茨城県は、納豆の購入額ランキングの上位にランクインされている。しかし、実際には廃棄される量も少なくない。本研究では、納豆の食用以外での利用価値を見出すために、納豆の色素を用いた色素増感太陽電池を作製し、その性能を評価した。 実験の結果から、色素に大豆イソフラボン配糖体から発酵して得られるイソフラボンアグリコンが発電に寄与していることが示唆され、茨城県の名産品である納豆の色素を用いて色素増感太陽電池…
Read more... 納豆を用いた色素増感太陽電池の作製時間発展を考慮した数理最適化モデルについての研究
数理最適化とは，ある条件や制約の下で目的とする値の最大または最小値を求めることである．数理最適化を現実の問題に適応するとき，条件や制約の時間発展については，考慮されていないことが少なくない．本研究は，グリーンアノールの罠の配置について，生態や環境などの時間とともに変化する条件に対応した最適化をPythonによる，ライブラリPulpを用いたシミュレーションを行った． 袴田 江庵，飯村 太智，渡邉 洋…
Read more... 時間発展を考慮した数理最適化モデルについての研究宇宙生活における生物餌料タマミジンコの青波長依存的な高効率増殖と季節性の解析
現在，人間が月や火星などの衛生・惑星で生活するための有人活動基地の研究開発が進められている。近年，動物性タンパク質の必要性や食の多様性等の点で，宇宙生活においても動物性食糧の摂取が求められている。ティラピアや食用コイなどの魚類は，動物性食糧として利用可能である。これらの生物餌料として，タマミジンコMoina macrocopaが注目されており，宇宙の養殖システムにおいてタマミジンコの高効率・高濃…
Read more... 宇宙生活における生物餌料タマミジンコの青波長依存的な高効率増殖と季節性の解析・分子間力：分子間力と分子間相互作用
山口 悟 茨城県立日立第一高等学校 〒317-0063 茨城県日立市若葉町3丁目15番1号 その1 分子間相互作用 分子間力とはいったい何なのでしょうか。高校化学の教科書や資料では，ちゃんと書いてあるのか無いのか，正直わかり難くて困りますよね。分子間力を理解する第一歩として，分子間相互作用を紹介します。 その2 分極と双極子モーメント 分子間相互作用を考えるための重要な内容として，分子の“分極と双…
Read more... ・分子間力：分子間力と分子間相互作用融点降下に与える分子構造の影響
融点降下とは、異なる成分が混入した不純物質における融点が、純物質と比較して低くなる現象である。本研究では、分子構造という新たな視点から融点降下を引き起こす要因について考察することを目的とした。 実験では、ベンゼン環構造を持つ物質を用い、双極子モーメントの有無や置換基（水素結合基であるカルボキシ基）の効果を考慮し、6種類の物質を選択した。これらの物質から2種類を選択し混合した混合物の融点を測定した…
Read more... 融点降下に与える分子構造の影響静電気防止剤の静電気防止効果に関する研究
毎冬、静電気の発生を防止するために色々な場面で静電気防止剤が使われている。静電気防止剤の主成分は界面活性剤であり、衣服に塗布することで表面に界面活性剤の膜が形成される。空気中の水分子が界面活性剤と結びつき静電気の帯電が防止される。その結果、静電気を原因とする不快な現象が減る。しかしながら衣服の素材の違いで静電気がどの程度防げるのかの詳細はわかっていない。 そこで本研究では、衣服の素材の違いによ…
Read more... 静電気防止剤の静電気防止効果に関する研究・元素の周期律：電子雲・イオン化エネルギー・電子親和力・電気陰性度
山口 悟茨城県立日立第一高等学校 〒317-0063 茨城県日立市若葉町3丁目15番1号 1st 電子雲って何？ 原子の体積って何だろうを理解する講義です。量子力学で登場する不確定性原理がちょっとだけ登場します。電子雲をやさしく紹介します。 2nd 水素原子のイオン化エネルギーと電子親和力が結構大きい理由 イオン化エネルギーと電子親和力についての講義です。この2つの値を周期表と関連付けて見たとき、…
Read more... ・元素の周期律：電子雲・イオン化エネルギー・電子親和力・電気陰性度・物質の状態変化と熱運動：水の蒸発・沸騰・沸点
山口 悟茨城県立日立第一高等学校 〒317-0063 茨城県日立市若葉町3丁目15番1号 1 水の蒸発と沸騰 H2Oの状態変化、「蒸発」と「沸騰」について、沸騰が起こっているときの水温の温度分布を考慮して考えてみましょう。 2 水の沸点が100℃とは何のこと 水という物質は本当に不思議な物質です。水の沸点は何℃でしょうか？という質問されたらどのように答えますか。水の沸点について、“H2…
Read more... ・物質の状態変化と熱運動：水の蒸発・沸騰・沸点熱力学的観点からのハロゲン化アルカリ塩の溶解度に関する考察
一定温度、一定圧力の下で、溶質が一定量の溶媒に溶ける限界量を溶解度という。本研究では物質の溶解現象が、物質のどのような性質により引き起こされるのかを明らかにするため、結晶構造が単純で1価の単原子陽イオン・陰イオンから成るハロゲン化アルカリ塩のイオン結晶に着目した。溶解現象を、ハロゲン化アルカリ塩が溶解する際に生成する陽イオン・陰イオンの熱力学的安定性の観点から評価した。その結果、熱力学的指標が溶…
Read more... 熱力学的観点からのハロゲン化アルカリ塩の溶解度に関する考察世界初の乾電池開発に関する検証
電池の歴史は紀元前2世紀に登場したバクダット電池から始まり非常に歴史の古い製品の1つである。電池の中でも特に汎用性の高い“乾電池”は現在においても色々な国々で性能向上を目的とし活発に研究開発が行われている。乾電池の歴史において、乾電池の開発者は日本の屋井 先蔵 氏とドイツのカール・ガスナー 氏が挙げられる。しかしながら、開発の時系列が文献によって異なっているため、どちらが先に開発していたのかが曖…
Read more... 世界初の乾電池開発に関する検証