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温度以外の条件で気体又は液体から個体になるもの
なんにでも興味を持ち色々と質問をしてくる子供なんですが先日、電波？超音波？らしきものを当てると固まる気体（又は液体）をTVで見たらしく、なぜそのようになるのか又、どんな物質がそのような化学変化を起こすのかと聞いてくるのですが全く想像が出来ませんでした。 私自身も興味があり、調べたのですがまったくわかりません。 わかる範囲でいいので教えて頂けると助かります。 子供からの情報ですので、間違った部分もあると思いますがよろしくお願いします
- tekondo5530
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おそらく、「紫外線硬化樹脂」のことであろうと思います。 紫外線を当てると急速に硬化するんです。 正確には、非常に柔らかい状態の固体が硬い状態の固体になるのであって、液体が固体になるのとは違うんだろうと思いますが、「なぜ硬くなる？」というのは、私も調べて見たのですが、わかりませんでした。 ちなみに、中国製のブラックライト懐中電灯をアマゾンから買って持っています。紫外線硬化樹脂も売っていますね。 さて、話を戻しますが、 本当の質問者は、まだ子供さんのようですから、こんなふうに「推測」を伝えたら納得してもらえるんじゃないか、と思います。 その樹脂が柔らかい時は、中の分子が縦横無尽に、いろんな方向へ動き回っている。だから柔らかい。 紫外線（光も振動している＝波長）を当てると、その樹脂の中の分子が紫外線の振動の方向に統一される。懐中電灯みたいな点光源から来たものでも、分子レベルで見ると、光はいろんな方向から樹脂へ入って来ます。なので、いろんな向きで入り、いろんな向きに振動している。 例えば柔らかい状態の場合、樹脂の分子が東西南北、上下左右、縦横無尽に動き回っているとします。だから柔らかい。 紫外線を当てると、紫外線の振動（波長）に巻き込まれて、例えばa,b,c,d,・・・ の分子は東西にしか動けなくなった。A,B,C,D・・・ の分子は南北にしか動けなくなった。 そんな具合に、紫外線がいろんな方向から通過したときその振動（波長）に分子が巻き込まれる。そして例えば、東西の動きの分子グループと南北の動きの分子グループと、・・・ の動きの分子グループができて、ひっからまってしまったので、動けなくなってしまった（固まった）、のではないか。 オマエたちだって、後ろに動くグループと、前に動くグループと、右に動くグループと左に動くグループが狭い場所でぶつかったら、押しくらまんじゅうのようになって、動けなくなるだろ？、と。 これは私のSF作家的能力を駆使して考えた「理屈」です。早い話、デタラメですが、なんか、ありそうではありませんか？(^_^) ダメかな？ ちなみにこの理論の場合、紫外線より長い波長の光は、長い波長（振動）が分子の間をすり抜けてしまって分子を自分（光）の振動に巻き込めないので、紫外線だけが樹脂を固着させることができる、ということになります。
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- Dr_Hyper
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紫外線硬化樹脂とか電子線硬化樹脂とかですかね。 液体状のモノマー（単体：部品のようなもの レゴブロックの一つずつ）につなぎ合わせる仕組みが起きるように刺激を与えるUVや電子線があたると隣にあるレゴブロック同士をつなぎ合わせて，それがポリマー（固まる）になります。光線が当たらないところはそのような反応（つなぎ合わせ）が起こらないので洗い流せてしまいます。レゴブロックの部品の沢山入った箱からつながったものだけを取り出すようなイメージですね。 お子さんの身近なものとしては，最近は虫歯の治療につかうような樹脂も光で硬くなるものを使っていると思いますし，3DプリンターもUV硬化樹脂を使うことが多いですね。
お礼
ありがとうございます。 私自身もっと調べて、子供に説明できるようにします ありがとうございます
- FEX2053
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一番有名なのは「水の過冷却」です。 https://site.ngk.co.jp/lab/no81/ こちらの場合、温度が変わらなくても「振動を与えるだけで」 一気に水が氷になります。原理などは上のURLをどぞ。水って 身の回りに山ほどありますが、実は結構「不可思議」な物質 なんですよ。 もっとプリミティブな話をすると、どんな液体でも高圧力を 掛けると固体になります。もっとも、気体／液体／固体の 変化のしかたは物質によって違います。ヘリウム３などは 「ある領域に限り、加熱すると液体が固体になる」という 変な動きをしたりしますし。 https://miscellany.tanaka733.net/entry/helium3
お礼
この実験はTVで見たことがありますが面白かったです。 飲み物としてお店で出している所もあるみたいですね。 残念ながらTVで子供が見た実験ではありませんでしたが、興味をもって映像を見ていました。 子供の驚く姿は何度みても楽しいです。 ありがとうございました
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お礼
ありがとうございます 書いて頂いた感じで子供に伝えたところ、完全には理解してませんが なんとなく理解してくれたようで、喜んでいました。 この反応は個人的にも面白い反応なので、もう少し調べてみようと思います。 本当にありがとうございました