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首都大学東京1日体験化学教室-化学への招待- 2016 実験テーマ

全12実験テーマの概要を公開します。
各テーマのテキストを、pdfとして公開しています。テキストの無断転載厳禁です。

A.アルミニウムの電気分解でつくる機能材料  (益田研究室)

アルミニウムを電極として酸性水溶液中で電気分解することで,ナノメーターサイズの穴が蜂の巣状に配列した多孔質の酸化アルミニウムを作製します.また,めっき処理によりナノ細孔の中に金属微粒子の形成を行います。


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B.マイクロ・ナノスケールの世界をのぞいてみよう  (金村研究室)

ルーペや光学顕微鏡よりもはるかに小さいサイズの物体を観察できる電子顕微鏡という「電子が見えるメガネ」を通してマイクロ・ナノスケールの世界をのぞいてみましょう。観察したい試料を持参してください。どんな世界がみなさんを待ち受けているのでしょうか?


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C.光合成から化学を考える (高木研究室)

本実験では、天然の光合成から学ぶべき、化学の課題について考えます。具体的には、植物の葉を採取し有機溶媒により色素の抽出を行います。有機溶媒による抽出により葉っぱはほぼ無色になり、一方、溶液は濃い緑色になりまさに葉っぱの色になります。すなわち、葉っぱの色素分子はほぼ全て有機溶媒に溶け出しているわけです。この得られた色素溶液と、葉っぱに光を当てれば、両者とも光合成反応が進むのでしょうか?以上のような視点と実験により、今後の化学にとって重要となるであろう課題について考えます。


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D.分子のカプセル:シクロデキストリン (山口研究室)

ブドウ糖が環状に繋がったシクロデキストリンは、その環の中に食品や化粧品の有効成分を閉じ込めて味や香りを長期間保ったり、取り込んだ薬を少しずつ放出したりする「分子カプセル」として利用されています。シクロデキストリンが他の分子を取り込む様子を肉眼で観測することは通常困難ですが、この実験では、pH指示薬として有名なフェノールフタレインを使って、その様子を色の変化で確認します。


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E.入浴剤中の色素の分離 (内山研究室)

スーパーや薬局に行くと,疲労回復やリラックスのための様々な入浴剤が売られています。これらの入浴剤の中には,いろいろな香り成分や色素が含まれています。本実験では,市販の入浴剤中に含まれている色素を薄層クロマトグラフィーという分離分析法を用いて分離し,どんな色素が含まれているか調べてみます。


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F.光る化学反応‐ルミノール反応 (久保研究室)

化学発光は、化学反応によって発光種を励起することで得られる発光現象で、人工的なホタルの光として知られています。今回取り上げるルミノールは有名な化学発光物質です。ルミノールのアルカリ性水溶液に過酸化水素水を加えると美しい青色光が現れます。実験ではルミノールを実際に合成し、化学特有の不思議な現象に触れてみましょう。


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G.レーザー光を使って光の性質を観察しよう (環境・地球化学研究室)

光は吸収、散乱、回折など多くのユニークな性質を持っています。また、物に色があるのも光のもたらす重要な性質の1つです。このような光の性質は身の回りの様々なものに利用されています。この実験ではレーザー光を使って光の様々な性質を確かめてみましょう。


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H.光る蛋白質を見てみよう! (有機構造化学研究室)

私達の体には、蛋白質やDNA,RNAなどの「生体高分子」と呼ばれる様々な分子が存在しています。生命は,多数の生体高分子がそれぞれ特有の機能(化学反応)を発揮することで、複雑なシステムを生み、日々の活動を行っています。今回は、発光クラゲから見つかった、紫外線を当てると発光する緑色蛍光蛋白質を取り上げます。この蛋白質の単離・精製をする実験と光る性質を観察し、発光のメカニズムについて考察してみましょう。


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I. 触媒ってなぁに?−環境にやさしいものづくりの化学− (有機化学研究室)

私たちの身近なもの、例えば石油やプラスチック、医薬品などの化学製品のほとんどが触媒を使って作られており、自動車の排ガス浄化装置や燃料電池などにも広く使われています。特に触媒は環境に優しい社会を実現するための重要な科学技術と認識されています。今回は、ゼオライトを使った色素の合成とパラジウム触媒を用いた炭素―炭素結合形成反応(鈴木-宮浦クロスカップリング反応)を企画しています。


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J.タンパク質の結晶を作ろう (生物化学研究室)

タンパク質は、アミノ酸(分子量100程度)という物質が100個から50,000個ぐらい重合してできた高分子化合物です。計算してみると分かるとおり、びっくりするほど分子量が大きいのですが、条件によっては結晶をつくることができます。当日はヘモグロビンという血液に含まれるタンパク質の結晶を作って、顕微鏡で観察します。


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K.超伝導体にふれてみよう (物性物理化学研究室)

超伝導体は電気抵抗ゼロという劇的な性質だけでなく、磁気に関わる不思議な現象も示します。超伝導物質を作成したり、液体窒素(沸点:マイナス196℃)を使って冷却することで現れる超伝導現象の不思議な世界に触れたりしましょう。


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L.化学現象のコンピューターシミュレーション (理論・計算化学研究室)

新しい化学反応を考える上でコンピューターシミュレーションは必須の道具になりつつあります。自由自在に化学反応を設計し、そのエネルギー変化を計算することによって、自分の考えた化学反応がほんとうに進行するのか判定することができます。先ずは、分子の形(構造)や動き(振動)を表示するソフトウェアーの使い方から始めて、化学反応のシミュレーションまでを1日で体験してもらいます。


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