【化学】化学者が家庭用の各種薬品を使って宝石を作り出す

もしあなたが、王冠のような鮮やかなサファイアをほしいと思うのであれば、自分で作れます。化学者がイギリスの大英帝国王冠とケンブリッジ公爵のエンゲージリングのレプリカを自宅で簡単な実験で作ってしまいました。専門家は、排水管洗浄剤や耐腐食性クリームなどの簡単に手に入る家庭用の薬品から宝石を作りました。
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実験には8カ月かかりました。そしてこの実験は、今年の後半にエリザベス女王が君主としての最長記録を塗り替えることを見据えています。また、来月に予定されているビッグバンUKヤングサイエンティスト&エンジニアフェアで次世代の化学者や技術者を奮起させる目的もあります。

実験は教室の子供たちによって行うこともできるレベルです。そして、実験では酸とアルカリの中和反応という自然界でもありふれた反応が見られます。この大英帝国王冠に燦々と輝くセントエドワードのサファイアのレプリカは、ありふれたクリーニングパウダーに熱湯をかけてできた硫酸銅の結晶で出来ています。硫酸銅は排水管洗浄剤や防腐クリームに使用されています。

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科学者達は最初、熱湯に硫酸銅の粉を溶かせるだけ溶かすと、溶液は鮮やかな青色になりました。その後、大きな結晶を作るためにフィルターで不純物を取り除き、加熱して水を徐々に蒸発させることで、硫酸銅の再結晶化を行いました。

水溶液から水が蒸発すると、溶けきれなくなった硫酸銅が結晶として析出します。溶液は一晩かけてゆっくりと過熱し、水を蒸発させていきます。そうしてできた結晶の種にひもをつけて、新たな硫酸銅の水溶液に入れてこの種となる小さな結晶を大きな結晶へと成長させていきます。綺麗で大きな結晶を作るコツは、綺麗な種となる結晶を使って、出来るだけゆっくりと水を蒸発させてゆっくりと結晶成長させます。急速に水を蒸発させてしまうと、小さな結晶がたくさんできてしまい、大きな結晶とはなりません。また、種となる結晶の質が悪いといびつな形になってしまいます。ビッグバンフェアーには他にも様々な結晶が出展されていますが、例えばダイヤモンドが出ていたとして、それが本物か偽物かはもやは人間の目では判別ができません。人工の結晶は今日ではレーザーやスマホのスクリーンなど様々な用途で使用されています。時計のカバーなどは、天然のダイヤモンドと比べて遜色ない耐久性を誇っています。

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原料となる化学物質を極端な高温下に置くことによって化学者たちは、黒太子のルビーやスチュアートサファイア、研磨されたダイヤモンドとしては世界で4番目の大きさのであるカリナンIIといった価値のつけられないような有名な宝石に似た結晶を、それぞれピネル、コランダム、キュービックジルコニアの人工結晶で再現することに成功しました。

成長し終わったら、硫酸銅は結晶は王冠のサファイアと同じサイズにカットされ、レプリカの王冠に取り付けられます。”結晶は素晴らしいですね。その美しさだけでなく、使用用途も様々です。”と、オックスフォード大学の結晶成長研究グループのリーダー、Prabhakaran Dharmalingam氏は語ります。”多くの重要な発見と、多くのノーベル賞受賞の業績は結晶を研究することによるものです。私はこのプロジェクトを通して子供たちに科学の面白さを伝え、子供たちが将来化学を勉強してくれるようになればと思っています。”

これらのレプリカは3月11日から3月14日までバーミンガムのNECでのビッグバンフェアで展示されています。

出典:dailymail

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『【化学】化学者が家庭用の各種薬品を使って宝石を作り出す』へのコメント

  1. 名前:塩せんべい 投稿日:2015/02/25(水) 11:34:39 ID:43c0cdd61 返信

    硫酸銅は宝石の定義の中で重要な耐久性や硬度が高いってのに該当しないだろ
    イオン結晶で水にも弱いし水和物だから乾燥にも弱い
    イミテーションとして使うことにすら不足
    というくだらない話は置いといて光学部品として結晶はマジで有能
    レーザーのロッドなんぞ宝石なんざ目じゃない値段する
    とりあえず決して無害と言えない毒性がある硫酸銅の作成方法と同時にこういった使い方を解説するのはいかがかと思う
    指輪として身に着けて良いレベルではない