（田中山根）よいしょ〜。
（山根）さあ始まりました。
今日はですね…金属っていったら鉄とか銅の事ですよね。
そうですね。
昔から人間は鉄とか銅とかね金属で武器や装飾品農耕具建築の道具いっぱい作り出してきた訳ですよ。
だって世界各地の遺跡から金属製品がざくざく出土してきてる。
それも証拠ですよ。
確かに。
鉄の剣とか青銅器とか出てきてるもんね。
でセラミックスっていうのは包丁とかでしょ？私セラミックスって聞いた事はあるんですけどどんなものに使われてるか知らないんですよね。
え！え！例えばこういった陶器の食器とか磁器のティーカップこれもセラミックスですよね。
そしてガラス瓶やガラスのコップこちらもセラミックスです。
（岡野）へえ〜。
ガラスもセラミックス？はい。
世の中にガラス製品いっぱいありますけどもあれ全部セラミックスです。
（山根岡野）へえ〜。
知らなかったね。
（岡野）知りませんでしたね。
そしてこれもセラミックスです。
レンガです。
レンガも。
はいはい。
へえ〜。
さあそしてこういったハサミや包丁もセラミックスのものがいっぱいありますよね。
それはねセラミックスっていう感じだったんだけど陶器とかガラスまでそうだとは思わなかったわ。
ガラスは一番びっくりしましたね。
ね！そうやって考えたら身の回りにあるものって結構セラミックスのものって多いよね。
はい。
我々ね昔から金属やセラミックスに囲まれて生活してきてる。
こちらに用意したのが金属の鉄銅アルミニウムなんですがそしてこれらの金属にするための原料が前にありますね。
主にこれらの鉱石から作られるんですね。
製錬…。
はい。
どうやって取り出すんですか？製錬するにはですねたくさんの熱エネルギーと電気エネルギーが必要になるんですよ。
だからいつも実験でやってますけども今日はちょっと厳しいですねそれをやるのは。
いやいや…。
田中さんが実験しなかったらこの番組にいる価値ないですよ。
やりましょう今日！やって下さい。
やりましょう。
お願いします。
身近にある道具で銅を製錬する事ができる。
そして木炭を用意する。
るつぼに木炭を砕いた粉を入れて孔雀石のかけらを入れる。
使うのはなんと電子レンジだ。
とても高い温度になるのでるつぼを耐火レンガに載せる。
そして３分ほど加熱。
実は孔雀石には酸化した銅が含まれている。
それを木炭と一緒に熱する事で酸素が取り除かれ純粋な銅が取り出せるのだ。
さあ見てみましょう。
おっ！中身出してみましょう。
沈んじゃってたからね。
あっ何か…。
これお水で洗ってみましょう。
（山根岡野）はい。
あら？色が…。
色が全然違う。
これをきれいに拭き取ってみましょう。
こちらです。
ドン！
（山根岡野）あ〜！銅だ。
これ確実に銅でしょ。
でも分かんないよ。
（岡野）そうですね。
色だけ変わった場合もあるし…。
はい分かりました。
銅っていうのを確認するためにこういった通電検査回路を使いたいと思います。
金属であればこれを２つつけると電気がつきます。
そうだね。
赤いのがついてるね。
そしてまずは孔雀石につけてみましょう。
つきませんね。
あ〜つかない。
確かに。
じゃあ続いてこの加熱後のものにつけると…。
あっ！お〜！お〜！つきましたね。
本当だ。
じゃあこれもう銅になってるって事か。
これは間違いなく銅だと。
まあ金属になったって事だよね。
うん。
人間はさまざまな金属を利用する事で文明を発達させてきた。
これはおよそ２，５００年前に使われていた鉄の剣。
鉄は私たちにとって最も身近な金属だ。
日本ではたたらという技術で鉄を作ってきた。
原料は自然界にある砂鉄。
たたらでの製錬には大量の木炭を使う。
ふいごという装置で風を送りながら３日間熱し続け鉄を取り出すのだ。
僅かに取れる玉鋼には不純物がほとんど入っていない。
そのため日本刀などに使われる。
今では鉄は巨大な溶鉱炉で作られる。
原料は鉄鉱石そして石炭から作られるコークスと石灰石。
２，０００度近い高温に熱する事で鉄を取り出すのだ。
更にいくつもの工程を重ねて不純物を取り除き強度や耐熱性を高めていく。
鉄道のレールや建物の鉄筋など鉄は私たちの暮らしに欠かせない金属だ。
一円玉に使われているのが…原料はボーキサイトという鉱石。
まずボーキサイトから酸化したアルミニウムを取り出す。
そしておよそ１，０００度の高温で溶かして液体にし電気分解する。
こうしてアルミニウムが作られる。
アルミニウムは軟らかく加工しやすい上に鉄や銅よりも軽いため鉄道の車両や飲み物の缶などに使われている。
熱つつ…。
おいお茶入れたから飲めよ。
え？ちょっと今乗ってるから後にして。
いやいやまず飲めよ。
いやいや…今これアンケート書いてて乗ってんだから。
「鉄は熱いうちに打て」っていうでしょ。
お茶も熱いうちに飲めっていうだろ。
いやいやそんなのいわないよ。
その方がおいしいに決まってんだろ。
今乗ってんだからちょっと。
何なんだよお前！人がせっかく入れたのに。
晩御飯も作ったけど食べる？いやいや…お前お母さんか？
（２人）はいジャンガジャンガジャンガジャンガジャンガジャンガシャンガジャンガジャンガジャンガジャンガジャジャ〜ン。
今度はですね金属の性質について考えていきたいんですけど…。
はい。
金属の性質を知って利用する事でさまざまな製品が作られていくという事ですね。
例えば鉄の針金。
鉄は熱いうちに引っ張ると長く延びる性質があるという事でそれを利用して針金が作られる。
そういう事です。
金はとても加工しやすい金属だ。
例えば１ｋｇの金は幅１０ｃｍ長さ１０ｍもの板に延ばす事ができる。
十円玉ほどに切ってたたいていくと畳１畳分にも広がる。
これが…日本では金箔を使ったさまざまな工芸品が作られてきた。
引っ張ると長く延びる金属の性質を延性たたくと薄く広がる性質を展性という。
さあここまで金属を見てきましたがそれ以外に合金というものがあるんですけども真也ちゃん合金って知ってますか？名前は聞いた事あるんですけど…何ですか？はい。
合金というのはですね…合わせた金属だから合金と呼んでるという事ですね。
合金は元の金属にはない優れた性質を持っていまして我々の身の回りで使われている金属製品はほとんどが合金という事なんですね。
どんなものがあるんですか？例えばこちらの五円硬貨は…黄銅っていうのは真鍮ともいいますね。
まあね言ってもこれは田中さんの実験では見せてくれないでしょ？こちらの黄銅実験で作ってみましょう今から。
（山根岡野）え！今度は黄銅をつくる実験に挑戦だ。
まず銅板と亜鉛の粉末を用意する。
蒸発皿に亜鉛の粉末を入れ粉末が浸るぐらいの水酸化ナトリウム水溶液を注ぐ。
これをホットプレートでゆっくり熱する。
沸騰したら銅板を入れて３０秒間ほど加熱する。
取り出して軽く水洗いし水分を拭き取ると銀色に変化した。
表面に亜鉛がコーティングされた状態。
つまり亜鉛メッキされたのだ。
更にこの銅板を熱すると…。
鮮やかな金色に変化した。
亜鉛と銅が合わさって黄銅が生まれたのだ。
並べてみましょうか最初の状態と。
うん。
タ〜ン！はい。
お〜全然違うわ。
（岡野）違いますね。
完全に金色になってますよね。
なりましたね。
これ比べてみて下さい五円玉。
あ〜同じですね。
同じでしょ。
なりましたね。
銅とスズの合金青銅は加工しやすいため昔から仏像などを作るのに使われてきた。
また鉄にクロムとニッケルを加えて作られるステンレス鋼はさびにくいため生活用品として活躍している。
ジュラルミンはアルミニウムに銅マグネシウムマンガンを加えて作られる。
丈夫で軽いため航空機の機体などに使われている。
今回は筑波大学大学院数理物質科学研究科を訪ねた。
ここでは新しい機能を持つ合金の研究に取り組んでいる。
こちらでは新しい機能を持つ合金を開発されていると伺ったのですがどんな合金を研究してるんですか？普通の金属は変形するとそのままの形で残りますが私たちは…形状記憶合金は力を加えて変形させても加熱する事で元の形に戻る合金だ。
作り方を実際に見せてもらった。
材料となるのは…この２種類の金属を炉に入れ２，０００度の高温で加熱する。
するとチタンとニッケルの合金が出来上がる。
うわ〜。
ちゃんと２つのものが１つになってますね。
（宮崎）合金になりましたね。
次にこの合金を板状に延ばしていく。
厚さ０．１ｍｍの薄い板が出来上がった。
こちらは同じ合金をワイヤ状にしたもの。
真也ちゃんはワイヤを星の形に巻きつけた。
一方宮崎先生は板を細く切ってまっすぐ伸ばして固定した。
両方を電気炉に入れて５００度の温度で加熱する。
これで形状記憶つまり形が記憶されるのだという。
はい出来上がりました。
先ほど形状記憶をさせたこのワイヤを私が今このように変形させてみました。
これを今からこのお湯の中に入れてみたいと思います。
どうなるかな〜。
（岡野）おっ速い！戻りましたね形。
宮崎先生の板力を加えると曲がるが…。
（岡野）お〜！まっすぐになった。
次に宮崎先生は一見同じに見える金属を取り出した。
（宮崎）曲げてみますね。
そうすると手を離すと元の形に戻ります。
（岡野）あれ？
（宮崎）温めなくても戻るんです。
（岡野）加熱してないのにどうして戻るんですか？これも形状記憶合金の一種だ。
−１９６度の液体窒素の中で曲げると曲がったままだ。
空気中にさらすと元の形に戻っていく。
実は加熱しなくても常温で元の形に戻る性質を持たせているのだ。
この形状記憶合金は眼鏡のフレームに利用されている。
また一昔前の携帯電話のアンテナにもこの合金が使われていた。
新しい機能を生み出す合金特に今回の形状記憶合金にはとても驚きました。
金属は自然物ですごく硬いものだと思っていたんですがあんなに簡単に元に戻ってしまう姿はとても面白かったです。
いや〜亜鉛と銅ってどっちも地味なのに合わさったらあんな金色に輝くんだな。
うんそうだね。
俺らも合わさったらもっと輝けるんじゃない？「合わさったら」？ちょっと俺肩車してやるよ。
それだったらもっと輝けんだろ俺たち。
え〜いや〜危ない危ない。
おりゃ〜。
あたたた…。
痛い痛い。
いくよ。
おりゃ〜。
痛い痛い。
どう？どんな感じ？輝いてる？輝いてないよ。
痛い痛い…。
これでテレビに出よう。
出れないよこんなの。
陶磁器やガラスなど私たちの身の回りで使われている。
引っ張ると長く延びる延性とたたくと薄く広がる展性がある。
元の金属にない優れた性質を持っている。
2014/09/11(木) 14:00〜14:20
ＮＨＫＥテレ１大阪
ＮＨＫ高校講座 科学と人間生活「金属とセラミックスの科学」[字]
私たちの暮らしと科学はどのようにかかわっているのだろうか？素朴な疑問から、人類と科学の長くて深い関わりを明らかにしていく。出演：アンガールズ・岡野真也
詳細情報
番組内容
青銅器や鉄器の時代から現在まで、文明の発達は金属の利用と切り離せない。金属には金や銀、銅などのほかにも、「合金」と呼ばれるものがある。それぞれどんな特性を持っているのかを知る。アンガールズの２人は、電子レンジで銅を精錬する実験に挑戦。セラミックスというと近年になって生まれたもののような印象を受けるが、実は陶磁器やガラスもセラミックスだ。セラミックスの特徴と、私たちの生活との関わりを知る。
出演者
【出演】岡野真也，【司会】アンガールズ
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趣味／教育 – 中学生・高校生
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