日常生活ではハサミや包丁、工業製品では金ノコやドリル。私たちと刃物は切っても切り離せない関係にあります。刃物がどういう材料からできているか、答えられる人は多くありません。刃物の科学」を使って、刃物の歴史を材料学の視点から見ていきます。機械工学のように範囲が非常に広い学問なので、扱っている材料や分野によっていくつかに分けられます。5つに区別した場合の分類を下に記します。今では有機無機ハイブリッドといった、分類の垣根を越えた材料開発が進んでいます。最初の刃物は偶然から初期の刃物は、木や動物の骨といった有機物から作られていました。加工しやすく手軽に入手できたからです。加工しやすいということは、切れ味が劣化しやすいという欠点がありました。第二世代の刃物は、黒曜石のような鉱石で作った刃物でした。骨と比べて硬く、なおかつ切れ味がよい代物でした。この世代の刃物は、人類が誕生した初期から使用されています。刃物は各地で発掘されており、博物館で見ることができます。約6000年前、人類は金属を使うようになりました。紀元前の頃は約1000°Cが限界でした。それゆえ当時の金属は、金のように酸化されにくいものや青銅のように低融点のものに限られました。1991年、アルプスのエッツ渓谷で約5300年前の斧が見つかりました。元素分析すると、99.7%銅-0.22%ヒ素-0.09%銀でした。当時はまだ純銅が作れないにもかかわらず、ここまでの純度と切れ味を誇っていたようです。銅と同時期から鉄製の刃物も作られています。純鉄は純銅と比べて融点が約1540°Cと高く、利用する難易度が高くなっています。鉄に炭素が混ざることで融点は下がり、2.11%以上になると一部が1148°Cで溶解するようになります。近代まで炭素鋼製は日本刀など広く用いられていました。一つ鉄製の刃物として、隕鉄を用いたものがありました。隕鉄とは鉄-ニッケル合金からなる合金のことです。今では隕石としての価値しかない鉱石ですが、当時の人たちにとっては貴重な鉄だったのです。多くの隕鉄は柔らかくばらつきがあるため刃物に向いていません。隕鉄製は特権階級の装飾品や儀式目的で使用されていたようです。近代まで鉄の主流は炭素鋼でした。炭素鋼には錆びるという致命的な問題が残っています。これでは水場で使うには向いていません。現在使用されている刃物には、錆びにくいステンレス鋼が使用されています。研究が進展したのは20世紀初旬、他分野では「量子力学」や「熱重量測定(TG)」の発展と重なっています。研究の転換があったのは1911年、フィリップ・モンナルツの学位論文でクロム鉄合金の「不動態被膜についての効果」を初めて報告されました。その後、クロム添加鉄の対酸化性や不動態膜の研究成果も報告され続けました。クロムの添加によって、合金の表面に1~3nmの酸化クロム(III)膜が生まれます。膜が破れても次のクロムが析出するので、長期的に内部の参加を防ぐことができます。不動態被膜はクロムの他にアルミニウムでも作られます。マルテンサイト系ステンレス刃物の誕生は1913年でした。13%クロムは高い耐食性と強度を備えていましたが、あまりにも硬く研削や鋳造加工に向いていませんでした。それほど硬く錆びないからこそ、刃物として評判になりました。人類の金属利用が始まって以来、大多数の刃物は金属で作られていました。これは切れ味の劣化のしにくさ、再利用のしやすさ、粘性の高さが評価された結果です。今では金属以外から作った刃物もあります。この項目ではその一例を紹介していきます。炭素繊維製のナイフが代表例です。元が炭素なので軽いことも特色です。切れ味は金属ほど高くありません。かばんや衣類の材料と同じ炭素繊維なのでX線でも発見しにくく、特殊工作やテロに向いています。飛行機内持ち込み厳禁です。セラミックス製セラミックス製の多くは酸化ジルコニウム、つまりジルコニアで作られています。低さ、高強度と刃物としては優れている材料です。金属と比べて軽く(炭素繊維製と比べれば重い)、最初から酸化しているのでこれ以上錆びない点も利点です。硬さはあっても弾性や粘性がありません。衝撃次第で局所的に高い負荷がかかると、先端が欠けてしまうことがあります。金属製は重いことからコントロールしやすく、砥石で研ぐことで性能を維持することができます。重たくて大きいものを切る、料理店や業者に向いている刃物です。セラミックス製はほどほどに軽く、研ぐことなく切れ味を長持ちさせることができます。誰が使っても長持ちするので、ズボラな方におすすめの刃物です。プラスチック製はセラミックス以上に軽く、壊れにくい刃物です。将来的には携帯用や緊急時用になると期待されています。生物の神秘を利用する!5分で分かるバイオミメティクス古来から自然に反し、人類は”電気”という形でエネルギーを利用してきました。電気は自然由来の火や運動エネルギーと比べ取り回しがよく、ある程度の保存が可能という特長があります。一方で、未だに人類が自然に勝てない要素も多く存在します。これらの神秘を活用する方法にはどんなものがあるのでしょうか?記事を読む新井紀子「ロボットは東大に入れるか」AIのできること、できないこと新井紀子作「ロボットは東大に入れるか」は、2011年に開始したプロジェクトの、途中報告と概要について紹介しています。人の限界を超えているのだから東大ごとき楽勝、人の感情や設問を理解できないから厳しい。簡単に答えの出せない問題に挑む人たちから、人工知能を知らない一般人に向けたメッセージとなっています。記事を読む「カラスの教科書」、ちょっと気になる特性7選。黒く艶がある姿がゴミの近くにいる。カラスを見たことがない人はそういないでしょう。カラスがどんな特性を持っているか知っているでしょうか。松原始さんの「カラスの教科書」では、カラスの特性について面白く簡単に説明されています。今回はそのの一部を、7点ほどピックアップして紹介していきます。型を作り、人を一時的にはめ込むことによって、効率の良い習得と自由への飛躍ができる。型を作ることによって成し得た組織の成長について取り上げます。『型にはめる』教育へ非難が集中して自由や個人が尊重されている現代だからこそ、型の役割と誤解を招きそうな点について紹介していきました。41の原因から未来の失敗を予測する」です。これは「失敗学」の学問について、具体的な12の中分類と41の小分類に基づいた100個の失敗例を紹介した本になっています。記事を読む元素を分かりやすく理解するためにニュースで報道される水素やリチウム、工業的によく使うアルミニウムや炭素以外にも、原子は数多く存在します。完全版の発売(2017年3月末)までに発見された元素118種類(人工元素28種類含む)を紹介しています。建築技術が上がり、多種多様な素材が安価で買えるようになったことで、建造物の幅は広がりました。その一方で失われた景色もあります。産業開発の負の側面として挙げられることも多い要素です。ランドスケープデザインの思考法」です。風景がどうあるべきか研究している学問である「風景学」の視点を教えてくれます。記事を読む居場所を欲した少女が抱いた”真摯さ”とは事業を続けているうちに間違いなく世代を交代する機会は訪れます。今回は岩崎夏海「もし高校野球の女子マネージャーがドラッカーの『イノベーションと企業家精神』を読んだら」から、とある少女が自分なりに見つけた真摯さを取り上げていきます。数学の時間、使われない定理に戸惑う人がいる中、数学自体を楽しんでいる人もいます。結城浩さんの「数学ガール」の主人公たちも数学に青春を捧げています。この記事では「数学ガール」の紹介と感想をまとめた記事となっています。コメントをキャンセルメールアドレスが公開されることはありません。黒ウィズストーリーの特徴まとめました。