Lime JuiceLimeの活動日記
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瑪瑙(めのう)と実験器具の微妙な関係 00:01
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    さて天気のめぐりが早くなってきた・・・雨が上がるごとに木々の目が芽吹き・・・山に萌木色のグラディエーションがかかる頃、山菜も美味しくなる。

     

    さて・・・私はしがない研究者なのだが、最近会社でこの研究者や研究職に対する風当たりがとても強い・・・

    研究は金を喰う!! 企業では一般的にその研究費は現場を受け持っている人達が、製品を生産し稼いだ源泉で補われているので、ほんと現場の人に感謝しないといけない。

    そして、金をつぎ込んだからと言っても新製品などそうそう出る物ではない・・・なので研究成果が製品となって世に出るまでは、とにかく莫大な費用を消費する。

     

    しかもそういった研究で使う器具はとても高い・・・普通のフラスコでも個人で買おうとすればそこそこ躊躇する値段だが、それが計量校正をうけたメスフラスコなんかだと、その数倍はする。 

    ちょっとした不注意! 言い訳がましいがほんと不注意なんです・・・パリン!!と軽やかな音とともにいとも簡単に砕け散る・・・ガラス自体も薄く作られているので、コツンとどこかに当てるだけでも見事にクラックが入ってしまう。そうなると修正などきかず、廃棄処分になる。

     

    分析機械でもX線を発生させる機械なんかは、修理に素人が簡単に手を出せるものでなく・・・専門の業者を呼ぶ事になる。

    そういうものを手順を間違えたりしてブッ壊すと大変だ・・・莫大な費用がかかる・・・そして日ごろの慣例からの、うっかりミスが意外に多いのも事実・・・職場のいろんな人が様々なサンプルで使うので個々での管理が追い付いていないのも現実!

    使おうと思って予約をしておいたら、自分の時になってなんとX線の管球が切れるといトラブルにあった事もある・・・このX線を発生させる管球と言うやつは、ある日突然まるで白熱電球のフィラメントが切れるがごとく、突然寿命が尽きる・・・何もヘマしてないのに「あっ!俺なんかやっちゃったかなぁ〜」と自己嫌悪に陥ったことがある・・・(苦笑)

    そしてその管球の価格が、なんと300万程するので、もう色んな意味で心臓にに良くない・・・そこそこの自動車買えるじゃん!

     

    実は前回の瑪瑙の記事にちょっと絡めて・・・研究者でないと出会えない、実験器具のちょと奥が深い世界に皆さんを案内してみたい

    前半ちょっとおふざけが入りますが・・・それもいつもの習慣!?

     

    さてここで・・・私が”男子校の化学の教師”になったシュチエーションで・・・ちょとした実験器具に関する問題を出してみたい。

    もう男子校の教師というのがミソで・・・

    さて問題です・・・

     

    Q1.以下の語句例から”妄想”して、四角(□)に当てはまる漢字一文字を入れて、化学で使用する実験器具の名前を完成させなさい。(四角にはすべて同じ漢字一文字が入ります。)

     

    語句例(妄想用!?) □房ー□首ー□輪 

    実験器具名      □鉢ー□棒

     

    答えはこの下にあります。

     

    ハィっ!思春期の男子はみんな正解でしたね! よくできました!!

    体のパーツを表現する言葉ですが、一つの漢字でもここまで多様に読み方が変わるのは日本語の素晴らしいところです。

    □に入る漢字一文字:回答は「」である・・・(笑)

     

     

     

    実はこの器具・・・小学校などででも使われているので、年齢層や性別問わず実際には結構な知名度がある物です。

    名前は知らなくても、独特の形状をしたこの白いヤツ!見たら・・・あぁ!あれね!ってなると思う・・・

    実際の器具名は「乳鉢と乳棒」

    磁製乳鉢.jpg

    ざっくり言うと、硬い物から軟らかい物まで、色んな塊をすり潰す時に使います。 

    さて・・・すり潰す事を難しい言葉では(擂潰=らいかい)というちょっと聞きなれない言葉を使います。

    しかし日常使用では・・・「ゴマを擂潰」するなどとはなかなか使いませんが・・・(笑)

    研究室では、主に固まった試薬をほぐしたり、分析をかけたい結晶状の合成物などをこれに入れてゴリゴリとやったり、粉物などはシュッ!シュッ!と軽やかな音を立ててかき混ぜます。

    過酸化物試薬なんかは、下手にゴリゴリやると軽く爆発することがあるので、大量にやっちゃあいけません。

     

    この器具!作られている素材によって価格もピンキリ、すり潰す物の硬さによって使用する材質を変えなければならなく、例えばガラス乳鉢と乳棒でアルミナの粒なんかを擦ったら、器具がサンプルの硬さに負けてしまい、逆に乳鉢と乳棒を削っているようなものになってしまいます。

    こういったシーンで素材との相性を見る為に、皆さん鉱物好きが、”知っていてもフィールドで中々出番が無い”「鉱物のモース硬度」の理論が役に立ってくるのです。

    なので購入すると、付属されてた説明書には使用できる素材の一覧表などが添付されている場合もあったり、もし無い場合は、いきなりゴリゴリやる前に、サンプルの成分と乳鉢の相性を調べてから使うのが正しい使い方です。

     

    乳鉢と乳棒は言わずと知れた、切っても切り離せない最強のコンビです。 どちらかが欠けても擦り潰す事はできなくなってしまいます。購入する時は「対」が基本・・・高価な器具になるほど、面合せしてあるものがあったりするので、同じ材質の物でも近くにあったからと言って、違う組み合わせで使うのは本来はNGなんです。(これ意外と知られていない) 

    もちろん乳鉢と乳棒の異種素材の組み合わせなんかご法度である。

     

    まぁ書くまでもないが、異種同士の組み合わせなんかしたら、どちらかが負けて削れ、その成分がサンプルの中に入り込んでしまい、分析にかけると変なピークが出たりして「あれっ」となったりします。

     

    なので高価な材質のモノによっては破損が痛手になる事も、そしてなぜか「乳棒が破損する割合がとても高い」のです。 ほんとうっかりするとコロン!と机から転がり落ちて、床がコンクリートなら、いとも簡単に半分に折れます。

     

    すり潰す時のなじみやすさを乳棒の、その形状が支えているので、それが致命的に転がり易い形状になっている事で、破損事故を招きます。・・・持ち運ぶ際も乳棒が乳鉢から落ちて折れる事故が発生します。金属製の物は別として素材がセラミックなので基本硬いものほど脆いのが、この素材の宿命でもあります。

     

    なので・・・とても高価なメノウ乳鉢は大切に使われています。 

    独特の見慣れた模様がありますよね! 天然の原石からいい部分だけをカットしてこういった形状に仕上げられます。

    なんじゃこれ! 新品買えよ!!と突っ込みたくなりますが・・・こういうがなまじ往生際の悪い日本人の特性で、なまじ器用な性格が災いしています・・・(笑)

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    もう骨董の器を「金継ぎ」したような物・・・満身創痍なメノウ乳鉢・・・(笑)

    いっそうの事「漆と金でやれよ!!」って言われそうですが、さすがに圧がかかるのでエポキシ接着剤の出番です。

     

    床にぶちまけた時は、中のサンプルよりもコイツがバラバラになったショックが大きかった・・・(涙)

    スローモーションのように飛び散るシーンが今でも脳裏に焼きつています。

    乳棒の方も落として半分になった所をつないでいます・・・(笑)これは別の日にやらかした!

     

    いかんせん、さすがにこれでは作業性が悪いので、もう1個を奮発してみました。

    これでもウン万円します。

    IMGA0401.JPG

    天然の原石と解かるような、模様が入ってます。

    IMGA0402.JPG

    さて・・・折角なのでコアな読者の御希望通り・・・光を透過させてみましょう

    IMGA0403.JPG

    みて!みて!この幻想的な色合い! 以前にmoriさんがコメントしてくれたように・・・硬い素材なのにゼリーを思わせるような軟らかな見た目がなんとも美しいです。

    IMGA0404.JPG

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    擦り面には、乳棒を強く当てた圧痕が残りますが、粘り強いメノウならではの強度で、よほどの事で無い限り、欠けたりしません。

    高い圧力で押しつけても欠けたりすること無く、独特の滑り性を持ち合わせて、メノウが持つ潜晶構造によりサンプルをきめ細かく粉砕する事が可能です。ほぼ珪素なので不純物の混入も避けれます。

    IMGA0406.JPG

    私が個人で所有している物、下はかなり大型のメノウ乳鉢です。 でもメノウの質は上に乗っているグレー色した方がいい物です。

    IMGA0407.JPG

    これにも独特な模様が見てとれます。灰皿にしか見えん!!ってか??

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    運ぶ時は専用のトレイに入れるのが一番いいのですが、ちょっとしたテクニックとしては、こうやってグワッと鷲掴みして、乳棒を人差し指と中指で挟むと安全です。(かっこいい持ち方です。)

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    とにかくメノウ乳鉢は使いやすさは抜群!でも高価なので、ちょっと欠けたくらいでは買い替えはしません・・・これが一般的なガラス製の物や磁製乳鉢と呼ばれるものならば、「気軽に捨てて新品を注文!」という事になりますが、その素材が特殊な物になればなるほど、一気に価格は跳ね上がり、下手するとやらかした折には始末書モノになりかねません。

    1498008188-863593_2.png

    最近は「サファイヤ乳鉢」などというこれまた恐ろしい物が存在するので、こんなのをうっかりやらかしたら、私の給料の全額が軽くブッ飛びます。職場に無くてよかった!こんなん使うだけでドキドキで!心臓に悪いやんけ!

     

    合成サファイヤの原木(正式名=インゴット)から削り出して作られます。下の画像(合成サファイヤ・インゴット)

    これ作るためにでっかい、白金坩堝が使われています。それはそれでいくらするんだろう!

    Img346038704.jpg

     

    さてここで、突然ですが「乳鉢ランキング」(価格別)大きさの表記は、多少誤差があります。

    基本は乳鉢の直径で表します。100φ(φ=ファイ)=100mmのこと

    サイズと価格の比が凄いものがあります。

    日常生活では全く役に立たない情報です・・・(笑)

     

    第13位 磁製乳鉢 110φー約800円 

    理科室に置いてあるのもコレ、画材屋さんや東急ハンズでも買えます。

    磁製乳鉢.jpg

    第12位 ガラス乳鉢 120φー約1000円 これも画材屋なんかで見かけます。

    ガラス乳鉢.jpg

    第11位 鉄乳鉢 120φー約20,000円 銅の精錬の時に使っている物です。(鋳鉄製)

    このような深いタイプは突いてサンプルを破砕できますが、普通の形状の物ではこういった使い方は負担をかけます。

    IMGA0278.JPG

    第10位 石英乳鉢(溶融石英)100φー約50,000円 そこそこの純度の石英を溶かして固めてから削り出してあります。

    この辺りから個人所有が難しくなてきます。

    石英乳鉢.jpg

    第9位 アルミナ乳鉢 110φー約65,000円 高純度のアルミナを使って擦り面は磨いてあります。

    アルミナ乳鉢.jpg

    第8位 メノウ乳鉢 100φー約86,000円 ちょうど鷲づかみできるサイズです。

    02088801.jpg

    第7位 ジルコニア乳鉢 100φー約150,000円 この辺りから金額的にもぶッ飛んできます。 そして見る機会も減ってきます。

    ジルコニアはちょっと黄色っぽい、ぬるりとした独特な質感が何とも言えません。 光も少し透過します。 

    何よりも比重があるので、めちゃくちゃ重い!!

    ジルコニア乳鉢.jpg

    第6位 合成サファイヤ(コランダム)乳鉢 100φー約190,000円 実物は見た事ありませんが・・・紫外線当てたら多分ですが蛍光しそうな色してます。

    合成サファイア乳鉢.jpg

    第5位 高純度石英乳鉢(単結晶石英)100φー約300,000円 (城戸メノウ乳鉢製作所が誇る、日本品質の決定版!)

    マイクログラム程度の結晶化したサンプルを「カリッ」とやる時に使います。

    多分ですが人工水晶の単結晶インゴットから削り出していると思います。もう芸術品です。

    単結晶石英.jpg

    第4位 窒化珪素(シリコンナイトライド)乳鉢 サイズ80φー約350,000 サイズと価格の比がすげぇ〜

    あと個人的に名前がかっこいい!

    窒化珪素.jpg

    第3位 炭化タングステン乳鉢 60φー約300,000円 タングステン自体も高価で硬い金属なのに、炭化処理なんてしたら削れへんやろ!って思った一品 たぶんめちゃ重いはず・・・このランキング中でサイズ比では一番重たいと思います。

    炭化タングステン.jpg

    第2位 炭化ホウ素(ボロンカーバイト)乳鉢 サイズ80φー約600,000円 100φ切るのに60万ってもう!

    炭化ホウ素.jpg

    第1位 サファイア乳鉢(合成サファイヤ単結晶インゴットの削り出し)80φー約600,000円 たぶん最強な日本品質!

    何をすり潰す・・・ほうれん草のおひたしにかけるゴマを、これでスリスリしてみたい・・・(笑)

    一家に一個は常備したい一品です。

    image.jpg

    参考資料出典

    https://www.kido-japan.com/

    ・城戸メノウ乳鉢製作所

    ・理化学機器 アズワン

     

    さて乳鉢と乳棒好きになってくれましたか? 使用用途は様々、素材が持っている硬度を利用してダイヤモンド以外ならゴリゴリすり潰せます。ついでに「意外とフィールドでは役に立たないモース硬度」の勉強もできます・・・(笑)

     

    そのうち、合成ダイヤモンド乳鉢ってのが出てくるかもしれない・・・出ても買えない・・・落としたら割れるのか?

    割れたらクビが飛ぶと思う・・・(笑)

    そんなん出たらもう最強です。ファセットカットにしてゴージャスに使ってみたい!!

     

    今回も長文、ここまで読んで頂きまして、ありがとうございました・・・(^O^)/

    こんな単純なメノウでも立派な実験器具となって、私達のようなしがない研究者を支えるすばらしい道具になってます・・・

    そしてとても役に立つ素材の一つです。

    聞いた事ある素材もちらほら出てくるので、鉱物好きのみなさんなら親しみやすいと思います。

    それを研究者だけが手にとってニヤニヤするだけでなく、折角なので皆さんにお伝えしたかったので記事にしてみました。

     

    ではでは・・・

     

     

    | 科学・実験 | comments(0) | - | posted by Lime (ライム)
    シバザクラと瑪瑙は好きですか? 17:06
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      この時期、夜になると寒くなる・・・今降っているこの雨が上がれば気温が高くなるのか楽しみである。

       

      桜がちょうど散る頃、今度はバトンタッチしたようにシバザクラの季節である。

      朝晩の気温の差があるほど、凛として花は美しく見える。

       

      いつも面白い鉱物産地の手掛かり見つけてくるmoriさん・・・ちょっとしたヒントから、一緒に森を駆け巡り探しに行った場所で採れた素晴らしい瑪瑙

      外見だけでも十分に面白いですが、切断して磨くとみるとさらにその面白さに拍車がかかった。

      色々なお礼も含めて・・・切断研磨してプレゼントしました。

       

      研磨機は持っているが、今回は磨く物の数があるのでダイヤのディスクが欲しくて砥粒が粗い物から、細かな物まで買いそろえました。

      普通のGC砥石(合成グリーン・コランダム砥石)でもいいですが、やはりスピードと平滑性を求めるなら、ダイヤの蒸着ディスクに限ります。

      高価ですが作業性がいいので使いやすいですね!

       

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      いつの日か突然現れたシバザクラノ斜面 綺麗に管理されていました。

      もうすぐ雨が降りそうな、そんな曇天の空にも白とピンク色がとても映えます・・・

       

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      レンズにハァーと息を吹きかけて、ソフトフォーカスにしてみました。

       

      そんなシバザクラをバックに、今回切断研磨依頼のあった瑪瑙を撮影してみました。

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      これだけを見ると外観はでこぼこした、けっしてきれいとは言い難い瑪瑙の原石ですが・・・

      4枚おろしです。

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      うっすらと紫色にも見える、瑪瑙特有のリーゼンガングの縞模様が綺麗です。

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      オレンジ色した物もあります。

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      番外編(どうやって研磨してるの?)

      切断からポリッシュまで含めて、鉱物専用の機械、「ニュートン6」という切断研磨機を使っています。

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      ダイヤモンドディスクと呼ばれる、ダイヤの粒を鉄板に蒸着したした物があります。

      磨き前の面出し用の荒削り、そして鏡面加工手前の3000番程度まで番手があります。

      今回購入した物は、左から240番・500番・800番・1200番です。

      IMGP2406.JPG

      240番は光を斜めにかざすと、ダイヤモンドのキラキラした砥粒が確認できます。

      素手で作業をすると慣れないと、指先まで削って痛い思いするので注意が必要になってきます。

      IMGP2407.JPG

      今回購入した1200番の物は細かなダイヤモンドが敷き詰められているのでシルバーの艶消し塗装されているようにしか見えません・・・

      IMGA0380.JPG

      これを奥にあるマグネットプレートに接続して使います。

      IMGA0381.JPG

      瑪瑙は石英の潜晶質構造があるので、きちんと平面を出さないと、このように最終の鏡面研磨した際に、細かな磨きずみたいな物が出来てしまいます。

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      粗いダイヤディスクを使用するとかなり楽に平面を出す事が可能です。

      この機械を手に入れたころは、鉱物の偏光顕微鏡の薄片を作るのにも活躍していました・・・最近は会社の機械の方が便利なのでそちらを使っています。

      IMGA0383.JPG

      ダイヤモンド研磨工具は、基本的に水を流しながら冷却して使います。 ダイヤモンドは硬いですが熱にはあまり強くありません。

      このように段々と番手上げて、最終的には薄いフェルト生地のついたバフと呼ばれる研磨布に、酸化セリウムの粉末を溶かした物を塗りながら磨いてゆきます。

       

      鉱物は一般的にはそのまま楽しむのが面白いですが、瑪瑙のようなリーゼンガング現象を見るにはどうしても切断研磨が必要になります。 実は切断し荒削りした物を、銅や鉄の酸化物が入った溶液に浸漬して高圧の高温状態にして、その後取り出し今度は炉で200℃〜400℃で24時間から48時間ほど加熱処理をすることで、よくお土産屋さんに置いてあるような、青や赤に染められた物が作る事が出来ます。

      これは瑪瑙自体が細かな石英の粒子が集まった、潜晶質構造をとっているので、そこに染料が浸透しやすくなり染色が可能になっています。

       

      時間はかかりますが、サンダーに石材用切断砥石を取りつけて切断し、耐水ペーパーでも時間をかければ磨く事は可能です。

      興味があれば是非チャレンジしてみてください。

       

      ではでは・・・

      | 自然観察 | comments(4) | - | posted by Lime (ライム)
      「うきぐもケイビング・クラブ」コラボ記事 19:01
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        ※お詫び 一部文章の削除を行いました。

        先般、我が家の有識者が運営する「BLPO(Blog Ethics & Program Improvement Organization)」の審査において、当該ブログの内容に一部、青少年に不適切な表現についての指摘があり、厳正な審査の結果、文章の一部を削除させて頂く事になりました・・・(笑)

        毎度、楽しみにしているコアなユーザーは別として、これからは更に「適度に万人受け」する健全???なるブログ運営を目指したいと思っております・・・引き続き御贔屓を宜しくお願い致します・・・(笑)

         

         

        さてさて、ものすごーく、お久しぶりです。どこかの坑道に閉じ込められていた訳ではありません(笑) 

        「さくら餅ネタ」の記事を掲載してから随分と経ちますが、今年は気温が低いせいもあって私達の地域では場所によってはまだまだ桜の花が木に残っている所もあります。

         

        鉱山探しに行って・・・山をさまよって見つけた坑道は、そこに鉱山があった事がわかる偉大な?存在です・・・(笑)いきなりわけわからん!!

        古い鉱山なんかは、鉱山施設なんぞ・・・すでに無くなってしまっている所が多いですが、残っていた坑道を見つけると、アタリ感があって・・・なんかとてもテンションが上がります。(でも普通に生活している人のほとんどは、そうならないので、安心してください)

         

        yahoo知恵袋に「自分は鉱山の坑道を見ても興奮しないのは、何か病気なんでしょうか?」とか質問しなくても「たぶん興奮する人の方が病気」なので心配いらないです・・・(笑)

        それは同じ病に冒されている、ケイバーさん達にも該当するのではないでしょうか?

         

        日ごろそんなアングラ系!??でなく・・・「穴ぐら?系=ケイバー」のブロ友さんと仲良くしてもらっている事もあって、穴つながり??で鉱山に関する色んな情報も頂きます。

        そんなこんなで・・・「うきぐもケイビングクラブ」のリーダーのkimさんから、以前に調査した鉱山の探索記録を頂き、そこにある鉱物や施設の件で色々とご助言させてもらう機会がありました。

         

        詳細はこちらのブログを参照してください。

        http://ukigumocave.blog.fc2.com/blog-entry-120.html

        こちらのページにも調査記事がありますので紹介しておきます。

        http://moguranosettin.blog.fc2.com/

        とにかく写真が素晴らしいので一見の価値はあります。

         

        ケイビングは洞窟を「めでる趣味」です。(あえて、きれいな言葉を使いました) そして様々な登攀技術を駆使するのは、クライミングと変わりありません。 クライミングはオープングラウンドですが、しかし同じフィールドでもこちらは地下に伸びる天然の洞窟を攻める方です・・・地下と言っても縦横無尽の張り巡らされた洞窟なので、クライミング以上の危険を伴い、天候の急変による増水で閉じ込められる危険性もある、これまたワクワクするようなスポーツなんです。

        でもやっている姿を見ると、ドロドロに汚れたツナギや女性が洞窟内でドロドロになった髪の毛を洗ったりするシュールなシーンも満載! 普通の人がこれを見るとちょっと抵抗感が出てしまうのですが、多分ある所で踏ん切りがつくもんだということなんでしょうか??

         

        そんなんで!そんでもって!もうざっくりと・・・基本は石灰岩が雨水の浸食で溶かされて出来たものです・・・海岸にある波の力で出来たものとはちょっと違います。

        石灰岩が溶けて大きな穴が開き、鍾乳洞になります。 そして溶かされたカルシウム分が再析出して鍾乳石などになります。

        因みにカルシウムの溶解度は温度が低いほど水に溶けやすいという、他の物質には無い変わった性質を持っています。

         

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        私の家にある大きな鍾乳石です。 私の祖父が当時勤めていた石灰石鉱山から出た物をトラックと10トンクレーンで運んで庭石にしています。

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        IMGP2436.JPG

        私が幼少のころはピカピカ、ツルツルの肌をしていましたが、長年の風雨にさらされてコケなどもはえてこんな醜い姿になってしまいました。

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        こちらは比較的大きな洞窟のような場所の水が流れた場所にあったものだそうです。

        鍾乳洞の中で綺麗な方解石が2次的に再析出した物です。

         

        いづれは現地調査に参加してみたいと思いました。

        洞窟内や坑道などこんな穴ぐらでは多くの生物や微生物が暮らしている事も解かっています。ほんと興味深いです。

         

        最近はなんでもかんでも「危ない!危険!とかいって」敬遠する世論がはびこる中、こういうある意味エキストリームスポーツを果敢に攻める人たちを「Lime Juice」は応援します・・・(^O^)/

        鉱物採集を無理やりエキストリーム化してますが・・・!!

         

        ではでは・・・

         

        | 自然観察 | comments(1) | - | posted by Lime (ライム)
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