ただしがファンデルワールス力を学ぶようです

ヤモリになるし! ファンデルワールス力や物理,ヤモリを交えながらわかりやすく解説

2015/11/27

メトロ

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ファンデルワールス力 物理 ヤモリ 自然科学 サメ肌 ドローン バイオミメティクス 分子 原子 重力 エーデルワイス

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  • サトルー!

  • あ、メタボもそうか、天然の防寒材だからなぁ ホモ・サピエンスの移動経路的に脂肪を蓄える能力は寒冷期を乗り切るのに必要だろう… となると、やはり今のホモ・サピエンスの肥満問題は(ブツブツブツ

  • 勢い良く扉を開けたら、サトルがなんかブツブツ言って壊れてるんだし…

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  • そもそも人間のコミュニケーション能力はいつ発達したのか…喉仏の微妙な違いがホモ・サピエンスとネアンデルタール人との発音にかかる能力をわけ…やはり人間が平和になるためには人間の喉を全員からえぐりとってだろう…

  • サトルー!サトルー!戻ってくるんだし!なんか物騒なことを言っているんだし!

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  • あ、ただしか、どうした?

おまwww
  • いや、何かをブツブツ言ってるかサトルを見て伝えたい事を忘れたんだし…

  • ちょっと生命の神秘について考えていただけだ。 ちょうどいいから、お前の喉から声帯を取らせてくれないか? コミュニケーションがむしろ平和を邪魔してるだろJk

  • 絶対にお断りするし… そう、生命についてだし!さっき、ただしの部屋にヤモリが出たんだし!

  • まぁ、お前の家も大概古いからヤモリが出ることくらい珍しい事じゃないだろう。

  • でも、ただしの部屋の天井にくっついてるんだし…怖いんだし…毒ヤモリだったらどうするんだし…

  • おちつけ、毒を持ったヤモリは日本にいない。 毒といえばイモリだ。

  • ヤモリとイモリって違うのかし?

  • 見た目は似ているが、イモリは両生類でヤモリは爬虫類だ。 イモリが水辺に生息しヌルヌルしているのに比べ、ヤモリは乾燥地帯でも生きてるし肌がすべすべしてる。

  • そうなのかし… ところで、イモリはヌルヌルしてるから吸盤で壁を登れるのはわかるんだし。 でも、ヤモリはすべすべだし吸盤もないし?どうやって壁にくっついてるんだし?

  • おう、いいところに気がついたな。 イモリがなぜ吸盤も粘液もないのに壁を登れるか、実は長いところ謎だったんだ。

  • そうなのかし?静電気とかそういうのでないのかし?

  • それがもっと複雑な力を利用しているんだ。 おそらく、「ファンデルワールス力」を使っていると考えられている。

  • ファンデルワールス力?音楽で習うアレかし?

  • そりゃ、エーデルワイスだ。
    ファンデルワールス力は非常に難解なんだが、簡単に説明すると原子、イオン、分子間の間で働く結合、排斥する力ということになる。

  • 全然わからないんだし…

  • 量子力学的な振る舞いも検討することになるから、専門家でも色々意見は分かれているようだ。 この宇宙で働く力は4つで「電磁気力」「重力」「強い力」「弱い力」の4つなのだが、ファンデルワールス力はそのなかの「電磁気力」に入る。しかし、資料によっては「弱い力」と書いているところもある。とにかく、原子分子レベルでの作用になるんだな。

  • 更に訳がわからなくなったし…

  • まぁ、本当に理解しようと思ったら量子力学の数式などが必要になるから、簡単に説明しろってのが無理だ。「ものすごい狭いスケールで原子・分子どうしがくっついたり反発する力」とだけ考えておけばいいだろ。

  • となると、ヤモリの足にはそんな小さなスケールで作用するくらいに繊細な何かが付いてるのかし?

  • そうなんだ。ヤモリの足の裏を見てみると妙な縞があるだろ。あれは趾下薄板という器官なんだ。その板にはマイクロメートルの剛毛が生えているが、その毛はナノメートルサイズの細かい毛が集合してできている。

  • 普通の顕微鏡では見れないのかし?

  • 普通の顕微鏡ではせいぜいマイクロメートル単位までしか判別できんな。ナノメートルはその1000分の1の大きさしか無い。ヤモリの足の裏には電子顕微鏡を用いてなんとか構造がわかるってサイズの毛がびっしり生えているんだ。

  • そんな小さな毛なんてなんの役に立つかわからないし。カツラにするにも見えなかったらカツラの役にたたないんだし。

  • 髪の話はやめろ。
    さて、さっき「ファンデルワールス力は分子・原子レベルの作用」と言ったが、ナノメートルの世界ではまさにそのレベルでの力が作用するだろ。超細かい毛と壁の分子がファンデルワールス力で引かれ合うんだ。

  • 分子どうしが直に接着されてるということかし?

  • まぁ、簡単にいえばそういうことだな。正確には電気双極子同士による凝集力ってことなんが…そこまでは踏み込まない。しかし、この力はけっこう強力でイモリの足全体のサイズで120キロもの重さのものを吊り下げることができる。

  • めっちゃ高度な科学力を応用してるのはわかったからそれでいいお…でも、そんなに力がかかるならヤモリは歩くのに一苦労なんじゃないかし?

  • それがファンデルワールス力の面白いところで、この力は距離の6乗に反比例して弱まるんだ。つまり、ほんの近い範囲でしか作用しないのと、力が方向性によって強弱がはっきりしている。ヤモリは絶妙な力加減と足の動かし方で必要なときにファンデルワールス力を発生させ壁にくっつくが、普段は力がはたらかない歩き方をしているんだな。

  • イモリすげーんだし! でも、どうしてこういう能力を獲得したんだし?

  • 進化論では「そういう能力を持った個体が生き残ったから」と説明するが、ホント、生き物の巧妙さには驚かされるだろ。人間の技術力では再現できないものも多いだろ。

  • そうなのかし?

  • イモリが壁を歩ける力がファンデルワールス力だという論文が出されたのが2000年だな。結構最近までこんな簡単そうな原理もわからなかったんだよ。 今でもそういうよくわからない現象はまだまだある。 人間も謎の塊で、のどこがどういう働きをするかも詳しくはわかってないだろ。

  • でも、こういう力を何かに使えないのかし?ヤモリのような下等生物に使わせておくのはもったいないんだし。

  • 下等生物だから生命体として劣ってるわけではないだろ。

    ヤモリの足をヒントに粘着跡を残さず強力で剥がしやすいテープの研究は進んでいる。 こういう生き物の仕組みを模倣して技術に活かそうという研究も進んでいるんだ。 バイオミメティクスというのだが、例えば小型ドローン用の効率のよい飛行のために、トンボや蝶の羽を研究したり、海蛇の動きを研究して、水中で早く効率的に泳げるロボットを開発したり、と応用範囲はとても広く想定できる。 身近なところではマジックテープだが、これもオナモミの実のカギをヒントに開発されたものだな。

  • そういえば、競泳水着にサメの皮の仕組みを使っていると聞いたことがあるんだし。

  • お、よくしってるだろ。サメ肌はザラザラしているが、このザラザラが逆に抵抗を減らしスピードアップするという仕組みだな。

  • でも、鮫肌の競泳水着ってなんか萌えないんだしね… やっぱりスクール水着がナンバーワンなんだし!

  • お前はファンデルワールス力で口を閉じておくべきだろ… で、ここにそのテープの試作品があるんだが...

  • 問答無用

  • もごもご!もごもご!
    (口だけでいいんだし!鼻を接着するのはヤメるんだし!)

  • おわり

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