カテゴリー: 日常のイノベーション

従来の現代の鏡は通常、金属の裏打ちの薄い層に取り付けられたガラス板にすぎません。鏡は何らかの形で永遠に存在していたかのように思えますが、今日私たちが知っているような鏡はそれほど長く存在していません。すでに 1,000 年前、鏡はまだ普通の金属の磨かれた円盤でしたが、その価格は当時のほとんどの人々が支払える金額を超えていました。自分の姿を見たい農民は、他の人々と同じように池の中を見に行かなければなりませんでした。そしてそれをするために列に並ばなければなりませんでした。全身鏡はさらに最近の発明です。彼らはわずか約400歳です。

4世紀もあれば人々が自分自身を見つめることに慣れる時間が与えられるだろうと思うかもしれないが、また別のことが起こるだろう。リバプール大学での 2005 年の研究では、研究者グループは被験者に、鏡の前を歩いたときに自分の反射がいつ現れるかを予測するように依頼しました。彼らの答えは恥ずかしいほど的外れでした。鏡で自分の頭の大きさを判断するように求められたときも、同じ悪い結果が返されました。

リバプールの研究結果は、人間は単純に反射に対処する直感的な能力を備えていないが、鏡は人間の精神の奥深くに共鳴することを示唆している。それらは真実と幻想を同時に表します。彼らは私たちに、ありのままの私たちを見せてくれますが、まだ完全ではありません。私たちは鏡の向こうに、私たちがアクセスできない新しい世界を探索するのを見ます。おそらく、こうした方向感覚を失わせる矛盾が、鏡が魔法と科学の両方において中心的な存在となっている理由なのかもしれません。

この記事では、人類の最も奇妙な発明の背後にある歴史、物理学、迷信を探っていきます。

ミラーの物理学

鏡を理解するには、まず光を理解する必要があります。反射の法則によれば、光線が表面に当たると、壁に投げられたテニス ボールのように、特定の方法で反射します。入射角と呼ばれる入射角は、常に表面から出る角度、つまり反射角と等しくなります。日没時の湖など、光が低い角度で表面に当たると、光は同じ低い角度で反射し、太陽が頭上にあるときのように斜めに当たるのではなく、目一杯当たります。夕方と朝の太陽のまぶしさが、日中の他の時間よりもはるかに強いのはこのためです。

光自体は、何かに反射して私たちの目に当たるまでは目に見えません。たとえば、宇宙を伝わる光線は、水素の雲や衛星など、光を散乱させるものにぶつかるまで、側面から見ることはできません。この散乱は拡散反射として知られており、これが光が凹凸のある表面に当たったときに何が起こるかを私たちの目で解釈する方法です。反射の法則は依然として適用されますが、光は 1 つの滑らかな表面に当たるのではなく、多数の微細な表面に当たります。それは、彫像に向かって一掴みのビー玉を投げ、ビー玉がどのように跳ね返るかに基づいて像の形状を推測することに似ています。

ただし、鏡はこのように光を散乱しません。滑らかな表面により、入ってくる画像を妨げることなく光が反射します。これを鏡面反射と呼びます。この概念は興味深い疑問を引き起こします。鏡が当たった像を保存するのであれば、なぜ鏡は左から右に、そしてその逆に回転するのでしょうか?なぜ上下ではないのでしょうか？実は鏡は左右が反転するわけではありません。鏡が切り替わるのは、印刷機やゴム印のように表と裏です。紙に濃い色のペンで何かを書いて、それを鏡にかざすところを想像してみてください。後ろ向きですが、ランプにかざして後ろから見たときと同じように見えます。あなたの鏡像はあなたの光の跡であり、鏡の視点から見たあなたの反射ではありません。

ミラーは単なる平面以上のものになります。次に、鏡を使用する想像力豊かな方法をいくつか見ていきます。

虚像

平面鏡によって生成されるタイプの像は、虚像と呼ばれます。光が鏡で反射しているにもかかわらず、私たちの目はそれが鏡から直線に出てくるものだと騙されています。虚像には焦点を合わせることができませんが、凹面鏡などの一部の鏡は実像を生成し、それを表面に投影することができます。

文学と迷信の鏡

科学はさておき、鏡には常にある種の不気味な異世界性が備わっています。水たまりに映る自分の姿に恋をし、憧れたナルキッソスの古代の物語から、鏡に向かって名前を 3 回言うとブラッディ メアリーを呼び出すという現在の都市伝説まで、文学には魔法の鏡が数多く登場します。白雪姫の女王には魔法の鏡があり、アリスは鏡を通して向こう側へ旅しました。古代中国の神話には、鏡の王国の物語があります。そこでは、生き物たちは魔法によって眠っていますが、いつか再び起き上がり、私たちの世界と戦うことになります。鏡に映る目の端に映る奇妙な動きは、この世界が目覚めるときの最初の動揺であると考えられています。

鏡は魂の概念とも強い関係があり、その結果多くの迷信が生まれます。たとえば、鏡を割ると（鏡の代金を支払わなければならない上に）7年間不運が続く理由の1つは、7年ごとに再生すると考えられている魂が、割れた鏡とともに砕けてしまうためだ。したがって、魂を持たない吸血鬼は鏡には見えません。また、魂が未発達な赤ちゃんにとって、1歳の誕生日を迎える前に鏡を見ることは危険で、そうしないと吃音者になってしまいます。

精霊はしばしば鏡と関連付けられます。ユダヤ教のシヴァ神座の追悼儀式では死者への敬意から鏡が覆われますが、米国の多くの人は誰かが亡くなったときにも鏡を覆います。迷信によると、鏡は死にかけている魂を閉じ込めることができます。出産してすぐに鏡を見た女性も、鏡の後ろから幽霊のような顔が覗いているのを見るでしょう。さらに、大晦日にロウソクを手に鏡の前に行き、大声で死者の名前を呼ぶと、鏡の力でその人の顔が映るという噂もある。

人魚のような外観を演出する準備ができている場合でも、単に白髪を隠したい場合でも、髪を染めるのが役に立ちます。ここからが少し問題になります。

髪の毛1本1本はコア、コルテックス、キューティクルの3層で構成されています。髄質とも呼ばれるコアは、皮質（脳とは関係ありません）と呼ばれる厚い細胞層に囲まれています。皮質には、髪に色を与える色素細胞が含まれています。そして、これらの色素細胞は、鎧のように内側の層を覆う一連の重なり合った細胞であるキューティクルによって保護されています。

一時的な染毛剤はキューティクルの外側に付着し、次のシャンプー時に剥がれ落ちます。半永久的な染料はそれほど早く排水管を一周することはありませんが、それでも約 12 回のシャンプーで洗い流されます。これには、キューティクルの鱗の間を滑り、皮質にくっつくほど小さな分子が含まれていますが、長期的な変化をもたらすために必要な化学反応が欠けています。そこで永久染毛剤の出番です。

永久染毛剤には 2 つの主な成分があり、1 つはキューティクルの鎧を一時的に弱めるもので、もう 1 つは色を与えて所定の位置に封じ込めるものです。その結果、新しい髪の色が生まれ、新しい髪の成長に置き換わるまで、または髪が抜け落ちるまで、そこに残ります。

パーマネントの 2 つの成分を混ぜ合わせて、すぐに髪に塗布します。成分の 1 つはアルカリ性混合物 (通常はアンモニアベース) で、キューティクルのスケールを一時的に緩和し、新しい髪の色を形成する 2 種類の粒子が含まれています。もう 1 つの成分 (通常は過酸化水素塩基) は皮質に浸透し、メラニン分子を酸化して色を取り除きます。

酸化プロセス中に、メラニンの炭素-炭素電子二重結合が破壊され、酸素原子がその空間を満たします。その結果、メラニンは色を失い、「ヘアカラー」の臭いの原因となる硫黄原子が放出されます。これは実際には染料ではなく、髪から放出される分子です。

この時点で、髪は新しい色を受け入れるようになります。染料が髪に約 30 分間放置されて「処理」されると、それまで無色だった化学物質間の反応が起こり、カスタムの色合いが発色します。この新しい色合いの色素粒子は、キューティクルのリラックスしたスケールの間にフィットし、皮質に浸透し、今はなくなっている髪の色を置き換えます。新しい色が堆積されると、染料カップラーと反応して化学的パートナーシップを形成し、色の分子が大きすぎて皮質層から逃れられなくなります。

パーマネントカラーは髪の一本一本の中に閉じ込められるため、何度洗っても色落ちしにくくなります。最終的に色はくすんで見えるようになりますが、完全に新しい毛に置き換わるまで色は消えません。

「カーブカット効果」と呼ばれるものがあります。同研究所は、「障害者や有色人種などの弱い立場にある人々に利益をもたらすように設計された法律やプログラムが、最終的にはすべての人に利益をもたらすことがよくあることを鮮やかに示している」としている。

私たちが住んでいる世界は、主に、ほとんど、またはまったく困難なく、目、耳、歩き、話すことができる人々のために作られています。しかし、私たちはまた、10 億人が何らかの障害を抱え、そのうち 5 分の 1 (1 億 1,000 万から 1 億 9,000 万人) が重度の障害を抱えている世界にも生きています。多くの場合、これらの人々は世界で成功するために特別な適応を必要とします。しかし、素晴らしいのは、障害を持つ人々のために発明された製品や適応が、最終的にはあらゆる能力の人々によって使用され、享受されることが多いということです。

カーブカットとは何なのか疑問に思っている場合は、それが以下の 8 つのリストの項目の 1 つであることがわかります。そのうちのいくつかは、ほぼ毎日遭遇します。

1. タイプライター/キーボード

最近では誰もが少なくとも 1 つのキーボードを持っていますが、常にそうであったわけではありません。このタイプライターはペッレグリーノ・トゥッリというイタリアの発明家のものでした。彼は、友人のカロリーナ・ファントーニ・ダ・フィヴィッツァーノ伯爵夫人が視覚障害のため、手で手紙を書くことができないことに気づきました。そこで、1608 年に彼は、文字が盛り上がったキーと金属製のアームを備えた史上初のタイプライターを開発しました。 Turri は、マシンにインクを供給する方法としても機能します。その後、タイプライターはコンピューターのキーボードに姿を変えました。

2. 電動歯ブラシ

歯の衛生は誰にとっても重要ですが、運動能力が制限されている人々は、初期の頃は歯を清潔に保つのに本当に苦労していました。しかし、1954 年に、筋力、可動性、制御力が制限されている人々がより良いブラッシングを行えるようにするために、 が作成されました。 電動歯ブラシが標準的なブラシよりも優れていることはすぐに明らかになり、現在ではほとんどの歯科医がすべての人に電動歯ブラシの使用を奨励しています。実際、電動バージョンを使用している人は歯を長く保ち、虫歯が少なく、歯茎がより健康であることがわかりました。

3. OXO グッドグリップと同様のキッチンツール

最近では、ジャガイモの皮むき器から缶切りに至るまで、キッチンツールにはほとんどの場合、従来のものよりもはるかに持ちやすい、柔らかくて大きなハンドルが付いています。しかし、1990 年にはそれは標準ではありませんでした。発明者のサム・ファーバーは、関節炎を患った妻がジャガイモの皮むき器の使い方に苦労しているのを見て、その結果としてグッド・グリップス・ラインを設立しました。各キッチンツールには幅広の楕円形のハンドルが付いており、手の力が弱くてもコントロールしやすくなっています。自動車用に開発された柔らかいゴムを使用しているので、持ち心地も良好です。グッド グリップ スタイルは非常に人気があり、その後、他の多くのブランドがそれをコピーしました。

4. 音声テキスト変換および音声認識アプリ

Alexa が質問に答えたことがある場合、または GPS アプリで口頭での指示に従ったことがある場合は、Speech-to-Text テクノロジー (またはその兄弟である音声認識) を使用したことになります。このテクノロジーは、軍用機、カーナビゲーション/エンターテイメント システム、ホーム オートメーションはもちろんのこと、大部分の電話機に搭載されています。しかし、それは、物理的に書くことができない人々に、いわば「紙」に自分の考えや言葉を書き留めるアクセスを提供することでした。 1990 年代に発明されたソフトウェアにより、ユーザーは音声だけで文書を作成し、保存したり開いたりできるようになりました。その後、法廷で働く人や医療転写担当者向けに特別にバージョンが作成されました。

5. ハンドスピナー

このおもちゃは 2017 年に大流行し、すべての子供が必ず 1 つ持つ必要がありました。ハンドスピナーは、円の周りに 3 つのパドル型のブレードがあり、中心にベアリングがあり、心を落ち着かせたり、集中力を高めたりするために回転させるデバイスです。エンジニアのキャサリン・ヘッティンガーはもともと 1993 年に 7 歳の娘を楽しませるためのガジェットとしてこの製品を発明しましたが、悲しいことに娘にはそれを更新し続けるお金がなかったため、開発されました。つまり、彼女は大流行で金持ちになったわけではない。

2000 年代初頭、メーカーは自閉症、ADHD、不安障害を持つ人々を落ち着かせる方法として開発しました。研究では、これらの症状を持つ人々を助けることは確認されていませんでしたが、2017年までに、ストレスを抱えた経営者や退屈した小学生など、多くの人が楽しみのために「そわそわ」を回すことを楽しんでいたのです。皮肉なことに、ハンドスピナーは気を散らすものとして一部の学区で禁止されたことさえあった。

6. 縁石カット

おそらく、縁石カット (歩道から車道への緩やかな坂道または「段階的なスロープ」) が元々は であったことは明らかでしょう。しかし、ベビーカーを押す親、キャスター付きのスーツケースを引く旅行者、台車で重い荷物を配達する労働者にも便利だと感じています。縁石カット ですが、1990 年のアメリカ障害者法により、すべての歩道に縁石カットを設けることが義務付けられてから、米国で広く普及しました。

7. 曲がるストロー

1888 年にまっすぐな紙のストローが作られたとき、それ自体が驚異でしたが、1930 年代に、という男がデザインを微調整してストローを真ん中で曲げるようにしました。彼は、小柄な娘がストレート品種を使用している間、ソーダファウンテンでミルクシェイクを楽しむことができないことに気づいたときにこのアイデアを思いつきました。彼は真っ直ぐなストローの中にネジを入れ、その周りにデンタルフロスを巻き付けて波型の効果を生み出しました。このツールはもともと障害のある人のために作られたものではありませんが、寝たきりの患者が何かを飲もうとするのに役立つため、障害のある人を受け入れるために作られました。今では誰もが曲がるストローが大好きです。

8. オーディオブック

点字は視覚障害のある読者にとって今でも便利なツールです。しかし、オーディオブックのおかげで、この層は良い物語をより簡単に楽しむことができました。このアイデアはアメリカ視覚障害者財団のおかげです。グループはビニールレコードに本を録音しましたが、技術が進歩するにつれて、その機能も進歩しました。ストレージは、1930 年代のレコード盤で片面 15 分の音声を保存できたものから、2007 年には Amazon の Audible オーディオ プレーヤーで 2 時間保存できるようになり、今日では平均的なスマートフォンが保存できる数百時間のコンテンツにまで進歩しました。今では、あらゆるタイプの人々がオーディオブックの便利さと使いやすさを楽しんでいます。多くの人は、視聴時間を節約するために車や自宅でこれらの音楽を聴いています。実際、業界は 2020 年に前年比 12% 増加しました。

重要なポイント

暖かい夏の夜、あなたは草の上に毛布を敷いて体を伸ばして空を見上げています。ジョン・フィリップ・スーザの「ワシントン・ポスト」行進曲の愛国的な音が空気中に響き渡る。頭上では、赤、白、青のライトがまばゆく輝き、噴水、花、旗のような形に変わります。今日は独立記念日です。1776 年にアメリカ合衆国が建国されて以来、花火の代名詞となっている日です。この日は、のちのジョン・アダムズ大統領が妻アビゲイルに宛てて、この日を「イルミネーションで厳粛に」するよう示唆する手紙を書いています。 :]。もちろん、現代ではこの「イルミネーション」を花火として知っています。

しかし、なんと、火薬の発見とともに約1000年前に中国かインドで発明されたと考えられている花火の発明以来、長い年月を経て花火はどのように変化してきたのか。最初の花火は、丸めた紙や竹筒に火薬を詰めて点火すると、悪霊を追い払うほど大きな音が出るという着想から生まれました。実際、現代の爆竹と同じように、当初の花火は爆音だけで、誕生、死、結婚式、新年のお祝いなどの行事から悪霊を遠ざけていました[出典: ]。

13 世紀後半にイタリアの探検家マルコ ポーロが中国からイタリアに火薬を持ち込んだ後、イタリアの花火師は、火薬を使って砲弾を空中に発射して爆発させる航空砲弾の開発により、空に爆竹を飛ばす方法を学びました。イタリア人はまた、金と銀の火花を作成するために貝殻に金属片を追加した最初の人物でもあり、1700 年代にはイタリアの花火師が金属塩を追加して他の色を作成しました [出典: ]。

あの騒々しく霊を怖がらせるような衝撃音は、化学者、芸術家、火の虫、そして家族全員など、無数の人々の献身的な努力のおかげで、形や色が年を追うごとに精緻になり、頭上の見事なディスプレイへと進化して久しい。文字通り、お金に見合った魅力と美しさを提供する、より良い、より明るい番組の開発に、キャリア (そして時には人生) を費やすのです。

派手な音や線香花火ではなく、これらのうまく振り付けされた花火ショーを作成するために、人々は自宅の裏庭で打ち上げる、化学者や花火の専門家の「ボトルスター」、つまりある言い方をします。彼らがどのようにそれを行うかを見てみましょう。

まず第一に、ここで特に話しているのは「展示花火」として知られているものについてであり、毎年独立記念日に人々が地元の花火スタンドで購入する消費者製品のことではありません（もちろん、合法的に購入できる場合はどこでも）。

展示花火は、世界中の大小の都市や町が主催するプロの花火ショーで使用され、多くの場合大晦日に開催されます。これらのショーでは、最も一般的な形を作り出す噴水のような色の爆発である牡丹が見られるかもしれません。たくさんの後星で傘の形を作る錦。あるいはハート、スマイリーフェイス、旗さえも[出典: ]。

プロはこれらの形状を驚くほど簡単な方法で作成します。ただし、これは必ずしも簡単なプロセスであることを意味するわけではありません。だから、子供たち、家でこれをやらないでください。物品を扱わないと、花火は重傷を負ったり死亡したりする可能性があるからです。

花火ショーを構成する空中弾を作成するには、希望の光、色、音を作り出すために小さなチューブに爆発性の化学物質が詰められます。航空砲弾内の材料の大部分は火薬で構成されており、星と呼ばれる小さな爆薬、爆薬 (爆竹のようなものを思い浮かべてください)、信管も含まれています。導火線に火が付くと、爆薬に点火して爆発し、砲弾全体が爆発して空が明るくなります。

航空砲弾は 2 つの部分に分けて爆発します。まず、砲弾を空中に発射して、地面ではなく見ている人の頭上で光が爆発するようにする必要があります。これはロケットが空中に発射されるのと同じです。上昇するには地上で爆発が必要です。飛行を実現するには、迫撃砲と呼ばれる筒を地面に設置するか、部分的に砂に埋めます。迫撃砲の中に導火線を付けた火薬を入れます。砲弾は火薬の上に置かれます。信管に点火すると火薬が爆発し、砲弾を空に飛ばすのに十分な熱とガスが発生します [出典: ]。

わずか数秒で、砲弾が十分に高くなり、砲弾内部の時間遅延信管が発火し、炸薬が爆発します。これにより火薬が点火され、砲弾全体が爆発し、星をあらゆる方向に飛ばし、私たちが楽しむ花火の形や光を作り出します [出典: ]。

エアリアルシェルのすべての部分は、私たちが知るようになった素晴らしい花火ショーを演出するために不可欠ですが、魅了された観客の「おお」や「ああ」の声を生み出すのは星です。酸化剤、燃料、着色剤、結合剤といった星の化学組成と、気殻内での星の配置によって、特定の形や色が生み出されます。花火師は、炭酸ストロンチウムで赤色を作り、カルシウム塩と塩化カルシウムでオレンジ色を作り、塩で黄色とバリウム化合物を作り、塩素で緑色を作ります。作成するのが最も難しい色である青は、銅化合物と塩素で構成され、星を構成し、空に花火が咲くにつれて特定の形を作り出します [出典: ]。

形状を作成するには、星を希望の構成でボール紙上に配置します。たとえば、星をボール紙にスマイリーフェイスのパターンで配置すると、星が爆発して空にスマイリーフェイスになります。実際、空に一度に複数の笑顔が見えることがあります。成形花火の場合、花火師は、あらゆる角度から形状が見えるようにするために、複数の花火を同時に打ち上げることがよくあります。段ボールを視線に沿って並べた観客は、望む形ではなく、光や星だけを見るかもしれません。複数が同時に爆発した場合、爆発の瞬間にそのうちの 1 つが正しい方向を向くようにして、観衆にその形が見えるようにする必要があります [出典: ]。

アメリカ花火協会の事務局長、ジュリー・ヘックマン氏によると、最初の成形花火は1990年代初頭にワシントンD.C.で、砂漠の嵐から帰還する部隊を歓迎するために使用されたという。元の形は紫色のハートと黄色のリボンでした [出典: ]。

いわゆるセットプレーの形状も作成されます。地面に留まり、星条旗のような絵を描く花火です。セットピースは、さまざまな色のランス（長さ 4 ～ 5 インチ（10 ～ 12 センチメートル）の管）で作られ、さまざまな色を作り出す化学薬品が満たされており、約 1 分間燃焼します。ランスはフレームやボードにセットされ、旗から文字まで、思いつく限りのあらゆる形に一度に点灯します。セットピースは作成に費用がかかり、構築に時間がかかるため、空中花火ほど頻繁には見られません[出典: ]。

次回、横になって空の光のショーを楽しむときは、花火を作るのに必要な労力、想像力、創造性について考えてみましょう。そして誰が知っていますか？おそらく来年の独立記念日には、夜空を駆け巡る興味深い愛国的なパレードが見られるでしょう。もしかしたら、「星条旗よ永遠に」や 1812 年序曲の熱狂的な演奏も伴うかもしれません。

著者注: 花火はどのようにして特定の形で爆発するのでしょうか?

すべての子供たちと同じように、私も花火大会が大好きで、当時アラバマ州で入手できたかもしれない線香花火やその他の花火を両親にねだりました。彼らは私たちを市の花火大会に連れて行きたがりましたが、線香花火でさえ遊ばせてくれませんでした。父は幼い頃、花火で友達が重傷を負ったのを見たことがありました。その光景はいつも彼の心に残り、子供たちを安全に守ろうと決意したのです。

火は聖書の究極の罰です。神は炎と硫黄のシャワーでソドムとゴモラの町を破壊し、地獄のイメージのほとんどには同じような約束が含まれています。あなたの信仰や聖書の解釈に関係なく、かなり強力なメッセージが発信されていることを否定するのは困難です。結局のところ、この人生においてさえ、火傷は体が耐えることができる最も地獄の一つです。

実際、数十年前までは、通常、体はそのような外傷に耐えることができませんでした。ほとんどの人は、皮膚の上層と下層（それぞれ表皮と真皮）の両方が破壊される重度のIII度熱傷で死亡しました。医師は、火傷を負った身体の割合にその人の年齢を加算することで、火傷被害者の生存率を予測できます。つまり、50 歳の男性が体の 60% を火傷して来院した場合、その確率は 110% です。瀕死。

皮膚は、厚さがわずか数ミリメートルであるにもかかわらず、鏡で見るものを提供するだけでなく、多くの重要な機能を果たしています。身体の最大の器官は、私たちの体の水分を保ち、体温を調節し、細菌感染から保護します。火傷の被害者は継続的な痛みにさらされているだけでなく、体から必要な水分が失われるため、脱水症状、感染症、血圧低下、ショックなどの危険にさらされています。

過去数十年の間に、火傷患者の治療は多くの進歩を遂げたので、医師はもはや驚異的な生存率についての恐ろしい知らせを伝える必要がなくなりました。 1970 年代の重要な前進の 1 つは、死んだ皮膚に生命を脅かす細菌が潜んでいないように、犠牲者の火傷後できるだけ早く火傷した皮膚組織を切除するという決定でした。切除は血を流す処置であり、医師は感染を防ぐために開いた傷を覆う必要がありました。しかし、この目的に役立つものは何でしょうか?

研究室で皮膚を育てる: 表皮

バークとヤナスが開発した人工皮膚膜のおかげで、火傷患者への植皮が容易になりましたが、新しい皮膚をどこで入手するかという課題は依然として残っていました。医師は患者の体の別の部分から皮膚を切り取り、引き伸ばして移植を行うこともできましたが、使用できる十分な皮膚が残っていない患者にとって、この痛みを伴う処置は選択肢ではありませんでした。医師らは死体、被害者の家族からのドナー、さらには他の種の皮膚の使用も試みたが、通常、患者の免疫システムがこれらの移植片を拒否した。火傷患者はすでに感染症に対して非常に脆弱であるため、単純に免疫抑制剤を増量することもできなかった。

研究者たちは、患者自身の皮膚細胞から新しい皮膚を成長させることに成功しました。たとえば、患者の足が火傷していない場合、その領域の皮膚細胞の一部を生検して研究室に送り、そこで栄養補給と複数回の分裂によって成長します。このプロセスには数週間かかりますが、最終的には細胞が分裂して、元のサンプルの 100 倍の大きさの皮膚のシートが作成されます 。分裂を続ける皮膚細胞は癌性ですが、皮膚シートはこれまでのところ、一度生着されると正常に戻ります。場合によっては、移植の成功の可能性を高めながら感染のリスクを軽減するために、研究室で培養された皮膚が抗菌タンパク質で処理されることがあります。

新しい皮膚のもう 1 つの供給源は、通常はゴミ箱に指定されている供給源、つまり、割礼を受けた乳児の包皮です。切手ほどの大きさの包皮片から、研究室では約 4 エーカーの皮膚組織が生成されます。包皮は、真皮の構造フレームワークを作成するために使用されることもあります。

感染のリスクを下げることは、実験室で培養した皮膚を成功させるために不可欠です。もう1つの利点は、このプロセスにより傷跡が最小限に抑えられることです。患者は神経終末からのほとんどの感覚を取り戻し、火傷の被害者が子供の場合、患者の年齢とともに新しい皮膚が成長します。それでも、このプロセスはまだ普及しておらず、克服すべきいくつかの困難があります。1 つは、実験室での皮膚細胞の分裂がかなり遅いことです。研究室から出た皮膚シートはすぐに使用する必要がありますが、非常に壊れやすいため、輸送するのが難しい場合があります。研究室で育てられた皮も高価です。 2001 年の記事では、8 × 10 インチ (20 × 25 センチメートル) の皮膚シートの価格が 2,000 ドルであると主張しました 。

幸いなことに、多くの人々や企業がこれらの問題に対処しようと取り組んでいます。たとえば、ドイツの研究機関フラウンホーファー・ゲゼルシャフトは、人間の毛髪の幹細胞から皮膚を成長させ、製造のための自動生産ラインプロセスを構築する計画を発表した。

ジャガイモで電球に電力を供給できることをご存知ですか? 2 つの異なる金属とジャガイモの果汁の間で起こる化学反応は、非常に小さな電気装置に電力を供給できる少量の電圧を生成します 。

ジャガイモ電池を作成するには、以下の手順に従ってください。

ジャガイモ電池の作り方

材料:

やるべきこと:

ワイヤーの中には微量の電気が流れているため、ワイヤーの取り扱いには注意してください。水素ガスはジャガイモの化学反応の副産物である可能性もあるため、裸火や強い熱源の近くで実験を行わないでください 。

ジャガイモ電池実験の背後にある科学

バッテリーは後で使用できるようにエネルギーを蓄えますが、そのエネルギーはどこから来るのでしょうか?すべてのバッテリーは 2 つの金属間の化学反応に依存しています。

ジャガイモ電池では、亜鉛メッキ釘の亜鉛電極、ペニー硬貨の銅、ジャガイモの酸の間の反応によって化学エネルギーが生成されます。

ジャガイモは電気を生成しませんが、電池の銅側から亜鉛側に電子電流を流すことができます。

ジャガイモ電池を使用して他のデバイスに電力を供給する

複数のポテトを使用して、時計などの他のバッテリー搭載デバイスに電力を供給してみることができます。

電池室で、銅貨が入ったジャガイモをプラス端子 (「+」のマーク) に接続し、亜鉛メッキ釘が入ったジャガイモをマイナス端子 (「-」のマーク) に接続します。ジャガイモ時計の作り方について詳しくはこちらをご覧ください。

ジャガイモのバッテリー実験で、最初の試行でバッテリーがデバイスに電力を供給しない場合は、ジャガイモの数を増やしてみてください。他の果物や野菜を使って電池を作ることもできます。酸性の強いレモンが人気です。

「食品電池」。マッドサイネットワーク。 1998 年 3 月 14 日 (2023 年 9 月 20 日)。

重要なポイント

あなたはお気に入りのレストランで食事を楽しんでいます。隣のテーブルのダイナーがタバコをふかしながら煙をモクモクと出しています。レストラン内は禁煙なので、喫煙者にタバコの火を消してもらうことを考えています。しかし、抗議する前に、次のことを考えてください。あなたの隣人はまったく喫煙しないかもしれません。

電子タバコは、無煙タバコ、電子タバコ、電子タバコとも呼ばれ、タバコに含まれる依存性化学物質であるニコチンを摂取する代替方法です。メーカーは多くの場合、電子タバコを通常のタバコのように見えるように設計しますが、タバコは含まれておらず、マッチや火をまったく必要としません。

電子タバコは、液体ニコチンをミストまたは蒸気に変換し、ユーザーが吸入するバッテリー駆動のデバイスです。火も灰も煙の臭いもありません。電子タバコには、一酸化炭素やタールなど、タバコの喫煙に伴う有害な化学物質がすべて含まれているわけではありません。

メーカーや満足している顧客らは、電子タバコは毎年何百万人もの死者を出しているタバコに代わるより健康的な代替品だと主張している。一部のユーザーは、電子タバコが「喫煙者の咳」を軽減し、味覚と嗅覚を研ぎ澄まし、睡眠の改善にさえ役立ったと述べている。

電子タバコは中国人薬剤師のホン・リク氏によって発明され、彼は2003年にこの装置の特許を取得し、翌年中国市場に導入した。現在、多くの企業が世界中の顧客に電子タバコを販売しています。しかし、電子タバコの喫煙、または「ベイピング」と呼ばれることもありますが、その人気が高まるにつれ、電子タバコから発生する蒸気に危険な化学物質が含まれる可能性など、その安全性について懸念する人もいます。

電子タバコは喫煙者にとってクリーンで健康的な選択肢なのでしょうか?それとも潜在的なリスクを秘めた危険な装置なのでしょうか？どちらの観点にもメリットがありますが、次のページでは、製品がどのように機能するのか、なぜ人気があるのか​​という基本的なことから始めます。

電子タバコの使用

従来のタバコに火をつけるとタバコが燃え、ニコチンを含む煙が放出されます。ユーザーは煙を吸い込み、ニコチンを肺に送り込みます。電子タバコはこの燃焼プロセスに依存しません。代わりに、ニコチン液体を加熱し、その液体をユーザーが吸入する蒸気またはミストに変換します。電子タバコによっては、ユーザーはカートリッジから吸うだけで気化プロセスを開始できますが、一部のデバイスには内部の気化器を作動させる手動スイッチが付いています。

電子タバコには 3 つの主要な部分があります。

リチウム電池は電子タバコに電力を供給し、携帯電話の電池に使用されるものと同様の充電器を使用して充電できます。充電されたバッテリーは、電子制御装置と蒸気を生成するコンポーネントであるアトマイザーを含む中空の管である気化室に接続されています。ユーザーはデバイスを起動する前に、ニコチン液が入ったカートリッジを気化チャンバーに取り付けます。カートリッジの先端は電子タバコの吸い口として機能します。

電子タバコのユーザーは、通常のタバコと同じように吸います。この吸入によりアトマイザーが作動し、カートリッジ内の液体が加熱され、液体が蒸気に変換されます。マウスピースを通してこの蒸気を吸入すると、ニコチンが肺に送られ、ユーザーはタバコの煙の雲のような蒸気を吐き出します。

電子タバコのファンは、電子タバコを手に持ち、吸ったり吐いたりするなど、タバコ喫煙者と同じ感覚を多く楽しんでいると言う。多くの電子タバコの端には発光ダイオード (LED)が付いており、ユーザーが吸い込むと点灯して炎を模倣します。 (電子タバコを使用する場合、安全なのは人工炎だけです。デバイスに点火しようとすると、バッテリーに引火して爆発する可能性があります。)

カートリッジを満たす液体または「スモークジュース」は通常、FDA が食品への使用を承認した添加物であるプロピレングリコールです。 （ステージショーで煙のような雰囲気を作り出す霧吹きマシンにもプロピレングリコールが使用されています。）消費者は、さまざまな量のニコチンを含むカートリッジ、またはニコチンをまったく含まないカートリッジを購入できます。メーカーは通常、液体に香料を添加します。オプションは、タバコやメンソールのフレーバーから、ミント、チョコレート、コーヒー、アップル、チェリー、キャラメルまで多岐にわたります。

電子タバコ会社は自社製品を小売店で販売していますが、オンラインでも販売するケースが増えています。幅広いモデルとブランドが用意されています。紙巻きタバコの外観を模倣したものもあれば、葉巻、パイプ、さらにはペンのように見えるものもあります。価格はさまざまで、スターター キットの場合は 40 ドルから 120 ドルまであります。スターター キットには通常、電子タバコに加えて充電器といくつかのカートリッジが含まれます。カートリッジは通常、紙巻きタバコ 20 本入りパックと同じくらい長持ちし、1 本あたり約 10 ドルで販売されています。消費者はリキッドのボトルを購入し、自分でカートリッジを補充することもできます。これにより使用コストが削減され、一般に電子タバコの使用料が紙巻きタバコよりも安くなります。

しかし、たとえ手頃な価格で楽しく使用できるとしても、電子タバコは安全なのでしょうか?一部の健康専門家は、タバコに代わるより健康的な代替品としてタバコを宣伝する販売業者に懸念を抱いています。したがって、タバコのパックを電子版に交換する前に、電子タバコの潜在的な健康リスクについて説明するので、この記事を読んでください。

健康上のリスクと安全性への懸念

品質管理は、医療専門家が電子タバコに関して抱えている主な問題の 1 つです。メーカーは自社製品に使用されている化学成分をすべて開示できない可能性があると彼らは主張している。これは、ユーザーが自分が何を消費しているかを正確に知ることができない可能性があることを意味します。また、ニコチン蒸気への曝露による短期的または長期的な健康への影響についてもあまり知られていません。

米国食品医薬品局 (FDA) は 2009 年に小規模な研究を実施し、メーカー 2 社のニコチン カートリッジのサンプルを分析しました。結果は、送達されたニコチンの量がラベルに記載されている量と必ずしも一致しないことを示しました。この研究では、ニコチンフリーと表示された一部のカートリッジには実際にはニコチンが含まれていたことも明らかになった。また、タバコに含まれる発がん性化合物は、他の毒素とともに一部の電子タバコのカートリッジからも検出されました。見つかった毒素の1つは、不凍液に使用される有毒化学物質であるジエチレングリコールでした。 [ソース： ]。

こうした発見にもかかわらず、電子タバコメーカーは自社製品にはニコチン中毒者の健康と生活を改善する可能性があると主張している。しかし、多くの健康専門家は、電子タバコメーカーは自社の主張を裏付けるために必要な研究を行っていないと述べている。たとえば世界保健機関（WHO）は、電子タバコが安全であることを示す十分な証拠はないと述べている。

健康専門家らは、禁煙方法として電子タバコを販売する企業についても懸念している。ニコチンパッチやニコチンガムなどのニコチン置換療法（NRT）製品は、禁煙補助薬としての安全性と有効性がテストされています。電子タバコはそうではありません。一部の専門家は、マーケティング担当者の主張や電子タバコ使用者からの肯定的な口コミが、効果が証明されている方法ではなく、禁煙を試みるために電子タバコを使用するよう人々を説得する可能性があると懸念を表明している。

もう一つの問題は、非喫煙者が電子タバコの新しさや安全性の認識に惹かれ、電子タバコを習慣化し、ニコチン中毒になるかどうかです。これは、若い消費者が関係する場合に特に重要です。キャンディーのような風味は、特に子供や青少年にアピールする可能性があります。また、電子タバコはオンラインで販売されているため、若者も簡単にアクセスできる可能性があります。ほとんどの企業はインターネット顧客の年齢を確認したり確認したりしません。

電子タバコは消費者がタバコの喫煙による健康上のリスクの多くを回避するのに役立つかもしれないが、それでもユーザーに一定量の中毒性物質を与えることになる。規制当局は電子タバコを分類し、適切な規制を導入することに苦心している。電子タバコの人気が今後も高まると、レストラン、映画館、オフィスなどでよく見かけるようになるかもしれません。それは国民にとって良いことなのでしょうか？次のページでは、電子タバコが健康、安全、個人の自由に関して引き起こすいくつかの重要な問題を見ていきます。

規制の問題

電子タバコを規制する際の問題の 1 つは、電子タバコをどのように分類するかを決定することです。同じように規制できるほど紙巻きタバコと似ていますか?それとも、それらはタバコではなく、ニコチンパッチやガムのような薬物送達装置なのでしょうか?電子タバコはどちらのカテゴリーにも簡単には当てはまらないため、電子タバコには新たな規制が必要になる可能性があります。

多くの人は、喫煙が制限されている場所で電子タバコを使用できるかどうか知りたいと考えています。メーカーと電子タバコの使用者は、蒸気には健康上のリスクがなく、悪臭もないため、電子タバコはどこでも許可されるべきだと主張している。

電子タバコ反対派は、どこでも電子タバコの使用を許可すれば、ニコチン改善が容易になり社会的に受け入れられるようになるため、人々が喫煙量を減らしたり禁煙したりするのを妨げる可能性があると主張している。屋外で寒さに震えながらタバコを吸うなどの不便さが、実際には一部の喫煙者の禁煙意欲を助長している可能性がある。そして、電子タバコから発生する蒸気の安全性が証明されるまでは、二次的な蒸気による有害な影響を排除することはできません。

それぞれの国や州は、電子タバコを管理する幅広い規則を採用しています。オーストラリア、カナダ、香港は電子タバコのマーケティングと販売を禁止した。英国では、禁煙補助剤として販売される電子タバコは医薬品として認可および規制される必要がありますが、娯楽目的の喫煙の代替品としての使用には制限がありません。ブラジルは電子タバコをタバコ製品として規制しています。米国では、FDAが未承認の薬物送達装置であるという理由で、国内に輸入される電子タバコを没収した。電子タバコメーカー2社がこの訴訟に反対してFDAに訴訟を起こし、勝訴した。

電子タバコの人気が高まるにつれ、規制は進化し続け、専門家は電子タバコに関する信頼できる情報の入手を目指しています。その間、世界中のユーザーが煙を出さずにタバコを吸う体験を楽しんでいます。

眼鏡をかけていても、このページの小さな文字が認識できる程度には視力が良いと思われます。ほとんどのコンピュータ画面上のテキストは、高さ約 3 ミリメートル、幅 2 mm (0.12 x 0.08 インチ) です。この一文を読んでいるあなたは、おそらくあなたの目が毎秒収集している何千もの視覚情報に気づいていないでしょう。網膜だけでも、カメラがフィルムに画像をキャプチャする仕組みと同様に、光に反応する光受容体として働いている数百万の細胞が現在働いています。

網膜は、目の内側の後壁の内側を覆う神経組織の薄い層です。これらの細胞の一部は光を受け取るように機能し、他の細胞は情報を解釈し、視神経を通じて脳にメッセージを送信します。これは、見ることができるようになるプロセスの一部です。損傷した網膜または機能不全の網膜では、光受容体の機能が停止し、失明を引き起こします。ある推定によると、視力喪失につながる網膜疾患に罹患している人は世界中で 1,000 万人以上います。

これまで、網膜疾患で視力を失った人が視力を回復する希望はほとんどありませんでした。しかし、技術的な進歩により、視覚という贈り物がすぐに戻ってくる可能性があります。いくつかの科学者グループは、人工視覚を作り出すことができるシリコン マイクロチップをすでに開発しています。この記事では、網膜の仕組みと、網膜疾患による失明が視力喪失を意味しない理由を検討します。

網膜の仕組み

目は体の中で最も驚くべき器官の 1 つです。人工視覚がどのように作られるかを理解するには、視覚において網膜が果たす重要な役割について知ることが重要です。オブジェクトを見たときに何が起こるかを簡単に説明すると、次のようになります。

網膜自体は複雑です。目の奥にあるこの薄い膜は、見る能力の重要な部分です。その主な機能は、画像を受信して​​脳に送信することです。これらは、この機能の実行を助ける目の細胞の 3 つの主なタイプです。

網膜内には、目の光受容体として機能する約 1 億 2,500 万個の桿体と錐体があります。桿体は 2 つの光受容体の中で最も数が多く、錐体よりも 18 対 1 の数が多くなります。桿体は暗い場所でも機能し (単一の光子を検出できます)、光量が少なくても白黒画像を作成できます。十分な光が利用できる場合、錐体は物体の色や詳細を見ることができます。コーンは高解像度で見ることができるため、この記事を読むことができるようにする役割を果たしています。

再生ボタンをクリックすると、光が目に当たると何が起こるかを確認できます。

上記のアニメーションが動作しない場合は、Quicktime プレーヤーをダウンロードしてください。

桿体と錐体が受け取った情報は、網膜の約 100 万個の神経節細胞に伝達されます。これらの神経節細胞は、桿体と錐体からのメッセージを解釈し、視神経を介して脳に情報を送ります。

これらの細胞を攻撃する網膜疾患は数多くあり、失明につながる可能性があります。これらの疾患の中で最も注目に値するのは、網膜色素変性症と加齢黄斑変性症です。これらの病気は両方とも網膜を攻撃し、桿体と錐体が機能しなくなり、周辺視野の喪失または完全な失明を引き起こします。しかし、これらの網膜疾患はいずれも神経節細胞や視神経には影響を及ぼさないことがわかっています。これは、科学者が人工の錐体と杆体を開発できたとしても、情報は解釈のために脳に送信される可能性があることを意味します。

人工視覚の作成

科学者たちが人工視覚を作り出すために現在行っている道は、1988 年にマーク・フマユーン博士が網膜の後ろにある神経節を電流で刺激することで視覚障害者に光が見えるようにできることを実証したときに衝撃を受けました。この検査により、網膜が変性した場合でも、網膜の後ろの神経はまだ機能していることが証明されました。この情報に基づいて、科学者たちは視覚を回復できる画像と電気パルスを変換できるデバイスの作成に着手しました。

今日、このような装置は、網膜疾患で視力を失った何百万人もの人々に利用可能になるまでに非常に近づいています。 Optobionics によって開発された人工シリコン網膜(ASR) は、2007 年末の時点で FDA 臨床試験中であり、2 年間にわたって 10 人の被験者の視力を改善しました 。しかし、2007 年末の時点で、オプトバイオニクス社は破産状態にあり、裁判を継続できる買い手を待っていました。

このページの上部の写真でわかるように、ASR は非常に小さなデバイスで、鉛筆の消しゴムの表面よりも小さいです。直径はわずか 2 mm (0.078 インチ) で、人間の髪の毛よりも細いです。その微細なサイズには十分な理由があります。人工網膜が機能するには、医師が眼内の他の構造を損傷することなく眼内に移植できるほど十分に小さくなければなりません。

人工網膜研究における最も重要な発展は、マーク・フマユーン氏が率いるエネルギー省による人工網膜プロジェクトの創設である。 ARP は、ナノサイズのデバイスを完成させるために力を合わせてきた官民の企業、大学、研究機関からなるグループです。 2002 年以来、6 人の視覚障害のあるボランティアにこの装置が装着され、彼らが明暗や大きな物体を認識できるようにすることに成功しました。 ARP では、さらに 2 台のデバイスがテスト中です。

人工シリコン網膜の仕組み

ASR には、光を電気パルスに変換することができる約 3,500 個の微細な太陽電池が含まれており、錐体と桿体の機能を模倣します。この装置を目に埋め込むには、外科医が白目の部分に針の直径以下の小さな切開を 3 つ行います。これらの切開を通して、外科医は、目の中央のゲルを除去し、生理食塩水と置き換える小型の切断および真空装置を導入します。次に、網膜にピンポイントの開口部が作られ、そこから液体を注入して目の奥から網膜の一部を持ち上げます。これにより、網膜下空間にデバイスが収まる小さなポケットが作成されます。 ASR の上に再封印されます。

マイクロチップが機能するには電力が必要ですが、ASR の驚くべき点は、目に入る光から必要な電力をすべて受け取ることです。前に学んだように、目に入った光は網膜に向けられます。これは、ASR インプラントが網膜の後ろに設置されると、目に入るすべての光を受け取ることを意味します。この太陽エネルギーにより、電力を供給するための配線、バッテリー、その他の二次デバイスが不要になります。

部分的な視力を回復する別のマイクロチップ装置が、ジョンズ・ホプキンス大学、ノースカロライナ州立大学、ノースカロライナ大学チャペルヒル校の研究者チームによって現在開発中である。人工網膜コンポーネント チップ(ARCC) と呼ばれるこのデバイスは、ASR に非常によく似ています。どちらもシリコンでできており、太陽エネルギーによって駆動されます。 ARCC は、2 mm 四方、厚さ 0.02 mm (0.00078 インチ) の非常に小さなデバイスでもあります。ただし、デバイス間には大きな違いがあります。

網膜組織の層の間に配置される ASR とは異なり、ARCC は網膜の上に配置されます。非常に薄いため、目に入る光はデバイスを通過して、チップの背面にある光センサーに当たります。ただし、このライトはARCCの電源ではありません。代わりに、眼鏡に取り付けられた二次デバイスがチップの太陽電池にレーザーを照射して電力を供給します。レーザーは小型のバッテリーパックから電力を供給する必要があります。

研究者らによると、ARCC により、視覚障害のある患者は 10 × 10 ピクセルの画像を見ることができるようになります。これは、このページの 1 つの文字とほぼ同じサイズです。しかし、研究者らは、最終的には 250 × 250 のピクセル配列を可能にするバージョンのチップを開発できる可能性があり、これによりかつて視覚障害者でも新聞を読むことができるようになるだろうと述べています。

人工視覚について詳しくは、次のページのリンクをご覧ください。

遊園地や科学館、ハロウィーンの展示などでブラックライトを見たことがある人も多いでしょう。ブラックライトは通常の蛍光灯や白熱電球と同じように見えますが、まったく異なる働きをします。スイッチを入れると白い服や歯などが暗闇で光ります。

たとえば、蛍光ポスターがあり、暗い部屋でブラックライトを当てると、ポスターが明るく光ります。また、通常の光の下では空白に見える紙片でも、ブラックライトの下では光るメッセージが綴られているのを見たことがあるかもしれません。多くの遊園地では、ブラックライトで見るまで見えないハンドスタンプが使用されています。

この記事では、ここで何が起こっているのかを正確に説明します。また、ブラック ライトによって一部のオブジェクトは光るが、他のオブジェクトは光らない理由も確認し、いくつかの興味深いブラック ライト アプリケーションを見ていきます。

「ブラックライト」とは何ですか？

暗い部屋でブラック電球を点灯すると、電球から見えるのは紫色の光です。目に見えないのは、電球からも発せられる紫外線です。

私たちの目は、赤からオレンジ、黄、緑、青、紫までのスペクトルの可視光を見ることができます。紫の上は紫外線で、私たちには見えません。 「日焼けと日焼けのしくみ」では、紫外線とその皮膚への影響について説明します。ブラックライト電球は、(はるかに有害な UVB 光とは対照的に) UVA光を生成します。

蛍光ポスターでも、目に見えないハンドスタンプでも、洗いたての白い T シャツでも、ブラック ライトの下で光って見えるものは蛍光体です。

蛍光体は、ある種の放射線に反応して可視光を放出する物質です。蛍光体は、ブラックライトからの UV 放射のエネルギーを可視光に変換します。

次のセクションでは、通常の蛍光灯とブラック ライトで蛍光体がどのように使用されるかを見ていきます。

ブラックライトのデザイン

従来のブラック ライトの設計は、いくつかの重要な変更を加えた蛍光灯にすぎません。蛍光灯は、不活性ガスと少量の水銀が充填された管に電気を流すことによって光を発生します。 (詳細については、 「蛍光灯の仕組み」を参照してください。)

エネルギーが与えられると、水銀原子は光子の形でエネルギーを放出します。それらは一部の可視光光子を放出しますが、ほとんどは紫外 (UV) 波長範囲の光子を放出します。紫外線光波は人間の目には見えないため、蛍光灯はこのエネルギーを可視光に変換する必要があります。これは、チューブの外側の周囲に蛍光体コーティングを施すことで実現されます。

蛍光体は、光にさらされると光、または蛍光を発する物質です。光子が蛍光体原子に衝突すると、蛍光体の電子の 1 つがより高いエネルギー レベルにジャンプし、原子が振動して熱が発生します。電子が通常のレベルに戻ると、別の光子の形でエネルギーを放出します。一部のエネルギーが熱として失われるため、この光子は元の光子よりもエネルギーが低くなります。蛍光灯では、放出される光は可視スペクトルにあり、蛍光体は私たちが見ることができる白色光を発します。

ブラックライトもこれと同じ原理で動作します。実際にはブラックライトには 2 つの異なるタイプがありますが、基本的には同じように機能します。

これらの両方の照明設計では、蛍光ランプ内の UV 光が蛍光体コーティングと反応するのとまったく同じ方法で、放射された UV 光がさまざまな外部蛍光体と反応します。外部蛍光体は、UV 光が当たっている限り発光します。

次のセクションでは、どのような種類の物体に蛍光体が含まれているかを確認し、ブラック ライトの興味深い用途をいくつか見ていきます。

ブラックライトの用途

携帯用のブラックライトを持って一晩中歩き回ると、いたるところに蛍光体があることに気づくでしょう。歯や爪などには天然の蛍光体がたくさん含まれています。テレビ画面や一部の塗料、布地、プラスチックなどの人工材料にも蛍光体が多く含まれています。ハイライターなどのほとんどの蛍光色の製品には蛍光体が含まれており、すべての暗闇で光る製品に蛍光体が含まれています。クラブや遊園地では、さまざまな色に光る特殊なブラック ライト ペイントが使用されています。 、目に見えないブラックライト インク、蛍光ブラック ライト カーペット、さらには蛍光ブラック ライト ヘアジェルも購入できます。

ブラック ライトは、人物や蛍光ポスターをクールに見せるだけでなく、いくつかの実用的な用途もあります。例えば：

これらの用途のほとんどは、その他の多数の用途と同様に、共通のテーマに従っています。ブラック ライトは、目に見えないものを見えるようにしたり、特定の物質を周囲のあらゆるものから隔離したりするというものです。考えてみると、この現象を利用できる状況は数多くあります。アプリケーションは無限にある可能性があります。

重要なポイント

枕から毛布、マットレス全体に至るまで、メーカーは今日、人々を涼しく保つためのさまざまな製品を提供しています。しかし、内部に何らかのシステムを備えたこれらの製品の加熱バージョンとは異なり、冷却繊維はまさに繊維です。

それで、その秘密は何ですか？これらの製品は、高度な技術を使わずにどうやって体温を下げるのでしょうか?そして、それらは本当に効果があるのでしょうか？

冷却技術の種類

加重ブランケットメーカーの製品開発担当シニアバイスプレジデントであるジム・ロス氏によると、冷感素材の歴史はNASAの初期に遡り、科学者らが宇宙服を着た人に繊維がどのような影響を与えるかを研究していた頃だという。

もちろん、NASA は現在、液体で満たされたチャネルやバックパックの冷却ユニットに接続されたものなど、宇宙飛行士を涼しく保つために宇宙服に他の技術を利用しています。これは、ほんの数例を挙げると、今日提供されている洗練されたシャツ、ショートパンツ、その他のスポーツウェアとは大きく異なります。

「繊維製品に使用できる冷却技術は数多くあります」とロス氏は言います。それらは、温度バランスと温度軽減の2 つの主なカテゴリに分類できます。

温度バランスを利用して冷却する生地は、吸湿性に重点を置いています。同社のウェブサイトによると、Dri-FIT は汗を逃がし、生地の表面全体に分散させてより速く蒸発させます。 Adidas Climacoolウェアも同様に機能します。

通常、これらの生地はポリマーで処理されます。ポリマーは、モノマーと呼ばれる多数の小さな分子から組み立てられた有機分子の長い鎖です。体が生み出す熱と湿気によってポリマー仕上げが活性化され、スポーツ シャツでもレギンスでも生地の表面から湿気が遠ざけられます。

「湿気の蒸発を促進するためです」とロス氏は説明する。彼は温度バランスを、シャワーを浴びた後に水（または湿気）が蒸発するときに経験する涼しさに例えています。

一方、温度の軽減は、実際に熱を伝達することによって機能します。これは、American Textile Company の背後にある技術の一種です。どちらの場合も、繊維の処理方法によって冷却効果が決まります。

温度を下げると冷却されるため、技術的にはそうではありませんが、テキスタイルは実際に触ると冷たく感じられます。涼しさは、導電性の高いポリエチレン (PE) である生地の糸の導電性によって実現されます。吸湿技術は生地に適用される処理で構成されますが、この場合は糸自体が冷却されます。 PE 糸は表面から熱を急速に逃がします。

ロス氏は、転写プロセスは、さまざまな布地、木材、金属の手触りに似ていると説明します。たとえば、これら 3 つのサンプルを並べて置いた場合、3 つすべての周囲温度が同じであっても、金属を触ると冷たく感じられます。しかし、金属などの一部の素材は、手の熱を加えると表面から熱をより早く逃がし、ひんやりとした感覚を与えます。 PE 糸もこれと同じように機能します。

熱伝導性PE糸を組み込んだ接触冷感ブランケットは、体の熱を吸収し、熱エネルギーを放出して冷却効果を生み出します。傾向に気づいていますか?どちらの場合も、冷却は熱または湿気が体から移動することによって起こります。

冷却技術を分類する方法が 2 つあると述べましたが、実際には 3 つ目の方法、相変化材料(PCM) があります。この物質は、温度に応じて液体から固体に変化するため、その名前が付けられています。熱を吸収したり放出したりする働きがあります。マットレスや繊維製品では、PCM が熱を調節します。たとえば、ホイットニー コレクションの寝具は、一晩中冷やしたり温めたりするサイクルを提供するため、寝ている人が暑すぎたり寒すぎたりすることがないと言われています。生地の繊維にある小さな PCM カプセルのおかげで機能します。

どれが一番クールですか？

上記の冷却テクノロジーはどれも、本来の目的を実現します。温度を下げる繊維を使用すると、触るとより冷たく感じられ、冷却ブランケットにくるまると、明らかに温度が下がることがわかります。

温度バランスが整うと、体は冷たくなるが、より受動的になるだけだとロス氏は言う。温度バランスは湿気を逃がし続けるため、長時間冷却されます。 1 つの生地は涼しく感じられ、もう 1 つの生地はバックグラウンドで機能して体温を下げると彼は言います。

また、PCM はサイクルで機能するため、体温を下げるだけでなく、体温を調節しようとします。

これらの冷却技術はどこで使用されていますか?アパレルでは、ほとんどすべての冷却技術が動的吸湿性を備えています。その理由の 1 つは、PE 糸は肌に対する快適性が低く、扱いが難しいためです。しかし、ロス氏は、今後、気温を下げるオプションが衣服に取り入れられるようになる可能性があると語る。

しかし、ホームテキスタイルに関しては、あらゆる種類の冷却製品が入手可能です。たとえば、Tranquility ブランドには、温度バランスを整えるブランケットと、接触冷感の加重ブランケットの両方があります。マットレスと枕にもさまざまなバージョンの冷却機能があります。マーケティング条件は変更される可能性がありますが、マットレスには吸湿発散性のあるタイプの生地が使用されるか、接触冷感のある PE 糸が使用されるか、またはある種の PCM が含まれるかのいずれかになります。

では、これらは本当に効果があるのでしょうか?

これらの製品は、運動中や一晩中寝ている間、涼しさを保つのに十分ですか?理論的には、それらはすべて機能するはずです。しかし、涼しく感じる要因の 1 つは、あなたと冷却繊維の間にどれだけの障壁があるかということです。

たとえば、冷却マットレスを使用していても、その上に冷却しない生地が何層にも重なっている場合、その効果は得られない可能性があります。もう 1 つ考慮すべきことは、身体には 2 つの面がある、つまりマットレスの上の面と上を向いている面があるということです。マットレスは涼しいかもしれませんが、その上にある毛布はそうではありません。それは全体的なかっこよさにも影響します。

微気候には、上にあるものだけでなく、私たちが横たわっているものも含まれる、とロス氏は言います。トップシートは体から放射される熱の微気候を作り出し、熱を閉じ込める可能性がありますが、冷たいブランケットは表面に影響を与え、体を冷やすのに役立ちます。運動するときの衣服の吸湿性についても同じ考えが当てはまります。

良いニュースは、冷却生地は、体に熱や湿気の発生源が加わったときに機能するように設計されているため、使用中も機能し続けることです。

「それは消えたり消えたりしません」とロス氏は温度軽減技術について言う。 「それはあなたの体によって活性化されます。」

同様に、吸湿技術は熱を加えるまで休止状態になり、その後熱が伝わり始めます。それはすべて、森で倒れた木についての質問に少し似ています。テクノロジーは、誰かの体温がそこにあることに気づいた場合にのみ冷却を行います。