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自然界の輝きに学ぶ構造色

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南米に住む蝶や熱帯に住む魚にはカラフルな種類のものが多種存在します。
例えばルリスズメダイという熱帯魚。
その名の通り色鮮やかな瑠璃色(コバルト・ブルー)をした熱帯魚です。
しかしこの瑠璃色は普通の瑠璃色とは違います。
例えばバラなどが赤く色鮮やかに見えるのは花に含まれるアントシアニンという色素が赤以外の光を吸収して、赤い光をだすため赤色に見えるのですが、それに対してルリスズメダイは色素による光の吸収ではなく、表皮などの構造によって発色しているのです。
これを構造色と言います。魚意外にも昆虫やイカなどの軟体動物、鳥類なんかにも見られます。
身近なところだとコンパクトディスク(CD)やシャボン玉の色彩なども構造色です。
CDやシャボン玉自体に色はついていないけど、その微細な構造により光が鑑賞するのであんなきれいな色に見えるのです。

仕組みをもう少し掘り下げてみましょう。今回例に出すのはルリスズメダイです。
この魚の体表面には虹色素胞という色素細胞が青い光を反射することによります。
色素胞は魚類では、虹、白、黒、赤、黄の5種類が確認されています。そのうち虹と白には色素が存在せず、代わりに虹には光を反射する無色透明の小板ががあります。
ルリスズメダイの虹色素胞では細胞の核を中心にこの反射小板が幾重にも放射状に並んでいます。
この多重の反射小板が放射状なのでどこから見ても同じ色に見えるのです。
さらにルリスズメダイはこの反射小板の間隔を自由に変えることができるので青から紫に変化させ、深い色合いを出しているのです。

ものづくりの応用としてはまず挙げられるのは、これらの美しい色彩を取り入れることです。
構造色の特徴である見る角度によって様々な色彩が見ることができること、紫外線などのによる脱色がないことなどがポイントです。
このことから繊維産業や自動車などの塗装の分野ではかなり注目されています。

救世主?悪魔?麻のあれやこれ

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最近なにかと話題に事欠かない植物があります。
元女優の高樹沙耶さんが逮捕されワイドショーを騒がせば、
伊勢神宮が大麻の栽培許可を求めたり、はたまた環境のために大麻を耕作しようとする考えもあれば、医療用とかで大麻を使おうとする国もあったりと、よくわからなくなっているのが本音です。
今回はそんな麻の商業価値なんかを書いていこうかと思います。

麻は中央アジアが原産とされている一年生の草本です。
アサ、大麻、マリファナと呼び方はいろいろですが、評判は今現在あまりよくないです。
まずは麻のいいところを書き出してみます。
まず麻は生育が早いです。しかも肥料や除草剤、殺虫剤を施さなくてもどんどん育つそうです。
気温が温暖であれば3か月で目一杯成長し、綿よりも強い繊維が取れます。
製造業的には通気性の良い衣服や住宅の断熱材、自動車の車体パネルなんかに用いられます。
また麻の果実は生薬で麻子仁と呼ばれ栄養学的にたんぱく質豊富で脂肪酸などの含有バランスも良く、七味唐辛子なんかに入っているほか、鳥の餌などにもなっています。
この果実からとった油は食用以外にもアロマテラピー用の線香になることもあります。

では次に否定的な意見というか悪い面を見ていきたいと思います。
麻には量はまちまちだが、デルター9-テトラヒドロカンナビノール(THC)という化学物質が含まれています。
古くはかの高名な歴史家ヘロトドスが著書の歴史で記しているくらい古いです。
これが我々が麻薬とかマリファナとかいう元凶です。
あとは多くを語らなくてももう周知の事実であろうかと考えます。

麻を支持する人たちは麻で環境にやさしい紙ができるといいます。
普通の紙だと木質パルプにする際に大量の化学物質が必要です。しかも樹木の伐採が大きな環境問題になります。さらに高濃度の除草剤と殺虫剤を必要とする面と比べても環境への配慮の面で優れていると支持者は言います。
繊維用の麻から作られる紙からはTHCはほどんど検出されないのも彼らの声を高める1つです。
ちなみにアメリカ独立宣言の記草も麻の紙でされている。この紙はベンジャミン・フランクリンの工場で生産されたと言われています。
さらにジョージ・ワシントンやトマス・ジェファーソンも麻のプランテーションを経営していました。

麻の持つマイナスの面は確かに大きいです。
しかし成長速度が速いなどの良い点も確かにあります。
現在の科学ならそれらの問題を解決していけると私は思います。
実際無毒麻は日本で種苗登録されています。

キツツキから学ぶ衝撃防護法

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人間には限界があります。
水の中で息を止めるのも限界があるし、
速く走るのにも限界があります。
しかしそんな限界を自然界に住む動物達はありとあらゆる進化の過程で克服してきた例があります。
今回紹介するのは童話などででてくる森の動物です。

森の中は危険がいっぱいです。
それがたとえ太い樹木の中でも同様です。
今回の主役はそんな樹木に穴をあけ虫の幼虫を食べる鳥、キツツキです。
キツツキは堅い木の幹に穴をあけるときに一秒間に20回というものすごい速さでくちばしで幹を打ち付けます。
こらはトラミングという行動です。
速度にして大体25km、衝撃の強さは1200Gに達すると考えられています。
普通に考えたら脳震盪を起こしそうですがキツツキはけろっとおいしいごはんを食べています。
ちなみに人間は大体80から100Gで脳震盪を起こすと言われています。

キツツキが脳震盪を起こさない理由は様々な理由が考えられています。
①衝撃が嘴の先の小面積から徐々に広がっていくので、徐々に威力が弱まる。
②嘴が弾力性に優れており衝撃の一部を吸収する。
③衝撃の一部が下顎から脳を迂回して後頭部に逃げる。
④舌骨が脳を取り囲んで守っている。
⑤頭骨が分厚い。
⑥頭骨の海綿状組織が衝撃を吸収。
⑦脳髄液が少ない。
あげたらきりが無いですが他にも脳の構造や嘴の構造、打ち付け方などいろいろな要素が考えられていますが、おそらくこれらが複合的に絡み合って衝撃を吸収しているのでしょう。

ではこれらの要素から我々人間が学ぶべきことは何か。
機能分類的には耐衝撃の分野でこれらのノウハウが活かされるでしょう。
実際キツツキの頭の構造を真似て、衝撃吸収を主眼に置いたヘルメットや登山用のアイスピックが販売されています。

ミツバチが私たちにもたらしたもの その2

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その1の前編ではミツバチ自身が生産製造する物質に着目してきました。
その2ではミツバチの働きなどから私たちの生活に生かされているものをピックアップしていきます。

まずミツバチは優秀な送粉者です。
花から花へと飛び回り、蜜と花粉を集めて蓄えます。
葯を擦って花粉を集めた後に、後肢にある花粉籠と呼ばれる部位に蓄えます。
ミツバチが別の花に移動したときに、花粉の一部は柱頭にくっつき受粉します。
種類別に言うと果物ではイチゴやメロン、桃に梨、キウイフルーツなどが、野菜ではナスやキュウリカボチャなんかがミツバチの恩恵を受けています。
農家の人たちにとってミツバチは欠かすことのできないパートナーであり、
私たちの食卓の彩にも重要な働きをします。

次にミツバチから学ぶべきことは巣にあります。
巣は正六角柱の部屋の集まりなのです。
この正六角注が規則正しく並んだ構造をハニカム構造と呼びます。
ハニカムとは英語でハチの巣という意味です。
ハニカム構造はとても強度が高いことで有名です。
また強度が高いだけでなく、同じ量の材料で最大面積の部屋を作ることができる最効率の建築技法でもあります。
軽量かつ高強度を発揮するハニカム構造はさまざまな製品や構造物に利用されています。
例えば新幹線の床や航空機の翼などが有名でしょう。
ほかにも靴の中敷きのように身近なものから、人工衛星のパネルのようにスケールが大きいものまでさまざまな分野でいろいろな場所でミツバチから学んだことは活かされているのです。

いかがでしたか。二回に分けてお送りしたミツバチが私たちにもたらしてくれたもの。
ただ単にハチミツやメロンにイチゴが食べるのと、こういった働き者のおかげだと知って食べるのではきっとおいしさも違うでしょう。
また健康食品にもそうだし、移動手段や日々の生活を支えることにもミツバチは光をもたらしてくれました。

ミツバチが私たちにもたらしたもの その1

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トーストやホットケーキにかけるハチミツや、絵本や童謡にでてくる働き者、あるいは新幹線の床材や人工衛星のパネルなどなど、働き者の印象があるミツバチから我々ヒトが得たものは多々あります。
今回はそんなミツバチから私たちが得たものを探っていこうと思います。

ミツバチによる生産物は沢山の種類があります。
まず一番代表的なのはハチミツでしょう。
花から得た糖分と水分、ミツバチ自身が持つ転化酵素が濃縮された物質です。
有史以前から甘未として私たちに幸せを分けてくれました。
次に有名なのはプロポリスやローヤルゼリーではないでしょうか。
プロポリスは木の芽や樹液などの植物からミツバチが集めた物質です。
蜂ヤニともいいます。
植物は自身が傷つくと傷口を守るために樹脂を分泌して、新芽などを病原菌から守る働きがあります。
ミツバチはこれを利用してプロポリスを巣に塗ることで巣を菌の繁殖などから守っています。
ローヤルゼリーは働き蜂が体内で合成する物質です。
この物質を食べることができるのは女王のみで女王蜂の体の大きさや寿命の長さはこの物質にあると言われています。
また上記以外にもミツバチが集めた花粉団子も健康食品として食べられています。
これはビーボーレンともアンブロシアとも呼ばれており、乾燥したものが食べられています。
また食品にはなりませんが蜜蝋も重要な資源です。
ミツバチが体内で生産するワックス状の物質でハチの巣の原材料です。
石鹸やクリーム、口紅にロウソク、油絵具なんかに利用されます。

以上がミツバチが生産製造するもので我々の生活に取り入れているものですが、まだまだミツバチから得たものはあります。
後編に続きます。

朝ごはんにもお弁当にもおつまみにも。ソーセージの製造過程

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最近部屋を片付けて整理しているのですが、漫画をはじめ本類がなかなか進みません。
そんな漫画の中に北海道の農業高校での日常を描く漫画があるのですが、そこでソーセージやチーズを作っているのがかなり印象的でした。
正直いっておいしそうというか飯テロです。
今回はそんななかからソーセージの製造過程について書いていこうと思います。

まずは原材料となる肉を小骨や筋、余計な油を取り除いて塩とよく混ぜ合わせます。
混ぜ合わせたものを冷蔵庫で数日熟成させます。

熟成したものはチョッパーと呼ばれる機械で5mmほどの挽肉にします。
この工程では肉の温度が上がりやすく、お肉が劣化しやすいので細心の注意を払います。
その後、塩を主成分にした塩漬剤をミンチ肉に塩漬剤が均一に混ざるように、温度に注意してよく混ぜ合わせます。2-5℃の冷蔵庫で、2日から1週間程度熟成させます。
塩漬剤には、硝石や亜硝酸ナトリウムなどの発色剤が配合されており、この発色剤の作用によって、肉に含まれるミオグロビが変化し、後の加熱によってソーセージらしい色合いになります。
またソーセージ独特の風味も、この時に醸成されます。発色剤が無ければ、ソーセージ独特の風味も生まれないのです。

漬け込みが終わったら調味料や香辛料を加えてよく混ぜ合わせます。
この過程で野菜やチーズなんかを混合する場合もあります。
十分混ぜ合わせたら、羊腸や豚腸などに詰めて好みの長さに捻っていきます。この際、羊腸等に詰めていくのは専用の道具を用いたら、うまくいきます。
この作業も肉温度が上がりやすいので、上がらないように手際よく作業を進めていきます。

レバーソーセージのような例外もありますが充填作業が終わったらソーセージは炭火で乾燥させ燻煙工程に入ります。
桜や樫などのチップを用いてスモークし、風味や芳香を付けます。
また煙の成分が付着することにより保存性の向上も期待できます。

スモークが終わると蒸気やボイルによって加熱処理を行います。
この作業は殺菌目的と共に、そのままでも食べられるようにすることを目的とします。

以上が簡単ですがソーセージの製造過程です。
あぁ書いていてソーセージが食べたくなってきました。

工業化住宅 プレハブについて

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阪神・淡路大震災プレハブ仮設住宅1995年(画像)

プレハブとは英語のprefabricationから来る語です。
prefabricationの意味はあらかじめ作った部材を現場で組み立てる意です。

「プレハブ工法について
プレハブ工法は建築物の一部または全ての部材をあらかじめ工場で製作し建築現場で建物として組み立てる建築工法です。工場で生産する部材の利用割合が多い工法にたいして一般にプレハブ工法・prefabricationと呼ばれています。この工法でつくられる住宅をプレハブ住宅、この工法を用いた建築物をプレハブ建築・プレハブ(prefab)などと呼ばれています。
プレハブ住宅は日本でのみ定着した工法です。
2014年時点で日本国内でのプレハブ住宅の着工戸数は約14万戸で、全住宅着工戸数の15.7%を占めています。
大手メーカーでは2014年時点で年間1万戸を超えるプレハブ住宅を生産しています。」
(プレハブ工法 wikipediaより引用)

プレハブ住宅(工業化住宅の興り)
1950年には建築基準法が施行されます。
第二次大戦戦後の復興のために当時日本国内では膨大な住宅建設のニーズが生じました。
そしてプレハブ住宅の建設の研究がはじまります。
プレハブ住宅建設の研究の興りは第二次大戦後と新しい歴史です。
そして日本でのプレハブ住宅の登場は1950年大和ハウス工業が最初となりました。
大和ハウス工業はプレハブ住宅の商業化に成功した最初のメーカーになります。
それから後に積水ハウスや松下電工(現在はパナホーム)、積水化学工業、ミサワホームなどがプレハブ住宅を発売していきました。
1981年建築基準法で新耐震基準が施行されています。
1995年、阪神・淡路大震災の時に全壊約10万棟、半壊・一部損傷を含めおよそ15万棟という被害結果に比べて、プレハブ住宅は被害が全壊および半壊がゼロという結果でした。
そうしてプレハブ住宅の耐震性が改めて見直されることになります。
2000年には住宅品質確保促進法が施行されます。
2009年には長期優良住宅認定制度ができます。
そしてこれらの法の施行によりその基準をクリアするプレハブ住宅が普及しました。
東日本大震災時にもプレハブ住宅は避難生活(被災者向けの仮設住宅というかたちで)で活躍しています。

温水洗浄便座

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温水洗浄便座は日本が普及のきっかけを担った製品であることをご存知でしょうか。今回はその温水洗浄便座のお話です。

温水洗浄便座は元々はアメリカで医療や福祉用に開発されたものでした。日本の衛生陶器メーカーである東洋陶器(今のTOTO)がこれを日本の一般住宅向けに販売しようと考え、1964年にアメリカンビデ社の「ウォシュエアシート」を輸入販売開始したのが温水洗浄便座の始まりとされています。それからTOTOやINAXが暖かい便座を独自に研究を進めていましたが、まだ日本は和式トイレが多く、温度の調節も不安定でした。また、下水道の普及も進んでいなかったこともあり普及には至りませんでした。

1970年後半頃に洋風便器の出荷が和風便器を上回ります。

その後、1980年にTOTOがウォッシュレットを発売しました。ウォッシュレットは暖房便座や乾燥機能付きの商品で、洋式トイレの普及やテレビコマーシャルの話題性から広く受け入れられるようになりました。コマーシャル中の独特の歌によって一気に知名度を高めたのです。

1990年代半ば頃のO157問題により、抗菌仕様の便器が普及しだしました。2001年、温水洗浄便座協議会(現 一般社団法人日本レストルーム工業会)設立します。2002年温水洗浄便座の普及率が50%を超えました。今ではウォッシュレットに限らず国内温水洗浄便座市場全体での家庭での普及率は7割を超えています。

現在でも日本はこの分野では開発が進んでいると言われています。海外からの観光客に驚かれることも少なくないそうです。

清潔志向の日本だからこそ温水洗浄便座を世界へと発信することが出来たのです。

コンテナ

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今回はコンテナのお話です。

コンテナとは、内部に物を納めるための容器です。コンテナは人間が発明した容器の中でも特に大型の物です。主に金属製の箱で箱で、その中に輸送物を積み込み航空機、鉄道、トラックや船舶などで輸送を行います。形は立方体のイメージが大きいと思いますが、中には筒状の円筒形や、航空機に合わせた逆台形の航空貨物用などの形も存在します。

コンテナの形や大きさは世界ではISO(国際標準化機構)によって規格化されています。ISOの管理の元、多種多様なコンテナが存在します。規格化されていることによって一つのコンテナの積み荷を移し替えることなく航空機・船・鉄道・トラックなどに積んで運ぶことが出来ます。ですが、日本で使われているのは独自規格の物です。日本のコンテナで日本国内での鉄道で輸送されるコンテナは、すべてJR貨物単独一社のみで総括管理しています。それ故に国際空港などでやってくるコンテナもJR貨物での輸送用コンテナ形式としての承認登録と、完全な輸送管理下に置かれる事になります。JR貨物以外の民間所有のコンテナの場合は1990年代以降は鉄道私有コンテナでの規制が緩やかになった影響で多くの企業・事業団体がコンテナを所有し、運用業種は多種多様になっています。

世界では前述したようにコンテナがISOによって世界で規格化されているので今では当たり前の様に行われている海陸輸送の一貫化が実現しました。まだコンテナの規格が整っていなかった時代にはコンテナを移し替える作業が多く、これによって多くの人手が必要だったりや盗難などの被害が続出しました。それが1956年にアメリカ最初のコンテナ専用貨物船「Ideal-X」の就航以降、徐々に世界でコンテナ輸送が浸透していったのです。現在ではISOのコンテナ規格のグローバル化が進行しています。その点は長年に渡って独自規格を採用している日本は世界で遅れをとっています。

また、コンテナを居住空間に使うようにもなりました。宮城県では2011年の東日本大震災の被災地向けに作られた仮設住宅としてはじめて海上コンテナを利用した多層式仮設住宅の入居が開始されました。

世界中の企業が一致団結したことによってコンテナの規格化が進み、そのコンテナによって世界の流通をスムーズにさせたのです。

豆腐・大豆製品製造過程

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最近我が家では豆乳が一大ブームです。
豆乳と一口にいっても様々なフレーバーがあり楽しんでいます。
そして豆乳ど同様に豆腐にもブームがやってきています。
夏は冷ややっこで、寒くなってからは湯豆腐やお味噌汁で。
今回はそんな大豆製品について書いていこうかと思います。

豆腐ができるまでにはいくつもの過程があります。
最初に精選という過程で虫喰豆や破砕豆をはじめ豆腐作りに適さない豆を取り除き、同時に他の遺物も除去します。
次に洗浄の過程です。
大豆の表面に付着している土やほこりなんかを取り除いていきます。
これが終わると浸漬の工程です。
大豆を水につけて砕きやすくします。季節によって気温や湿度によって時間が異なるのでプロの仕事が求められます。
水を含んで柔らかくなったら大豆を機械に入れて挽いていきます。
これは豆摺りと呼ばれる工程です。
ちなみに磨砕したものは呉と呼ばれます。
次の工程ではこの生の呉を加熱します。
加熱は、大豆タンパクを凝固しやすく、成分を溶出させるために行います
この工程を釜煮・加熱と呼びます。

次の工程では加熱した呉を絞り濾過分離して、豆乳とおからに分離します。
この豆乳ににがりを加えて固めると豆腐になります。

ところで皆さんはどうして豆腐って腐ってもいないのに腐るという字を使っているかご存知ですか。
豆腐の発祥は中国とされています。
中国では液体から固体になったもの、やわらかい個体などを腐という字を当てるそうです。
ちなみに一部の飲食店などでは豆腐ではなく豆富とあて文字をつかうところもあるとか。
いずれにせよ日本の腐るという意味と中国での腐るという意味では少しニュアンスが異なるということでしょう。