バイオミメティクスブース
いきものの 「まね」が やくに たつ ~しぜんかいに ひそむ べんりな かたち~

「おっ、 このいきもの いいな。 まねしちゃえ!」 これが、 バイオミメティクスの かんがえかたです。 いきものの まねが、 せいかつに どのように やくに たつのか、 みていきましょう!

どうが

インタビュー動画

この企画の担当者に、ブースの見どころやこだわりなどを聞きました!ブース本編と合わせてお楽しみください!

ふりかえり

「バイオミメティクス」は、「生き物の真似まねをして、新あたらしいものをつくること」のことでした。生き物の真似まねが僕ぼくたちの生活にどう役立っているのか、一緒いっしょに見ていきましょう。

ハニカム構造こうぞう

まずは、「ハニカム構造こうぞう」のお話です。

ハチの巣すは、ハチの巣すは、正六角形を敷しき詰つめた形をしていることで、穴あなぼこばかりなのにとても強つよいということを紹介しょうかいしました。少ない材料ざいりょうで丈夫じょうぶな巣すを作ることができているのです。

実はこの形は、東京の新あたらしい競技場きょうぎじょうのトラックの裏側うらがわにも使われています。中に含ふくまれる空気が衝撃しょうげきをうまく吸収きゅうしゅうしてくれて、選手せんしゅの脚あしへの負担ふたんが減へるのです。その上を走る陸上選手りくじょうせんしゅたちが良い成績せいせきを出してくれるといいですね。

カワセミのくちばし

次に、「カワセミのくちばし」のお話です。

昔の新幹線しんかんせんでは、トンネルに入るときに発生はっせいする騒音そうおんが問題もんだいになっていました。これはピストルの原理げんりと似にていて、列車が勢いきおいよくトンネルに入るとき、トンネルの中にあった空気が圧縮あっしゅくされるので、それが大きな振動しんどうとなってトンネルの外に出ていくのです。(音は空気の震ふるえによって生まれる、ということはご存知ぞんじでしょうか。)

昔の新幹線しんかんせんの形は左下の画像がぞうのように丸っぽく、空気を圧縮あっしゅくしやすいような形になっていました。これをどうにか改善かいぜんできないかと自然界しぜんかいに目を向けたところ、カワセミの嘴くちばしを見つけたのです。右下のような新幹線しんかんせんをみなさんは見慣なれていると思いますが、この形が車体に当たる空気をうまく受け流して、快適かいてきな走行を実現じつげんしているのです。この形を「流線型りゅうせんけい」といいます。

昔の新幹線しんかんせん

今の新幹線しんかんせん

色素しきそについて

実験動画どうがの中では、生き物の「構造色こうぞうしょく」という色を出す特別とくべつな仕組しくみを紹介しょうかいしましたが、同時に私わたしたちが普段ふだん色を見る仕組しくみについても軽かるく説明しました。ここではそれをもう少し詳くわしく説明したいと思います。

ここでポイントとなるのが「色素しきそ」です。動画どうがの中で、白い光は赤・青・緑みどりなどの様々さまざまな色からできていることを説明しました。色素しきそは、様々さまざまな色が混まざった光のうち、決まった色だけを吸すってしまいます。そして、吸すわれずに残のこった色だけが私わたしたちの目に届とどくのです。例たとえば、植物しょくぶつの葉はっぱが持っている色素しきそは緑みどり色以外の色の光を吸すってしまうので、残のこった緑みどり色だけが跳はね返って私わたしたちの目に届とどき、葉はっぱが緑みどり色に見える、ということでした。なぜ決まった色の光が吸すわれるかというと、その光が、物質ぶっしつの中にある電子でんしという小さな粒子りゅうしが光を受け取って、エネルギーの高い状態じょうたいになるのにちょうどいいからです。ちなみに、植物しょくぶつはそうして吸すわれた光を利用して、自みずからが生きるためのエネルギーに変かえています。光合成こうごうせいには実は色素しきそが関かかわっているのです。

動画どうがで紹介しょうかいした「構造色こうぞうしょく」は、薄うすい膜まくがたくさん重かさなったようなその形によって色を跳はね返して私わたしたちの目に届とどけるので、角度かくどによって様々さまざまな色が見えますが、「色素しきそ」はその種類しゅるいによって決まった色を吸すってしまうので、私わたしたちにはいつも同じ色に見えます。色の見える仕組しくみは一通りではないのですね。

構造色こうぞうしょくシートの原理げんりについて

実験動画どうがの中では、構造色こうぞうしょくを見せてくれる特別とくべつなシートを白黒の板の前にかざすと、白い部分の前ではピンク色に、黒い部分の前では緑みどり色に見えることを紹介しょうかいしました。ここでは、その理由について紹介しょうかいします。

構造色こうぞうしょくは、薄うすい膜まくが重かさなっているところに光が入り、決まった色だけが跳はね返されることで見えるということを説明しました。このシートでは、動画どうがの中で示した下の図のように、緑みどり色だけが跳はね返るようになっています。逆ぎゃくに、シートを通り過すぎる光は緑みどり色だけが無なくなっていて、その色はピンク色(正しくは「マゼンタ」)となっています。白色-緑みどり色=マゼンタ というわけですね。

さて、これらの光は白黒の板の上ではどうなるでしょうか。黒い板の上では、通り抜ぬけていったマゼンタの光は吸収きゅうしゅうされてしまいます。そもそもどうして黒い色が黒く見えるかというと、ほとんどの色の光を吸収きゅうしゅうしてしまうからなのです。「黒い色は太陽たいようの光を吸収きゅうしゅうするから熱あつくなる」という話を聞きいたことがある方もいるのではないでしょうか。同様どうようにマゼンタの光は吸収きゅうしゅうされていなくなってしまい、跳はね返った緑みどりだけが見えるというわけですね。逆ぎゃくに白い板の上では、シートを通り抜ぬけたマゼンタもそこで跳はね返されます。白い板の上で跳はね返されたマゼンタの光が、シートの上で跳はね返された緑みどりの光よりも強つよいために、白い板の上ではマゼンタが見えるのです。

コラム「3つのカタチの⼤きさを⽐べてみよう!」

バイオミメティクスブースの動画どうがでは、周まわりの⻑さが等ひとしい正三⾓形・正⽅形・正六⾓形のうち、⼀番⼤きいのは正六⾓形になる、ということを紹介しょうかいしました。ここでは、本当に正六⾓形が⼀番⼤きいのかをたしかめてみたいと思います!

初めに、周まわりの⻑さの等しい正三⾓形・正⽅形・正六⾓形を準備じゅんびします。正三角形は...続つづきを読む

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