【やくだつ原子】Vol.3「炭素（C）」（中編）
本日の原子「炭素」
キーンコーン♪カーンコーン♪
ひこまる先生
「さて、今回の授業も『炭素』を取り上げていきます。
まずは、前回の授業を簡単に振り返ります。
それでは、喜多くんとMAXくん、簡単に説明してください」
喜多
「強度のあるカーボンナノチューブが、テニスラケットなど、様々な所で使われていて、ゆくゆくは宇宙エレベーターに使われるかもしれないということです！」
MAX
「炭素は固体。呼吸して酸素を取り込んで、体の中でエネルギーを燃焼させることで、二酸化炭素を吐き出して気体にもなる。一酸化炭素は危険なので要注意！」
ひこまる先生
「はい、ちゃんと授業を聞いてますね！
それでは、まずはYMTさんも気になっている『ダイヤモンド』について学んでいきましょう」
ダイヤモンドの特徴
YMT
「（☆v☆）ｷﾗｷﾗ」
ひこまる先生
「ダイヤモンドは、炭素のみで形成された物質です。炭素のみで形成される物質は、他にも鉛筆に使われる黒鉛が有名です。同じ炭素でも、黒鉛とダイヤモンドは全く違いますが、何が違うでしょうか？」
YMT
「輝きですか？」
喜多
「文字が書けるかどうか！」
MAX
「色？」
カミィ
「硬さ？」
ひこまる先生
「いいですねぇ〜。皆さん大正解です！
今、皆さんが言ってくれた性質は、全て原子の配列の違いによるものです。まずはこちらの図を見てください。
これは、ダイヤモンドと黒鉛の原子配列の図です。
黒鉛の構造は、平面的なものが重なってできていますが、ダイヤモンドは立体的な構造です。この構造の違いによって、全く別のもののようになるのです。不思議でしょう？」
喜多
「それが、科学界の七不思議なんですね！」
ひこまる先生
「違います。
構造が違うだけで、色や輝き、硬さが変わるんです。ダイヤモンドといえば、その硬さが特徴で、鉱物の中でも引っ掻き傷に対する強さが最高ランクなんです。その特性を応用して、包丁の砥石、歯医者のドリル、フライパンなどにも使われています」
YMT
「え！勿体無い…」
ひこまる先生
「YMTさん、安心してください。こういったものや工業用に使われるダイヤモンドは、宝石としての価値がないものなんです。実は、宝石に使われるダイヤモンドは約２割程度で、ほとんどが工業用などに使われているんですよ」
YMT
「そうなんですね✨」
ひこまる先生
「ちなみに、YMTさんが言っていたダイヤモンドの輝きは、ブリリアンカットというもので、最も輝きを放ち、強度を高めるようにしているんです」
ダイヤモンドを加工するには
喜多
「でも先生、ダイヤモンドは硬いのに、どうやって加工してるんですか？」
ひこまる先生
「喜多くん、鋭いですね！加工するには、粉末状にしたダイヤモンドを使ったりするんですよ」
喜多
「なるほど。目には目をってことですね」
ひこまる先生
「それと、ダイヤモンドも炭素なので、燃えます。その特徴を生かして、レーザーを照射して加熱させて、酸素と反応させて気体（二酸化炭素）にして削る、という方法もあります」
喜多
「色んな方法があるんですね。人類の知恵を感じますね」
ひこまる先生
「それが＂科学＂ですよ！
あと、ダイヤモンドは硬いからといって適当に扱ったらダメですよ。引っかき傷には強いのですが、強い衝撃には耐えられなかったりします。例えば、ハンマーで思いっきり叩いたら普通に砕けます（笑）」
YMT
（硬いところに落としたりしないよう気をつけよう…）
カミィ
「あれ、『ダイヤモンドは砕けない』んじゃあ…」
ひこまる先生
「ジョジョですね？残念ながら砕けます。クレイジーダイヤモンドは砕けないかもしれませんが（笑）」
MAX
「ダイヤモンドも燃えるんですよね？ってことは、燃えたら炭になっちゃうってことですか？」
ひこまる先生
「その通りです。燃えたら炭になり、燃え尽きたら真っ白な灰になります」
カミィ
「おぉ！あしたのジョーだ！！」
ダイヤモンドは作ることができる
喜多
「ダイヤモンドも灰になってしまうんだ…。まさに『灰とダイヤモンド』。
ってことは、灰もダイヤモンドにできるんですか？」
ひこまる先生
「『灰とダイヤモンド』って、GLAYのインディーズアルバム！？マニアック過ぎです！（笑）
でも質問はナイスですねぇ！そう。同じ炭素でできているものなら、灰でも炭でも黒鉛でも、ダイヤモンドにすることは可能です。そもそもダイヤモンドと黒鉛は、作られる環境によって変わります。ダイヤモンドは、地下100kmの高温高圧力で押し付けられることで、原子が規則正しく並び、炭素同士が強く結合することで、ダイヤモンドになるのです。
ここで、私の心の師でもある、『空想科学読本』で有名な、柳田理科雄先生が配信している参考動画をご覧ください。
ポイントは2:24からです。
動画の中でも言われていますが、『刃牙』に出てくる範馬勇次郎は、その強すぎる握力によって石炭を握りつぶし、ダイヤモンドを作りました。実際に握力でダイヤにするのは無理でしょうけど、ダイヤにすること自体は可能なんですよ」
MAX
「そのシーン覚えてます！ダイヤモンドは作れるんですね。握力では無理でも（笑）」
カミィ
「『空想科学読本』！懐かしいなぁ。それにしても理科雄先生の科学的視点と探究心が凄い（笑）」
ひこまる先生
「そうですね。柳田理科雄先生はとてもわかりやすく、面白く解説していらっしゃるので、漫画好きな皆さんにはオススメです！
実際に、範馬勇次郎のように握力ではなく、科学の力で作った人工ダイヤモンドもあって、アクセサリーとしても市場に出回っています」
YMT
「え！そうなんですか！？見分け方とかってあるんですか！？」
一同
「（YMTさんが焦ってる…）」
ひこまる先生
「大丈夫ですよ。いくつか方法はありますが、わかりやすいのは息を吹きかける方法です。しばらく曇った状態になるのが、人工ダイヤモンドです。天然ダイヤモンドは、息を吹きかけても曇らないんです」
YMT
「そうなんですね！いつかもらった時に、試して見よう♪」
MAX
「YMTさん、相手にバレないよう、こっそりとね（笑）」
ひこまる先生
「実際、人工ダイヤは天然物の１割程度の価格で販売されています。天然物を買いたいのであれば、信頼できるお店で買うのが良さそうです。
さてさて、思いの外ダイヤモンドについて熱が入って長くなってしまったので、前後編から三部作へと変更させていただきます（笑）。炭素はそれだけ語りつくせない原子ということですね！次回こそ、炭素シリーズの最後となりますので、最後のまとめとして、皆さんついてきてくださいね！」
一同
「はーい！！！」
ひこまる先生
「ダイヤモンドについては、論文（コラム）を出しているので、今回の授業と合わせてチェックしてみてくださいね！
それでは、本日の授業を終わります」
制作秘話やボツになったネタなど、「道楽コソコソ噂話」として、MAX個人noteで配信しています。
道楽舎では、「なりたつ原子」アニメ化プロジェクトを実行中！！物語にして小説化、漫画化、そしてアニメ化を目指しています！
「やくだつ原子」シリーズもプロジェクトの一環として、書籍化を予定していています。過去コラムも今のうちに要チェックです！
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