この製造ラインでは、多い時で1日のおよそ200万本の電池を製造している。リチウム電池の構成は、アルカリ電池をよく似ている。違いは負極に亜鉛を使わず、リチウムを使うこと。リチウム電池にはさらに大容量をとるために、構造を変えた電池が存在する。することでリチウム電池は電圧がアルカリの2倍、電池容量がマンガンのおよそ10倍も大きくなる。全部合わせると大きく分類して40種類、細かく分けて4000種類ある。2分の充電で、5km走行可能。リチウムイオンキャパシター:安全性に優れ、非常に高いエネルギーを生み出すことが可能。今後いろいろな使い方が考えられる。ブレーキをした時は、モーターが発電機として働く。そのエネルギーを電池に吸収する時に急速な充電ができる。→電車のブレーキ時に発生するエネルギーを充電して、駅構内の電力として活用できる。自動車や電車が生み出すエネルギーを簡単に貯めて、いろいろな場所で生かすことができる時代がもうすぐ来るのかもしれない。電池の進化はここまできた。クレジットカードの中に、すごく薄い電池が入っている。ラジオデパートには、見慣れない電子部品の数々を売っている店がたくさんある。稲電気(創業45年)、マニアックな電池がズラリ。北海道から買いに来る人もいるという。ニカド電池(ニッケル・カドミウム蓄電池):モーターなどの大出力が必要なものに適している。カドミウムが有害で廃棄時に環境へ悪影響があるので、だんだんなくなっている。【電池と家電の最適な組み合わせを学ぼう】アルカリ電池が一番性能がよいと思われているが、使う家電によって適している電池も様々。懐中電灯のような、常に使用しないものの場合は、マンガン電池(長期間入れておいても液漏れしない、休み休み使うのに向いている。)ラジカセ・・・アルカリ電池(比較的大きな電流が長い時間必要な家電にお勧め。)アルカリ電池は寿命がなくなる直前まで、大きな電流を放電できる。ストーブ・・・マンガン電池(一時期に大きな電流を必要とする家電にお勧め。)マンガン電池は1回使ってしばらくすると、電圧が回復する。液晶テレビ・・・アルカリ電池(リチウム電池は電圧が高いので、使える家電と使えない家電があるので注意が必要。)時計・・・マンガン電池(時計やリモコンなど、パワーの少なくてすむ家電にお勧め。)アルカリ電池より比較的安いマンガン電池を効率よく使うとGood。全自動カメラ・・・リチウムイオン電池(電圧が高いので、携帯電話など、常にパワーが必要な家電にお勧め。充電できるのでエネルギーを長く保持できる。)電卓・・・マンガン電池ヘッドフォンステレオ・・・アルカリ電池シェーバー・・・ニカド電池(モーターなどの出力が大出力が必要な家電にお勧め。ニカド電池は使わないと自然消耗するので注意。)車・・・鉛蓄電池(常に大きな力が必要で、安定性も抜群なので、車にお勧め。自動車の他にもフォークリフトや小型飛行機にも使われている。)ノートパソコン・ビデオカメラ・・・リチウムイオン電池(長時間パワーが必要な家電にお勧め。携帯電話は92.9%、冷蔵庫は98.7%、電子レンジは97.5%。テレビは・・・99.6%「、普及率NO.1!テレビの語源はTelevision・・・Tele(遠く)+Vision(見る)ちなみに電話の語源はTelephone・・・Tele(遠く)+Phone(聞く)遠くのものを一瞬にして見る、という夢のような技術の開発には、世界中の多くの人々が関わっている。・ビクターに入社し、VTRの研究にも取り組む当時大学教授だった彼は、後に発売されるテレビの開発に多大な貢献をした。そんなテレビの父・高柳が成し遂げた偉業は、電波を使って文字の映像を送り、それをブラウン管に映し出すことに世界で初めて成功した。(1926年ブラウン管に、世界で初めて「イ」の文字を映すことに成功)その後メーカーも研究を重ね、戦後1939年、東芝、ビクター、コロンビア3社共同でテレビジョンを完成。戦争の影響で発売には至らなかった。戦争が終わって8年後、1953年ついに国民が心待ちにしていたテレビが発売される。早川電気工業(現シャープ)が発売。当時の価格は175000円。当時の公務員の初任給が5400円という時代、今の価値でおよそ650万円という高値。テレビは一部の富裕層のみが持つことを許される超高級家電だった。発売から1ヶ月後1953年2月1日、NHKがテレビ放送を開始。放送は1日たった4時間のみ、録画装置(VTR)がなかったため、生放送が中心だった。視聴者数は全国でわずか866人、その後テレビは驚異的に発展する。当初1家に1台ではなく、お店や公園、街頭などに設置されたテレビを大勢の人で鑑賞していた。大人も子供も、女性も男性も、テレビにくぎ付けになった。当時大人気だったのがプロレスラー力道山、空手チョップで敵を倒す姿に日本中が夢中になった。その後当時の皇太子様(現天皇陛下)のご成婚をキッカケに、白黒テレビが普及、この国民的一大イベントによって、白黒テレビは1000万台を売り上げた。市民権を得たテレビは冷蔵庫、洗濯機と並び、三種の神器とまで言われるようになる。テレビの普及率も、発売から10年たつころには、ほぼ90%と驚異的な速さで広まってゆく。この時代のテレビの特徴は家具調、これは当時の生活様式と密接に関係があり、家の中心である居間にあうようにと工夫されたのがこのデザインだった。そんなテレビに新たな変化が訪れる。【D-21WE】1960年東芝が国産初のカラーテレビ(サイズ21インチ)を発売。価格は520000円。当時発売されていた一般的な大衆車(スバル450:380000円)より値段が高かった。東芝科学館に、この貴重なテレビが現存している。両脇にはボリュームの調整とチャンネル合わせのつまみがついている。色の微調整も可能だった。カラー放送開始当時のテレビ欄を見ると、(色)と表記されているところがカラー、ほとんどが白黒放送だった。カラーテレビは東京オリンピックをキッカケに普及。(1964年)この歴史的イベントにより、カラー放送に各メーカーが注目し、技術を競った。値段も手ごろになり、1973年には白黒とカラーの普及率が逆転。「高雄」など、和風な名前が流行していた。このころ一風変わったユニークなテレビが発売される。横長のテレビ、上の蓋をあけると、テレビにレコードがついている。海外メーカーフィリップス社から発売されたヘルメット型テレビ、持ち運びに便利なように車輪がついている。当時テープはVHS[ではなく、U-maticというテープだった。家庭用ゲームと組み合わせたファミコンテレビ(1983年)、スーパーファミコンテレビ(1990年)といった商品も・・・そんな進化し続ける日本のテレビは、海外でも注目される存在に。特筆すべきはソニーが発売したトリニトロンという技術を搭載したテレビ、今までのテレビと比べ、より鮮明になった映像。何よりその映像を安定して映し出せたことから世界中で大ヒット。後に全世界で累計およそ2億8千万台売りあげ、世界のソニーとしてその地位を築き上げた。そんなテレビに再び革新がもたらされる。2011年7月24日、地上デジタル放送に移行、テレビは薄型化し、液晶テレビ、プラズマテレビが誕生した。2003年以降、デジタル放送に対応した薄型テレビが続々登場し、地デジ移行により、急激に普及、最近では3Dテレビという夢の商品も発売されている。家電の王様テレビの進化は止まらない。●テレビはどのように進化してきたのか?↑有線のリモコン式テレビ。↓カラービームスコープ:1962年ビーム電子エネルギーが発売(当時の値段:2950円)、白黒テレビをカラーで見られるものとして、当時大ヒットした。【ブラウン管テレビの仕組み】ブラウン管テレビを構成するパーツは大きく3つ。�スピーカー:音声を流す部分ブラウン管テレビの裏側はいたってシンプル。→そして電子ビームは偏向ヨークが発生する磁界により曲げられる→偏向ヨークの磁界を変化させることで、画面全体に電子ビームをあててゆくつまりブラウン管は電子銃から照射される電子ビームを高速で動かすことによって、残像を利用して映像を表示している。↑ボディは木からプラスチックへ変わった。明暗オート切り替え:テレビは昔から明るいテレビがキレイだった。明るいテレビが一番お客さんにアピールする点、だから明るくするモードがある。まぶしいくらいがキレイと感じてもらえる。外からのアンテナの信号はチューナーに入り、中央部分で様々な処理が行われる。その後、映像信号が液晶に伝わる。液晶パネルは自ら発光しない。そのため必ずバックライトが必要。裏側から表示パネルを照らし、ディスプレイを発光させる。ブラウン管と比べると映像表示部が薄型化。液晶テレビはどうやって映像を表示しているのか?バックライトから電光が液晶とカラーフィルターを通って映像を表示する。この時液晶は、ブラインドのように開けたり閉めたりすることで、光の量を調節する。緑の色を表示する場合、液晶が赤や青の部分を閉じて緑だけを通す。これを素早く行い続けることで、様々な色を表現し映像を表示している。00:00暮しに役立つ家電の科学★掃除機ある電気メーカーが主婦を対象にした調査を行うと、嫌いな家事の筆頭には、掃除、との声が大多数。その理由は、手間がかかる割にはあまりほめられないから。確かに“部屋はきれいであたりまえ”というのが昔から続く日本人の考え方。掃除の前にはゴミ捨て、雑巾がけ、片づけなど、いろいろな面倒が付きまとう。そんな主婦達から嫌われる掃除を、少しでも手軽に行えるようにと誕生した掃除機。掃除機が登場する前にはいったいどうだったのか?明治時代、多くの家は和室がメインの日本家屋。箪笥の上にたまった埃をハタキで落とし、畳の上に落ちた埃をホウキではいて、最後に雑巾で拭く、というのが一般的な掃除の仕方だった。この負担をなくそうと、1931年電気掃除機国産1号(VC-A型)が、芝浦製作所(現在の東芝)から発売される。この掃除機は、アップライト型と呼ばれ、吸い込み用床ブラシとモーターが一体化していた。この掃除機の誕生で、掃除は“掃き出す”から“吸い込む”へと変わった。当時の価格は110円、大卒の初任給2ヶ月分という高級品だった。主婦達を過酷な家事労働から解放すると期待された掃除機、しかしなかなか普及することはなかった。その原因には日本独特の住宅構造が関わっていた。家の外と内を仕切るものがほとんどなかった。ゴミの通り道で見てみると・・・ハタキで叩かれた塵や埃は畳へ。箒によって室内から板の間、そして外へと掃き出されてゆく。掃除機で吸い取るよりも掃き出すほうが早かった。戦後1956年日立が発売したヒーターパックH-H2(17,200円)、その携帯性がうけ、一時代を築く。普及までには至らなかった。当時人気の出ない掃除機を何とか売ろうと、1959年三菱電機がTC-203を発売。(初期のキャニスター型掃除機、ボディは金属で、車輪がついていた。)吸い込み口の反対側を見ると、後ろにもう1つ穴がある。この吹き出し口にノズルを付けて風を送り、お風呂やストーブの火おこし、ドライヤーにも使えるとし、売ろうとした。その後1960年代に入り、掃除機はようやく普及し始める。普及の後押しとなったのは、住宅様式の洋風化。畳の代わりに絨毯を利用する過程が増え、今までの雑巾では掃除しづらい環境になった。畳だけでなく、マドにも大きな変化が。これまでのように木製の敷居ではなく、アルミサッシを取り入れることが一般化した。この時代背景が掃除機の普及率を劇的に上昇させる。1968年には53.8%だった普及率が→1975年:91.2%。現在代表的な方式であるカミパックは、1980年日立が開発したと言われ(CV-8500)、サイクロン式は、その代名詞的存在であるダイソンが、1993年に発売した。→成形されたボディはベルトコンベアで運ばれる●モーター工場(1日2500個生産可能)・・・モーターにはコイルがたくさん巻かれている掃除機のモーターが他のモーターと比べて違うのは圧倒的な回転数。洗濯機の脱水で1500回転、扇風機で3000回転前後、車のエンジンでさえ8000回転。組み立てライン・・・関わるのは7人、掃除機の主要パーツはおよそ30.成形工場でできたボディがベルトコンベアで流れてくると・・・1人目:コードリール取り付け、3本のネジを6秒で取り付ける2人目:モーターへ銅線とスポンジ(モーターの音を小さくする)取り付け3人目:モーターユニット組み立て(15秒)4人目:基盤(モーターの回転数をコントロール)組み込み5人目:モーターユニット組み込み、精密機械のように銅線をまとめる6人目:本体と上ケース取り付け、フィルターと紙パック取り付け7人目:上蓋の取り付け(0.5秒)、電源のテスト7人で掃除機を完成させるまで、7分25秒。本体が完成したら性能試験をし、人間の目で最終チェック。疑問1掃除機の、強、中、弱の使い分けは?フローリングや畳は弱で十分。疑問2掃除機の耐久年数は?一般的に7年。(モーターが傷む)疑問3掃除機を使う時、何往復したらきれいになるのか?力をいれず、軽めに動かすほうが効果的。書き出して吸うのは、押す時より戻す時の方がブラシが回転するので効果ある。:今までの掃除機に比べ、2倍以上の集塵容積を持ち、紙パックが無駄なく使える。光触媒フィルターで臭いを分解。青色LEDにより、光触媒フィルターの効果が再生。)掃除機を構成するのはモーターとゴミを溜める部分。モーター・・・ターボファンが回転すると、前にある空気を吸い込み後ろへ排出。ターボファンが高速回転することで掃除機の中の空気を吸い出し、機内が減圧、吸い込む力が発生。中の空気をはいて、吸い込む力を発生する仕組みはストローを吸う原理と同じ。ゴミは途中にある紙パックに溜まり、空気だけが排出される。:国内メーカーで初めてのフィルターのないサイクロン式掃除機)紙パック式との違いはゴミの集め方。紙パック方式はゴミを紙のフィルターで集めている。サイクロン方式は掃除機内に竜巻を発生させ、遠心分離でゴミを区別。軽い空気だけは外に排出。重いゴミは舞い上がらず掃除機内に残る。『風神』は重さによって3段階に分けてゴミを分離する。風でゴミを圧縮)掃除機のコードは黄色い線まで引くのが基本!コードをあまり出さずに使うと故障の原因にもなる。00:00高性能材料が世界を変える自然界では数10億年に渡って生き物たちが様々な進化を遂げてきた。その過程で地球の生き物は、驚くべき能力を獲得してきた。自然は人間に多くの知恵を与えてくれる高性能な材料の宝庫といえる。サメは世界の海でもっとも繁栄している生き物の1つで、その祖先は恐竜よりも先に誕生していた。サメが生き延びてきた理由としてまず注目されるのは強力な歯。サメの肌も注目に値する。今、ざらざらしたサメの肌をヒントに病気と闘う医療用の新しい材料が造られている。ダイバーはまず餌でサメをおびき寄せ、次に手を伸ばしてサメの鼻先をなでる。するとサメは動かなくなる。理由は科学的に解明されていないが、一種の恍惚状態になるのだと考えられている。サメの体は歯と同じような材質の硬いウロコで覆われている。ウロコは頭から尾に向かってなでると滑らかで、逆方向だとザラザラする。このうろこは水の抵抗を減らし、海のハンターらしい素早い動きを可能にする。このウロコのおかげでサメは静かに素早く滑るように水中を進むことができる。体に藻が発生するのを防いでいる。これをヒントにすれば、人間は大きな脅威から逃れることができるかもしれない。その脅威とは、抗生物質が効かない強力な耐性菌。医学と農業で抗生物質を使いすぎたため、耐性を持つ菌が生まれている。アメリカでは強力な細菌による死亡者がエイズの死亡者より多い年もある。化学工学者シェラヴァンティ・レディはサメの肌をヒントにしたプラスチックフィルムを作っている。肉眼では分からないが、フィルムの表面にはひし形の突起が並んでいる。突起の大きさは人の髪の毛の太さの20分の1以下、突起はサメのウロコの模様を真似たものだが、大きさははるかに小さなもの。実験、サメ肌状のフィルムを小さく切ってシャーレに入れる。比較のため、同じ大きさに切った普通の滑らかなフィルムもいれる。培養器に入れ、24時間待つ。滑らかなフィルムの表面に細菌が繁殖している。サメ肌フィルムは溝の中にいくつか細菌が見られるだけで、滑らかなフィルムにあったような大発生は見られない。2つのフィルムは科学的にはまったく同じ素材で、違いは物理的な形状だけ。サメ肌状フィルムを開発したトニー・ブレナン博士は細菌や藻のような小さな生物がどのような物質の表面を好むのかを研究している。他の模様も試したが、今のところ抗菌作用が見られるのはサメ肌状のフィルムだけだという。サメ肌状のフィルムはすでに病院で試されている。ドアやベッドの手すりなど、よく手が触れる場所に使われている。医療器具に使えば最近の増殖を食い止める新たな手段になるかもしれない。抗菌作用の決め手となったのは原料ではなく表面の形。表面の構造が生き物たちに巧みな技をもたらしている例は他にもある。時にそれは肉眼では見えないミクロの世界。蝶の輝きは色素のせいではない。凹凸のある羽の表面で光の干渉や散乱が起こるためだ。蓮の葉は自然に汚れが落ちる。表面のとても小さな突起が水をはじくため、水滴が泥を抱き込み、つるりと転がり落ちる仕組みになっている。超人スパイダーマンは蜘蛛のように壁でもなんでもよじ登れる。指先に小さなカギ爪があるからだ。高性能な接着剤があれば人も壁を登れるのだろうか?ヒントを与えてくれたのは蜘蛛ではなくヤモリ、ほとんどどんなところでも登ることができる。その足は触ってもベタベタしない。1秒間に最大15回もくっついたり離れたりできる。どんな仕組みなのか?ヤモリの能力の謎を解き明かしたのは、オレゴン州の大学で研究する生物学者ケラー・オータム博士、ヤモリの足の毛の数と、デザインに秘密があることをつきとめた。「ヤモリの足の指には細かい毛が何100万本も生えていて、それが数10億本に枝分かれしている。その毛先がものの表面にぴったりとはりつき、分子レベルで生じる弱い力が積み重なって大きな力になる。」ヤモリはファンデルワールス力という力を利用していることが分かった。1つの原子を踊っているカップルとすると、カップルは別のカップルがすぐ近くに来ると、相手のカップルの異性にひきつけられることがある。この男女のような原子同士の弱い結びつきがファンデルワールス力。2つの物質をそこまで近づけるのは容易なことではない。「机に手をつくと手の表面に机と接触している部分ができる。本当の意味で接触しているのはその1万分の1ほどの1面積。手の表面には分子の山脈があり、それを押し付けているような状態。机と接触するのは分子の先端だけ。ヤモリの枝分かれした毛はまるで森の木々が地面に押し付けられるように壁に接触する。ヤモリが登る動きをするとひっぱられ、手の先端だけではなく側面も壁に接触する。して足の表面の半分までもが壁に密着し、はりつく力が非常に強くなる。それがどれほど強力化、測定すると・・・ヤモリの足の毛が貼りつく力は110kgの錘を持ち上げるほど。」この小さな足に驚異的な接着力があるのだ。おどろくのは、いとも簡単に足を放せること。「必要な時だけ働き、いらない時にはさっと放れる。科学者はヤモリと同じようなものを作れるのだろうか?スタンフォード大学のマーク・カトコスキー博士はヤモリの原理を利用して壁をよじ登るロボットを作っている。「つるつるした垂直な壁など、ロボットがどこへでも行けるようになれば、窓掃除などの作業や緊急時の救助、監視業務など、あらゆることに利用できるだろう。ヤモリ型ロボットの足の裏にはシリコンゴムのパッドが使われている。ポイントは表面に並んでいる小さなひだで、向きによって接着力が変わる。下向きにひっぱられると、ぴったり接触して強くくっつくが、それ以外の時にはくっつかない。「ヤモリが壁面を降りるときは後ろ足を逆向きにする。するとくっつきやすい。」ヤモリ型ロボットの足の裏のパッドは20kgの錘を支えられる。人間は?こんなに凄い手袋がいずれできるかもしれない。ヤモリ式接着剤のように生物を真似て作ったもの以外にも、高性能な材料は登場している。生物のように反応する材料。ターミネーター2の液体金属ロボットは、まるで生きているのうに感覚を持ち、反応し、自己再生能力もある。ある会社で不思議な反応をする非ニュートン流体が作られている。ニュートン流体とは?水・・・ニュートンが弧の流体の動かしにくさと粘性の相関関係を発見した。水の中で物を動かす時の抵抗力は、動かす速度に比例する。2倍の速さで動かすと抵抗力は2倍になる。ところが水以外の流体にはこの法則があてはまらないものが多くある。それが非ニュートン流体。ケチャップ、瓶に入った静止状態では逆さにしても流れ落ちない。分子が流れにくくなる構造を作っているからだ。力が加わり1度動き始めると分子の構造が崩れ、流れ出す。1つ非ニュートン流体を見てみよう。コーンスターチと水を混ぜた物(ウーブレック)。力が加わる速度によって粘性が劇的に変わる。静かにゆっくり動かすと、液体のようにドロドロだが、強く急激に叩くと表面を走れるほど硬くなる。強く握ると岩のように硬くなり、手をひらくと液体に戻るのはなぜ?理由は三バカ大将の効果?3人でドアを通ろうとしてひっかかる。コーンスターチも道をゆずりたくない。押しのけようとして強く押すと硬くなって動かなくなり、そっと押せば液体のように通れる。固体になるか液体になるかは通り抜けようとする速度による。非ニュートン流体の粘性を利用して、地震の揺れを吸収することは可能だろか?橋を引き裂くような風の振動を抑えることは可能なのか?それを可能にするのが磁気粘性流体(MR流体)。小さな鉄の粒子が油のような流体の中に漂っている。磁場がなければ液体の状態だが、磁場があると金属の粒子が整列し、流体の粘土が増す。MR流体は衝撃を吸収する装置。ショックアブソーバーにも使える。大型車両、例えば軍用機、衝撃を吸収して乗り心地をよくするのは快適さのためではない。安全に速く移動できるか、いかに人間が浸かれないかが軍用車には求められる。ショックアブソーバーをMR流体を使ったものにすると、乗り心地はどれだけ変わるのだろうか?標準的なショックアブソーバーはオイルを満たしたピストン式。車がうける振動でピストンが下に動くと中のオイルは小さな穴を通って上へ動く。この時生じる抵抗が衝撃をやわらげる。抵抗の大きさは穴の小ささとオイルの濃さで決まる。どちらも変化しなければ振動を吸収しきれない。MR流体が使われたショックアブソーバーは、同じくピストン式だが、鉄の粒子を含んだMR流体が通る穴の部分には電磁石がある。コンピューターで電磁石をコントロールし、MR流体の粘性を調節できるデコボコ道では、粘性を強めて抵抗を大きくすれば大きな衝撃でも吸収できる。この調節可能なショックアブソーバーは、様々な大きさの振動にほとんど即座に対応できる。特殊な性質を持つ流体の使い道はこれにとどまらない。将来は橋の建設に利用し、悪天候による振動を抑えられるのでは、と期待されている。建物の地震対策として使うことも考えられる。揺れをやわらげるかもしれない。外からの力に反応する高性能な材料を見てきたが、さらに生き物に近い能力で人間の長年の夢をかなえてくれそうな材料がある。空を飛ぶ鳥の能力に人間は憧れつづけてきた。飛ぶことに関しては人間はいろいろな点で鳥にはかなわない。ハンググライダーで飛び立てば鳥が空高く舞う感覚を少し味わうことはできる。鳥たちは航空機の設計者がうらやむ見事な特徴を持っている。形が変えられるしなやかな翼だ。初めの頃の飛行機は今よりも鳥に近い翼が使われていた。ライト兄弟は針金と滑車で飛行機を操縦した。翼をまげて方向をコントロールするやり方は、鳥が翼の形を変えて舵を取るのに似ている。飛行機が大きくなるにつれ、材質は硬くなり、複雑な構造になっていった。今の一般的な飛行機の翼はいくつもの部分からなっている。補助翼、フラップ、スラット、エアーブレーキ・・・モーターや部品が多いため、機体は重く、気流は乱れ、効率は決してよくない。鳥のように翼を曲げて形を変えられたらどうだろう?バージニア工科大学のダン・インマン博士(機械工学者)は、10年以上前から形を変えられる翼の開発に取り組んでいる。博士はケーブルやモニターを取り除き、興味深い反応をする、ある物質を細長いプラスチックに埋め込むことで、翼が曲がるようにした。この物質は圧電セラミックスという。圧電セラミックスは電気に反応して形を変える。ここでは飛行機のバッテリーから電気を流す仕組みで、リモコンで地上からコントロールする。新しい翼を操るには、操縦の練習も必要だろう。実験機が空を自由に飛び回る様子は、まさに鳥のよう。いつの日か、飛行機がまた鳥に近いものになったら、座席から外を眺めた時、翼がしなやかに曲がるのが見られるだろう。素晴らしい記憶能力を備えた金属でできた翼が飛行中に自ら形を変えられるようになるかもしれない。ニッケルとチタンの合金、ミサイルの先端に使うため、1950年代に開発され、驚くべき性質を持っている。強く伸ばしても温めるとすぐもとの形に戻る。科学者達はこれを形状記憶合金と呼ぶ。バージニア工科大学で作られたクラゲ型のロボットは、形状記憶合金の人工筋肉が使われ、モーターをまったく使わず泳ぐ。本物のクラゲにヒントを得た設計で、シリコン製の傘に人工筋肉を埋め込んでいる。電流で温めると人工筋肉が収縮し動き出す。この研究には、アメリカ海軍が資金を提供している。目的は目立たずに偵察できるブイの開発。人の命を救う形状記憶合金もある。動脈を広げるステントという医療機器、小さい状態で血管にいれて体内で温まると、お湯に入れたように広がる。新たな材料が、医学に革命を起こしたのだ。その革命を引き起こしたのは、マサチューセッツ工科大学教授で世界最大の生体工学研究所を運営するボブ・ランガー博士(科学工学者)。革命までには数10年必要だった。ランガー博士はマサチューセッツ工科大学出身で、1970年代、科学工学者では水らしく、癌研究の道に進んだ。当時の医療は身近な材料を利用していた。医師たちはあれこれ工夫した。ソーセージの皮を基に作ったのが透析の装置。マットレスの詰め物は胸を大きくする材料に、女性のガードルのゴムは人工心臓に・・・こういう集め方に博士は反対だった。多角的視点かrあ生み出すべきだと思った。」やがて博士は薬を体内の送り届ける画期的な手段を開発した。一定のスピードで最長5年間にわたって薬を放出し続けるプラスチックだ。スピードと期間はどうやってコントロールするのか?プラスチックの中の薬の分子は、地図なしで町に出ようとしている車に似ている。ニューヨークのマンハッタンなら、道が碁盤の目状なのでまっすぐどんどん進める。これが薬を速く放出するプラスチック。放出が遅いプラスチックの中の薬の分子は、ボストンを行く車に似ている。道が曲がりくねっているので迷いやすく、抜け出すのに時間がかかる。利口な働きをするものを博士は研究中。従来の癌の化学療法は毒性のある化学物質で体を攻撃し、癌細胞を殺すが、健康な組織も大量に傷つけてしまう。そこで博士は新たな方法を開発した。ナノサイズのごく小さな薬の粒子をガン細胞だけに届けるのだ。抗癌剤をナノ粒子にする。それを徐々に薬を放出するプラスチックに収める。体内の免疫システムを欺くために、全体が水の分子に見えるよう、特別なラッピングをする。最後にがん細胞だけにあう鍵を付ける。これらは博士が材料科学と医学の間で成し遂げてきた仕事のほんの一部に過ぎない。彼はこのように薬を送り届ける方法から、ヘアケア製品まで、700もの特許を持っている。40年前、こうした高性能の材料はほとんどなかった。今自然を真似るだけではなく、自然を越えるような材料も研究されている。カムフラージュ、姿を見えにくくする能力。ミノカサゴはある種の環境では姿が目立たない。タコは体の色を変え、周囲に溶け込むことができる。今新たな材料で自然界にはない方法で実を隠す方法が研究されている。研究のキッカケを作ったのは、イギリスの理論物理学者ジョン・ペンドリー博士、常識を超えて光を操ることができる人口の材料を考え出した。小さな銅のリングをプラスチックで包んだもので、メタマテリアル(超越した材料)と呼ばれるものの1つ。実験モデルだが、将来世界をあっと驚かせるかもしれない。ノースカロライナ州のリューク大学に、博士に協力した人物がいる。その実物を作ったというのだ。電気工学者デビッド・スミス博士は透明マントを開発している。そのマントはハリー・ポッターにでてきたもののようなのか?何かを透明にし、見えなくするということは、その背後にあるはずのものを見えるようにすること。それには川の水が岩の周りを迂回するように、物体の背後の光を迂回させればよい。「↑の中央の部分が見えなくなる。入ってきた光の波がこの材料で迂回させられ、向こう側で元通りになる。」ただ1つ問題がある。人間の目では消えたように見えない。スミス博士が取り組んでいるのは人間の目では見えないマイクロ波の領域。人間の目で見ると物は消えない。大きな電子レンジのような装置で実験。透明マントの中央にカエルを置き実験スタート。この装置を上から見て、マイクロ波の様子を画像で表す。左からマイクロ波が出ている。途中に何もなければきれいに右へ流れる。そこへ透明マントなしのカエルを置くと、波の形を乱してしまう。カエルを完璧な透明マントの中に置いたら、マイクロ波はカエルをよけて流れてゆき、元の波形に綺麗に戻る。波は少し乱れるが形はかなり戻る。透明になる領域にいる人には、領域の外は見えない。壁を見たら自分の姿が映っているだろう。内側からは鏡のように見えるのだ。可視光線で効果を発揮する透明マントはまだ作られていないが、目標につかづいている。他にも光を操るメタマテリアルは数々の革命を起こすかもしれない。新技術で癌を見つけたり、爆発物を検知できたりするかもしれない。未開拓の分野でその可能性は人間の想像力と同じように無限。数々の高性能材料や技術を見ると、人間が地球でもっともすぐれた発明家のように思えてくる。生物は人間が現れるはるか昔から地球上の材料で実験を続けてきた。数10億年に及ぶ進化が、驚くべき能力を持つ無数の生き物を生み出したのだ。生物と物質に対する理解が深まるにつれ、自然界の知恵と人間の知恵が結びつくようになった。将来、さらに驚くべき新たな材料が生まれ、私達の世界を確実に変えてゆくことだろう。世界初と言われる小型プリンターが誕生したのは1964年、東京オリンピックが開催された年。登用の魔女と呼ばれた女子バレーボールチームは金メダルを獲得し、マラソン選手のアベベが大会史上初の二連覇を達成した。この時プリンターは様々な競技で正確に時間を印刷できる機械として誕生した。プリンティングタイマーは1000分の1秒まで精密に印刷できるので、タイムでもめることがなくなり、世界中から賞賛を浴びた。開発したのは長野県諏訪市に本社を置く諏訪精工舎(現在のセイコーエプソン)。その頃オフィスではそろばんに変わる存在として、電子卓上計算機が普及していた。このことに注目したエプソンは、小型プリンターの開発に着手。4年半の開発期間を経て、1968年世界初の小型軽量デジタルプリンターEP-101を発売した。(幅:約16cm、高さ:約10cm、奥行き:約13cm、重さ:約2.5kg)従来のプリンターよりはるかに小さく、電池で動く省電力を実現したEP-101は、国内外で注目を浴び大ヒット。累計販売台数144万台に及んだ。当時のプリンターは主に電卓の計算結果を印刷するために作られたものであったため、ひらがなや漢字などを印刷することはできなかった。そんな中今は亡き天才・スティーブ・ジョブズがプリンター業界にある転換期をもたらす。それは1977年にApple�を発売したこと。(ジョブズ当時22歳)世界で大ヒットとなる。パーソナルコンピューターApple�の誕生で、コンピューターの大衆化が進んでゆく。これを受け日本でも各メーカーが次々とパソコンを発売。時代の流れを読んだエプソンは、コンピューターの画面を簡単に印刷できる機械を開発。1980年10月、パーソナルコンピューター用プリンターMP-80を発売した。(9ピンマイクロドットヘッド搭載。)海外ではMX-80型の名で大ヒットし、EPSONの名を世界に知らしめた。時代のニーズを捉えたMP-80は国内シェア60%を記録、驚異的な売り上げとなった。1秒間に80文字を印刷できるなど、機能面でも大きな進化を果たした。MP-80の段階でも、印刷できたのはアルファベットと数字だけだった。その後プリンターはパソコンの普及と共にオフィスのみならず、家庭にも浸透してゆく。Processor)。1978年東芝が初めて日本語文章に対応したワードプロセッサーJW-10を開発。最大8万語の漢字変換が可能。(当時の価格:630万円)その後ワープロは手軽に日本語文章を作成し、印刷ができる家電として急速に普及。パソコンをもしのぐ日本語処理能力を持ち、その使いやすさと手ごろな価格帯で販売されたワープロは、即座に一世を風靡する。ワープロの天下が長く続くことはなかった。1980年代後半になると、パソコンが安く小さくなり、優れた日本語入力機能を持ったパソコンソフトが普及。そのためワープロは1989年をピークにその出荷台数は減少の一途をたどった。2002年に発売されたワープロが最後となった。↑SHARP製WD-CP2(10万円)日本語という複雑な文字文化を持つ日本で大ヒットした家電ワープロは、プリンターの発展に大きな影響を与えた。1980年代後半に広く普及したワープロ、当時のパソコン用プリンターとは何が違っていたのか?それは印刷方式。1980年代多くのパソコン用プリンターが印刷方式に採用していたのがドットインパクト方式。小さなピンを動かして紙に直接打ち付け印刷。画数の多い難しい漢字の場合、非常に読みづらいという欠点があった。ワープロが採用していたのは熱転写方式。インクのついたリボンを熱の力で転写。ドットインパクト式のプリンターよりも構造がシンプルなので小型、軽量化することも可能だった。何より美しい文字の印刷が可能だった。ある印刷方式の誕生により、パソコン用プリンターもワープロ並の印刷能力を身に着ける。それが今なお多くのパーソナルプリンターで採用されているインクジェット方式。インクを極小の粒にして紙に直接噴射する。以前から開発されていたが、インクを出す時に目詰まりすることが多かった。1994年、インクジェットプリンターの進化を実感させるプリンター、MJ-700V2C(エプソン製)が発売された。(98000円)圧倒的な高画質を武器に、国内外でヒット、カラープリンターの礎を築いた。印字速度、華麗な文字、コスト削減など、いずれも従来のプリンターよりはるかに優れた機種。何より驚くべきは、フルカラー印刷を実現したこと。開発秘話「液体を小さな粒にするが、粒が安定して出ない。ノズルの穴は当時30ミクロンぐらい、髪の毛の3分の1.今までのプリンターはインクを写すのに機械的に写す。インクジェットは機械的ではなくインクを飛ばして写す。当時カラーの画を出すのは計算処理がいる。パソコン側でもプリンター側でも計算する。その処理に時間がかかり、A4で画だと1時間近くかかった。」その後デジカメの登場でプリンターの需要が高まる。1994年プリンターの年間生産台数は1600万台を突破した。1995年カラリオシリーズが登場。1996年には歴史に名を残す大ヒット商品PM-700Cが登場。プロのカメラマンも認める高画質プリント、印刷スピードも向上した。化け物商品と呼ばれるほど大ヒットし、発売されるやいなや大ベストセラー。その後70万台を売り上げ、後のインクジェットプリンターの世界を変えたとまで言わしめた。PM-700Cの登場により、プリンターはパソコンの画面を印刷する機械から、写真を印刷できる機械へと変貌を遂げた。手で書く年賀状から、印刷する年賀状へと日本の伝統文化にさえも影響を与えた。その後もオールインワンと呼ばれるコピーやファックス、スキャン機能がつくなど、進化を続けるプリンター。このようにプリンターはこれからも私達の生活に大きな影響を与える家電となるだろう。【インクジェットプリンターの仕組み】モーターの回転により、ヘッド(インクカートリッジを搭載した部分)が移動する。同時に紙送りローラーが回転し、紙を移動させる。このヘッドと紙送りの連係動作により、スムーズな印刷が可能になっている。やって高精度なフルカラーを実現しているのか?インクは基本的にシアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの4色に分かれている。これは色の三原色に基づいている。イエローとシアンを同じ分量ずつ混ぜ合わせると緑色になる。マセンタ+シアン=青・・・3色すべて混ぜ合わせると黒になる。黒は印刷でよく使うため、他のカラーインクとは別に単独のカートリッジになっている。インクジェットプリンターは混ぜ合わせた色のインクを噴出しているのではなく、1色ずつ細かい粒状のインクを噴出して、紙の上で重なり合って様々な色を再現している。インクジェットプリンターはインクの重なり方を計算しながら印刷しているのだ。値札の見方がポイント。�最高解像度(印刷できる画質の綺麗さ)数字が大きいほどきれいに印刷できる。一体型)主に文章を印刷する人は黒インクばかり使うので、一体型より独立型がおすすめ。両面印刷やDVDプリントなどができるかなど、買った後後悔しないよう確認しよう。料理の“さしすせそ”とは、サ=砂糖、シ=塩、ス=酢、セ=醤油、ソ=味噌。戦前家事にも“さしすせそ”があった。=裁縫、シ=躾け、ス=炊事、セ=洗濯、ソ=掃除。この言葉が生まれた背景にあるのは、女性は1日中家事に追われているということ。昔話でも・・・おじいさんは山に芝刈りに、おばあさんは川に選択に・・・と洗濯はもっぱら女性の役割とされていた。現在のように洗濯機がない時代、主婦達は手作業で1枚1枚洗っていた。家事の中でも洗濯はかなりの重労働とされ、毎日洗濯するという習慣もなかった。1930年、この苦労を解消しようと、芝浦製作所(現在の東芝)が、国産初の電気洗濯機・ソーラーA型を製造。価格は370円、当時の銀行員初任給の5倍以上の高級品だった。当時の説明書によると、洗濯容量はおよそ2.7kg(約シーツ4枚分)。自動化されたといっても、洗いからすすぎにかけては自分で排水して、洗濯槽に水をいれてすすぎを行わねばならなかった。脱水は上部についたローラーで、洗濯物を絞るという形だった。今の洗濯機に比べるとかなりうるさい音が出るが、この音が、家に洗濯機があるという証、つまり自慢の音だった。戦前に発表された電気洗濯機だが、値段が高く一般に普及するのは戦後になってからのこと。SW-55(三洋電機製)(価格:28500円)大量生産が可能になり、今までの半値近くで発売。これまでの洗濯機は撹拌式、洗濯機の中央に羽がついていて、往復運動で水をかき混ぜることにより、汚れを落としていた。噴流式では、洗濯槽の横につけられたパルセーター(回転翼)が回り、水流を起こして汚れを落とす。大まかな仕組みはモーターが回転するだけ。構造が単純で安く造れるようになった。その後パルセーターは底に移動、渦巻き式に。少ない水で選択可能になった。これが現在の洗濯機の方式の元となっている。何ね近くになったといっても依然として高価。“洗濯は手洗いが一番”という古い価値観も壁となり、なかなか普及しなかった。洗濯がいかに重労働かをアピール。当時の宣伝文句は“洗濯は1年まとめると、ゾウ1頭丸洗いするようなものだ。洗濯はまさに洗多苦だ。”世の女性に、“年間675kgもの洗濯物を手作業で洗っている”と訴えかけた。これらの戦略が功を奏し、徐々に洗濯機が家庭に普及し始める。洗濯機は、白黒テレビ、冷蔵庫に並んでついに三種の神器と呼ばれるようになった。当時の洗濯機、脱水はというと・・・ローラーを手動でコロコロと回し、衣類を絞るというシンプルなものだった。圧力でYシャツのボタンが割れてしまうこともあった。そんな脱水の悩みを解決する新しい洗濯機が登場。経済成長真っただ中の1960年、日本初の二槽式洗濯機・SW-400(三洋電機)(価格:45000円)が発売。遠心力による脱水で、衣類を絞る手間がなくなった。洗濯機にいれて、あとは干すだけ。洗濯の負担を大きく軽減した。その便利さによって、1956年の普及率が5.6%だったのに対し、7年後の1963年には51.5%にまで上昇。洗濯機は爆発的な勢いで普及していった。二槽式洗濯機には、洗い、すすぎの後、自分で脱水槽にいれるという手間があった。ある洗濯機の登場により、その手間もなくなり、ますます便利になってゆく。それが1980年代に普及した全自動式洗濯機、その背景には共働き夫婦が増えたこと、さらに生活スタイルが、「何度か着て汚れたから洗う」から、「汚れなくても着たら洗う」に変わっていったことがあげられる。2000年代に入ると、乾燥機能がついた洗濯機が登場し、干す手間さえもなくなった。【洗濯機の形】ヨーロッパはドラム型、日本は縦型が主流。日本は軟水なので、石鹸が泡立つ。たくさんの水(溜め水)で泡立てて洗う。ヨーロッパは硬水なので泡立たない。VH-30S省スペースのコンパクトボディ。現在も発売されている。洗い・すすぎと脱水が分かれているので、使い方によっては時短できる。汚れの少ないものを洗って、脱水している間に残った洗剤水で次の汚れのきついものを洗う。仕組みが単純で、直感的に操作できる。大幅な節水と、乾燥まで自動で行える。夜家事する人が多くなってきたため、静音声と低振動が大幅に改善されている。テミリットは少ない水で洗うので、黒ずみが目立つ場合がある。タオルなどがゴワつくことがある。それは叩き洗いのため、パイルが寝てしまうため。解決策は脱水後、干さずに乾燥機能を使う。干す前に10回ほどタオルを振ると、寝ていたパイルが起きる。洗濯機は・・・どうやって洗剤を入れているのか?どうやって汚れを落としているのか?どうやって乾かしているのか?【東芝ZABOON(最新ドラム式洗濯機)の場合】スイッチを入れると給水が始まる。洗濯機の上部にある蛇口とつながった給水弁から入った水は、管を通り洗剤投入ケースへ。流れ込んだ水は洗剤を溶かしながらドラムに流れ込み回転が始まる。洗剤と混ざった水がドラムに流れ込み回転が始まる。単純に回転しているだけではない。この洗濯機では4パターンの洗い方を実現している。�衣類を持ち上げて落とす叩き洗い�さらにそれを強くしたパワフル叩き洗い�衣類を転がして汚れを落とす、もみ洗い�衣類を広げて洗う、遠心洗い回転の仕方を変えることで、いろいろな汚れに対応しているのだ。衣類から洗剤成分を洗い落とす作業。�シャワー濯ぎ:水を溜めずに上から水をかけながら濯ぐ。新しい水を入れ続けるのではなく、循環ポンプで何回も水をくみ上げ衣類を濯ぐ。�溜め濯ぎ:水を溜めて濯ぐ。洗剤成分を徹底的に洗い落とす。衣類の水分を絞り出す作業。遠心力で水分を飛ばす。この時1分間に高速1600回転。脱水時、ドラムは揺れても洗濯機自体は揺れていない。それはドラムをサスペンションで支え、揺れを吸収しているから。ドラム内に暖かい風を送り込んで乾かす。最近ではヒートポンプ技術が使われている。これはエアコンの仕組みと同じ。暖房をつけると空気を乾燥させながら暖まる。ドラム内にエアコンと同じ乾いた風を送って、水分を飛ばし乾かしている。【洗濯機の疑問】Q.水を出したままでもホースが破裂しないのはなぜ?A.給水弁の部分が蛇口の役割を果たしている。Q.最新の洗濯機はどうやって洗濯量を量っているのか?A.最初に衣類をいれるとしばらく回る。回転時の抵抗力によって量を量っている。抵抗が大→洗濯量が多い、抵抗が小→洗濯量が少ないQ.軽いけどかさばる毛布の場合は?A.計量は何回か行われる。水位と洗濯量を計算しながら必要な場合はまた注水を行う。Q.標準モードとスピーディーモードの違いは?A.標準モードは一番電力のかからない洗い方。スピードモードは消費電力よりも速さを優先する。濯ぎの回数を減らすなど、どこかの行程を飛ばすということはない。Q.一番落としにくい汚れは?A.口紅、油脂分と染料があるため落ちにくい。Q.洗剤の量は多めの方がよく落ちる?A.多いとかえって落ちにくくなる。ドラム式の場合、泡が立ちすぎると叩き洗いの時、泡がクッションになり叩き具合が甘くなってしまう。ビッッグドラムドラムの中に時速約300km/hの高速封を吹き付けることで、衣類のしわを伸ばし、アイロンがけの手間を軽減。今までの自動選択乾燥機で起こったシワが少なくなり、そのまま着られる優しい仕上がりへ。泥汚れセンター、汗汚れセンサー、布量センサー、乾燥センサーの4つのセンサーで無駄を見つけて自動で節電、節水する。衣類の汚れが少ない場合、水と時間をセーブ。脱水しやすい衣類が多い場合は脱水時間をセーブ。乾きやすい衣類が多い場合は消費電力をセーブしている。プラズマクラスター洗濯乾燥機ハンガードライ機能:洗濯槽内に直接ハンガーを吊るし、乾燥が可能。シワや乾燥ムラが少なく、短時間で仕上がりアイロンがけがしにくいブラウスなどに効果を発揮してくれる。抑えるのはアクティブサスペンション:電子制御で状況に応じてバネの硬さを変えられる装置。新幹線や車などにも利用されている。