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2007/08/14

実験!アクリル板を溶かしてスポンジを作ってみた

asahi.com:アクリル板を溶かすと柔らかスポンジに 阪大教授が発見

一月ほど前のasahi.comに、アクリル樹脂をアルコールで溶かすとナノレベルの微少な穴の開いたアクリルスポンジが出来るのを阪大の宇山浩教授が発見という記事がありました。
その記事自体はすでにリンク先から消えてますが記事には、

アクリル樹脂2~4グラムを、水20ミリリットル、アルコール(エタノール)80ミリリットルの混合液に漬けて60度に加熱すると溶けることを発見。そのまま冷ますと、液を含んだスポンジができた。溶かす型によって自由に形を変えられる。

スポンジを調べると、約300ナノメートル(ナノは10億分の1)の粒子が連なったナノ多孔体といわれる状態になっており、弾力が生じていた。

と書かれており、なんだか家庭でも実験できそうです。

さらにDIMEの16・17号にもう少し詳しい方法が載っていました。
DIMEの記事によると、

分量比はアクリル樹脂の粉末2~4gに対して水20ml、アルコール(エタノール)80ml。これを55~65℃に保ちながら1~2時間撹拌し続けると、アクリルは溶けて透明な液体になる。しかも、この溶液を室温で放置すれば、容器そのままの形で、弾力のある白いスポンジ状に。

これだけ分かれば簡単に試せそうな感じがしてきます。

家庭で簡単にナノ多孔体というなんだかよく分からないけどカッコいい響きの物体が作れるなら試してみようということで、さっそく実験してみました。

用意したもの

  • アクリル板
  • ヤスリ(アクリル板削り用)
  • 消毒用エタノール(薬局で500mlが800円ぐらい)
  • ガラスコップ
  • 炊飯器
  • 温度計

無水エタノールは高いのでエタノールが約80vol%の消毒用エタノールを使用。
エタノールを使用するので安全のため火気を使わずに炊飯器の保温機能を使って湯煎することにした。

実験手順

  • 炊飯器に湯を入れて65℃に保温しておく
  • アクリル板をヤスリで削って粉末状にする
  • アクリルの粉末4gをガラスコップ入れる
  • 消毒用エタノール100mlをガラスコップに注ぐ
  • ガラスコップを炊飯器で湯煎する
  • 温度を55~65℃に保ちながら時々撹拌する
  • アクリル樹脂がすべて溶けて溶液が透明になったら常温で冷ます

準備が整ったら実験開始

070813_01
使ったエタノールとアクリル樹脂

まずヤスリでアクリル板をひたすら削り粉末にします。

070813_02
これだけ削るのに40分、手が痛くなった

070813_03
湯煎前はこんな感じ

070813_04
湯煎開始から10分後、アクリル粉末がだいぶ溶けてきた

070813_05
湯煎開始から30分後、完全に溶けて溶液も透明に

このまま1時間続けるのも大変なので40分たったところで湯煎をやめて常温で冷ましてみた。

070813_06
すぐに白く固まってきました

070813_07
常温で30分放置すると、杏仁豆腐のような物体が完成

触るとぶよぶよしています。
ガラスコップから取り出してみました。

070813_08
えーっと、これはモッツァレラチーズ?

表面と底の部分は固まっていましたが、中心部分が固形状になっていませんでした。
感触はスポンジというか水を含んだトイレットペーパーのカタマリといった感じ。
さらに3時間ほど乾燥させてみた。

070813_09
3時間後、なんだか紙粘土のよう

見た目も触った感じも固まりかけの紙粘土、さわるとボロボロと崩れます。
これを顕微鏡で観察するとナノレベルの微少な穴が開いてるのでしょうか。

まあなんだかそれっぽい物体は完成しましたが、情報がほとんどないのでこれが成功なのか失敗なのかサッパリ分かりませんが、今回の実験は微妙に失敗してそうな気もします。

あと、アクリル削るのは大変なのでアクリル100%の毛糸を使うと良いかも知れません。

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