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チコちゃんに叱られる!ゴムが伸び縮みするのはなぜ? 6月5日

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6月5日放送のチコちゃんに叱られる!で
ゴムが伸び縮みするのはなぜ?
という質問がありました。

チコちゃんに叱られる!ゴムが伸び縮みするのはなぜ?

ゴムが伸び縮みするのはなぜ?

答えは、まるで水のようだから

詳しく教えてくださるのは
ゴムの分子に詳しい
東京・目黒区 東京工業大学 教授
中嶋 健 先生なかじま けん)

中嶋健
  • ゴムが伸び縮みする理由は ゴムの分子が まるで水みたいだからなんです。
  • ゴムの分子は非常に特徴的なので まずは分子の構造について説明しましょう。
  • 最近は石油から作る合成ゴムが多いですが…
  • ゴムはもともとゴムの木から採取された白い樹液などを主な原料として作られていました。
  • ゴムの樹液からできたゴムを科学的に分析すると…
  • ゴムの構造1
  • このような基本構造をしています。
  • ゴムの構造2
  • 実際のゴムの分子というのは これがさらにたくさんつながって…
  • ゴムの構造3
  • ヒモのような状態になっています これがゴムの分子です。
  • ヒモのようなゴム分子は1本が およそ100ナノメートル(1万分の1ミリメートル)
  • 電子顕微鏡でも見えないくらいの小ささです。
  • このゴム分子が水の分子のように動き回るんです。
  • 水の分子がどのように動いているかというと…
  • 液体の水は個体である氷に比べて決められた範囲の中で分子が自由に動き回っている状態。
  • ゴムの分子も同じような性質なんだそうです。
  • ゴムの分子は常に自由に動き回っていて水と同じような性質があります。
  • ゴムの分子が自由に動き回ることができると…
  • 輪ゴムを引っ張ると細くなりますよね。
  • 輪ゴムが太くなったり 細くなったりできるのは 分子が自由に動いてるからなんです。
  • 番組D「個体なのに自由に動けることなんですか?」
  • 中嶋先生「はい」
  • 番組D「そうなんですか…」
  • 中嶋先生「水に例えてみます」
  • 水が100mLビーカーに入っています。
  • この水をメスシリンダーに移動すると同じ100mLでも細くなります。
  • これと同じことがゴムの中で起きているんですよ。
  • ゴムの分子は水のように自由に動き回ります。
  • なので同じ体積のまま 太くなったり 細くなったり 形を変えることができるのです。
  • このとき どういうことが起きてるのかというと…
  • ゴム分子をわかりやすく 毛糸で例えますね。
  • 毛糸1本がゴムの1分子です。
  • まずゴムが縮んでいるときは…長いヒモのような分子がいくつも絡み合いグチャっとしている状態を想像してください。
  • この時は自由に動き回っています。
  • ゴムが引っ張られると 分子は動き回れません。
  • でも ゴムの分子は自分たちが自由に動き回りたいと思う性質があるので…
  • また 元に戻って 長いヒモのような分子がいくつも絡み合いグチャっとしている状態になるのです。
  • これが ゴムが伸び縮みする秘密です。
  • 中嶋先生「どうですか?わかりますか?」
  • 番組D「あまりピンとこないんですけど…」
  • 中嶋先生「ちょっとなかなか実感できませんよね」
  • 中嶋先生「まあ どうして縮むのか ゴムの分子の気持ちになれば わかるんですけど」
  • 番組D「ゴムの分子のきもちですか?」
  • 中嶋先生「はい」
  • つまりゴムの分子は自由に動き回っていたいので 伸ばされてもまたすぐにグチャッとした状態に戻る。
  • これが ゴムが伸びて縮む原理。

チコちゃんに叱られる!ゴムが伸び縮みするのはなぜ? まとめ

今回は チコちゃんに叱られる!ゴムが伸び縮みするのはなぜ?
について情報発信させていただきました。