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銅めっきの原理と実験的な作製法の紹介、サンポールめっき、エレクトロニクス向けめっき

めっきという金属の薄い膜を作る技術が、エレクトロニクス分野で多く使われていることを知らない人へ向けてめっきの力と原理を語ります。
めっきは薄い膜を化学溶液を使って作る技術なので、設備は大規模ではなくて、省エネルギーでできます。
ただし、めっき液には化学薬品や金属がイオンとしてたくさん含まれているので、
リサイクル管理する必要があります。簡単には捨てられません。

めっきの原理とは簡単に言うと電気の力で、水に溶けた金属を元の金属に戻すことです。
電気の力というのが、単純に電極を入れてマイナスの方へ金属プラスイオンが集まって析出する、っていうものから、
めっき液中に電気的に還元する力のある薬品を入れておく方法とかがあります。

めっきは電気の力で進みます。ここがポイントです。

めっきは金属のイオンが金属になるときに電子をもらって還元されます。
このときに金属の原子の並び方、粒子の並び方がめっきの性質を左右します。

ニッケルや銅はめっきでつける一番ありふれた金属です。
ここでは、銅めっきを解説します。

めっきは化学めっきと電気めっきに大別されますが、まずはより単純な電気めっきを説明します。
電気めっきは銅を溶かした溶液をめっき液として、液に電極を入れて電気を流すと、マイナス極へ銅は析出します。

銅を溶かすっていうのがちょっと一般には馴染みが薄いと思います。
金属の銅である十円玉をぴかぴかにする方法ってよく知られています。
家庭にあるタバスコなどの調味料などを使ってぴかぴかにします。
その時になにが起きているか考えると、銅の表面が溶けていることが多いです。

もっと銅を溶かすならサンポールなどの塩酸系トイレ洗剤のなかで銅に電気を流します。
マイナス側に銅が析出するので、プラス側にしてあげると、銅が溶けだして青っぽい溶液が出来ます。

これでも銅の溶けた溶液はできるには出来るのですが、もっと簡単に濃い銅めっき液を作るには
硫酸銅を買ってきて水に溶かします。
硫酸銅はめっきに使うと言って、薬局で売ってもらえます。
小瓶で700円ぐらいです。取り寄せてくれる薬局を探してみてください。
銅めっきのいいところは、色が銅の色で美しくてわかりやすいことですね。

一般的な銅めっき液は、硫酸銅と硫酸を純水に溶かして、調整に添加剤を入れます。
これは塩化物イオンと有機物の組み合わせが多いです。
めっき液は60度ぐらいに温めてかきまぜながらめっきすることが多いです。

実験室レベルなら、めっきの中に磁石を入れて、磁石を回転させてかき混ぜます。

厳密にやるなら、溶存の酸素や二酸化炭素の量や添加剤の種類と量に注意します。
まずは、簡単にめっきしたいだけなら、硫酸銅溶液を作って電気を流せば、銅の析出つまりめっきができます。

自家製のめっきでも純粋な銅であることに変わりはないので、食器や鍋などにもめっきできるんですが、

ぴかぴかにめっきするのは意外と難しいんです。
銅の色にはなるんですが、すぐ曇ったり焦げたりします。

食器などを銅めっきするのはやったことはありません。
エレクトロニクスに使うのを卒業論文で研究していたのが、きっかけで銅に興味を持ったんです。

銅めっきは簡単にできますが、薬品の後処理に困るのでお勧めはしないです。

以上、銅めっきの原理と実験の概要をお話しいたしました。

葉脈標本 植物メッキ 電気めっき植物標本 磁性体メッキ

【空想めっき君】葉脈標本は葉肉を重曹で煮溶かしてからハイター次亜塩素酸で仕上げの漂白をする。標本としてというより美術的に美しい。ただ漂白した葉脈はもろく壊れやすい。金属でコーティングすることで強度が出せるはず。 https://gogo.wildmind.jp/feed/howto/94

 このワイルドマインドというサイトはアウトドア自然体験と理科工作の融合的なサイトで、最初のオリジナルレポートと読者のやってみたレポが集まっている。 https://gogo.wildmind.jp/feed/howto/94 

 葉っぱめっきは無電解めっきで見たことがある。葉っぱの電気めっきもおそらく可能だろう。めっきと葉の密着が気になる。葉に電気は少ししか流れないだろうが、下敷きできな電極にかぶせるように葉を置けば電気めっきできる。 では葉脈めっきはどうだろう?無電解めっきなら可能だろう。電気めっきで下敷き電極は使いにくいだろう。ごく微弱な電流でめっきすれば葉脈にめっきされるだろうか? 

 植物のつながりでもう一つ。鉢植えの土に金属を入れておいて根を電気めっきで金属化する。金属で覆われた根が還元部になって茎から上の部分を対極とするような植物めっき。できるのだろうか?水を吸い力が強い植物なら可能か? 根と葉に異なる金属をそれぞれめっきしたら、それを繋ぐ電池になるのか?葉は空気極として根の金属がゆっくり酸化していけば電気が取り出せる電池になるのだろうか? アクロバティックな電池づくりを空想している。用途はまだ見つからない。観賞用か。

アクサセリーとして銅めっきでキレイにできれば十分成功。きれいなら物好きが買ってくれるかもしれない。 

 葉脈に鉄の磁性体めっきをして磁気センサーを作れるか。磁気センサーは磁性膜を二枚重ねたような構造が基本だ。磁気の変化に対応する電気抵抗変化を見る。 磁気センサーはIoTセンサの基本になると思う。動きや電磁気の通常時の動きとの違いを見ることでセンサとしての要望に応える。自宅めっきで磁気センサは難しそう。鉄のめっきで磁性は確認できる。それの電気抵抗の変化というと小さな変化量だろう。雑な作りの自宅めっきでは精度が出ないと思う。 


鉄の媒染液をカイロの中身の粉から作ってみた★鉄電池へ応用したい

 ★鉄の媒染液の作り方を調べた。

https://note.com/oisi_sensyoku/n/n6d4fc8b7adf5

錆の付いた鉄くぎを酢で煮込むと黒い汁になるから、それをコーヒーフィルターでろ過すると鉄の助染液【媒染液】ができる。

媒染液とは

 鉄の媒染液とは草木染など自分で染め物をする人ならご存じだろう。染料と一緒につかうことで染めやすくなる液体だ。

酢酸鉄
化学で言うなら酢酸鉄が媒染液の主な成分になるはずだ。酢酸鉄は粉末では錆の茶色だが、水に溶かすと淡い緑の液体になると書いてある。茶色の媒染液は酢酸鉄がイオン化していないで小さな粉体が液体に浮いているようなコロイド液だろう。
媒染液の用途
鉄の媒染液は染料で繊維を染めるときの助けをすることに使う用途がほとんどだ。玉ねぎの皮のゆで汁やコーヒーで草木染するとうっすらとしか染まらない。この鉄の媒染液を併用して染めるとしっかり染まって洗っても染料が落ちにくくなる。




★繊維と媒染液の化学と電子
繊維はタンパク質で窒素部分が電子を多く持つ。そこに染料が吸着することでしっかり染まる。電子の多い部分はマイナスだ。プラスが多い部分があると吸着結合しやすい。玉ねぎやコーヒーだけでは電子の少ない部分、プラスの部分があまりない。
だから鉄イオンを併用する。鉄はプラスのイオンになって染料のマイナス部と繊維のマイナスを橋渡しするように結び付けて染料で染まりやすくしているのだろう。


★銅でもOK
鉄以外にもアルミや銅の錆も媒染液として使えるらしい。鉄さびが一番身近で使いやすい。
★お歯黒にも使える
お歯黒で鉄さびを塗る風習があった。安全面もそれなり証明できているのだろう。既婚女性が鉄分が不足するのを補うように歯に鉄を塗ったのか、未婚女性を区別するために塗ったのか定かではないが、日本で150年ほど前にはよくある風習だった。

★オリジナルな方法で媒染液自作
この鉄の液を、自作してみた。錆びた鉄釘を探すよりも身近な使用後のホッカイロの中身を酢で煮た。その後、フィルターでろ過した。液は既報とおなじ茶色い液だ。フィルターに残った錆は固まりかけた鉄さびの粉末のようだ。

★カイロの粉末から自作媒染液を作ってみたら
一部、黒茶色以外の明るい色の粉末が見られる。またホッカイロには鉄の粉末以外にも複数の成分が入っている。その影響だろうか。
ろ過した後の鉄の液は瓶に入れて保管しているが室温で変化は見られない。加熱、バブリング、太陽光などをしたら少しは変わるだろうが、今回はその予定はない。

★鉄めっきができるか?
この鉄の黒い液を使って、鉄めっきをしてみる予定だ。電極を入れてマイナス側に鉄が析出する様子を見る。今回は50ミリリットル程度しかないのでもう少し繰り返して500ミリLほど作る。

★鉄めっき
鉄めっきを作るが普通のめっきのようなピカピカの光沢面は期待していない。光沢めっきはむずかしいのだ。めっきは一般的には鉄の錆止めのクロムめっきか、金や銅めっきなどの貴金属を薄く表面につける。鉄をめっきするのはほとんどの場合、磁性めっきの一部だ。磁性を活かすのだから精密めっきで光沢よりもさらに高度なめっきだ。今回は磁性めっきでもない。


★鉄電池を作る
鉄電極を作って銅電極と合わせて鉄・銅電池を作る予定だ。鉄と銅だけでは単純なのだが、鉄電極を鉄の液からのめっきで作る点が少し珍しい。銅は銅板にしておく。


★鉄電池の対極は?
また銅電極と鉄電極の間を仕切るのはキッチンペーパーだ。電解液は、この黒い鉄の液に酢を加えたものプラスアルファだ。銅の代わりに備長炭を使うと鉄空気電池になる。


★鉄・銅電池
鉄・銅電池を電解液で作るなら、仕切りの膜はキッチンペーパーだけでは足りなそうだ。一般的にはイオン交換膜を使うことが多いらしい。鉄空気電池でも鉄・銅電池でも鉄電極側は似ているはずだ。鉄を析出させる鉄めっきが充電で、鉄が溶けてイオンになる反応が放電だ。放電で溶けた鉄イオンが電解液に流れ出すらしい。鉄・銅電池は超古代の電池といわれている。


★空気電極
炭素電極側が空気電極であると放電時に炭素中に入り込んだ酸素が作用するらしい。この空気電極が難しいらしい。空気電極は軽いイメージだが、炭素に貴金属触媒を加えるので高価になる。

★炭素電極
炭素電極を空気極ではなく銅電極を芯にした銅・炭素電極にしてみたい。銅は貴金属で水素より貴な電位だが、空気電極の酸素よりは起電力が低くなるはず。空気電極は実際には、酸素の電位が出ない。理由は不明で二酸化炭素や仕切り膜からの液漏れなどが疑われている。空気電池は作るのは簡単でもサイクル特性など電池としての性能を追求するのは難しい。私は自作の空気極が無理だとあきらめている。


★鉄・炭素・銅電池
放電で鉄電極から溶けた鉄イオンが備長炭や炭素粉を固めた炭素電極の炭素の隙間に入り込む電池がある。鉄イオンが鉄電極と炭素の間を行ったり来たりする電池になる予定だ。銅イオンも銅板と炭素の間をいったりきたりするはずだ。
鉄は硫黄やリンと複合させると脆くなる。鉄電池として使うと硫黄やリンによって析出溶解のサイクルが安定すると予想している。


★自作媒染液のもうひとつの使い道
ついでに染色もやってみる。コーヒー染めが一番簡単だと思う。古い白マスクでも染めてみるか。

真似する人はいないとおもうが、やるなら気を付けて。

鉄電析 砂鉄析出: 2024-10-25T15:09:04

【鉄電析】アルミ箔に鉄めっきをしました。鉄めっきとは言っても膜になりませんでした。砂鉄が表面に付着しました。

電気めっき時に磁石を下に敷きました。

3.2ボルト、0.62アンペア。 
硫酸鉄 20グラム(硫酸第一鉄)
水道水 50グラム 
対極 ステンレスメッシュ 
セパレータ ティッシュペーパー 
室温 20℃ 
電析時間 5分


 アルミ箔は磁石に付きませんが、砂鉄を付着させたアルミ箔は磁石に付くようになりました。 3ミリφの磁石でしたが砂鉄の分布には3ミリφの跡がわずかに見えます。電気めっき時の磁石は気休め程度ですが効果がありました。 


 密着力も弱く磁石で触ると動き取れる砂鉄があります。アルミ箔の脱脂やめっき前洗浄もない簡易な電析です。めっき浴は淡い黄色で濃度も薄いようです。 

 揺らしながら撹拌していれば磁石の上にドット状に集まるかもしれません。アルミ箔上に直接で砂鉄が得られたので、次はアルミ箔に塩寒天を薄くクレープ状に固めて、そこに鉄をドープするめっき電析をやってみます。

 砂鉄が酸化される時に、ステンレスとの間で電池になると思います。イオン化傾向ではアルミ箔より鉄は酸化されにくいから、アルミ箔が溶けやすくなるのか?


大学で学んだ30の研究手法

大学で学んだ事を30にまとめる。

1)特性と作製法の関係をつかむ
まずは作製方法のパラメータを振って何枚もサンプルを作る

2)先端的材料の先端的特性を目指す

3)鍵になるパラメータに絞って2から4サンプルを選んで分析

4)一般的な分析はサーベイしておく

5)特徴的サンプルの分析はトコトンやる。

6)分析は広く浅くから狭く深く

7)すべての分析から自分なりの特性と構造の関係性をモデル化する

8)モデルにしたがって次に打つべき対策を考える。

9)モデルと合わない結果は、未知のモデル未知の物理現象なので特に大事にする

10)発表モデルを先に予想して対策を考えて特性向上したという結果が一番インパクトがある。

11)当たり前という感覚を疑う

12)自分の発見した新しい物理現象は研究テーマから外れても追いかける

13)必ず結果の出る実験、次の芽が出る実験、もしかしたらの実験の三つを並行させる

14)グラフェンLikeな炭素膜、トポロジカルLikeな絶縁体を見逃した。

15)固体物理の情報を掴んでおくこと

16)理論的予想を知っておく事

17)平面的な均質性についてはめっきの先人の知恵を学ぶ

18)めっきにしかない合成法のメリットを活かす

14)顕微鏡写真と電子回折はルーティンで撮影するだけでなく、構造モデルの裏付けとなるものを狙って撮影

15)原子数層の二次元材料、ナノ粒子、粒子表面だけ内部と特性が異なる材料が流行している

16)競争の速さと細かい分析と考察、そして合成に役立てる指針

17)熱処理は熱をかけると何故構造が変わるか考える

18)粒子サイズ、粒子内の元素、粒子結晶の歪み、粒子界面、結晶構造、元素組成の不均一化を考慮する

19)熱処理は雰囲気ガスの種類と圧力にも注意

20)めっきの電子の受け渡しと分子の移動に比べて熱処理は一気にいろんな反応がすすむ

21)層状構造になりやすい元素、チタン、タンタルに注意

22)トポロジカルになるビスマスにも注目

23)めっきの直後は酸化皮膜のない特殊な表面状態で活性がある

24)ルテニウムの触媒能にも注目

25)金属以外のめっき
酸化物を硝酸めっきでつける事もできる

26)酸化物系電池材料を電気めっきで高温高圧で合成できる

27)電極以外の材料、電解質も合成する気になると幅が広がる

28)発表は常に最先端を目指す自信と準備

29)特許出願の基礎知識は必要

30)甲種危険物取り扱いも勉強するべき

界面活性剤とめっき添加剤のコロイドの形状★銅めっきとゼラチン【膠】

 石鹸手作り実験をしたことがある。

ラード、オリーブオイルなどの油脂、水、苛性ソーダを混ぜて石鹸を作る実験だ。オイルの種類にこだわるとケン化が変わったり、石鹸の使い心地が変わる。

https://www.jfish.jp/html/page1.html

石鹸は、化学では界面活性剤の一種だ。ナトリウムが非常に水に溶けやすい金属で、それと脂肪酸の酸素の部分とがイオン結合している。分子のナトリウム部分が水側に、油脂由来の部分は有機成分側に向いて界面をつなぐように自然に配置される。

https://kimika.net/rr4coroido.html

石鹸の泡が球状なことが多いので界面活性剤は水中で油成分を球状に囲んでいるようなイメージを長らくもっていた。が電気泳動の教科書を読むと、界面活性剤は球状の有機成分なら球状に囲むが、糸状や線状の有機成分ならばそれに応じて囲むと記述がある。

https://ruo.mbl.co.jp/bio/support/method/sds-page.html


これは意外だった。たしかに糸状や線状の有機分子は多い。その形に合わせて界面活性剤が取り囲むのは合理的だ。有機分子側と界面活性剤との間は、極性が小さいもの同士の結合だ。有機物の炭素とはあまり強く結合しない。有機分子の硫黄や窒素の部分には電子が少なくプラスにチャージしている。だからその部分に界面活性剤が結合するらしい。

https://www.live-science.com/bekkan/intro/shurui.html


その界面活性剤も通常の脂肪酸ナトリウムだけではなく、アミノ基と炭素鎖がつながったような界面活性剤も含まれる。アミノ基が極性が強い部分で水側に来る。

金属イオンはプラスにチャージしている。ナトリウムの部分を別の金属イオンで置き換えることができる。析出してしまうと石鹸カスと呼ばれる。銅の石鹸カスが有名だ。溶けにくいカスとして邪魔者扱いだ。


https://www.happy-bears.com/kajily/faq/2141/

この界面活性剤のように金属イオンと結合する有機分子はいくつかある。ゼラチンは身近で有用な食材だが、化学的な性質も有用だ。ゼラチンは窒素を含んでいるのでそこが金属イオンと結合する。

ゼラチンは有機分子で完全に精製してしまう前のゼラチンには、動物の組織由来のタンパク質の性質がある。先ほどの線状や糸状の有機物とは動物の組織由来のタンパク質が主な対象だ。いわゆる天然高分子だ。

https://www.nomuraplating.com/knowledge/%E9%8A%85%E3%82%81%E3%81%A3%E3%81%8D/

未精製のゼラチンが線状に凝集するなら、銅イオンとそのゼラチンを混ぜたら、線状の銅のコロイドになるはずだ。コロイドもまた粉末状、球状をイメージするが、中心に有機物、外側の水側に金属イオンが来る。だから内側の有機物の形状に合わせた形状をとるコロイド粒子があるはずだ。


銅めっき液で未精製のゼラチンを添加剤で使う場合がある。あえて精製しない状態を使う。理由ははっきりしない。保存がしやすいからかもしれない。それ以外にめっき液の中でのコロイドの形状を制御する目的が隠されているのかもしれない。コロイド形状を直接見なくてもめっきとしての性能が精製したゼラチンより、不思議と向上しているケースがある。

https://www.jstage.jst.go.jp/article/jiep1995/11/7/11_7_494/_pdf


めっきの添加剤の化学は、進んでいるのかもしれないが30年前の学生時代にはまだ素朴だった。企業のノウハウとして隠されているので化学的な議論がされていない。

https://note.com/irppy3/n/n4f4491af7d7c

銅めっきで未精製ゼラチンを過剰量添加すると、異常析出として線状の結晶が集まった形状の表面がみられる。これがコロイドの線状の形状と一致しているのではないだろうか。証拠はだせないが、銅イオンだけでは線状に成長する原動力がない。添加剤を過剰にするのだから添加剤の形状が作用したと考えるのが合理的だ。

https://club-z.zuken.co.jp/tech-column/20200130_js_011.html


電解銅箔マット面 2024-10-27T22:04:11

電解銅箔には、マット面とシャイン面があります。マット面は、接着剤との密着性を高めるために、表面を粗くする処理(粗化処理)が施されています。しかし、この粗い表面は、高周波電流を流す際に妨げとなる場合があります。
銅箔が薄くなり、高周波数化が進むにつれて、マット面の表面の凹凸は、より小さく均一になることが求められています。現在のめっき厚は36ミクロンから薄くなりつつあり、凹凸の大きさは約2ミクロンです。断面を見ると、柱状に成長した結晶であることがわかります。この凹凸の大きさは、銅の性質やめっき条件によって多少変化しますが、大きな変動はありません。
2ミクロンという大きさは、めっき結晶の大きさの限界値と言えるかもしれません。実際の結晶は、2ミクロンよりも小さいものが多く見られます。

電解銅箔にはマット面、シャイン面がある。糊付けしやすいアンカー効果を期待してマット面に粗化処理している。この銅箔に高周波電流を流す時に表面の凹凸が邪魔をする。より薄くより高周波になるにつれてマット面の凹凸モルフォロジーは小さく均一にすることが求められる。 めっき厚は36ミクロンからどんどん薄くなる。凹凸の径は2ミクロン前後。断面からみると柱状成長した結晶だと、分かる。この凹凸の径は銅の性質やめっき条件で多少変わる。変わる範囲は大きくはない。 2ミクロンというサイズ感がめっき結晶のサイズの上限かも。小さい側が多い。

銅ナノドット触媒 グラフェン(カーボンの単層シート)を利用した新規触媒層の設計

グラフェン(カーボンの単層シート)を利用した新規触媒層の設計

2009年の12月にブログに書いている。
https://blog.goo.ne.jp/aichi-happy/e/06663d6006417b62c05e4aedd787d39a

その図は手描きの図が以下の六枚。
この時は、グラフェンをメインにしていたが、
銅のドット型触媒として、
電機化学的な触媒の力が極めて高いことが、数年後に発見されている。
二酸化炭素CO2をエタノールに変える触媒だ。オークリッジ米国立研究所の発表だ。

https://wired.jp/2016/10/20/carbon-dioxide-ethanol-reaction/

こうした電気化学と有機物質、エタノール、二酸化炭素CO2、メタノール、メタンなどを中心とした触媒開発は、バイオマス発電、二酸化炭素の固定化、光合成型触媒として
エネルギー問題解決にむけて非常に重要だ。

その発想を2009年に、個人でしてアイデア図を公開していたことが、
驚きだ。日付入りのアイデア図をブログに公開するのは、
自分でもかなり気に入ったアイデアだったからだ。

今後もこの電気化学と触媒をバイオマスと組み合わせたエネルギー発電型の技術は
たいへん注目している。










以下は、2009年のブログのコピーだ。

グラフェンとは原子レベルでのカーボン単層で
シートとして得るには
シートを溶液に溶かして基板上に配列させて
重なりあった部分を超音波で削って、一面に敷き詰める方法が
知られている。

さらにカーボンを表面に含む溶液と対極を5ミリ程度まで近づけて
30から50Vの高電圧交流印加法によっても
グラフェンを形成できることが示されている。

一方、カーボンを含むガスを
高温のチャンバー中で、
化学気相堆積法(CVD)で
銅や鉄などの金属表面に触媒的に形成する方法も提案されている。


私は、銅をナノドットめっきで形成して、
その銅ドットの表面に選択的にグラフェンを堆積させるCVD法を提案する。
また、得られたグラフェンにアルカリ金属または、アルカリ土類金属をドープすることで
その後で、ドープした金属を選択的に置換めっきする貴金属めっきを施すことで
原子レベルで貴金属使用量を削減し、またグラフェンとの相乗効果をもつことが期待される
触媒の形成法を提案する。


また、形成された貴金属修飾グラフェン修飾銅ドット触媒に
電子、またはイオン輸送層として電気伝導性高分子を
電気析出法またはスピンコート法で形成することを提案する。


以上の形成法による触媒は、
たとえば、燃料電池などの貴金属を使用することが不可避な有力な化学反応においても
貴金属量を大幅に低減させることができ、価格面でのメリットが得られる。
また、グラフェンと金属の相乗作用によって新しい触媒を創出することにも利用できる。

グラフェンの活性点は面状に広がるものではなく、
端部が点状に活性を持っていると予想している。

そのため、触媒として応用する場合には、
端部をより多く形成させる銅ドット上の修飾グラフェンを利用するメリットが大きい。

銅ドットめっきはリソグラフィーとレジストを組み合わせる通常の半導体プロセスを利用し、
硫酸銅めっき浴などを用いることで形成できる。

グラフェンにドープする金属(イオン化傾向の小さな金属)は
CVDのガス中に含有させることでドープ量の制御を行う。



 










化学から見た脂肪、コラーゲン、ゼラチンの特長、膠のめっき浴での働き

脂肪とコラーゲンは違うもの。
脂肪は炭化水素の長く結合したもの。16から20ぐらいの結合をしている。

炭素が結合して端にCOOHが付くと脂肪酸。
3列のCCCC-CCCC-CCCC-CCCC-CCCC(脂肪酸)が組み合わさって
端にグリセリンが結び付けた形で、トリグセリド。
トリはトリプルのトリ。
単純脂質に属する中性脂肪の1つである。略称してTGまたはTAGと表す。

つまり、脂肪は炭素ばっかり。

一方、
コラーゲンとゼラチンは、似ている。

http://sirabetayo.com/919.html

コラーゲン分子を熱で変質させるとゼラチンになる。

コラーゲンは動物のアミノ酸の結合したもの。
アミノ酸は、
アミノ基とカルボキシル基の両方の官能基を持つ有機化合物の総称である。一方、狭義には(特に生化学の分野やその他より一般的な場合には)、生体のタンパク質の構成ユニットとなる「α-アミノ酸」を指す。

グリシンっていうのが、一番単純なアミノ酸だが、

炭素と窒素と酸素の結合したもの。
つまりは、たんぱく質。

コラーゲンは、アミノ酸からできている。

牛肉を例に説明すると脂身は脂肪です。
コラーゲンがあるのは、軟骨やスジの部分です。

軟骨やスジの部分がコラーゲンで、コラーゲンを熱すると
変質してゼラチンになる。

ゼラチンだけをうまく取り出したものが、
一般にゼリーとかを作るときに使うもので、

あまりきれいに取り出さないと、膠(にかわ)と呼ばれる。
膠はコロイド状態を保護する保護コロイドの材料で、
墨汁などが、墨がうまく水に浮いているコロイドを作るのに利用されている。

その他、めっきでも少量添加されてコロイドとして働いたり、
めっき表面に吸着して、なめらかにしている。

アミノ酸の窒素が、金属に吸着する力があって、
その窒素を含む自然高分子であるゼラチンは、
めっきの金属表面にも吸着して、めっきの成長反応を穏やかにしている。

自然と科学技術は、繋がっている。
どちらが、よくて、どちらが悪いではない。

自然の知恵を人間の知恵と合わせて科学が進化してきている。
自然界にないものを人間が作り出すと、それはすべて
悪という考えが、食品化学にはあるようだが、

自然のものを取り出して、自然を真似して作る人工の物質によって
化学は発展している。

石鹸をはじめとする界面活性剤、洗剤の類も、
自然にはない。
自然だけでは肉の脂と植物の灰を合わせて作るしかない。

それでは、全人口の石鹸を賄いきれない。
そこで、肉でない、植物の脂、昔の肉や植物だった石油の脂。
灰のアルカリの代わりに水酸化ナトリウム(ソーダ)を使うようになった。

現代はもっとそれが複雑になって自然から離れてしまっているが、

基本は自然を模倣して化学が始まる。
自然こそ化学と物理の基本だと信じている。




電池形状にこだわる: 2024-10-25T00:37:23

【工作欲】電池は一先ず完成に近い。次は電池工作の形状か。ストロー型か?電熱線を熱くできるか?めっきもはじめる。銅と鉄か。抗菌と磁石。アルミ箔上へめっき。スポンジへのめっき。布へのめっき。

アルミ箔電池DIYの構想 これまで遊びで作ってみた電池からの知見

アルミニウム空気二次電池の構造や特性について簡単にまとめました

### アルミニウム空気二次電池の作り方と特性


**アルミニウム空気二次電池**とは、アルミニウムと塩水を含む備長炭を使用して電位を生み出す電池です。アルミニウムが酸化し、電子を放出することで負極となります。以下にその特性と仕組みを紹介します。


1. **電池の基本構造**:

    - **負極**: アルミニウム箔が使用されます。

    - **正極**: 備長炭にステンレスメッシュを使用します。


2. **動作原理**:

    - アルミニウムが酸化して電子を放出し、負極として機能します。

    - ステンレスメッシュが酸素を取り入れ、正極として機能します。

    - この仕組みにより、0.6ボルトの電圧が発生します。


3. **問題点**:

    - アルミ箔が酸化によってボロボロになり、電池としての寿命が短いです。

    - 電解液は腐食性が高く、金などの金属をも腐食させる可能性があります。


4. **改良のアイデア**:

    - 最初の充電でアルミ箔に鉄リンをめっきすることで、耐久性を向上させる。

    - アルミの代わりに亜鉛を使用することで、安定性を高める。


5. **電圧**:

    - 備長炭とステンレスメッシュの間に0.2Vの起電力が生まれます。


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このように、アルミニウム空気二次電池は安価で大容量の電池を目指して研究が進められています。しかし、現状では腐食や耐久性の問題が課題となっています。より安定した材料や新しい技術の導入により、今後の改良が期待されます。

Create an aluminum-air rechargeable battery.


An electric potential is created between the aluminum and the binchotan containing salt water. The aluminum oxidizes and dissolves to become the negative electrode that emits electrons. The dissolved aluminum seems to accumulate at the interface with the charcoal as an oxide. Also, the aluminum foil is torn apart with many small holes. For this reason, the battery works for a short time. The voltage is about 0.6 volts.




If a stainless steel mesh is used for the positive electrode on the side that collects electricity from the binchotan, an electromotive force of about 0.2 V is generated between the charcoal and the stainless steel. The charcoal is the negative and the stainless steel mesh is the positive electrode. The stainless steel is the electrode on the side that takes in oxygen and passes it on, while the charcoal is on the side that receives oxygen and is oxidized.




The charcoal appears to work differently at the aluminum interface and at the interface with the stainless steel mesh. The charcoal works almost identically to ink and salt water hardened with agar. It also works similarly to a sponge with iron salt or salt water on it and hardened with agar.




Aluminum ion batteries are said to be one of the multivalent ion batteries, which have more valence than alkali metal ions such as lithium ions and can increase energy density.


The electrolyte in aluminum batteries is highly corrosive. The electrolyte used in aluminum batteries is highly corrosive, even corroding gold. A battery in which kimchi is placed on top of gold plating sandwiched between aluminum foil will melt the aluminum foil and corrode the gold plating. In a battery in which copper and aluminum are sandwiched together, the copper side becomes green-blue and corrodes.




Not only chemical corrosion, but also electrochemical local battery action oxidizes aluminum and other metals.


There are many problems with making your own batteries, and you can't solve them all by yourself. There is no special material available. Unless you have your own original point of view and materials, you will not be able to keep up with other battery researchers.




The goal of batteries has been to create small and thin batteries. A lightweight, high-density battery. The goal of aluminum batteries is to create cheap, high-capacity batteries. Thinness is advantageous for capacitors, but not necessarily necessary for batteries. On the other hand, thick batteries can be hindered by unused active materials. Even in thick batteries, the active material used for reaction seems to be only a small portion in contact with the interface.




A 0.8 V battery can be made from aluminum, charcoal, and stainless steel. If the battery can be repeatedly charged and discharged with high capacity, it will be a success. First, we will try to make a clean battery and charge it. We will evaluate the charge-discharge characteristics of the battery and observe what changes appear in the battery.




In a lithium-ion battery, lithium iron phosphate serves as the positive electrode and graphite as the negative electrode. The lithium iron phosphate takes in lithium ions, and the redox reaction that desorbs lithium ions from the graphite is used for discharge.


A battery with an aluminum foil anode, graphite, and iron phosphate cathode, in that order, would be inexpensive and provide high performance.


To prevent the aluminum foil from falling apart, the aluminum foil should be plated during the first charge of the rechargeable battery. Plating iron phosphorus. If the chemical states of iron and phosphorus are different, such as the oxygen-rich cathode side and the reduced anode side, a potential difference is likely to be created between the iron phosphorus on the cathode and the iron phosphorus on the anode.




The outline of the aluminum battery is gradually becoming clear. I think zinc is more stable than aluminum. We would like to approach that as well.


アルミニウム空気二次電池を作る。

アルミニウムと塩水を含む備長炭の間には電位が生まれる。アルミニウムが酸化して溶けて電子を出す負極になる。溶けたアルミニウムは酸化物として炭との界面に蓄積するようだ。またアルミ箔は小さな穴がいくつも空いてボロボロになる。このため、電池として働く時間は短い。電圧は0.6ボルトほどだ。


備長炭から集電する側の正極にステンレスメッシュを用いると、炭とステンレスの間に0.2Vほどの起電力が生まれる。炭がマイナスとなってステンレスメッシュが正極だ。ステンレスが酸素を取り入れて受け渡す側の電極で、炭が酸素を受け取って酸化される側になる。


炭はアルミニウム界面とステンレスメッシュとの界面で異なる働きをしているように見える。炭は墨汁、塩水を寒天で固めたものとほぼ同じ働きをする。またスポンジに鉄塩や食塩水を付けて寒天で固めたものとも似た働きをする。


アルミニウムイオン電池は多価イオン電池の一つと言われ、リチウムイオンのようなアルカリ金属のイオンより価数が多く、エネルギー密度を上げられるとされる。

アルミニウム電池の電解液は腐食性が高い。金をも腐食するような電解液だ。金めっきの上にアルミ箔で挟み込んだキムチを置く電池は、アルミ箔が溶けるとともに金めっきも腐食してしまう。銅とアルミで挟み込んだ電池では銅側が緑青となって腐食する。


化学的な腐食だけでなく電気化学的な局所電池の働きでアルミや他の金属が酸化していく。

電池自作の問題点はたくさんあって全部を一人では解決できない。特別な材料が用意できるわけじゃない。なにか自分のオリジナルの着眼点や材料素材がないと他の電池研究にはまったく追いつけない。


電池は小さく薄い電池を作ることが目標にされてきた。軽くて高密度な電池だ。アルミニウム電池が目指すのは安くて大容量な電池だ。薄さはキャパシタには有利だが、電池には必ずしも必要ない。一方で厚い電池は使われない活物質が邪魔になる可能性がある。厚い電池でも反応に使われる活物質は界面に接しているわずかな部分のようだ。


アルミ、炭、ステンレスを使う電池で0.8Vの電池はできる。その充電放電が繰り返し大容量でできれば成功だ。まずは、きれいな電池をつくってみて、充電してみる。その充電放電の特性を評価するのと、電池にどんな変化が現れるのかを観察する。


リチウムイオン電池ではリン酸鉄リチウムが正極になって、黒鉛が負極になる。このリン酸鉄リチウムがリチウムイオンを取り込み、黒鉛からリチウムイオン脱離する酸化還元反応が放電に使われる。

アルミ箔負極、黒鉛、リン酸鉄正極の順並べる電池なら安くて高性能が望めそうだ。

アルミ箔がボロボロにならないような工夫としては、二次電池の最初の充電でアルミ箔の上にめっきをすることだ。鉄リンをめっきする。正極のリン酸鉄と負極の鉄リンの比較で、酸素の多い正極側と、還元された負極側というように鉄とリンの化学状態が異なっていれば、その間に電位差ができそうだ。


すこしずつアルミ電池の概要が固まってきている。アルミより亜鉛を使うほうが安定だと思う。そちらもアプローチしたい。

第四類危険物を中心に身近な化学の英語を語る

危険物について、日常生活との接点を英単語と共に紹介します。

危険物の第四類はガソリンを中心とした燃える液体リキッドを扱います。

試験問題を解く。
プロブレムをソルブする。
解く、溶くは(とく)という日本語に漢字を当てはめて使い分けてます。ほぐすという意味で、問題の謎を解く。水に塩を溶かす。漢字は違っても英語はソルブ。解決をソリューション。溶液もソリューションと言います。食塩はソルト。サラリーマンのサラリーは塩ソルトと語源が近い。

プレッシャー、ストレスは職場での環境が悪くて居心地が悪いような意味合いでも使います。プレッシャーは圧力でストレスは応力と訳します。圧力は面積当たりの力ですね。

圧力は大気圧が身近。空気が押す力で、水銀を76センチ、水を10メートル押し上げます。
台風が950ヘクトパスカルって言えば大気圧が低い強い低気圧って分かります。1013ヘクトパスカルが1気圧。
ヘクトパスカルのヘクトは単位のキロやマイクロの仲間です。キロは1000、メガが10の6乗。ミリが0.001でミクロンが10のマイナス6乗。ナノがマイナス9乗。その十分のイチをオングストロームÅという。Åが化学の中で一番小さい単位だな。物理ならもっと小さいかも。

10メートルで1000ヘクトパスカルってきっかりでないのは、単位の決め方のせいです。
長さの単位は古くは人間の身体の大きさから、新しくても地球の大きさから決めました。重力加速度の大きさは9.8っていう中途半端な数字が出ます。

大気圧は水の柱の高さと重力加速度から計算して1013ヘクトパスカルっていう中途半端な数字が1気圧です。

大気圧はアトモスフィア、雰囲気のこともアトモスフィアって言います。雰囲気って周りのガスのことで、窒素雰囲気とか水素雰囲気とか言います。

単位面積当たりとか、単位体積当たりで比べるっていうのもよくあります。

空気より軽いと上に行くし、重ければ下に貯まる。
水より重ければ沈むのと一緒ですね。

密度デンシティーは体積当たりの重さで、濃く充実した事をデンスとも言います。
水のデンシティーと比べて比重を出すと浮くか沈むか分かります。比重はスペシフィック グラヴィティ。グラヴィティは重力のGです。スペシフィックはスペシャルと似てます。特別と似てる特有の値みたいな意味です。

密度はグラム毎立方センチメートル、英語だとグラム パー キュービック メータ。
面積当たりを言う時はグラム パー スクエア センチメータ。
メータよりミータって発音すると英語っぽい。


燃えるのは酸化の一種です。酸化はオキシデーション、酸素がオキシゲン、Oが酸素の記号です。水素はハイドロゲンでH。

酸素が付くのでオキシデーション。
酸化のカは加える加と音が一緒で、還元の元が減少の減と音が一緒です。
還元はリダクション。レデュースって減らすって意味でリダクション還元と似てるんです。
酸化還元を合わせてレドックスって言います。リダクションとオキシデーションを繋げてレドックス。

酸化は普通は悪者ですね。燃える、錆びるのは酸化。

逆の還元は相手方に起こるんですが、自然には酸素が相手方になるんで、見えません。酸素が酸化剤で、酸化剤自体は還元される。酸素分子はゼロで鉄サビ酸化鉄になかの酸素はマイナス。
マイナスって電子エレクトロンを強く引き寄せた状態。


この逆が還元剤。還元剤で身近なのはビタミンCです。ビタミンCって栄養として有名ですね。ビタミンCって飲み物に酸化防止剤にもなってます。酸化防止剤って、他よりビタミンCが先に酸化されるので、それ以外の食品や飲み物が酸化されない。
ビタミンCは酸化される、つまり相手を還元する、還元剤の一種です。

還元剤ってメッキの世界では一番大事な薬品です。リダクションさせるリダクタントが還元剤。
金属が錆びるのが酸化ですが、金属を溶かした溶液から金属を取り出すのは、還元って言うんです。

メッキは金属を薄く表面に付ける技術。金めっきは奈良の大仏の昔ながらの技術。めっきはプレーティング。

銅めっきでいうと銅イオンが銅の2プラスが、還元されて銅の金属メタルのゼロ価になると、十円玉の銅の色のメタルができます。
金属はピカピカして電気を流して延びるのはすべて電子エレクトロンが自由に動き回るから。鉄サビ酸化鉄とかのエレクトロン電子は酸素の近くにくっついてる。鉄メタルは自由電子エレクトロンが飛び回るので、ピカピカして、延びる。くっつけてる糊の役割が電子エレクトロンで糊が動く感じだね。糊をグルーっていうけどグルーはニカワ膠のこと。膠をきれいにするとゼラチン。ゼラチンとグルーは成分が共通してる。



この還元は銅のプラスにマイナスの電子エレクトロンをあげるんです。
プラマイゼロでメタルっていう事です。電子エレクトロンをあげるのを電極っていう外から電気を流すとカソード陰極にマイナスの電子エレクトロンが来て、そこでプラスの銅イオンのプラスと反応してメタルになる。

コレを薬品でやると還元剤です。還元剤は自身が酸化されて銅イオンに電子エレクトロンをあげて銅を還元する。
銅を溶かした液体に還元剤を入れるとプラスイオンの銅が還元されてメタルの銅になる。

還元リダクションを語りすぎました。オキシデーションは酸化で錆びる時のことです。
錆びるのは、銅メタルが酸化銅になると錆びるっていいます。鉄が錆びると酸化鉄。ホッカイロが鉄の黒い粉が入っていてゆっくりと錆びる反応が進んでるんです。錆びると燃えるはスピードは違いますが、どちらも酸化。熱が出ます。

熱がヒートアップすると温度テンプラチャーが上がります。温度はtで表します。℃はデグリー シーと読みます。
絶対温度がKケルビンね。

温度は物理と化学ですごく重要です。
融点ってメルティングポイント、メルティング ポッドでるつぼで、人種が融けて混ざりあう様子を人種のるつぼって言います。
メルティングに対して、茹でて蒸発するのはボイリングポイント。ボイルドエッグでゆでたまご。

鉄は錆びるけどステンレスは錆びません。ステンレスは鉄に混ぜ物をして錆びなくしてあるんです。鉄は磁石が付くけど、ステンレスは混ぜ物が多いと磁石マグネットが付かないです。ステンレスをSUSサスとも言います。スチール ユーズ ステンレスの頭文字でSUSサス。ステンレスのレスはないって意味のレス。ステンレスは何がないか?歪がないって意味のストレインがレスでステンレスって名前にしたらしい。

ストレスストレインカーブのストレインは歪で、ちからストレスをかけると歪むストレインする割合のグラフです。歪まないのでストレインレスでステンレス。

鉄は熱で膨張します。夏に暑いので線路の鉄が膨張して、レールが歪むのを防ぐのに、線路には間を開けて繋げます。
ステンレスは膨張が大きいので、ステンレス製のシンク流し台に熱湯を流すとボコって音がします。熱で膨張して変形すると音がするんです。

危険物はガソリンがメインです。自動車関連の英語は和製英語が多いので有名です。ガソリンスタンドよりガソリンステーション、ガスステーションと言います。フューエル ステーションとも言います。フューエル セルで燃料電池。セルって細胞の事も言う。バッテリーとセルはどっちも電池だけどフューエルセル、リチウムイオンバッテリーって使い分けしてるかも。
バッテリーって野球の投手と捕手。出すと受けるの組み合わせ。ボールがエレクトロンのことになるか。


満タンはタンクをフィルアップすることで、フィルアップをフルと言い換えてフルが満席とかの満です。

空カラはエンプティー。ハンドルはホイール、クラクションがホーン、ボンネットがエンジンカバー、アクセルがペダルとかいろいろ。

ガソリンはレギュラーとハイオク。レギュラーは普通でハイオクがオクタン価がハイ高いガソリン。オクタン価ってノッキングしにくい指標です。ノッキングってエンジンの中の燃焼トラブルです。じわじわゆっくりと燃えるとノッキングしない。

ガソリンは石油から作るんだけど、石油もガソリンもいろいろなオイルの混合物です。石油を温めて蒸留して分ける。分留です。蒸留はディスティレート。分留がフラクティネート。フラグメントが分かれたもの。ハードディスクがコマ切れのフラグメントに分かれるっていうのと同じだ。

ガソリンは一番低い温度で真っ先に蒸発してくる成分で融点メルティングポイントが低い。
メルティングポイントが低いと液体から飛び出しやすいと同じ。液との繋がりが弱い。分子が小さくて軽い。
分子が長くて重いとメルティングポイントも高くて燃えにくい。重油はそんな油。
単純に言えば軽油は燃えやすく、重油は燃えにくい。軽油よりもっと軽くて燃えるのがガソリン。ほとんど気体ガスみたいな油。

ガソリンは色を付けてあるから、オレンジ色だけど、着色しなかったら無色透明。

さっきのオクタン価が高いガソリンは分子が枝分かれしまくってるモノを100、枝分かれ無しの真っ直ぐを0としてる。真っ直ぐな分子だと単純な形だから一気に燃える。複雑に枝分かれしてると燃えやすいところからゆっくりと燃え始めて燃えにくいところがあとからじわじわ燃える。ノッキングは一気に燃えすぎると起こるから、じわじわ燃える方の油が性能が良いんだよね。


無鉛ガソリンは昔のガソリンにノッキング防止剤として鉛入りの油を含んでたんだ。鉛は性能が良くて使い道はあるんだけど、神経に毒だから使わないんだ。
ハンダも鉛を使えば、柔らかくて使いやすいハンダが簡単に出来るけど、毒だから、鉛フリーにしようってなった。鉛はリード。Pbって記号だけどリード。Auって記号だけどゴールドと同じで歴史が古く昔っから使う金属は特別な呼び名がある。鉛に近いビスマスはBi、金に近い白金プラチナはPt。珍しい金属ほど元素記号と呼び名が一致。


クルマ以外に油は食品でも身近。オリーブオイル、アマニ油、ホホバオイル。
水と油って仲の悪い代表だよね。水に溶けるものは油に溶けない。水に溶けないものは油に溶ける。油同士は混ざる。

油と水の両方とくっつくモノを石けん界面活性剤という。ソープ、サーファクタント。サーフェイスは表面。表面積はサーフェイス エリア。



アルコールが酸化すると酢酸。ワインが酸化するとヴィネガー。酸っぱいってお酢の酢酸の事をイメージする。ワインってwineって書くけどwとvって似てるんだよね。ワインをvinとも書いたらしい。Vinを酸っぱくするとヴィネガー。
酢酸がお酢の酸っぱさの決め手。酢酸は栄養素の油分子が分解された最終型。油はグリセリンとカルボン酸3つに分解して、カルボン酸は炭素が2個づつ取れてベータ酸化だよね。カルボン酸が最後に酢酸になる。

酢酸は酒エタノールからも出来るがオイル油からも出来るんだ。油脂を栄養の分野だとファット脂肪っていうね。

酸っぱいっていう性質を化学では酸性っていう。水素イオンの濃度を測るpHで測る。酸性が強いとphは2とか3とか低い。ペーハーはドイツ語読み、ピーエイチが英語読み。ちなみにCをシーと英語読み、ツェーってドイツ読み、ハが日本語読み。abcでイロハ。音楽でロ短調はBマイナー。


酸をアシッドという。Acid Black Cherryっていうバンドのアシッドも酸。
酢酸はアセティック アシッド。アセチレンはアセティックアシッドの仲間で炭素数が同じだからアセトで、アセトンもそう。

逆の性質をアルカリ性。アルカリはヌルヌル系。温泉とかのヌルヌル。皮膚を溶かす。ソーダ村のソーダさんがソーダ飲んで死んだソーダ。ソーダは炭酸ソーダ水じゃない。ソーダはナトリウムのこと。ナトリウムの化合物で苛性ソーダが水酸化ナトリウム。苛性は皮膚が溶けて痒い事。


酸とアルカリを混ぜると打ち消しあって酸っぱいのもヌルヌルもなくなる。中和。

危険物は中和よりもレドックス酸化還元がメインだね。

第四類以外にも危険物はある。ニトロはダイナマイトの原料で大爆発する危険物。ノーベル賞のノーベルさんはこのダイナマイトの発明で大金持ちになった。ダイナマイトは兵器だよね。
ダイナマイトはダイナミックとも語源が同じ。大きく動くこと。動かないのは静的スタティック。DRAMとSRAMはダイナミックとスタティックなラム。ラムはランダムアクセスメモリ。ROMがリードオンリーメモリ。


戦争が技術力を高めてきた歴史がある。原子爆弾アトミックボムもアインシュタインの核分裂反応の理論を使った兵器。鉄腕アトムのアトムは原子のアトム。

分子はモレキュラー。モレキュラーシーブっていうと水分子を吸着する乾燥剤。

オキシドールも危険物。昔の消毒薬。酸素の泡が出て傷がしみるほど消毒した。

リチウム電池のリチウム金属も危険物。リチウムは水と激しく反応して燃える。

ガスは危険物取扱者資格でいう危険物には含まない。危険なガスはいっぱいあるから別枠。

酸化剤も還元剤も危険物。

危険物は火事になる危険物っていう意味で、人体に毒があるかどうかは別物。燃えないけど、すごく毒性がある薬品たちも別枠。



オイル、油の仲間が第四類危険物。
機械油、食用油、燃料油が含まれる。とくにメルティングポイントが低い蒸発してガス化しやすい軽い分子の油が危険だ。


あざみの赤裸々 自己紹介をします

榊原あざみです。
自己紹介をします。
温泉も好きですが、石鹸も好きです。石鹸を作ったりもします。石鹸を作るかとか、考えたのは、人によっていろいろ入り口が違います。肌が弱いとか、環境にやさしい石鹸とか、オリーブオイルの石鹸が作りたいとか、ハーブエッセンスオイルを混ぜた石鹸を作りたいとか、手作りコスメの延長で始めるとか、アメリカ人に教えてもらったとか、いろいろです。私は化学を勉強していたので、化学実験で生活に役立つものを作りたかったからです。

かわいいものが好きです。かわいい犬の絵を描いてインスタグラムアップしています。かわいいというのもセンスの問題があって、系統で言うとさくらももこさんのちびまる子ちゃんの芸風でヘタウマの犬を主に描いています。

これまで非常勤公務員として県の自動車税の仕事をしてきました。税務調査として中古自動車屋さんの税逃れや福祉施設の免税の実態調査として管轄内を回るぐらいで出張と言っていました。出張と言うのははずかしいぐらい近場です。中古自動車屋さんは自動車税を不正に逃れる奴らだ、いうのが公務員から見た印象です。真面目な業者さんが多いのですが、一部には、普段使いの自動車も展示用と偽って税逃れしています。福祉施設の減免も福祉だから税は払わなくてもいいという考えが一般的ですが、税務職員は規則に則って非情に税をかけて取り立てます。嫌われ者の仕事ですね。
税務職員の資格は徴税吏員証といい、警察手帳と同じぐらい威力があります。銀行に行って勝手に口座から税金を差し押さえておろせます。チームでは大きな脱税を差し押さえた経験もあります。

好きなことを仕事にするのは、本当は理系の仕事が好きなんです。大学は化学の勉強をしていました。化学というと亀の模様のような図形を書く勉強もしました。恩師が紫綬褒章を貰ったことが弟子としても自慢です。ノーベル賞とらないと大学教授は顔が知られないので、もっと活躍してほしいです。リチウム電池とかハードディスクとか、メモリ材料とか、配線材料とか、有機ELとか、電機メーカーと共同研究をしていたので先端技術に触れていました。最近復習したITパスポートでパソコン補助記憶装置の仕組みは、熱くなりました。どの材料もバラバラのようでビーカーの中で電気や薬品を混ぜて作れる薄い膜でできていることが共通点です。80年代には金めっきとか銅めっきの研究をしていた先生でした。
理系の現場は文系に行った人間に冷たいので、二度と戻れないと思っています。

出身は愛知県。榊原のルーツは三重県の榊原温泉。榊原姓が多いのは半田市。親戚が多いのは静岡県とバラバラです。勝手に想像しているのは、岡崎や半田にいたご先祖様が静岡で隠居した徳川家康について静岡に行ったのではないかと思っています。
海外はアジアを中心にシンガポール、台湾、タイ、上海に行きました。次は韓国を計画中したいです。榊という字は漢字ではないと中国人に言われました。国字といって日本人が漢字を真似して作った字です。木へんに神さまの神というのは、神社で使わる榊の木を表す国字です。清和源氏という天皇に苗字を貰った武士の源流と関係ある苗字らしいです。
榊原という名前は割と愛知には多いのです。
あざみというペンネームは井上陽水さんの名曲少年時代の出だし「夏が過ぎ風あざみ」から取りました。井上陽水さんの大ファンなのです。中島みゆきさんのアザミ嬢のララバイという歌があるようにあざみは嫌われ者の花ですね。

公務員と事務員以外には塾講師のバイトもしています。これは現在進行形で、週一回しています。暇な塾で中学校の教科書を何回も繰り返して読んで、全教科指導していました。数学ならすぐに指導できます。立高校入試の数学を解くのが、受験期の仕事でした。

公務員は安泰平凡な人生のはずですが、なぜか事件にも多く遭遇しました。県の不正経理や税務職員の使い込み、殺人事件などがあって取材規制がありました。安泰と思った公務員も非常勤には冷たくあっさり切られてしまいました。事務の大手通信会社も同様です。

中学生の塾は過剰にできて過当競争状態です。塾は儲かりません。少なくとも塾講師は儲かりません。今までお金に苦労したとは思っていませんでした、が40過ぎのおっさんが貯金もほとんどないので、やはり貧乏人の代表だとも思っています。少ない貯金で株取引をして増やすのが夢です。実際には、鴨られているのでいつか取り返したいです。

鉄めっき 磁性あり: 2024-10-25T18:27:54

硫酸第一鉄の液に硫酸銅と酢酸水を加えて再度めっき。電析は黒っぽい。膜に近くなった。銅の茶色っぽい色もわずかに見える。

 左が銅入り鉄、右が鉄のみ。 アルミ箔の上に電析した。銅の茶色は乾燥時間が経つと濃くなってきた。 茶色は酸化鉄かも。銅の色よりサビ色。濃くなると、磁力が弱まった。銅が混ざると錆びやすいのかな?

 析出量が増えたのは、硫酸銅か酢酸水のどちらの効果か、まだよく分からない。 

鉄のついたアルミ箔は磁石に引かれる。アルミ箔の下に磁石を置いているのが黒っぽい皮膜の模様に現れたのかも。

大型バイオ電池と鉄空気電池の可能性

 【夢みるバイオ電池】

【300ミリアンペアの大型バイオ電池】

工業大学でのバイオ燃料電池の論文を見ると電池の電圧はだいたい0.3ボルト以下だ。電流値は600ミリアンペアあるが電池セル面積が0.5平方メートル前後なので、電池としては300ミリアンペア程度だろう。単1のアルカリ乾電池の電流値と同じ程度だ。

【1キログラム当たり250ミリアンペアの鉄空気電池】

一方、鉄空気電池は1キログラム当たり500ミリアンペアhや80ワットhという文献データが見つかる。おそらく500グラム程度の卓上サイズと思われる。250ミリアンペアの電流値が観測された、ということだろう。

【バイオ電池1キログラム当たりの発電量】

バイオ電池も鉄空気電池と似たように放電する。バイオ電池は1メートル級の大きなサイズで電解液を含めたらおそらく30キログラム程度のもので放電量300ミリアンペアが得られる。

バイオ電池の電流値は1キログラム当たりに直すと10ミリアンペアとなり、鉄空気電池の10分の1以下となってしまう。

【空気電池は共通した仕組み】

バイオ電池には空気極があり、鉄空気電池と共通した構造だ。バイオ極と鉄極にそれぞれの特徴があるはずだ。バイオ極には鉄還元菌が下水中の鉄を還元した鉄成分が付着する。バイオ電池では発電菌が発電すると言われている。

【複数の国立大がバイオ電池を研究】

このバイオ極にの鉄成分は静岡大が発見している。静岡大は、鉄成分を予め加えた電極を作ると電池の電流値が上がることを報告している。岐阜大では鉄とリンが下水から取り出せたと報告している。

【バイオと鉄空気電池はほぼ同じ性能】

これらから推測すると、バイオ電池は下水中の鉄成分が電極に付着することで、鉄空気電池と同様の仕組みが出来上がり電流電圧を観察できるように思える。バイオ菌が発電菌として働くような従来の意味のバイオ電池ではなく、バイオの力で鉄空気電池を作っているように見える。

【バイオ電池には充電していない】

もし、バイオ電池に外部電源から充電したら鉄空気電池と極めて似たような挙動を示すはずだ。1度バイオ菌の力で鉄電極が出来てしまえば、電解液の中の発電菌は全くいなくても鉄空気電池として充放電するだろう。

【夢みるフロンティアな予算】

日本の材料科学は優秀と言われ、めっき科学と微生物科学は中身が謎のまま性能だけが良いと言われる日本の得意な分野だ。めっきは科学で解明されてきたと私には思えるが逆に夢見る希望が減って現実的な小さな予算のプロジェクトになっている。

【期待が大きいバイオ】

バイオはなんとなく夢があるフロンティアのように見られ、大きな予算が注ぎ込まれている。バイオと電気化学の融合分野では予算は取れてもまだ十分な成果はあがっていない。

【実験の目標】

まずはバイオ抜きの電池をしっかり作ってからバイオ電池に挑んで欲しい。充放電できる大型電池の充電のアシスト、または放電のアシストにバイオを使うイメージだ。バイオアシスト型の空気鉄電池のシステムは報告例はまだ見ていない。

【フォームエナジー社】

鉄空気電池ネットニュースのほとんどはフォーム エナジーの記事だ。研究室サイズではなく大規模化しているようだ。


https://energy-shift.com/news/c8a4700f-3035-4be0-9323-322015114103

電気化学はバイオにも大きく関係するスーパー技術だ

電気化学は化学の傍流だと思っている人が多い。
実際は最先端であって、本流になりうる大きな分野だ。電気を使って電極上の酸化還元反応を制御することを中心とした化学だ。これが将来のバイオと大きく関係する。

これまでは電極は平面的で表面処理、めっき、電池などの分野で必要な技術だった。
精錬やめっきはローテクと思われることが多かったので、
ハイテク代表であるコンピュータ部品や半導体産業、リチウム電池で電気化学が使われることが驚かれた時代もあった。
しかし電気化学は、半導体、エレクトロニクスだけに留まる技術ではない。

燃料電池、エタノール、メタノールなどの合成や発電、バイオマス反応、バイオマスで使われる微生物を増やすような反応にも応用できる。バイオ技術と電気化学は出会ったばかりだ。これから大いに発展する。

https://www.nikkan.co.jp/articles/view/00396058


一般的な化学反応だけでなく、菌のような微生物が増えていく成長や発生も反応と同じように電気で促進できるのだ。菌は、栄養の一部に酸化還元反応を使っているからだ。

鉄や銅を菌の体に取り込んでいることが多い。

赤血球が鉄を含んでいることは有名だが、菌にも金属が含まれている。

そうした金属は酸化還元反応を通じもて微生物が栄養分を取り込む際に使われる。糖などを燃やして栄養にするという表現があるが、同じように銅や鉄を酸化・還元して栄養を得る菌もいる。

肥料にもミネラルとして金属が含まれるのは植物も、菌も金属を栄養を得るときに利用しているからだ。

そうした金属の酸化還元反応はグラフェンとも関係が深い。
電気化学の一番得意な分野で、それを加速する触媒としてグラフェンはとっても重要な物質だ。

グラフェンは炭素数層でできた平面と、そのエッジ部分、端部から成る。この端部がこれまでにない触媒活性点あることが証明されてきたようだ。2009年時点で私は直観的に端部の活性度の高さを指摘している。端部にナノサイズの金属を配置して、反応物がグラフェンと金属の間に来たときに一気に反応が進むのだ。


日本の電気化学者にも、グラフェンとナノ金属微粒子を活用した触媒研究、バイオ分野でも応用をぜひ進めてもらいたい。

昆虫サイボーグから金属めっきまで? - 第一線で戦う研究者に必要な力とは https://t.co/pOqu5x9CoG #スマートニュース


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January 31, 2018 at 05:39AM
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日立、有害な6価クロムを使用しないニッケルめっき技術を開発 | マイナビニュース https://t.co/n7TVEyxc8P #マイナビニュース


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March 12, 2018 at 09:59PM
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産総研×吉野電化工業、CFRPとの密着性に優れためっき方法開発- 雷被害回避 | マイナビニュース https://t.co/5W0jyrAwne #マイナビニュース


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February 15, 2018 at 09:06PM
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