• 滝はいったいどのようにして凍るのでしょう?

    ドイツのアンマー川にある凍ったシュライアーファエレ ブライダル ベール滝。

    地獄はいつか凍るかもしれないが、ナイアガラの滝は。この轟音のランドマークは、ニューヨーク州北部とカナダのオンタリオ州の境界にあります。 3 つの別々ので構成されており、最も高い滝は高さ 167 フィート (51 メートル) です。

    滝のように流れる水は長年にわたって奇妙な人々を惹きつけてきました。私たちは皆、樽の中でスリルを求める人々の話を聞いたことがあるでしょう。しかし、ほとんどの訪問者は単に自然の美しさを鑑賞するためにやって来ます。冬には、滝の上や周囲に氷の地層が現れることが多いため、滝はさらに豪華になります。

    しかし、すべてにもかかわらず、ナイアガラの滝は完全に凍ることはありません。

    ナイアガラの滝を凍らせるというのは、かなりの偉業でしょう。冬の間、なんと 2,240 万ガロン (8,500 万リットル) もの水が滝を流れ落ちます。科学者らは、たとえ氷点下の温度であっても、これほど大量の急速に流れる水を凍らせるのは非常に難しいだろうと述べている。

    それでは、魅惑的な写真をどのように説明すればよいでしょうか?

    さて、「」ボートツアーで喜んで思い出していただけるように、ナイアガラの滝は非常に多くの霧を発生させます。適切な気象条件下では、これらの水滴は滝の周囲の木、岩、手すりに蓄積すると凍結する可能性があります。

    また、凍った水しぶきや霧が滝の上で固まる日もあります。しかし、この氷の毛布の真下には、まだ大量の液体の水が通常の下向きの経路で流れているのがわかります。

    結論:ナイアガラの滝はすぐに全面凍結することはありません。しかし、それは 1 つの目印にすぎません。他の滝についてもお話しましょう。

    2018年1月の寒い朝、物理学教授のマイケル・J・ルイスと独立研究者のチャールズ・クランフォードは、ノースカロライナ州にある65フィート(20メートル)の滝の大部分が凍っていた。氷の一部の上を水の流れが流れていました。

    過冷却水とは、H2O の通常の凝固温度である華氏 32 度 (または摂氏 0 度) よりも低い温度で液体のままである水です。

    ルイスとクロフォードがビデオを録画したとき、外はかなり寒かった。現地の気温はわずか 5 °F (-15 °C) でした。このような条件下では、過冷却水であっても長時間液化状態を維持することはできません。

    二人が撮影したこの写真では、カロライナの滝で過冷却された水が流れ、凍って氷になる様子をリアルタイムで実際に見ることができます。ただの氷ではありません。水は固まって、小さな針状の結晶が固まって集まりました。気象学者はそれを と呼んでいます。

    2015年2月28日、カナダ・オンタリオ州ナイアガラの滝にあるナイアガラの滝のカナダ側のふもとで、低温と強風の影響で巨大な氷の塊が異常に凍結した。 レイモンド・ボイド/ゲッティイメージズ

    過冷却水に関連することが多いですが、霧の水滴が凍るときにフラジルアイスも発生することがあります。氷点下の天候では、カリフォルニアの滝など、特定の滝の周囲で氷がよく見られます。フラジルアイスが岩の表面に張り付くと、それが堆積するためのプラットフォームになる可能性があります。

    他に何が構築できるか知っていますか? 。フランスからユタ州まで、世界中の多くの地域で見られ、さまざまな形をとることができます。十分な時間をかけて探索すると、崖から氷の鍾乳石がぶら下がっているのや、下の地面から氷の石筍が上昇しているのが見えるかもしれません。

    そして、下降する鍾乳石が上昇する石筍に触れると、柱のような氷柱ができます。壮大。

    (注意してください: 氷柱と氷柱は危険な場合があります。2021 年 1 月 7 日、ロシアのヴィリュチンスキー滝に「ツァーリの氷柱」と呼ばれる大きな氷柱が発生しました。構造物が壊れたときに数人の観光客が閉じ込められ、悲しいことに、男性1人が死亡した。)

    さて、お気に入りの滝の周りに氷の鍾乳石、石筍、柱が集まっているのを見たとしても、それは滝全体が固まっているわけではありません。それが起こるのは、小川、小川、川のいずれであっても、凍結した場合だけです。特定のソースが大きくて流れが速いほど、凍結する可能性は低くなります。

    1989 年、ジェフリー・ペトコビッチとピーター・デベルナルディがナイアガラの滝を越えて生き残った人々のリストに加わりました。彼らは、側面に「危険にさらさないでください – 麻薬は殺します」という公共サービスのメッセージが書かれた鋼鉄樽の中でこの偉業を達成しました。ペトコビッチ、「私たちは子供たちに、麻薬の瀬戸際にいるよりも、やるべきことがたくさんあることを教えたかったのです。滝の崖っぷちに行ってみてください。ハイとは何なのかがわかるでしょう。」念のために言っておきますが、彼らのように許可なくナイアガラの滝を越えるのは法律違反です。

  • 地熱発電所は安全ですか?

    地熱発電所はどの程度安全ですか? これらのグリーン サイエンスの写真をご覧ください。 iStock写真/Thinkstock
    重要なポイント
    • 地熱発電所は地球内部からの熱を利用して発電し、比較的安全で持続可能なエネルギー源を提供します。
    • 地熱エネルギーに関連するリスクには、主に有害なガスの放出の可能性と地震活動が含まれますが、これらは通常、他のエネルギー源と比較して最小限です。
    • 適切な場所の選択、監視、規制は、地熱発電所の安全性と環境の持続可能性を確保するのに役立ちます。

    石油の供給をめぐって私たちがこれまで手を尽くしてきたにもかかわらず、化石燃料への依存に対する解決策が私たちの足元にあると知ったらショックを受けるかもしれません。カリフォルニア、ネバダ、アイダホ、アラスカ、ハワイなどの西部の州では、地下にある地熱エネルギー (熱い岩石、過熱水、蒸気) を利用して発電することができます。 Googleなどの地熱技術の支持者らによると、このカーボンニュートラルで無尽蔵のエネルギー源は、2030年までにアメリカの電力需要の15パーセントをまかなえる可能性があるという。

    蒸気を利用する

    乾式蒸気プラントと呼ばれる最も単純な地熱発電所では、岩盤に井戸を掘削して蒸気貯蔵所を取り出します。蒸気は高圧で井戸から排出され、タービンを回して発電するのに使用されます。

    蒸気鉱床は熱水や熱岩の埋蔵量ほど一般的ではないため、最も有望な地熱技術はバイナリーサイクル発電所と呼ばれています。このシステムでは、深井戸からの熱水が熱交換器を通って循環します。そこで、水はその熱の一部を沸点のはるかに低い二次液体または二成分液体に伝達します。二成分液体が蒸発すると、残った蒸気がタービンに動力を供給するために捕らえられます。

    深く掘削することの欠点

    残念なことに、地熱発電所には、 地震という意図せぬ潜在的に危険な副作用が生じる可能性があります。地球を何マイルも掘削して、蒸気、水、熱い岩石などの物質を取り出すたびに、圧力が解放され、地熱ポケットの上の地面が移動して沈下します。さらに悪いことに、最も豊富な地熱エネルギー源は、地震活動が活発な地域にあります。実際、一部の専門家は、断層線の周囲の岩石にドリルで穴を開けると地震を引き起こす可能性があると信じています。

    2006年、スイスのバーゼルにある地熱発電所が、1356年に起きた壊滅的な地震の原因となった断層に沿って一連の小さな揺れを引き起こしたとされる。2009年8月には、ドイツの地熱発電所付近で小規模な地震が発生したとの同様の苦情が政府の安全確保を引き起こした。レビューが投稿され、コミュニティに不安を引き起こしました。そしてカリフォルニアでは、ザ・ガイザーズと呼ばれる地熱パイロットプラントが、その施設近くで発生した異常な小規模地震群と関連していると指摘されている。

    これまでのところ、これらの地震はいずれもマグニチュード 3 を超えるものは記録されていません。ほとんどは世間の目に留まりません。しかし、地熱エネルギーが代替エネルギー支持者が信じている恩恵となるのであれば、地震との不安な関係を払拭する必要があるだろう。

  • 偶然に発明または発見された8つのもの

    コーンフレークシリアルはもともと消化を助けるために発明されました。

    私たちは発明者を高く評価する傾向がありますが、彼らの発見は事故や運命のいたずらの結果であることがよくあります。これは、次のような驚くべき画期的な進歩を含め、多くの日用品に当てはまります。電子レンジからスリンキーまで、多くの製品は偶然の発明です。私たちの日常生活を変えたこれらの偶然の発明の背後にある珍しい物語を見てみましょう。

    11. マッチ棒を引き起こした偶然の火花

    偶然の発明の分野では、マッチ棒は科学の進歩におけるセレンディピティの役割を証明しています。英国の化学者ジョン・ウォーカーが現代のマッチのアイデアを思いついたのはその時だった。ウォーカーは研究室で作業中に、誤って混合物でコーティングされた棒を囲炉裏にこすり付け、予期せぬ炎の爆発を引き起こしました。この突然の発火に興味をそそられた彼は、可燃性を改良するためにスティックの組成をいくつか実験してみました。

    このさらなる調査により、彼が「フリクション ライト」と呼ぶものの最初のプロトタイプが完成しました。これらの初期のマッチは、化学物質を塗布した小さな紙を木の棒の端に取り付けて作られていました。コーティングされた端を折り畳んだサンドペーパーを通して引き抜くと、発火しました。その後数十年にわたり、元の設計に改良が加えられ、安全性と有効性が向上しました。マッチ棒の発見は、しばしば予期せぬイノベーションの道筋を強調し、画期的な発明が時には単純な偶然から生まれる可能性があることを思い出させます。

    10. トールハウスインのチョコレートチップクッキー

    多くの家庭に欠かせないチョコレートチップクッキーは、永続的な影響を与えた偶然の発明の仲間入りです。 1930 年代、マサチューセッツ州ホイットマンのトール ハウス インでゲストのためにチョコレート クッキーを焼きたいと考えていました。物語が進むにつれて、彼女はパン屋のチョコレートを使い果たし、ネスレのチョコレートバーのかけらを即興で使った。パン屋のチョコレートとは異なり、これらのネスレのチョコレート片は溶けず、クッキー全体に分散しませんでした。彼らはその形を保っていました。

    この偶然の結果はすぐにゲストの間で好評を博しました。チョコレートチップクッキーの誕生は偶然の出来事として扱われることが多いが、経験豊富なパン職人であるウェイクフィールドは、何か独特のものを作ることを目指して、彼女のレシピを実験するつもりだったかもしれないと主張する人もいる。彼女の創作の背後にどの程度の意図があったのかは依然として議論の対象となっているが、明らかなことは、彼女が革新的なお菓子の永続的な人気と影響力を予想していなかった可能性が高いということである。

    9. コーンフレークもまた偶然の発明です

    19 世紀後半、ジョン ハーベイ ケロッグ博士は、世界的に有名な医療スパ兼グランド ホテルであるミシガン州のバトル クリーク療養所の監督を務めていました。彼と彼の兄弟、WK(ウィル・キース)・ケロッグも菜食主義を信じるセブンスデー・アドベンチストでした。ケロッグ博士は多くの腸疾患の患者を診ていたため、二人は顧客に食べさせる健康的な食品、特に腸内環境を整える食品を探していました。

    シリアルの発明の正確な詳細については議論の余地が残っていますが、私たちは次のことを知っています。ある日、小麦ベースのシリアル生地のバッチが放置され、発酵されました。兄弟たちはそれを捨てるのではなく、長いシート状の生地を作ることを期待して、それをローラーに通しました。これらのシートは完璧なフレークを作り、トーストして顧客に提供しました。トーストしたフレークは大ヒットしたため、兄弟はグラノースという名前で特許を取得しました。

    長年にわたり、WK はシリアルに使用する他の穀物を実験し、よりサクサクしたフレークを生み出すトウモロコシに落ち着きました。最終的に、WK はシリアルのレシピの権利を購入し、バトル クリーク トースト コーン フレーク カンパニーを設立し、ケロッグ コーン フレークの製造を開始しました。 WK の会社が大成功を収めたとき、ジョンは嫉妬し、競合するシリアルを自分で作り始めました。二人は結局お互いに終わってしまった。最終的にはWKが勝利したが、兄弟は死ぬまで疎遠になった。

    8. キャンディーバーが電子レンジの発明に役立った

    1945 年、パーシー スペンサーはレイセオン社で研究をしながら、マグネトロンと呼ばれる新しい高出力真空管の実験をしていました。ある日、アメリカ人技術者は、マグネトロンに近づくとポケットの中の が溶け始めることに気づきました。興味をそそられた彼は、ポップコーンをいくつか置き、次に卵をマグネトロンの近くに置きました。どちらも数秒以内に調理されました。

    スペンサーとレイセオンはすぐにこの革新的なプロセスの可能性に気づき、特許を取得し、RadaRange と名付けたキッチン家電に搭載しました。 1947 年、レイセオンは食品業界をターゲットとした RadaRange を発売しました。このかさばる機器は重さ750ポンド、高さ5 1/2フィートで、価格は約5,000ドルから2023ドルで69,000ドルでした。

    当然のことですが、RadaRange は、そのサイズ、価格、そして奇妙で新しいテクノロジーであるという事実により、当初は人気がありませんでした。実際、RadaRange は Raytheon の最大の失敗作と考えられていました。しかし 1975 年までに、この製品ははるかに安価なコンパクトなカウンタートップ型家電製品に進化しました。この新しいスタイルの電子レンジは比喩的に火がつき、販売を開始しました。その年には、ガスレンジの電子レンジも使用可能になりました。

    7. 愚かなパテ – 第二次世界大戦中の偶然の発明

     7. 愚かなパテ – 第二次世界大戦中の偶然の発明

    跳ねたり、伸びたり、壊れたりします。それは、子供のおもちゃとして販売されているシリコーンベースのプラスチック粘土、 Silly Puttyです。第二次世界大戦中の 1943 年、ゼネラル エレクトリックの研究者は、合成ゴムの代替品を作成しようとして、シリコーン オイルにホウ酸を滴下しました。それは彼が作ろうとした安価な代替品ではありませんでしたが、結果は興味深いものでした。弾む高分子物質だったが、用途が見つかるまでに数年かかった。

    1950 年、マーケティングの専門家ピーター ホジソンは、ついにおもちゃとしての可能性に気づきました。彼はそれを Silly Putty という名前に変更しましたが、その後は歴史になります。子どもたちは、伸ばしたり、形を整えたり、ボールに丸めて弾いたりする方法が大好きでした。しかし、おそらくもっと興味深いのは、パテにはおもちゃ箱を超えた多くの実用的な用途があることが人々に発見されたことです。粘土が拾います。ぐらつく家具を安定させることができます。また、ストレス軽減、理学療法、医療および科学のシミュレーションにも役立ちます。アポロ 8 号の乗組員が無重力環境で道具を固定するために使用したこともあります。

    6. 合唱練習のポストイットに感謝

    A は、裏面に低粘着性の粘着剤が付いている小さな紙で、書類、壁、コンピューターのモニターなど、あらゆるものに一時的に貼り付けることができます。 1968 年、3M の科学者であるスペンサー シルバー博士は、表面に貼り付くだけでなく簡単に剥がすこともできる新しい接着剤を初めて発見しました。しかし、彼はそれの用途を見つけるのに苦労しました。

    一方、同じく 3M の科学者であるアート・フライは、教会の聖歌隊の練習中、練習中の賛美歌に印を付けるために使用していた小さな紙切れが賛美歌から落ち続けることに毎週イライラしていました。ページを傷つけずに貼り付けられるものが必要でした。ある日、彼はシルバーの接着剤についての話を聞いていたことを思い出し、両方の問題を解決するアイデア、つまりシルバーの接着剤を使用した付箋を思いつきました。

    フライはメモを作成し、同僚に回して試してもらいました。彼らは彼らを愛していました。 3M は当初、Press ‘n Peel として製品を発売しましたが、結果は芳しくありませんでした。しかし最終的に、それらは大成功を収め、「ポストイット ノート」という名前に変更されました。同社は当初、この製品の収益性に懐疑的でしたが、1980 年に世界展開を開始しました。現在、ポストイット ノートは で販売されています。

    5. 偶然の観察がベルクロを生み出した

    1940 年代、スイスの技術者ジョルジュ・デ・メストラルは、シンプルでありながら .犬を田舎に散歩に連れて行った後、彼はゴボウのイガが自分の服や犬の毛皮に頑固にくっついていることに気づきました。この粘り強いグリップに興味を持ったデ・メストラル氏は、バリを顕微鏡で調べ、小さなフックで覆われていることを発見しました。これらのフックは、布地や毛皮などのループのあるものに引っ掛かり、イガが乗り物に乗って種子を散布できるようにします。

    この自然のメカニズムからインスピレーションを得て、デ メストラルはバーのデザインを再現するために、さまざまな素材で実験を開始しました。数多くの試行を経て、彼は 2 つのストリップを使用する固定システムを開発しました。1 つは小さなフックで覆われ、もう 1 つはループで覆われています。一緒に押すと、フックがループに引っかかり、安全でありながら簡単に取り外しできる結合が形成されます。デ・メストラルはこの新しい発明を、フランス語の「ベロア」(ベルベット)と「かぎ針編み」(フック)を組み合わせた造語であるベルクロと名付けました。

    4. サッカリンの甘い発見

    最初の人工甘味料であるサッカリンは、1879 年にジョンズ・ホプキンス大学のアイラ・レムセン教授の研究室で働いていたロシアの化学者によって偶然発見されました。それがどのように起こったのかについては正確な一致はありませんが、一説によると、ファールバーグ氏は安息香酸スルフィミドを使って作業しているときに手に甘い味がすることに気づいたということです。別の人は、実験台にタバコを置き、再びそれを拾って一服すると、口の中に甘い味が残ったと述べた。 1880年、ファールバーグとレムセンは共同でこの発見を発表し、その生成物をサッカリンと名付けた。しかし、1884年にファールベルグ社は特許を取得し、レムセン抜きでドイツでサッカリンの大量生産を開始した。

    サッカリンには 1906 年には健康上の懸念がありましたが、砂糖が配給制になった第一次世界大戦中に砂糖の代替品として人気が高まりました。 1960 年代から 1970 年代にかけて、Sweet’N Low という名前で製造され、ダイエット ソフトドリンクに使用され、減量補助剤として宣伝されて人気が高まりました。 1970年代にラットで使用され、製品に警告ラベルが追加されました。しかし、後にラットと人間ではサッカリンの代謝方法が異なることが判明したため、警告は削除されました。新しい人工甘味料がたくさんあるにもかかわらず、サッカリン(とその面白い後味)は生き続けています。

    3. スリンキー – おもちゃの歴史を変えた予期せぬ発明

     3. スリンキー – おもちゃの歴史を変えた予期せぬ発明

    1943 年、海軍技師のリチャード ジェームスは、海上で頻繁に揺れたり横揺れしたりする船上の繊細な機器をサポートし、安定させるスプリングを開発しようとしていました。彼が作業していたコイル状のワイヤーの 1 つが誤って棚から落ちたとき、それは奇妙な方法で上下に動き続けました。

    その夜、ジェームズは家に帰り、妻のベティに電線のことを話しました。二人とも、それは素晴らしいおもちゃになるだろうと同意した。興味をそそられたベティは辞書を調べ、その名前にたどり着きました。その言葉は「滑らかで曲がりくねった動きや輪郭」と定義されています。 1945 年に夫婦はジェームス インダストリーズを設立し、スリンキーが誕生しました。

    最初は成功しませんでした。そこで二人は、フィラデルフィアのギンベルズ百貨店を説得して、クリスマス商戦期に型破りなおもちゃのデモンストレーションを許可してもらいました。店には 400 個のスリンキーが在庫されていましたが、それらは 2 時間以内に完売しました。

    しかし、その会社は倒産寸前になり、大金を渡して家族を残しました。ベティは家を抵当に入れ、1963 年にニューヨークのおもちゃショーに行き、再び製品を宣伝しました。注文が殺到し始め、彼女はビジネスを復活させることができました。

    現在、スリンキーは世界中で販売されています。このおもちゃは非常に愛されているため、1999 年に米国郵政公社が賞を発行し、2000 年にはスリンキーが全米おもちゃの殿堂入りを果たしました。また、全国スリンキー デー (8 月 30 日) があり、クリフトン ハイツにはその発明を記念する歴史的記念碑があります。最初に生産されたフィラデルフィア郊外。

    2. バイアグラは他の症状を治療することを目的としていた

    1990年代、製薬会社ファイザーの研究者たちは、高血圧と心血管疾患の一種である狭心症を治療する新薬の開発に取り組んでいた。この薬は非常に有望に思えたので、彼らは で試験を開始しました。残念ながら、この薬は狭心症にはほとんど効果がありませんでした。しかし患者らは、薬を服用してからわずか30~60分で陰茎が勃起するという奇妙な副作用を報告した。

    ファイザーがこの薬の計り知れない可能性を認識するのにそれほど時間はかかりませんでした。そのため、同社は 1996 年にすぐにその特​​許を取得しました。わずか 2 年後、この薬は勃起不全の治療に使用するために食品医薬品局の承認を得ました。成功。米国では勃起不全を報告している人もおり、バイアグラは依然として市場で最も人気のある薬の1つです。この小さな青い錠剤は現在、シアリス(タダラフィル)やレビトラ(バルドナフィル)などの他の薬と競合しています。

    1. ビート ジェネレーションがバブルラップのインスピレーションに貢献

     1. ビート ジェネレーションがバブルラップのインスピレーションに貢献

    1957 年、エンジニアたちは革新的なテクスチャーのある壁紙を作成するために協力しました。彼らが期待していた消費者はビート世代、つまり従来の社会を避け、仏教、フリーセックス、ドラッグ、ジャズを信奉する人々だった。男性たちは2枚のプラスチックのシャワーカーテンをヒートシール機にかけ、最終的には透明で泡のようなシートが完成した。見た目は興味深いが、壁紙としては効果的だった。

    二人はめげずに小説の創作を始めた。彼らが試みた2番目の試みである温室の断熱も失敗した。しかし 1960 年に、新しく設立された会社の下で働く彼らは、現在バブルラップとして知られている保護パッケージとしてそれを宣伝する 3 番目の試みに取り組みました。壁紙としては失敗に終わりましたが、梱包材としてはすぐに成功を収めました。これは、保護力が高く、インクの汚れが残らないため、当時好まれていた包装材料である丸めた新聞紙よりも優れていました。現在、この製品は何度も改良されており、Sealed Air はフォーチュン 500 企業に選ばれています。

  • 冶金学: 金属とその特性の研究

    作業員は、るつぼに溶融金属を注ぐ間、特別に保護されたバイザーを着用します。

    冶金は、航空、公共交通機関、エレクトロニクスなど、物を作る必要のある多くの産業で極めて重要な役割を果たしています。

    強力な機械や頑丈な建設資材の製造から、複雑な電気システムの作成に至るまで、金属は中心的な役割を果たします。並外れた機械的強度、優れた熱伝導性、優れた電気的特性を備えた金属は、技術進歩の生命線です。

    熟練した手作業を通じて、冶金は金属の可能性を解き放ち、現代世界を動かす重要なコンポーネントに形作ります。冶金学者は、絶え間なく進化する業界の需要を満たすために抽出、精製、細心の注意を払って作成し、イノベーションを推進し、私たちを未来に押し上げます。

    冶金学とは何ですか?

    冶金学は、金属とその特性の研究と操作です。これは、金属がどのように動作するかを理解し、さまざまな用途に合わせてその特性を改善する方法を見つけることに焦点を当てた科学分野です。冶金学者は、鉄、アルミニウム、銅、鋼など、さまざまな業界で広く使用されている金属を扱います。

    この分野の重要な部分の 1 つは、鉱石などの天然資源から金属を抽出することです。鉱石は、金属や宝石などの貴重な物質を含む天然の岩石または鉱物であり、さまざまな工業目的で抽出および加工できます。

    抽出が完了すると、鉱石を精製して不純物を除去し、品質を向上させることができます。冶金学における精製は水をろ過するようなものだと考えてください。水から不純物や汚染物質を除去して水をきれいで安全に飲めるようにするのと同じように、冶金学者はさまざまな方法を使用して金属や鉱石から不要な物質を除去し、目的の用途に適した純粋で高品質な水にします。

    冶金学者は、顕微鏡レベルで金属の構造も研究します。彼らは、金属内で原子がどのように配置されているか、そしてこの配置が強度、硬度、導電性などの特性にどのような影響を与えるかを調査します。冶金学者は、構造を理解することで、熱処理として知られる加熱や冷却などのプロセスを通じて金属を改質し、その特性を改善することができます。

    冶金学者は、異なる金属を組み合わせたり、他の元素を加えたりして、新しい合金を開発します。さまざまなペイントの色を混ぜて、より強く、より耐久性があり、耐腐食性のある鮮やかな傑作を作成することを考えてください。たとえば、ステンレス鋼は鉄の強度とクロムの耐食性を組み合わせた合金で、光沢のあるキッチン家電や頑丈な建築材料に最適です。まるで 1 つのメタル コンボで両方の長所を兼ね備えているようなものです。

    冶金学の分野

    冶金学、つまり金属を扱う技術と科学は、さまざまな側面やアプローチに基づいた専門分野や部門の豊かなタペストリーとして展開されます。

    合金冶金学

    合金冶金学は、2 つ以上の金属で構成される材料である合金の研究と製造に重点を置いています。さまざまな金属をブレンドして、強度、耐食性、特定の磁気特性や電気特性の向上など、望ましい特性を備えた合金を作成することに重点を置いています。これは、シェフがさまざまな材料を組み合わせて、好みの味と食感を実現するのに似ています。

    抽出冶金学

    抽出冶金では、粉砕、粉砕、化学プロセスなどのさまざまな技術を使用して鉱石から金属を抽出し、鉱石から目的の金属を分離および精製します。抽出冶金は、鉱山から貴重な宝石を掘り出すのと同様の、鉱山遠征として考えてください。

    鉄冶金学

    鉄冶金では、鉄鉱石を製錬し、溶けた金属を精錬し、鋳造、鍛造、熱処理によってさまざまな形状に成形します。この部門は、建築業者が構造物の安定性と完全性を確保する方法と同じように、鉄と鋼の強度と耐久性を高めることに重点を置いています。

    冶金分析

    冶金試験と分析には、金属の特性、組成、性能を決定するための特性評価が含まれます。これには、金属の品質と完全性を評価するための顕微鏡、分光法、機械的試験などの技術が含まれます。

    非鉄冶金学

    芸術家が原色以外の幅広い色を使用して複雑で多様な絵画を作成するのと同じように、非鉄冶金学では、鉄や鋼を超えた金属を探求し、アルミニウム、銅、鉛、亜鉛、ニッケルとその合金に焦点を当て、その独特の性質を解き放ちます。プロパティとアプリケーション。プロセスには、抽出、精製、合金化、鋳造、成形が含まれ、航空宇宙、エレクトロニクス、建設、自動車産業でさまざまな用途に使用される金属が製造されます。

    粉末冶金

    粉末冶金は、金属粉末を製造して完成部品に成形することに重点を置いています。彫刻家の手が形のない粒子を精巧な芸術作品に変えるように、粉末冶金は原材料を粉末の形で組み合わせ、複雑で正確な形状に融合させ、並外れた金属の創造を可能にします。この方法は、自動車、医療、消費財業界にコスト効率の高い製造、複雑な形状、強化された材料特性を提供します。

    物理冶金学

    物理冶金学は、原子および微細構造レベルでの金属の物理的特性と挙動を理解することに焦点を当てています。結晶構造、粒径、欠陥を調査して、それらが金属の機械的、熱的、電気的特性にどのような影響を与えるかを判断します。

    冶金の歴史

    冶金の歴史

    冶金学、つまり金属の研究と成形は、さまざまな形で私たちの世界に大きな影響を与えてきました。

    初期の始まり

    紀元前 6000 年頃、人類の文明は金属の加工において大きな進歩を遂げました。私たちは岩から金属を取り出し、それを道具や美しい物体に形作ることを学びました。これは石を使用するだけの場合とは大きな変化でした。

    銅は量が多く、加工しやすかったのでよく使われました。金と銀は、装飾や儀式などの特別な状況のために確保されていました。

    青銅器時代

    紀元前 3000 年頃、銅と錫の合金である青銅が発見され、新しい時代の幕開けとなりました。純銅よりも強く耐久性のある青銅は、戦争、農業、貿易に革命をもたらしました。その採用により、道具の改良、農業慣行の強化、そして複雑な文明の台頭がもたらされました。

    メソポタミア文明、エジプト文明、インダス文明などの著名な青銅器時代の社会は、冶金を中心に繁栄しました。

    鉄器時代

    紀元前 1200 年頃から始まる鉄器時代は、別の重要な移行をもたらしました。青銅よりも強力で豊富な金属である鉄が、徐々に青銅に取って代わられ、優先される材料となりました。

    アナトリア (現在のトゥルキエ) の古代文明であるヒッタイトは、鉄工技術を最初に習得し、広く使用されるようになりました。鉄の道具や武器は農耕、戦闘、移動に大きな変化をもたらし、多くの文明の生活をより良いものにしました。

    冶金学の進歩

    18 世紀から 19 世紀は、 産業革命の到来により冶金学において極めて重要な時代を迎えました。それは、特に鉄と鋼の製造方法に驚くべき変化をもたらしました。

    ベッセマー法や平炉などの新しい方法により、これらの金属の製造がより簡単かつ安価になりました。これが鉄道、建物、機械、インフラの建設につながり、世界を変革しテクノロジーを前進させました。

    現代冶金学

    20 世紀にも、新しい合金の発見やさまざまな用途に特化した材料の開発により、冶金学は進歩を続けました。科学者と冶金学者は新しい混合物を発見し、さまざまな用途に特化した材料を開発しました。

    ステンレス鋼、アルミニウム合金、および超合金は、エンジニアや製造業者が利用できる特性と用途の範囲を拡大しました。電子顕微鏡や計算モデリングなどの技術を通じて、冶金研究は原子および微細構造レベルでの金属の理解を深めました。

    これらの洞察は、目的に合わせた特性を備えた先端材料への道を切り開き、航空宇宙、エレクトロニクス、エネルギー、医療におけるブレークスルーを推進しました。

    冶金と産業革命

    冶金学は、18 世紀後半に始まった技術の進歩と産業の成長の変革期である産業革命において極めて重要な役割を果たしました。この時代は手作業から機械ベースの製造への移行を示しており、冶金学はこの変化の最前線にありました。

    この時代の重要な発展の 1 つは、金属抽出のための冶金技術の進歩でした。鉄鋼の製造に不可欠な原料である鉄鉱石は、抽出冶金によって大規模な加工が施されました。鉄鉱石の主成分である酸化鉄は、炭素質材料を使用して高炉で還元されて鉄が製造されます。この鉄冶金プロセスにより、鉄の大規模生産と、建設、機械、輸送に応用できる脆いものの汎用性の高い材料である鋳鉄の作成が可能になりました。

    その間、採掘事業は急速に成長し、地殻から金属鉱石が抽出されました。この採掘活動の増加は、拡大する産業部門における原材料の需要の増加を支えました。その結果、世界の金属生産量は急増し、製造業、建設業、輸送業、インフラ整備の発展を促進しました。

    材料科学と物理冶金学は、金属の品質と特性を向上させる上で重要な役割を果たしました。科学者は金属の微視的および原子的特性を研究し、より強力で耐久性のある純粋な金属や合金を作成しました。これらの物理冶金学の進歩は、産業革命中に機械、インフラ、輸送システムに使用される必須の金属部品を製造し、その信頼性と性能を保証するために不可欠でした。

  • メルカバ主力戦車

    イスラエルのメルカバは、低い船体と砲塔のシルエットで設計されました。 ©2007 Publications International, Ltd.

    メルカバ主力戦車は、ユダヤ国家存立初期の血なまぐさい時代と外国勢力の政策の必然の産物でした。イスラエル国家は 1948 年に誕生し、ほぼ即座にアラブ諸国の同盟が宣戦布告しました。それ以来、イスラエルはエジプトを除くアラブの近隣諸国と事実上の戦争状態にある。イスラエルは生存権を守るために5度の大規模な戦争を戦ってきた。1948年、1956年、1967年、1973年、そしてパレスチナ人テロリストを排除するために南レバノンに侵攻した1982年である。しかし、イスラエル政府が主力戦車の製造に注目したのは 1967 年になってからでした。

    イスラエルとその周辺地域は砂漠か丘陵地帯であり、理想的な戦車国家を形成しています。 1967 年戦争中および戦後、英国とフランスは特定のカテゴリーの近代兵器をイスラエルに供給することを拒否しました。警戒したイスラエル政府は、部外者の政治的気まぐれによって国家の安全が損なわれないよう、独自の防衛産業を設立した。主力戦車 (MBT) の開発が最優先されました。その結果生まれたのが、ヘブライ語で「戦車」を意味するメルカバです。

    メルカバのデザイン上の特徴

    メルカバは、アメリカ、イギリス、フランス、そして(鹵獲した)ソビエト戦車の優れた特徴を組み合わせたもので、これらの戦車はすべて過去にイスラエルによって広く使用されてきました。 1967 年の戦争では、装甲保護が戦車にとって非常に重要であることが改めて強調されました。イスラエルの設計者は戦車の生存性を第一に、武装を二番目に、速度を三番目に置くようになったため、イスラエル タル将軍は 1970 年に戦車開発プロジェクトの指揮を執り、職業軍人の経験を設計プロセスに取り入れました。メルカバの生産は 1978 年に始まり、翌年には新しい戦車が整備部隊に届けられました。

    自動装填式主砲を持たず、乗員 4 名を乗せる戦車としては、メルカバは非常に低いシルエットを持っています。ホルストマン スタイルのサスペンション システムにより、この戦車は今日世界で最も機動性の高いオフロード戦車の 1 つとなっています。メルカバ I とメルカバ II には、今日の MBT 基準からすると小さい 105 ミリメートル砲が装備されていますが、メルカバはヘッツ装甲を発射します。 – 5,000 ヤード以上の距離で MBT 装甲を貫通できる、貫通、フィン安定化、廃棄サボ弾。戦車にはレーザーが装備されています。弾道コンピュータに接続された距離計で、戦車に初発命中能力を与えます。

    イスラエルのイノベーション

    他の 3 つの分野におけるイスラエルの革新は、反応性と重装甲、乗組員の保護の強化、効率的で簡単なメンテナンスと修理手順という 3 つの分野でメルカバの有効性に貢献しています。装甲の説明と厚さは機密扱いだが、1982年のレバノン侵攻後にまとめられたイスラエルの統計によれば、戦車に命中した弾丸が貫通する確率は61パーセントである。レバノン侵攻中、メルカバに命中した弾丸の貫通率はわずか 41 パーセントであり、戦車に命中した弾丸のうち、乗組員室に貫通する可能性は 30 パーセントでした。メルカバに命中した全弾丸のうち、乗組員室を貫通したのはわずか 13% でした。これはメルカバのエンジンが前方に配置されていることと、グラシス装甲ベルトの厚さが原因でした。通常、全攻撃の 31% が戦車に火災を引き起こし、85 ~ 90% の確率で火災により戦車が破壊されます。メルカバで火災が発生したのは全攻撃の 15 パーセントのみであり、知られている限り、火災で失われたメルカバは 1 隻だけでした。

    メルカバは完全装甲の自動密閉燃料タンクを備えて設計されました。すべての弾薬を最低1時間保護する耐火容器。そして重装甲の乗員室。すべての乗組員はアスベスト保護服の着用が義務付けられており、戦車にはスペクトロニクス社が構築した極めて即応性の高い消火システムが装備されています。

    メルカバ活動報告

    イスラエル国防軍の装甲記録によると、メルカバは 48 時間を超えて戦闘不能になったことはありませんが、M-60、センチュリオン、T-62 戦車は修理に最大 2 週間かかる可能性があります。歴戦のメルカバはまさに優れたMBTです。

    戦車と軍隊の詳細については、以下を参照してください。

    メルカバ主力戦車の装甲、武器、機能の詳細については、次のページをご覧ください。

    メルカバ主力戦車の諸元

    メルカバ主力戦車の諸元

    メルカバは、過去にイスラエルが広範囲に使用してきたアメリカ、イギリス、フランス、鹵獲したソビエト戦車の優れた特徴を組み合わせたもので、実際の戦場での経験の産物です。イスラエル固有の防衛産業の一環としてメルカバの開発に拍車をかけた 1967 年の戦争では、装甲保護の極めて重要性が実証され、メルカバの設計では戦車の生存性、武装、速度の順に重点が置かれました。

    サービスの日付:

    メルカバ I — 1979

    メルカバ II — 1983

    メルカバ III — 1987

    国:イスラエル

    タイプ:主力戦車

    寸法:長さ、7.5 m (22.4 フィート)。幅、3.7 m (12.2 フィート)。高さ、2.75 m (9 フィート)

    戦闘重量:

    メルカバ I — 60,000 kg (66.1 トン)

    メルカバ II — 機密扱い

    メルカバ III — 機密扱い

    エンジン:

    メルカバ I — テレダイン コンチネンタル V-12 ディーゼル 900 馬力

    メルカバ II — テレダイン コンチネンタル V-12 ディーゼル 1,200 馬力

    メルカバ III — 不明、1,400 ~ 1,500 馬力と思われる

    武装:

    メルカバ I — 105 mm M68 1 丁、ライフル付き

    メルカバ II — 105 mm M68、ライフリング付き 1 丁

    メルカバ III — 120 mm スムーズボア 1 つ

    すべてのモデル — 7.62 mm NATO 機関銃 3 門。

    60 mm 迫撃砲 1 個

    乗組員: 4名

    速度: 46 km/h (28.6 マイル)

    範囲: 400 km (249 マイル)

    障害物/勾配パフォーマンス: 0.95 m (3.1 フィート)

    戦車と軍隊の詳細については、以下を参照してください。
  • 超音波溶接の仕組み

    このニューバランスのアスレチックシューズのアッパー部分の素材は、従来の縫製ではなく超音波溶着によって組み立てられました。 写真提供:Kenneth Straka、ニューバランス

    1982 年のミュージカル コメディー「ビクター ヴィクトリア」では、ジュリー アンドリュースがパリのキャバレーでの役の終わりに高音を歌います。彼女はメモを持続し、部屋の周りのシャンパングラスが砕けました。これは、高音または高周波音がどのように材料を分解するかを見事に実証しました。

    しかし、高周波音が材料を接着するために使用できることをご存知ですか?超音波溶接と呼ばれる技術は、医療機器から運動靴、自動車に至るまで、多くの産業の製品の組み立てに使用されています。

    通常、釘、ネジ、糸などの留め具を使用して材料を接着できます。これは、金属、木材、布地、プラスチックに適しています。多くのプラスチックには接着剤が使用されます。接着剤は、接着剤自体と接着されたプラスチック材料の表面との間に化学結合を形成します。電気接続の鉛はんだなど、他の金属を結合剤として加熱することで金属を結合させることができます。あるいは、金属を直接溶かすこともできます (溶接)。溶けた金属の表面が冷えると、金属同士が結合します。溶接では通常、金属表面を溶かすのに必要な高温を達成するために直火またはトーチが必要です。そのため、製造作業によってはコストがかかるプロセスになる可能性があります。

    よりコスト効率の高い新しい溶接技術が 1940 年代に導入されました。超音波溶接という技術は、超音波振動と圧力を使用して金属を接合するもので、従来の溶接よりも少ないエネルギーで済みます。

    超音波金属溶接は、装置で使用される電子機器がより高度になり、 コンピューターでプロセスを制御できるようになったことで、1950 年代から 1990 年代にかけて開発されました。この時以来、この技術はプラスチックに適用され、実際に普及しました。

    この記事では、超音波溶着の装置と物理的プロセス、ニューバランスがどのように超音波溶着を使用してスポーツシューズを製造したか、そしてこの技術の長所と短所について見ていきます。まず、音波が金属とプラスチックの両方の材料をどのように結合するかを詳しく見てみましょう。

    特別な感謝の気持ち

    この記事の作成にご協力いただいた New Balance のシニア製品開発者である Kenneth Straka に感謝いたします。

    超音波溶着と摩擦

    超音波溶着と摩擦

    両手を素早くこすり合わせます。何か気づきましたか?温まりましたね?ハンマーを使って金属の表面を素早く何度も叩いてみると、ハンマーが金属を叩いている場所も温かくなることがわかります。これらの例では両方とも、熱は摩擦によるものです。ここで、手をこすったり、ハンマーを毎秒何千回も叩いたりすることを想像してください。

    発生する摩擦熱により、非常に短時間で温度が大幅に上昇する可能性があります。基本的に、高周波音(超音波)は、溶接される材料内に急速な振動を引き起こします。振動により材料が互いにこすれ合い、摩擦により接触している表面の温度が上昇します。この急速な摩擦熱が、材料が結合する条件を設定します。

    超音波溶着装置は 4 つの主要な部分から構成されます。電源は、低周波電力 (50 ~ 60 Hz) を高周波電力(20 ~ 40 kHz、1 kHz = 1000 Hz) に変換します。次に、トランスデューサーまたはコンバーターが高周波電気を高周波音(超音波)に変えます。ブースターは超音波の振動を大きくします。最後に、ホーンまたはソノトロードが超音波振動を集中させ、溶接する材料に伝達します。これらの部品の他に、溶接材料を積み重ねて保持するアンビルがあります。溶接中に材料を保持するために力(通常は空気圧ピストンによって供給される空気圧)を加える方法もあります。

    それでは、どのような材料や産業がこの巧妙なプロセスを利用しているのでしょうか?プラスチックの超音波溶着は、電子機器、医療機器、自動車部品の製造に広く使用されています。たとえば、超音波プラスチック溶接は、コンピュータの回路基板に電気接続を作成したり、変圧器、電気モーター、コンデンサなどの電気部品を組み立てたりするために使用されます。

    カテーテル、バルブ、フィルター、フェイスマスクなどの医療機器は、超音波溶着プロセスに依存しています。包装業界では、この技術を使用してフィルムを作成し、チューブやブリスターパックを組み立てます。フォード モーター カンパニーでさえ、自動車のアルミニウム シャーシを製造するために超音波溶接を使用することを検討しています。

    超音波溶接の基本を理解したところで、溶接プロセス自体を見てみましょう。

    超音波溶接のステップバイステップ

    超音波溶接のステップバイステップ

    超音波溶接の基本プロセスは次の手順で説明できます。

    1. 溶接する部品はアンビルまたは治具に配置されます。
    2. ホーンは溶接する部品に接触します。
    3. ホーンを溶接材料に接触させて保持するために、圧力が加えられます。
    4. ホーンは超音波振動を伝えて材料を加熱します。振動は上下左右に1ミリ未満しか動きません。
    5. 材料は溶接されます。
    6. ホーンが後退し、溶接された材料をアンビルから取り外すことができます。

    溶接時間、加えられる圧力、および温度は、溶接装置内のコンピュータまたはマイクロプロセッサによって制御されます。そして、溶接プロセス中に実際に何が起こるかは、材料の性質によって異なります。金属では、超音波振動は材料の面と平行に伝わります。

    摩擦熱により金属表面の温度は溶解温度の約 3 分の 1 まで上昇しますが、金属は溶解しません。代わりに、熱により表面から金属酸化物やフィルムが除去されます。これにより、金属原子が 2 つの表面間を移動し、金属を保持する結合を形成できるようになります。

    プラスチックの場合、振動は材料の平面に対して垂直であり、摩擦熱により温度が上昇し、プラスチックが溶けます。プラスチックの分子が混ざり合って結合を形成します。冷却すると、プラスチックの表面が溶接されます。溶接時間はさまざまですが、わずか 0.25 秒で溶接が完了します。

    超音波溶接で変化する要因は、音波の周波数 (通常は 20、30、または 40 kHz)、材料を保持するために加えられる圧力、および超音波が適用される時間 (数分の 1 から 200 kHz 以上) です。 1秒)。

    ここで説明した超音波溶接技術は、類似した材料 (金属、プラスチック) に適しています。しかし、類似していない材料についてはどうでしょうか。ニューバランスがどのように超音波溶接を使用してスポーツシューズを組み立てたかを見て、この質問に答えてみましょう。

    超音波溶接の様子

    超音波溶接の様子

    運動靴を見てください。従来の靴はキャンバスやスエード レザーなどの単一の素材で作られていますが、多くの運動靴は軽量のプラスチック ポリマー、スエードまたは合成スエード、メッシュの組み合わせなど、複数の素材で作られています。これらの複合材料により、シューズは軽量、柔軟性、耐久性、通気性に優れています。たとえば、ニューバランスの運動靴の 1 つのスタイルには、3 つの部分からなる上部があります。

    • ヴァンプと呼ばれる合成スエードのパターン – ヴァンプは、つま先、シュータン、靴紐の目の列を含むアッパーシューズの大部分を占めます。
    • サドルアイロウと呼ばれる合成スエードのパターン – サドルアイロウには、靴紐を強化し摩耗を軽減するために最上部の 2 つのアイレットが含まれています。
    • メッシュの層 – メッシュは、つま革のかかと部分と足首の周りの開口部の上部を囲みます。

    しかし、これらの材料をどうやって組み合わせるのでしょうか?最も一般的には、靴会社が材料を縫い合わせます。しかし、ニューバランスは2~3年ほど前から、シューズのアッパー部分を無縫製で作ることに着手した。ポリマー接着フィルムとアイロンを試した後、彼らは超音波溶着を使用して靴のこの部分を作る方法を思いつきました。

    靴の上部を組み立てるために、労働者は合成スエード素材から始めます。アイロンプレスを使用して、ホットメルトフィルムの薄いシートを素材の裏側に接着します。次に、超音波溶接アセンブリでパターン バンプをスエード素材に押し込みます。同様に、同様の超音波溶接機を使用して、別の合成スエードからサドルアイ列をプレスします。ヴァンプの形状はスエードから切り出されます。サドルのアイ列とメッシュ素材がバンプに超音波溶着されます。その際、超音波溶着機の摩擦熱によりホットメルトフィルムが溶け、サドルアイ列とメッシュ素材がバンプに接着されます。完成したヴァンプは成形され、水性溶剤を使用してソールとヒール部分に接着されます。

    New Balance のシニア製品開発者である Kenneth Straka 氏によると、超音波溶着方法により時間が節約され、生産性が向上しました。超音波ウェルダーはアイロンプレスよりも熱を均一に分散するだけでなく、加熱と冷却がより速くなります。そのため、組み立てプロセスに必要な手順は従来の縫製方法よりも少なく、迅速です。

    超音波溶接を使用してさまざまな材料を接合する方法を説明しました。次に、この技術の長所と短所を見てみましょう。

    超音波溶接法を使用する理由

    超音波溶接法を使用する理由

    超音波溶接には、従来の方法に比べて多くの利点があります。まず、溶接は他の方法に比べて低温で行われます。そのため、メーカーは高温に達するために大量の燃料やその他のエネルギーを消費する必要がありません。これにより、プロセスが安価になります。また、より速く、より安全です。

    このプロセスは数秒から数秒で行われます。そのため、他の方法よりも早く実行できます。実際、接着剤よりもプラスチックをより効果的に、より速く接着できます。たとえば、車の新しいスマートキーにはトランスポンダーチップが組み込まれています。車はチップを感知した場合にのみ始動できます。キーを作成するには、金属キーの一方の端をブランクにし、チップをプラスチックの上部の半分に配置します。残りの半分をその上に置き、ベース半分に接着します。この接着は通常接着剤で行われるため、硬化するのに時間がかかります。超音波溶接を使用すると、同じ作業を 1 秒以内に実行できます。

    超音波溶接は可燃性燃料や裸火を必要としないため、他の溶接方法と比較して安全なプロセスです。労働者は可燃性ガスや有害な溶剤にさらされません。エレクトロニクスでは、通常、銅線ははんだを使用して回路基板の電気接点に接着されます。超音波溶接を使用すると、同じ作業を短時間で行うことができ、作業者を鉛はんだのくすぶりから出る煙にさらすことなく行うことができます。高周波音にさらされると作業者の聴覚が損傷を受ける可能性がありますが、超音波溶接機を安全ボックスやケージに入れたり、耳の保護具を使用したりすることで、この潜在的な危険を簡単に軽減できます。

    最後に、超音波溶接は、同じ材料の従来の溶接と同じくらい強力で耐久性があります。これが、この方法が自動車製造に使用されている理由の 1 つにすぎません。自動車を軽量化し、燃費を向上させるために、自動車メーカーは車体の主要な金属としてアルミニウムに注目しています。超音波溶接を使用すると、従来の溶接よりも短時間かつ低温で金属を接合できます。

    ただし、超音波溶接には限界があります。まず、溶接の深さが 1 ミリメートル未満であるため、このプロセスはプラスチック、ワイヤー、薄い金属シートなどの薄い材料に最適です。建物の鋼桁を超音波溶接することは現実的ではありません。第二に、同様のプラスチックや同様の金属などの同様の材料を溶接する場合に最も効果的です。ニューバランスのシューズで見たように、異種素材を超音波溶接するには追加の素材が必要です。ニューバランスのシューズの場合、それは合成スエードとメッシュの間に接着できるフィルムです。

    これらの制限にもかかわらず、超音波溶接の人気と可能性は成長し続けています。

  • 香水の仕組み

    ジュピターイメージズ/コムストック/シンクストック

    自然は、長い間、「これは私の領土ではありません」というオードトワレや、「私が暑中であることを推測する」コロンスプレーを飛び散らせてきました。ジャコウネコの肛門腺から分泌物をこすり取って香水瓶に入れるという飛躍を誰がしたのか不思議に思うでしょうが、誰かがそれを実行したのです。また、何者かが雄のジャコウジカの香りの鞘を香水瓶に移した。それがオリジナルのムスクの源でした。ビーバーの尿や匂い袋、マッコウクジラの腸の中にも物質が入っていた。

    これらは初期の香水で人気がありましたが、本物のジャコウネコ、ムスク、カストリウム、またはアンバーグリスを含むフレグランスは現在ではほとんどありません。現在では、実験室で模造品を合成するのがより安くて簡単になり、手頃な価格の最新の香水は通常その方法を採用しています。

    現代の香水は、より悪臭のある化合物へと進化しています。ブルーチーズの風味を放つオード スティルトンを例に挙げると、スティルトン チーズ製造者協会の委員会は、製品をより多くの人々に興味を持ってもらうことを目的としています [出典: ]。スティルトンのフレグランスは冗談だったとも言えるかもしれませんが、本物の香水には、デザイナーによる一種のサーカス行為として、悪臭を誇示することもあります。生物物理学者で有名な香水作家であるルカ・トゥリンは、高級フレグランスと考えられているセクレション・マニフィークの腐った香りはスリリングで知的なものだと考えた[出典:トリノとサンチェス]。

    最も緩やかな定義を適用すると、香水とは、身に着けて匂いを発する物質のことです。良い香りであるための条件はありません。香水の経験は、ボトルの中のものだけでなく、頭の中のものからもたらされるのは明らかです。ボトルの中身については、以下をお読みください。

    香水の概要 © 2015 ハウスタッフワークス

    香水とは何ですか?

    香水とは何ですか?

    液体香水では、液体はアルコール、および室温で蒸発する分子の混合物です。 「匂いとは基本的に、空気中に浮遊できるほど軽い分子のことです。ただし、一酸化炭素のように、空気中に浮遊できるほど軽いすべての分子が匂いを持つわけではありません」と、感覚心理学者のエイブリー・ギルバート氏は言う。フレグランス業界向け。香りを生み出すのは、鼻の細胞が蒸発する分子を認識し、脳に電気メッセージを送り、知覚を生み出すことです。私たちがどのように匂いを嗅ぐかを正確に知るには、 「匂いの仕組み」を読んでください。

    香水瓶に書かれたフランス語のフレーズを読んだことがある人なら、香水にはさまざまな強さがあることをご存知かもしれません。最も濃縮されているのは香油です。これらは、植物、花、果物から圧搾されたり、蒸されたり、化学的に分離されたりしたものです [出典: Sell ]。香油では、フレグランス分子が 98% のアルコールと 2% の水に溶解しています。それ以外はアルコールで薄めた香油です。最も濃度の高いものから最も低いものまで、パルファムは少なくとも 25 パーセントが香油です。オードパルファムは15~18パーセント。オードトワレは10パーセント。オーデコロンとボディスプレーは軽いです [出典:トリノとサンチェス]。

    香水の世界でも、香水を香りのファミリーに分類しています。このカテゴリーは批評家やデザイナーがこの用語を使用するために存在します。誰もが同意するグループ分けはなく、常識を超えた分類や、そのカテゴリの最後の香水の香りであればその香水が属するというルールもありません。あなたが遭遇した可能性のあるいくつかの分類を次に示します。

    • フローラル:花のような香り
    • フルーティー:柑橘類を含むフルーツのような香り
    • 緑:新鮮な草または葉
    • 草本性: あらゆる種類のハーブと同様
    • ウッディ: さまざまな種類の木材が好き
    • アンバー:木の樹脂のようなもの
    • 動物性:体臭
    • 麝香:ジャコウジカが作る物質のようなもの
    • オリエンタル: アンバーとスパイス

    [出典:トリノとサンチェス]

    香水は、香りの分子の 1 つの構造に従って分類されることがあります。

    • アルデヒド:脂肪分があるが、他の匂いを放散させる
    • ラクトニック:クリーミーでフルーティー
    • フェノール:タールのような臭いがする

    こうした主観的なカテゴリーにうんざりしていませんか?もちろん、秘密の成分を除いて、香水の化学反応には曖昧さはありません。香水の基本的な化学を学びましょう。

    香水化学

    香水化学

    なぜ香水はこんなに薄くなるのでしょうか?メーカーがケチなわけではない。その理由は実は美的なもので、アルコールを多量に摂取すると匂いが拡散して区別できるようになるからです。香水オイルの中では、ごちゃ混ぜの香りに遭遇するでしょう。この香りを嗅ぐと、オーケストラが交響曲のすべての音を一度に演奏するのを聞くようなものです。何か甘い香りがするように感じるかもしれませんが、それがマンゴー、次にジャスミン、そしてチェリーで終わるというわけではありません。希釈された性質により、香りが楽しめます。

    実際、ほとんどの香水は 3 つの要素からなる香りになるように設計されており、肌に塗ると香りが広がります。塗ってから最初の15分以内にトップノートの香りがします。これらの化学物質はまず皮膚から蒸発します。デザイナーは、ユーザーの興味を引くように、しかし気分を害するほど長く留まらないように、この段階で奇妙で不快な、またはスパイシーな香りを設定することがよくあります。ハートノートは3 ~ 4 時間後に現れます。これらの臭いを生み出す化学物質は、皮膚からよりゆっくりと蒸発します。おそらく、あなたがその香水について覚えているのはそれらでしょう。フローラルの香水の場合は、花のような香りがここにあります。ベースノートが肌にしっかりと密着します。塗布後 5 ~ 8 時間以内に匂いを感じます [出典: Sell ]。麝香、水っぽい、苔っぽい、木のような化学物質がベースに入ることがよくあります [出典: Calkin ]。ノートという言葉は、個々の香りを表す香水専門用語です。

    香水が蒸発することによって匂いがすることを知っていると、より慎重に香水を付けることができます。塗るときは香水を広げますが、激しくこすらないでください。熱によりトップノートが蒸発し、全体の香りが弱まってしまうからです。

    化学反応により、棚に置かれた香水が変形することもあります。可視光はフレグランス分子の結合を破壊するのに十分なエネルギーを持っており、明るい太陽はわずか 1 週間で香水を焦がしてしまいます [出典:トリノとサンチェス]。空気は酸化によってフレグランスを腐食させることもあります。これは、コルクを抜いたワインが酢に変化するのと同じプロセスです。香水は室温、暗所、スプレーボトルに入れて保管すると、保存状態が良くなります。その後、少なくとも 2 年間の保存期間があります [出典: Sell ]。

    しかし、あなたの化学反応はどうでしょうか?体温と油っぽさが最も重要のようです。トップノートは、冷たくて油性の肌よりも、暖かくて乾燥した肌のほうが早く蒸発します。そうしないと、ハートノートが現れるまでに、香水は誰にとっても同じ香りがします[出典:トリノとサンチェス]。

    香水の構造と挙動について学びました。広がっていますが、強くこすってはいません。次に、フレグランス業界がどのように製品を製造しているかを見てみましょう。

    新しい香水の発売: 概要から購入まで

    新しい香水の発売: 概要から購入まで

    香水の製造は、会社が香水を販売する計画を立てることから始まります。グッチが新しいフレグランスを発売したいと考えているとします。会社は概要書と呼ばれる説明書を作成します。そこには、その香水が誰に、そしてその理由をアピールすべきか、さらにその香りが嗅ぐ人に何を伝えるべきか(「上品」、「不遜」、「タイの日の出」など)が説明されています。フレグランスがどのような形になるのか(たとえば、薄緑色のスプレーや白い石鹸など)が説明されており、化学者が適合する成分を選択するのに役立ちます。最後に、製品がどこで、どのくらいの期間販売されるかについて説明しています。ヨーロッパとアジアで、今後 2 年間販売されます。

    概要はいくつかのフレグランスハウスに郵送されます。フレグランス ハウスは 2 つの事業を運営する会社です。彼らは調香師を雇用しており、香水の処方を設計し、作成します。フレグランスハウスはまた、何千もの香水原料を備蓄しています。スパイスは倉庫に保管されています。果物と花の油。葉巻の煙、革、または絶滅危惧種の木材に似た化学物質のバイアル。化学者は両方の操作をサポートします。フレグランスハウスでは、ガスクロマトグラフィー質量分析法( GCMS ) と呼ばれる分析技術を使用して、未知の液体中の分子を正確に特定できる分析化学者を雇用しています。フレグランスハウスは、それらの分子を構築できる合成化学者も雇用しています。

    調香師は概要を読みながら、タイの日の出の香りについて考えます。彼女は、ライム、ココナッツの皮、パパイヤ、唐辛子のリストを書きます。次に、情報源を検討します。ココナッツの皮は香水会社の倉庫にあるかもしれません。会社が新鮮なパパイヤの香りを所有していない場合は、誰かの頭脳的な努力の産物を購入する必要がありますが、それについてはすぐに説明します。また、本物の抽出物は鼻を痛める可能性があるため、同社は唐辛子のような香りの化学物質を製造または購入する必要がある。

    フレグランスハウスがキャッシュをどのように管理しているのか疑問に思うかもしれません。彼らは農家から原料を購入し、水蒸気蒸留または化学抽出によってジュースを搾り出す場合があります。また、事務処理を行う会社から購入することもできます。しかし、生のパパイヤと蒸したパパイヤでは発する匂いが異なるため、ヘッドスペースと呼ばれる方法が使用される場合があります。フレグランスハウスの関連会社は、熟したタイのパパイヤを瓶に入れて、基本的に最大8時間真空掃除機で臭いを取り除きます[出典: Sell ]。サンプルはフレグランスハウスに戻され、そこで化学者がサンプルを GC-MS で分析し、その匂いに含まれる分子のプリントアウトを取得します。彼女は匂いを一から合成しようとしました。

    新しい香水の発売: 混ぜ合わせて大衆を混乱させる

    新しい香水の発売: 混ぜ合わせて大衆を混乱させる

    提案された香水の成分が組み立てられたら、次のステップは混合です。調香師は、さまざまな比率で香りを混合するための指示を作成し、技術者が企業の研究室でこれを行います [出典:トリノ]。あるバージョンは主にココナッツのような香りがするかもしれませんが、別のバージョンはより濃厚なチリライムの香りかもしれません。調香師は、蒸発速度の異なる化学物質を選択することで、最初に何を嗅ぐか、次に何を嗅ぐかをコントロールすることができます。タイの日の出はパパイヤのような香りがし、その後胡椒のような香りがするのでしょうか、それとも朝の始まりはスパイシーでしょうか?

    香水工場では 10 ~ 100 のバージョンの香水が製造され、専門家が匂いを嗅いで選別します [出典:トリノ]。一番いいのはグッチです。

    グッチはフレグランスハウスの試みを嗅ぎ分け、タイの日の出のポイントを逸していると思われるフレグランスブランドを却下します。残りの部分については、おそらくバージョン 3 が気に入っているものの、ココナッツが甘すぎると感じて修正を求められます。

    フレグランスハウスは自分たちの香水を作り直します。最大限経済的で、長持ちし、安全な成分に置き換えられます。彼らは皮膚でテストし、香りの形状を維持しようとします。香水がフルーツの香りであれば、スパイスの香りがする場合でも、スパイスが引き継いでいるにもかかわらず、フルーツのゴーストノートが残るはずです。香水には、フルーツの香りを実現するために 3 つの化学物質が必要である可能性があります。1 つはすぐに蒸発し、1 つは長く残り、もう 1 つは一生残るものです [出典: Sell ]。香水会社は消費者を対象にテストを行い、自社の香水の評価を最も売れている香水と比較します。数字と香水はグッチへ。

    グッチがフレグランスを選び、幸運な香水会社が 1 社と契約を獲得します。勝者は、香水が生産中止になるまで、合意された価格で濃縮フレグランスをグッチに販売します。香水会社は、濃縮物を最大 1 トンのドラム缶 (0.9 トン) でグッチに送ります [出典: Sell ]。正確な配合を知っているのは調香師とその同僚以外には誰もおらず、グッチさえも知りません。

    香水を守る

    歴史的に、香水の配合は企業秘密でした。それは香水を守るのが難しいからです。著作権は成分リストのみを保護します。模造品アーティストは、材料の順序を変更したり、名前を変更したりするだけで済みます。特許は公開されているため、模倣者は配合を読んでコピーし、比率や成分を 1 つ変更するだけで抜け穴をすり抜けることができます。商標は機能しますが、これまでのところ、匂いに商標を使用している企業はほとんどありません [出典: Gilbert ]。

    シャネル No. 5: 「自然な」選択?

    シャネル No. 5: 「自然な」選択?

    そもそもなぜ私たちは香水をつけるのでしょうか?ブラウン大学の心理学者で匂いの心理学を研究し、「」の著者であるレイチェル・ハーツ氏は、男性と女性ではその理由が異なると述べています。若い男性は女性を魅了するためにそれをします。年配の男性は、香水をくれた女性への感謝の気持ちからそうします。

    女性の場合、その理由は年齢によっても異なります。 20代の女性は、歌手や映画スターなどのメディアや友人からインスピレーションを受けています。 30代女性には特定のパターンはありません。 40歳になると、女性はただ単に好きなだけでフレグランスを身につけるようになります。そして、ヘルツ氏の調査によると、60歳になると、女性は娘、配偶者、友人が気に入ったという理由で香水を付けるなど、主に他人の願いを考えるようになるという。

    しかし、なぜココではなくシャネルの5番なのでしょうか?なぜ他の香水ではなくある香水を選ぶのかという問題は複雑で、フレグランス業界によって熱心に追求され、科学的な議論と結びついています。

    ここで明らかなことは、人は物理的に刺激的な匂いを好まないということです。たとえば、アンモニアなどの化学物質は、匂いを嗅ぐと燃えます。この効果は、分子が顔の痛み系を活性化するために起こります。

    これは推測の域を出ませんが、あなたの選択は、遺伝的に決定された匂い受容体の数に応じて、特定の匂いの強さの調整に依存する可能性があります。鼻の細胞にある匂い受容体が、空気中の香りの分子を捕らえます。ある種の化合物(たとえば、ユリの匂い)に対する受容体が増えると、より低い濃度でもユリの匂いを感じることができますが、通常の量では、その匂いは強烈で圧倒される可能性があります。 「一般に、強度の高いものは嫌悪感を抱く傾向があります」とハーツ氏は言う。 「あなたは特定の交響曲が大好きかもしれませんが、誰かがそれを大音量で演奏したら、不快なものになるでしょう。」

    匂いを感じる受容体が少ないことも、香水に対するあなたの評価を損なう可能性があります。コリアンダーの香りはさまざまな香りで構成されています。ギルバート氏によると、遺伝子コードが匂いの受容体の数を減らす変異を示している場合、コリアンダーの匂いの1つを見逃してしまい、石鹸のような悪臭がする可能性があるという。遺伝子変異と受容体の平均数が異なるため、コリアンダーはハーブのようなさわやかな香りがすることがあります。 「それはレンズのカラーフィルターのようなものです」とギルバートは言います。

    進化は鼻で私たちを導く?

    進化は鼻で私たちを導く?

    私たちの匂いの好みはどの程度プログラムされているのでしょうか?ここで、ギルバートとハーツのような心理学者は、嗅覚に関して反対の立場を取ります。

    ギルバート氏によると、ほとんどの人が好む匂いと嫌いな匂いのカテゴリーがあるそうです。私たちの素質は進化の歴史によって説明できる、と彼は言います。ギルバート氏によると、「植物は種子散布者を引き寄せるために果物の香りを発する」ため、私たちはフルーティな花の香りが好きで、かつては生きるために果物を食べていたそうです。 「リンゴは言います、『いい香りがする。私を食べて、私の種をそこら中に広げて』と。そして私たちはその通りにしました。花が魅力的なのは、植物が同じ構成要素を使って花粉媒介者や種子散布者を引き寄せる化学物質を作るためだとギルバート氏は言う。

    私たちが糞便、尿、生臭さ、腐った臭いを嫌うのは、歴史的に「それは、あなたと霊長類の友人が眠っている一本の木の周りを長くぶらぶらしすぎて、きれいな木に移動する時が来たことを意味するからです。これらの種類の臭いと臭いの間には関連性があります。」病気、細菌、ウイルス。」したがって、おそらくそれらの匂いに反対していた祖先だけが生き残って、対立遺伝子を伝えたのでしょう。

    しかし、ヘルツ氏は、そのような素因は存在せず、少なくとも文化的または個人的な経験によって上書きできない素因はないと主張する。乳児は生来の匂いの好みを示さず、その文化の中で大人が好む匂いや嫌いな匂いには無関心である、と彼女は指摘する。何が臭いかについても文化によって意見が異なります。彼女は、さまざまな民族グループが嫌う悪臭爆弾の匂いを見つけることができなかった米陸軍の研究を指摘している。 「人々がどんな香りでも好む理由は、学習と関係しています」と彼女は言います。

    愚かな展開として、マーケティングも選択に影響を与えます。ロマンティックな香りを売りにしているのに金属のような香りがする香水など、紛らわしいメッセージは、購入者が本来好きな香りをやめてしまう可能性があります。

    記憶、気分、魅力

    記憶、気分、魅力

    お気に入りの香水を聞くと母親のことを思い出すのは、あなただけではありません。 「女性は母親と同じカテゴリーのフレグランスを身につけることがよくあります」とヘルツ氏は言います。 「これはポジティブな連想による傾向があり、誰かの香水の匂いを嗅ぐことがその人を呼び戻す刺激的な合図となるためです。」

    そして、他人に自分のことを思い出してもらうために香水を付けるのであれば、あなたと一部の企業は同じように考えます。たとえば、ウェスティン ホテルは、ロビーに白茶の香りを漂わせており、そのロゴのこの大きさを覚えておいてほしいと願っています [出典: ]。

    香水で気分を変えることはできますか?香水に関する科学的研究はありませんが、個々の匂いを調査した研究はあります。ギルバートは、食べ物の心地よい香りが人を優しくするらしいという研究を指摘する。ショッピングモールでは、俳優がシナモンロール小売店シナボンの近く、または匂いの届く範囲外でペンを落としたり、小銭を要求したりした。 「シナボンの香りが漂うと、その地域の人々は見知らぬ人にもっと親切になり、機嫌も良くなりました。効果は小さくて短期間ですが、効果は本物です」とギルバート氏は言います。

    香水が性的魅力を高めるという主張は、確かにフレグランス業界に利益をもたらします。 「媚薬化合物が存在するという証拠は全くありません」とハーツ氏は言う。しかし、自分の香水が自分をより魅力的にすると信じている場合、自信を持って振る舞ったり、軽薄な態度をとったりする可能性が高く、そうすることで自分がより魅力的に見える可能性がある、と彼女は付け加えた。

    私たちは嗅覚に基づいて配偶者候補を判断しますが、多くの場合、自分では制御できない体臭に基づいて判断します。 「人々は非ランダムに交配する傾向があり、免疫系、特に主要組織適合性複合体の異なる遺伝子を持つ人を選ぶ傾向がある」とギルバート氏は言う。 「推論では、私たちは匂いに基づいてそれを行っていると考えられます。この免疫遺伝子の産物である分子を誰も特定していません。人々は(匂いに)気づいていないかもしれません。」

    これは、ステロイド誘導体のような成分が含まれていると主張する「フェロモン香水」のマーケティングを止めていない。これらが着用者と匂いを嗅ぐ人にどのような影響を与えるかは明らかではありません。

    「ブタのように交尾フェロモンが機能する場合、動物には副嗅覚系があり、これらの分子を拾うことに特化した鋤鼻器官VNO )と呼ばれる鼻の中に管状の構造があり、特殊な神経セットが存在します。情報を脳に伝達するためです」とギルバート氏は言います。人間のVNOについては、「人間にはVNOがあると言う人もいるし、持っていないという人もいる。虫垂のような痕跡器官であり、持っているのに機能しないのではないかという人もいる」と付け加えた。

    「商業的なマーケティングは、私たちの反応が豚の反応のようなものになるだろう、つまりバーの女性があなたの体中に唾液を垂らし始めるだろうという仮定に依存しています」とギルバートは言います。 「はい、そうです。」

  • アタカマの骸骨とは何ですか? なぜこれほど物議を醸しているのでしょうか?

    この 6 インチ (15 センチメートル) のミイラ化した人骨は、チリのアタカマ砂漠で発見され、2003 年に発見され、その起源についての論争と終わりのない憶測を引き起こしました。
    重要なポイント
    • 2003年にチリのアタカマ砂漠で発見されたアタカマの骸骨は、その異常な大きさ(高さ6インチまたは15センチメートル)と特徴(円錐形の頭蓋骨と少ない肋骨)により、地球外起源に関する憶測を引き起こした。
    • その後の遺伝子研究により、「アタ」と呼ばれるこの骸骨は人間であり、特に彼女の身体的特徴を説明する可能性のあるいくつかの遺伝子変異を持つ女性の胎児であることが確認された。
    • この発見により、アタの違法な入手と取り扱いに関する倫理的懸念が生じ、彼女の敬意を持った返還と人間の遺骨としての適切な処理を求める声が高まった。

    2003年、チリ北部のアタカマ砂漠から骸骨が発見された。元々はラ・ノリアのゴーストタウンに埋められていたが、長さはわずか6インチ、つまり15センチメートルと驚くほど小さい。

    頭蓋骨の上部は独特の円錐形をしています。また、人間の肋骨の数は通常予想されるものよりも少ない(10対)です(通常、人間は24本の肋骨が12対で配置されています)。

    世界中の多くのUFO愛好家は、これは小さな小さな宇宙人の遺体だと​​考えていました。他の見物人は、骨は人間以外の霊長類のものではないかと示唆した。いずれにせよ、この標本は通常「アタカマ骸骨」、あるいは略して「アタ」と呼ばれていますが、すぐに世界的に有名になりました。

    そして2010年代には、あらゆる噂や反対の主張にもかかわらず、遺体が明らかに人間であることが証明された。

    その議論は決着したが、アタの話は大きな倫理的懸念を引き起こしている。おそらく、その遺体は であり、チリの複数の科学機関によって指摘されているものです。

    アタカマ砂漠でミイラが生まれる仕組み

    アンデス山脈とチリ海岸山脈の間に位置するアタカマ砂漠の面積は約 40,500 平方マイル (約 105,000 平方キロメートル) です。地球と同様に、この地域でも人間の遺体の保存という点で驚くべき仕事が行われています。

    アーサー・C・アウフダーハイデは著書の中で、「そこの土壌に埋葬された遺体は、ごく定期的に自然にミイラ化する」と説明している。

    しかし、砂漠のすべてのミイラを母なる自然の功績とすることはできません。古代チンチョロ文化には、ここで遺体を意図的にミイラにするという伝統がありました。

    アタのそれほど最後の安息の地となった砂漠の町ラ・ノリアは、自然の近くに設立されました。この貴重な商品は肥料としてよく使用されます。ラ・ノリアが 1930 年代に最終的に放棄されるまで、住民は硝酸塩を採掘し、鉄道で輸送していました。

    チリの科学普及出版物『エティルメルクシオ』に掲載された記事では、生物学者のクリスティーナ・ドラドールがラ・ノリアの日常生活を惜しみなく描写した。

    「労働者とその家族が直面した極限状態には、地球上で記録された最高の日射量、極度の水不足、日中は息苦しいほどの暑さ、夜間は極度に寒く、とりわけ劣悪な衛生状態が含まれていました… 、幼児死亡率は驚くほど高かった」と彼女は書いた。

    アタカマ骸骨の「発見」

    アタは 2003 年に浮上し、オスカル ムニョスというトレジャーハンターの手に落ちました。

    ほとんどの報告では、彼がラ・ノリアンの埋葬地で遺体を掘り出したとされているが、いくつかの情報筋は、遺体は町の人気のない建物の1つで発見されたと主張している。

    いつか、アタカマの骸骨は に売却されました。スペインの経営者で個人コレクターでもある彼は、著名なUFO組織である研究所外生物研究所の所長でもある。

    ナビア=オソリオはその後、2009年の学会で長年のUFO研究家と出会った。グリア氏は、エイリアン関連の研究と思われる内容を明らかにするよう米国政府に働きかけてきたが、アタ氏の遺体から採取する許可を得た。

    計画は、地球外生命体に関するグリアの本の1冊にインスピレーションを得たドキュメンタリー「」のために、アタカマ星人からの資料を調査させることでした。

    その後、微生物学者がグリア氏に連絡を取りました。スタンフォード大学医学部の教授は、近々公開予定の映画のことを知りました。彼は、アタカマの骸骨が写っている宣伝写真に興味をそそられました。

    「私は映画監督たちに(基本的にはあえて…)連絡して、(地球のDNAがあれば…)標本の配列決定を行ってその起源を特定することが可能であると伝えることにした」とノーラン監督。

    アタのゲノム

    2013年にサイエンス誌が彼のチームの予備的発見について報じたとき、一般の人はノーランの研究のプレビューを目にした。 「DNAは現代的で、豊富で、高品質だった」と当時彼は説明した。ノーラン氏は続けて、自身と共著者らがアタカマの骸骨は「人間であり、疑いの余地はない」と明らかにしたと述べた。

    彼らの待望の研究は、2018年3月22日にゲノム・リサーチ誌に掲載された。

    ちなみに、ゲノムとは、すべての生物が持つ固有の遺伝暗号です。グリアの骨髄サンプルを使用して、ノーランと彼の同僚はアタカマの骨格を詳細に分析することができました。

    彼らがAtaの遺伝情報を、チンパンジー、アカゲザル、そして(もちろん)ホモ・サピエンスなどのさまざまな霊長類の遺伝情報と比較したところ、その標本が完全に人間であることが明らかになった。染色体を詳しく調べたところ、彼女はおそらく子宮内で死亡した胎児であることが判明した。

    でもちょっと待ってください。アタの目を引く体格をどう説明すればいいでしょうか?

    この研究では、いくつかの遺伝子変異の証拠が示されました。これらは理論的には、Ata の胸郭と円錐形の頭部を説明します。ノーラン氏のチームはまた、別の突然変異により彼女の骨が早期に老化した可能性があるとも述べた。

    「標本のサイズと突然変異の重症度を考慮すると、標本は早産であった可能性が高いようです」と科学者らは2018年のゲノム研究論文で述べている。

    違反した法律と科学倫理

    さまざまな意味で、この骨格は若い側にあります。彼女はよく保存された DNA を持っており、時間の経過とともに DNA がどのくらい早く分解されるかについての私たちの知識に基づくと、アタの年齢は 500 歳未満であると言っても過言ではありません。実は彼女は死んでしまったのかもしれない。

    したがって、彼女の両親の一方または両方が現在も存在している可能性がかなりあります。倫理的な問題は、UFO の達人によって子供の遺体がひったくられ、売られ、「」のラベルを貼られるのを生きて見たとしたら、どちらかがどのように感じるだろうかと想像するときに始まります。

    また、私たちが知っている限りでは、私的な家族の悲劇であったものに科学者たちが国際的な注目を集めていることに、彼らがどのように反応するかについても疑問に思う必要があります。

    2018年のゲノム研究論文は に直面しました。この文書が発表されてから1週間も経たないうちに、チリ生物人類学会とチリ考古学者協会は、この研究は非倫理的であると非難した。

    , まず国の許可を得ずに「考古学的、人類学的、または古生物学的な発掘を行う」ことは違法です。 Ataさんの場合はおそらくそうではなかったでしょう。また、別の研究となったゲノム研究研究にはチリの研究者も関与していなかった。

    研究の生物学的主張の一部も批判された。

    2018年8月に国際古病理学ジャーナルに掲載された続報では、アタの印象的な外見は遺伝子変異とはほとんど関係がない可能性があると主張している。むしろ、彼女の骨格の一部は、出産、ミイラ化、または埋葬の際に歪んでいるか、完全に失われていた可能性があります。

    ノーランの話に戻ると、彼と共著者の一人(サンフランシスコ大学)は後に研究に関する声明を発表した。チームの誰も実際の骸骨に触れたり、実際の骸骨を見たりしなかったことを指摘し、2人はアタの送還と「人間の遺体として適切な敬意が払われる」ことを望むと表明した。

    今、それは興味深いです

    アタカマ砂漠は世界で最も乾燥した環境の 1 つであるだけでなく、長年にわたって乾燥した状態が続いています。地質学的証拠は、砂漠の中心部が過去 1 億 5,000 万年間乾燥したままであることを示しています。それを大局的に考えると、象徴的な恐竜であるティラノサウルス・レックストリケラトプスは、6,600万年前に絶滅したばかりです。

  • 太陽が一週間消えたらどうなるでしょうか?

    太陽が消えたら最初に気づくのは、地球はすぐに寒くなり、暗くなってしまうということです。 アンドリュー・マヨフスキー/ThinkStock

    もしあなたが、長く寒くて暗い冬、あるいは短くて寒くて暗い冬になりやすい世界の多くの地域のいずれかに住んでいるなら、太陽が来ると毎日の生活がかなり快適になります。外に出て花が咲き始めます。人々は春になるとワクワクする傾向があります。それは、空が暗くなる前に、膨らんだコートを片付けてオフィスを出ることを意味するからです。適度な量の太陽は体に良い効果をもたらします。朝ベッドから起き上がるのに役立ち、 ビタミンDで骨を強化し、季節性のうつ病を防ぐ可能性があります。

    言い換えれば、もし太陽が突然一週間休暇をとったら、私たちは皆、精神的な問題と闘う眠そうな弱者になってしまうだろう。確かに海水浴客の穏やかな気分を害することになる一方で、太陽を失うことは、地球とそこに住む人々により直接的かつ重大な影響を与えることになるでしょう。

    おそらく最初に気づくのは、地球がかなり早く暗くなり、かなり寒くなるということです。気がつかないかもしれませんが、地球は常に回転しています。この回転は暦日でマークされます。日照時間は、地球上の特定の場所が太陽に向かって回転する時間であり、同じ場所が回転して遠ざかると夜になります。太陽が消えると、約 8.5 分で昼が夜に変わります。これは、太陽の光が地球上の私たちに届くまでにかかる時間です。

    寒波はそれほど深刻ではなく、暗闇に近い状態への移行ほど即時ではないでしょう。この惑星の気温は、一週間で華氏約 0 度 (摂氏マイナス 17.8 度) まで低下すると予想されます。確かに寒いですが、人類や地球上の他の生物が凍りつくほどではありません。少なくとも今すぐではありません。太陽がないということは、植物が太陽光をエネルギーに変換するプロセスである光合成がないことを意味します。植物が枯れ始めると、それを食べる動物は栄養を得ることができなくなります。 (表面温度が華氏マイナス 100 度 (摂氏マイナス 73.3 度) まで急降下するまでに約 1 年かかります。その時点で霜が降りるのはカボチャだけではなく、人間や他の多くの人々が死亡するほどの深刻なものになるでしょう。生命体は安定したエネルギーと熱源がなければ生きていけません。

    太陽が1週間にわたって粉塵を被ることによる最大の影響は、地球の表面ではなく、宇宙空間にあるでしょう。私たちの惑星は常に自転していると同時に、太陽の周りを公転しています。太陽の直径は地球の約 100 倍で、太陽系内のすべての惑星に引力を及ぼします。重力により、私たちの惑星は空の大きな星の周りを旋回します。重力がなければ、惑星はただ宇宙に漂ってしまうでしょう。他の危険の中でも特に、地球は最終的に彗星、流星、さらには別の惑星に衝突する可能性があります。そこに太陽があり、まともなビーチがあることを祈るばかりです。

  • あくびと同じようにくしゃみをすることができますか?

    誰かがくしゃみをしているのを見ると、あなたも「アコー」と言いたくなりますか? アントニオギレム/iStock/Thinkstock

    私たちの何百万人にとって、 くしゃみは病気やアレルギーのせいではありません。それは、食べ物に胡椒をしたり、ミントガムを噛んだり、明るい日光に当たったときに起こります。眉毛を抜くときや、ジムでのサイクリングのクラス中にもくしゃみをします。

    普通の人をくしゃみ工場に変えてしまう刺激のリストは長いが、他人のくしゃみを見るだけで効果があるのだろうか?

    くしゃみがあくびと同じように伝染するという明確な科学的証拠はありません。しかし、それは結論を導き出すことができないという意味ではありません。誰かがあくびをしているのを何度見たり聞いたりして、自分でもそうしてしまったことは何回ありますか?あくびは非常に伝染力が強いので、それについて読んでいるとついあくびをしてしまうかもしれません。この社会的あくびの要因はくしゃみにも当てはまるでしょうか?

    社会的なあくびと共感の間の関係はますます明確になっています。ある研究では、研究者らは1年をかけて、さまざまな年齢や民族の100人以上の成人から行動データを収集した。成体は霊長類と同じように自然の生息地で観察され、あくびの行動(口を開けた場合と抑えられた場合)が記録された。

    その後、データは統計モデルに組み込まれ、伝染性のあるあくびの階層構造が明らかになりました。つまり、人々は、愛する人のあくびに反応して、より多くあくびをするということです。社会的なあくびの階層は、上から下まで、家族、友人、知人、見知らぬ人です。誰かを好きになればなるほど、少なくともあくびに関してはその人の行動をより反映するようになります。

    では、あなたのくしゃみはあなたの人間関係について何を物語っているのでしょうか?社会的刺激がないときに自発的に発生するくしゃみの場合のように、この問題について沈黙している可能性があります。それとも、あくびのように、社会環境の力によって引き起こされるのでしょうか?

    コミュニケーションツールとしてのくしゃみ

    くしゃみは単純なプロセスのように見えるかもしれませんが、実際には非常に複雑な連鎖反応によって引き起こされます。くしゃみは脳幹で始まり、目、口、喉にしっかりと閉じるように指示する信号が神経系を介して送られます。その後、腹部と胸の筋肉が急速に収縮し、喉が突然弛緩します。この 1 つと 2 つの組み合わせにより、汚染物質を排出するために設計された爆発的な噴火によって、空気、唾液、粘液が鼻と口から押し出されます 。

    では、くしゃみの原因は何でしょうか?最も多いのはアレルギーで、次に風邪が続きます。他の主な原因には、不随意神経系(明るい光にさらされたときのくしゃみがこのカテゴリに当てはまります)、発作に関連したくしゃみ、心理的または感情的なくしゃみが含まれます 。

    たとえば、恐怖により鼻粘膜が収縮し、くしゃみが発生することがあります。フラストレーション、憤り、悲しみ、苦痛などの他の感情も鼻粘膜の腫れを引き起こす可能性があり、それがくしゃみを引き起こす可能性もあります。興奮、喜び、性的興奮についても同様です。

    もしかしたら、私たちが他人の感情に同調している場合、たとえば、コンサートに向かう友人の興奮や、身近な人の悲しみなど、共感を示し、グループとの絆を深めようとする行為自体が、次のような結果を招く可能性があります。似たような感情。そして、この感情はくしゃみを引き起こす可能性があります。

    科学者たちは社会的くしゃみが起こるかどうか、そしてなぜ起こるのかについての決定的な答えを探しているが、動物界にはいくつかの手がかりがあるかもしれない。反応の理由はまだ不明瞭ですが、ヒヒ、チンパンジー、犬はすべて、グループの他のメンバーのあくびをキャッチすることが観察されています。くしゃみについても同じことが当てはまるかどうかについてはまだ明らかにされていない。

    人間と動物が互いにあくびをすることは知られていますが、この現象は、顔の合図をどの程度認識しているかに応じて、一部の人々に異なる影響を与えます。たとえば、あくびは5歳未満の子供や自閉症の子供には伝染しないことが研究で示されています。その理由は、彼らは交感神経反応を引き起こすであろうあくびの顔の合図に気づくのが苦手である可能性があるためです。おそらく、同様の、しかし未知の違いが大人にも発生します。これは、なぜ一部の人々が同情的にあくび (またはおそらくくしゃみ) をしやすいのか、また一部の人々がそうでないのかを説明するでしょう。

    もちろん、友人と食事をしていて、ウェイターがひび割れコショウを熱心に塗りすぎると、微細な刺激が全員の鼻孔に向かって急上昇し、連鎖反応的にくしゃみの発作が起こる可能性があります。しかし、それは交感神経性のくしゃみというよりも、共有された外部刺激に関するものです。

    心因性のくしゃみ

    何十年にもわたって、くしゃみやあくびの発作が外部からの刺激だけでなく精神によっても引き起こされるという証拠がいくつかありました。 1949年の『心身医学』の記事には、あくびの発作によって中断される、激しくほぼ連続的なくしゃみの発作に見舞われた女性の記録が掲載されている。アレルゲンや病気は原因として除外されました。研究者のハリー・H・シルカート医師は、暗示の力によってくしゃみやあくびをコントロールすることができた。彼は患者に白熱灯を見てもらいながら、これらの行為をやめるよう自分に言い聞かせましたが、それはうまくいきました。

    著者注: あくびのようにくしゃみをすることができますか?

    2分も経たないうちに、くしゃみの仕組みについて本を読んでいたとき、くしゃみが激しくなっているのを感じました。突然鼻が詰まったように感じました。一段落すると、それは「くしゃみ」でした。暗示の力だったのでしょうか?研究テーマを必要としている博士課程の学生がいるはずです。心とくしゃみに関係があるかどうか知りたいからです。