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-実験 NO.201-

実験A-33　＜秘技！水の上を歩ける～ダイラタンシー～の巻＞

所要時間
10分
投稿者
日本分析化学専門学校

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準備するもの

【使用器具・薬品】
・ 片栗粉もしくはコーンスターチ(デンプン)
・ 水
・ 割り箸(かき混ぜるものであればなんでも可)
・ 計量カップ
・ 洗面器
※大胆にやるなら桶や家庭用プールを用いてください。

【材料の入手】
・すべてスーパーなどで入手可能

実験の手順

  1. 片栗粉を計量カップで約400mLとり、コップに入れる。
  2. 割り箸でゆっくりかき混ぜながら水を約200mL加えて、全体を均一にする。
    →ダイラタンシーの出来上がり。
    ※デンプンの粉質によって加える水の量は異なりますので、様子を見ながら量は加減してください。

    ダイラタンシーを使って遊ぼう！
     
  1. ダイラタンシーをおもいっきりかき混ぜてみる。
    →水だったら無理なくかき混ぜられるけど、ダイラタンシーはどうなった？
  2. 手のひらをダイラタンシー表面と水平にして、ゆっくりと洗面器の底まで沈ませる。
    その後、手のひらを水平に保ったまま、一気に上に上げてみる。
    →水だったら何の抵抗もなく簡単に上がるよね。ダイラタンシーはどうなった？
  3. ダイラタンシーを手にとって、お団子を作る要領で丸めてみる。 その後、手のひらで置いてみる。
    →水だったらまずお団子は作れないね。ダイラタンシーはどうなった？
    →手のひらに放置するとダイラタンシーはどうなった？

    ○大量にダイラタンシーを作ると、まさに忍者のように水の上を走れます。
    ただし、一旦底に沈み、急いで足を動かすと液体が固まってなかなか抜け出られません。
    このときは落ち着いてゆっくり片方の足をあげて、上げた足をその地点でダイラタンシーを踏みしめると、
    その部分が固まり、踏み台になります。その間にもう一方の足を抜いて同じ要領で脱出できます。

アドバイス

  1. ダイラタンシーは日持ちしません。特に夏場は日が経つとデンプンが腐りますので、衛生面から言っても、実験する日に調整してください。
  2. ダイラタンシーを作るときは小麦粉が飛び散る可能性がありますので、お風呂場で行うか、もしくは新聞紙を洗面器の下に敷いて行うと後の掃除が簡単です。

解説

  1. 液体には2種類のタイプがある理想的な液体、たとえば水の場合には、
    力を加えると流れますが、力と変形は比例関係にあります。
    これをニュートン流動といいます。
    一方、力を加えている時間で流れ方が変わり、
    力と変形が直線的な比例関係にないものを非ニュートン流動といいます。
    非ニュートン流動には、今回実験で行ったダイラタンシーと、
    もう一つの液体であるチキソトロピーがあります。
  2. ダイラタンシーとチキソトロピーの特徴
    ダイラタンシーは今回の実験で体験していただいたように、液体に力を加えると
    固体のようになり、力を弱めると液体に戻る性質を持っています。
    砂浜を自動車で走るとタイヤがめり込みますが石川県の能登半島にある千里浜は、
    砂浜がちょうどダイラタンシーの現象で自動車の力で硬くなり、自動車で走れます。
    一方チキソトロピーは、力を加えると液体になり、力を弱めると固体のようになります。
    身近な例で言うと、トマトケチャップやペンキ、底なし沼、
    地震が発生したときの地面の液状化現象などがチキソトロピーです。
  3. ダイラタンシーの仕組みは？
    ダイラタンシーは粒子の並び方によって起こります。
    粒子の並び方で、隙間が最も少なくなるピラミッド型を「最密充填」といいます。
    片栗粉や千里浜の砂と水を混ぜると、この最密充填の詰まり方になります。
    この場合、粒子と粒子の間には水があり、潤滑剤の役目をして液体のように流れます。
    しかし、最密充填は上からの力には弱く、これに力を加えると粒子は移動して
    その並び方が変わり、固体のように硬くなるのです。
コメント（5件）

ヨキ

（2010/02/12）

一回　地域のイベントで　ダイラタンシーの上を歩いたことがあります
でも　最終　足についたダイラタンシーは　なかなかとれませんよ

日本分析化学専門学校　管理者

（2009/10/13）

皆さんコメント投稿ありがとうございます。
春夫さんのおっしゃるように、ダイラタンシーの後は片付けが大変ですし、何よりも本当は食べれる材料を使っているので、ちょっともったいない気もしますよね。
良い方法はちょっと・・・ありませんね。（TT）

あひる

（2009/09/30）

ダイラタンシー大好きです！！
私もいつか大きなプールとか作って大量のダイラタンシーの池の上を歩いてみたいです。
動画もすごいおもしろいですね！！

春夫

（2009/09/15）

有名なダイラタンシーの実験ですね。
簡単にできる実験なので、重宝してます。
昔ブロックとビニールシートを使って、外で巨大なダイラタンシープールを作ったことがあります。
子供たちは大喜びでしたが、片づけが大変でした。
何かよい方法があればいいのですが・・・。

chuchu

（2009/09/04）

ダイラタンシーすごすぎるぅ！
Youtubeで5万回も視聴されているんですね。
ダイラタンシーの池の上を歩いてみたい…。
こちらの映像もかなり面白いですよ。
http://www.youtube.com/watch?v=vKIqVfu4Grg&feature=related

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