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北大祭2025 北キャンパスへ赴き、「低温科学研究所」を探検!(2)

イチョウ并木のフシギ

北大祭で北キャンパスへ赴き、低温科学研究所(低温研)での魅力的な展示の数々を楽しんでいた取材班。氷の结晶の不思议を体験した后に访れたのは、なにやらカラフルなブースでした。

ここでは、「叶っぱの緑色」のもとになっている物质、「クロロフィル」にまつわる展示や実験を楽しむことができました。

(フラスコに入った、カラフルなクロロフィルたち)

比べてみると、シアノバクテリア?红藻?緑藻?珪藻?陆上植物それぞれが个性的な色をしていることがわかります。进化の过程で、クロロフィルの色もさまざまに変化してきたとのこと。

クロロフィルの种类や进化の説明を闻いた后、実験コーナーでは「秋のイチョウ并木のカラーチェンジを再现できる実験」を楽しませていただきました!

(夏の緑から秋の黄色への変化を、実験で再现できるようです)

まず、実际に叶っぱをカットしてチューブに入れ、そこに破砕用のビーズとエタノールを入れます。

(実际に実験器具を使いながら、テストチューブに试料を调整していきます)

そして、装置で高速シェイクをして叶っぱを粉々にして、内部の色素成分を抽出します。

(粉々になった叶っぱ。溶液が緑に染まっています)

緑色の液体に塩酸を加えると…色が黄色に変化しました!


(写真だとやや见分けにくいですが……処理前(右)の黄緑色に対して、処理后(左)はやや暗めの黄色に変化しました!)

この色の変化の原理は、以下の化学式で表せるそうです。

(轮っか状の化合物の中に闭じ込められた惭驳(マグネシウム)の出入りが重要なのだとか)

酸性の溶液を加えることで、緑の色素からマグネシウムイオンが追い出され、黄色に変色するそうです。
まさか北大祭で、秋のイチョウ并木の化学反応を再现できるとは!兴味深い体験でした。

すると今度は、试験管を持ったまま暗室に案内され……

(青い光で包まれた空间…中にはなにがあるのでしょう?)

「光を当てて、蛍光を観察してみてください」と言われ、试験管をよく见てみると……

ぼんやりと赤く光っていました!

(肉眼だとよりはっきりと、ほのかな赤色が见えていました)

少し难しい话ですが、この现象を理解するためには以下のポイントが重要です。

①私たちが见ている色は、目に入ってくる光の波长成分で决まる
②目に入る光は、物质が反射した光である
③クロロフィルは、私たちには緑に见えている

ということを踏まえると、クロロフィルは実は緑以外の波长の光を吸収しているため他の緑以外の色には见えないということになります。

実は今回の実験では、緑色の物质であるクロロフィルが青い光を吸収して、吸収したエネルギーの一部が赤い蛍光に利用される、という现象を観察していたそうです。緑以外の光をたくさん吸収できることが、植物が太阳光のエネルギーを有効利用できる秘密なのだそうです。

この一连の実験では、イチョウ并木や色素の种类という身近な话题をテーマに、色にまつわる化学反応を学ぶことができました。

「低温科学研究所」では、低温にまつわる幻想的な风景やダイヤモンドダストを楽しみ、宇宙で氷を育てる话にワクワクしました。
また、体験実験を通じて身近な现象を自分で再现し、「色」にまつわる化学についても学ぶことができ、充実した时间を过ごすことができました。

来年の北大祭では、ぜひみなさん足を运んでみてください。

注?参考文献

1.北海道大学低温科学研究所 相転移ダイナミクス分野. (最终閲覧日:2025年6月29日)

2.今井泉. “科学教育における教材としての 「光と色と色覚」.” 化学と教育 70.4 (2022): 196-199.

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Update

2025.07.02

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