「黄銅の色変化」規則性探る 仙台三高自然科学部、オンライン世界大会で研究発表

TISFに出場する仙台三高自然科学部の生徒たち=仙台市宮城野区の仙台三高

 仙台三高自然科学部の生徒5人が、20以上の国と地域の高校生らが科学の研究成果を発表する「Taiwan International Science Fair(TISF)」(国立台湾科学教育館主催)の化学部門に、日本代表として初出場する。2月1日から5日間、オンラインで開催されるTISFで発表に挑む。

 出場するのはいずれも2年の二階堂智明さん(17)、木村昌弘さん(17)、渡辺律さん(17)、柳内悠吾さん(17)、川勝祐貴さん(17)。先輩の研究を受け継ぎ、銅と亜鉛の合金である黄銅の研究に取り組んできた。

 昨年12月、大阪市立大などが開催した書類審査の「高校化学グランドコンテスト」で、全国の10校の中から、TISFに出場する2校に選ばれた。

 黄銅を薄く延ばした黄銅箔(はく)は、熱せられると酸化して桃や緑などに変色する。5人は銅を含む割合が違う2種類の黄銅箔の色調を、温度や加熱時間を変えて調べた。銅の割合でなく、酸素が銅に入り込む距離を示す拡散距離に応じ、色の変化を説明できることを突き止めた。

 色の変化の規則性を明らかにすることで、工業製品の塗装への利用も期待されるという。色とりどりの黄銅をステンドグラスのように組み合わせる技法「ステンドブラス」も考案した。

 5人は昨年6月から週5、6日、実験や論文執筆に打ち込んできた。柳内さんは「予想に反する結果が出て、研究を進めるのが難しかった」と振り返る。夏休みも毎日、関連する論文を読み、原因を説明できる理論を探したという。

 出場決定後は、東北大の留学生らに指導を仰ぎ、英語で発表する練習に励む。渡辺さんは「研究内容をしっかり伝えたい」、木村さんは「理科の楽しさを子どもたちに伝えたい」とそれぞれ語った。

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