（吉川記）

2019-09-30

那須サイエンスカフェ第１回、力学の真髄、般若心経の学ぶ

那須サイエンスカフェ2019、
①力学の神髄、般若心経に学ぶ
大槻義彦早稲田大学名誉教授主催

2019年9月28日（土）、18：00～20：00、　稲村公民館、会議室

開　　店　　式

今日はサイエンスカフェの最初の日に当たり、開校式ならぬ、開店式が行われました。
　先ず、世話人の稲見館長より、大槻先生の市民大学講座が足掛け7年になり、サイエンスカフェ
も3回目となるとの話があり、先生のボランティアとしてのご指導に感謝いたしますとの挨拶があ
りました。
　　次に、教育委員会生涯学習課長、粟野誠一様からは、大槻教授をお迎えしてのサイエンスカ
フェは普段なかなか経験できない貴重な体験ですとの趣旨の祝辞をいただきました。
　大槻先生（カフェのマスター）からはサイエンスカフェ（小規模な場所でコーヒーを飲みなが
ら気楽に語り合う場を作る試みで、市民と科学者、研究者を繋ぎ、科学の社会的な理解を深める
新しいコミュニケーション手法）の歴史等のお話がありました。
　日本では東北大学の研究者を中心とした仙台での物理の分野のサイエンスカフェが有り、京都
、大阪（先生は大阪での実施の経験があります。）等でも同様のカフェ形式の手法での討論の場
が持たれています。
　また、経営カフェ等、経済、文学等別のテーマも期待されています。
　大槻先生は夏場はカナダのバンクバーで過ごされますが、その地においてバンクーバーサイエ
ンスカフェを開催されており、今夏で5年目が終了。バンクーバーでは大学の教授もズボンにTシ
ャツ、後ろかぶりの野球帽姿で、ビール、ワイン等のアルコールを飲みながら、各自持ち寄った
ものを食べながらの自由な形式のカフェを楽しんでいるとの事です。
　今年は那須サイエンスカフェの定常会員の田嶋さんほか同氏友人1名、計2名が、バンクーバー
 サイエンスカフェに1日参加されました。
　先生はご自身の略歴も述べられたが、詳細はインターネットなどを参照していただくとして
、66歳の時に早稲田大学の教授を、70歳の定年を待たずして退職されたそうです。理由は大学に
は言わなかったが、ゴルフ関連の事をやりたいがためが理由だったそうです。
大学側は、先生が他の大学から、スカウトされるのを恐れていたようです。
　中途退職であったので、名誉教授となれないと思っていたそうですが、結果として名誉教授と
なられているので、その後のゴルフ科学の研究、テレビなどでのご活躍等が認められた様です。
　カフェの全6回終了後に、定常会員の段取りによる閉店パーティーの予定。
　サイエンスカフェ特番「ゴルフの科学」優先参加のお知らせがありました。
　参加者（高校1年生の男子1名を含む）とスタッフが簡単に自己紹介をし、開店式は終了、本題
である第一回目のテーマ、「力学の神髄、般若心経に学ぶ」の解説、討論へと進んだ。