横浜市・地球温暖化対策統括本部(YES) 

横浜エコスクール・協働パートナー 鶴見区拠点


サイエンスフロンティアクラス  活動報告


 横浜市温暖化対策統括本部
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      中山学院サイエンスフロンティアクラス

               YES講座
 


    
        「マイペットボトル」でエコライフ

       
 特殊フィルムを使って、オリジナルペットボトルを作ります。



 
令和 元年  6月1日(土)  10:00〜15:00

       
 横浜開港祭 出展  みなとみらい臨港パーク


 6月1日(土)の”横浜開港祭’に横浜市地球温暖化対策本部(鶴見区拠点)の一員として、学院も出展してきました。テーマは、「マイペットボトルでエコライフ」というもので、特殊なフィルム(シュリンクフィルム)にご自身の好きな文字を書いたり、図案を描いたりして自分専用のボトルを作成し、少しでもペットボトルの消費量を抑制しようとするのが目的でした。参加していただいた皆様には御礼申し上げます。



   
 みなとみらい臨港パーク ゴムボート乗船体験  燃料電池自動車(水素で走ります)
   
   
 学院の卒業生がお手伝いに来てくれました。  横浜市温暖化対策統括本部協働パートナー(一部)







      中山学院サイエンスフロンティアクラス

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        「マイペットボトル」でエコライフ

        特殊フィルムを使って、オリジナルペットボトルを作ります。



 
   平成29年  6月3日(土)  10:00〜16:00

       
 横浜開港祭 出展  みなとみらい臨港パーク






      中山学院サイエンスフロンティアクラス

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        「マイペットボトル」でエコライフ

        特殊フィルムを使って、オリジナルペットボトルを作ります。



 
   平成28年  6月2日(土)  10:00〜15:00

       
 横浜開港祭 出展  みなとみらい臨港パーク




   
パシフィコ前   ステージ
   
 仲間とテント設営  開始して1番目のなかよしKIDS
   
 フィルムに絵を描いています。  お母さんも仲間入りです。








     中山学院サイエンスフロンティアクラス

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      「マイペットボトル」でエコライフ

      特殊フィルムを使って、オリジナルペットボトルを作ります。



 平成27年 5月17日(日) 12時30分〜14時00分


                   中山学院 C教室



現在、たくさんのペットボトル飲料が販売されています。日本国内での年間の生産量は膨大な数になります。また、これからは夏を迎えてその消費量も益々増えていくでしょう。そこで少しでもその消費量を削減するために、水筒代わりにマイペットボトルを作り、エコライフに貢献しようというのが今回の目的です。ヨコハマ3RのうちのREUSE(リユース・再利用)です。


 準備するもの

未開栓の500mlペットボトル・シュリンクフィルム・電気温水ポット・油性マジック
タオル
・水の入ったバケツ(安全のため)

 実験手順

@ シュリンクフィルムに油性マジックで自由に絵を描きます。
A ペットボトルのフィルムをはがし、絵を描いたシュリンクフィルムをかぶせます。
B 90℃くらいのお湯が入った電気ポットの中にゆっくりと沈めていきます。
C ピッタリとフィルムが貼り付いたのを確認したら、引き上げてタオルで拭いて完成です。

     
     


今回の実験工作
は、「シュリンクフィルム」と呼ばれる熱で縮む特殊なフィルムを使っています。素材は塩化ビニールです。この塩化ビニールは、熱を加えることによって何度も柔らかくなるプラスチックの特長(熱可塑性)があります。この原理を応用してシュリンクフィルムは出来ています。


シュリンクフィルムを製造する工程は大きく分けて2つの工程あります。まず、粒状の原料を熱で溶かしてフィルム状にします。このフィルムを再度熱をかけて柔らかくして縦横に伸ばしてあげます。そうすることによって、フィルムは元の大きさを覚えている(
形状記憶の原理)ため、再び熱をかけると元の大きさに戻ろうとして収縮します。これがシュリンクフィルムの原理です。


シュリンクフィルムは、ペットボトルや化粧品のボトルなどの
商品ラベルとして使用されています。熱で縮むシュリンクフィルムだから、凹凸のある変形容器にもピッタリと貼り付けることが出来ます。最近では、ダンボール包装の変わりにシュリンクフィルムを使って包装することによって、ゴミの削減などにも一役担っています。


参考サイト(3Rのひとつ
REUSE











      中山学院サイエンスフロンティアクラス

            YES講座 

  平成25年 8月31日(土) 11時〜17時00分



          みなとみらい大桟橋 国際客船ターミナル・ホール


               実験・工作教室


11日に学院で実施した太陽のDVD(国立天文台作成)の放映と工作の他に、風船を利用してミニヘリコプターや車を動してもらったり、スタッフが高分子吸収体を使ったマジック「消えるボール」の実演をしたり、また学院で作成したパズル教材を使って、収納(詰め込み)の問題を参加者の方々に挑戦していただきました。



   
 ペーパークラフトのコーナー  天達(フジテレビ)さんの気象教室
   
 水の中のボールが消えたり現れたり?   30秒くらいで完成した方もいました
   
木の箱の中に、カラーマグネットが縦一列に5個横一列に8個、合計40個入っています。
この箱の中に、上の白いマグネット(同じ大きさ)を詰め込むことが出来るでしょうか?

木箱は引き伸ばすことは出来ませんし、マグネットは小さく圧縮することは出来ません。
一見すると出来そうもありませんが、ちょっと工夫すると入ってしまいます。(右の写真)


左の写真は、縦、横とも端からきれいに並んでいますが、マグネットとマグネットのすき間
が少し広いですね
この
すき間を埋めるような並び方を考えればよいのです。左から2列
目の1個を抜いて、位置を
半分ずらしてみましょう。すき間はかなり小さくなります。

同様に4列目・6列目・8列目から1個ずつ抜いていくと、一番右側に5個並べることができ
るスペースが出来ます。縦に5個の列が5つ、4個の列が4つになるので、
25+16=41
で、白いマグネットを入れることが出来ました。

実際にこの詰め方をしているものがあります。それは
タバコのパッケージです。タバコは3
段になって入っていますが、
上段と下段に7本ずつ、中段に6本詰め込まれ合計20本に
なっています。学生の皆さんとタバコは無縁ですが、どこかでタバコの箱を見せてもらう時
があったらよく観察してみて下さい。(私も無縁です)

                      

日常生活で、かたずけものをする時にお母さんから「端からきちっと揃えてしまいなさい!」
と言われたことはありませんか?でもこの場合はそうではありませんでした。
時には
常識を否定して考えてみるのも大切なことかもしれません。特に科学の世界では・・

                       
                       










     中山学院サイエンスフロンティアクラス

             YES講座 

   平成25年 8月11日(日) 14時〜15時40分



                 中山学院 C教室



               太陽の不思議


太陽について詳しく学んだ後、国立天文台提供によるDVD「ひのでが見た太陽」「太陽のなぞに迫る」で、迫力ある映像を見ながら太陽活動を理解しました。その後、サイエンスフロンティアクラスのスタッフによる、赤外線と紫外線の実験を参加者の皆さんと体験し、最後に、「ぱたぱたキューブ」という、ルービックキューブの「ひので仕様」を工作してもらいました。



   
 国立天文台DVD「ひのでが見た太陽」  携帯電話で赤外線を見る実験
   
 可視光で見えない文字を紫外線で見る  工作教室




                    太陽とは?


(1) 太陽質量  1.989×1033

※ 地球の質量は5.974×1027gなので、太陽の重さは
地球の約33万倍
   太陽系全体の99.87%を占める。




(2) 太陽直径 約140万km

※ 地球の直径は1万2800kmなので、太陽の直径は
地球の約109倍 



(3) 太陽密度 1.4g/cm

※ 水の密度が、1.0g/cmなので、太陽は気体の集まりなのに水よりも重い。



(4) 太陽光線

太陽が生み出すエネルギーは、光として宇宙空間へ放出される。そのうち地球に届くのは
22
憶分の1
である。1日に届く光のエネルギーは日本で消費される総電力量の1年分に相当す
る。                            (約9000億〜1兆KW/h)

@ 可視光線 (ヒトの目に見える光線)

波長は、
380nm〜780nm  ※ nm(ナノメートル)は、10億分の1メートル
可視光の約70%は、大気に吸収されずに地表に届く。

A 赤外線

赤色の可視光線よりも波長が長く目に見えない。日光に当たると暖かく感じるのは赤外線の
熱作用による。

波長は、近赤外線(0.7〜2.5μm) 中赤外線(2.5〜4.0μm)
 
遠赤外線(4.0〜1000μm) ※μm(マイクロメートル)は、100万分の1m


B 紫外線

青色の可視光線よりも波長が短く目に見えない。大気中の酸素をオゾンに変えたり、殺菌な
どの化学作用がある。地表に届くのは数%。


波長は近紫外線は200〜380nm、遠赤外線は200nm以下で、高度100kmよりも高い
熱圏とよばれる場所で吸収される。(近紫外線は主に高度50km付近で吸収される)




(5) 水素の核融合で輝く太陽


 
P  P  P  P  →  P  P  N  N    ※ は陽子  は中性子
 
水素の原子核の中の陽子4個のうち、陽子2個が中性子に変わります。
その時、質量が
0.7%減少し、それがエネルギーに変化して太陽を高温にしています。
質量欠損といいます。

太陽の中心核では、毎秒5億4600万トンの水素がヘリウムになり、400万トンの水素がエネ
ルギーに変わっています。(原爆5兆個分)
  






      中山学院サイエンスフロンティアクラス

              YES講座 

   平成24年 12月23日(日) 13時〜14時30分


         人工光合成の未来


横浜サイエンスフロンティア高校生による動物での人工光合成の実験・研究発表と藤嶋 昭先生(東京理科大学学長・横浜サイエンスフロンティア高校スーパーアドバイザー)の光触媒効果による人工光合成のメカニズム・東京理科大学の研究を塾長が解説しました。



   
 1階・C教室前  植物の光合成と人工光合成の違い
   
藤嶋昭先生のインタビュー ビデオ 光触媒によって酸素が発生
   
 実験の説明 (鈴木漱星君)  楽しかった質疑応答での模様




植物の光合成をまねて、太陽光という自然エネルギーを使って、水や二酸化炭素から燃料や工業用の
素材となる化学物質を合成する「人工光合成」 石油・石炭・天然ガスなどの化石燃料に依存せず、二
酸化炭素の削減効果も期待できることから、エネルギー問題を解決する次世代技術として今、世界中で
大きな注目を集めています。

今日は、工業的な面と、動物学的な面から、これからの人工光合成の可能性を考察していきたいと思い
ます。
                  植物の光合成


             


光のエネルギーによって水が分解され、酸素分子が生成されます。その時、電子と水素イオン
放出されます。これを
明反応といいます。


電子と水素イオンに、大気中から捕捉した
二酸化炭素を結合させ、貯蔵可能な糖質・グルコース
(ブドウ糖)
を作ります。これを暗反応と呼んでいます。






                     人工光合成



             



人工光合成では、前半の水分解をおこなった後、そのまま水素を取りだしても利用できますが、
二酸化炭素と反応させて、
ギ酸(水素を液化したもの)やメタノールなどの液体燃料を作ることが
できます。

また、酸素と反応させて
過酸化水素に変えたり、窒素と反応させてアンモニアにしたりなど、さま
ざまな応用が考えられます。

人工光合成は「太陽光エネルギーを直接化学エネルギーの変換する」という点では自然界の光
合成と共通しながらも、工夫次第で、植物よりも自由にさまざまな方法で太陽エネルギーを利用
できるのです。これが、これからのエネルギー問題を解決する期待を担っている理由です。



              
                 水素に再び変換して使うこともできます。





          実験内容



            横浜サイエンスフロンティア高校 2年  鈴木 漱星


          (1)動物は葉緑体を使えるのか。

@    ヒラムシの中で葉緑体を持っている生物を使った。

A    彼らを明所と暗所にそれぞれ5匹ずつ入れた。

B    実験期間の間一切エサや水替えなどを行わず、観察を続けた。



          (2)葉緑体は単独でも活動できるのか。

@    植物を押しつぶして葉緑体を単体で取りだした。

A    取りだした葉緑体を蒸留水で洗った。

B    それらをBTB溶液の中に入れた。

C    そして、それぞれ対照実験で暗所と明所を作り1日中置いてみた。


       (3)葉緑体は動物細胞にどのような影響を与えるのか。

 @    とても細く、葉緑体がぎりぎり通れるパスツール管に葉緑体を入れた。


   Aそれぞれ胚とオタマジャクシに入れた。

                  

注入したあと、対照実験を行いオタマジャクシになるまで続けた。

※ただし、明所では光による成長阻害を防ぐため昼と夜を作った。

         オタマジャクシ

注入したあと、対照実験を行い実験期間中、餌与えや水かえなどを行なわず観察した。




  平成24年 9月1日(土)・2日(日)


みなとみらい 大桟橋国際客船ターミナル
 





今年、新ターミナルになって10周年を迎えた大さん橋。その記念イベントを9月1日(土)・2日(日)の2日間にわたって、『ヨコハマ海の青と都市の緑を守るフェア2012』としてイベントが開催されます。『砕氷艦(南極観測船)「しらせ」艦内見学会』も同時開催します。

このイベントに、学院の「サイエンスフロンティアクラス」も出展致します。今回のテーマは、
”地球環境に優しい水素燃料自動車のしくみと、水素が創る未来”です。

学院の生徒によるプレゼンテーションや、燃料電池自動車のしくみや現在の各自動車メーカーの取り組みなどをDVDを使って紹介する他、ミニ水素自動車の展示(走ります)も考えています。お時間のある方は是非いらっしゃってみてください。


                    




              






1日(土)の模様

     
 大桟橋ターミナル入口 南極観測船しらせ   船内見学ができます
     
 スタッフ朝礼  コンサート  南極プラネタリウム
     
 学院のブースです  燃料電池自動車試走  となりのブース




                                               2日(日)の模様

   
水を電気分解して走っています。  YSFH現役生による説明です。
   
 南極基地とのライブ中継が始まります。  外でお湯をこぼすとすぐ凍ってしまいます。
   
 昭和基地との質疑応答  基地でもアイスクリームがあります。
   
 南極観測船「しらせ」  たくさんの見学者でした。
   
 食堂や会議室として使われます。  船上デッキから大黒町方面を望む。



水素燃料電池自動車


小型の燃料電池を積んでいます。電池(または太陽光発電)によって車体上で
水を電気分解して
水素を貯め、その水素を燃料にして走ります。電気分解を
5分間ほどしてモーターに接続すると、ランプをチカチカ点滅させながら3分間
程度走ります。

初めて体験される方も多く、非常に興味深く見てもらえました。また家族で来ら
れた方の中には、お父さんとお子さんで将来の車社会について話し合う場面も
見ることができ、お互いに
地球環境問題を考える場を共有できたことを嬉しく
思いました。

年輩の方でも関心を持たれている方も何名かいらっしゃいました。燃料電池の
詳しいしくみや問題点、燃費や充填時間、電極の触媒に関すること、また電気
自動車との違いなどたくさんの質問を受けました。

サイエンスフロンティア高校生のスタッフと一緒に、パネルやDVDを使いながら
それらの質問に丁寧に応えていったり、また来場者の皆さんご自身のお考えや
ユニークな発想なども聞かせていただいて、これからのエネルギー資源問題に
思いを巡らせながら
サイエンスカフェのような雰囲気も味わうことができました。









        012年 9月8日(土)・9日(日)

 tvkスマートシティーEXPO 2012  エコ体験イベント

   tvkハウジングプラザ横浜 
(西区平沼橋・横浜平沼高校近く)


   
 今回のブースです。  水素燃料電池自動車
   
 発電のしくみの説明  マグネシウム燃料電池自動車
   
 ソーラー フロッグ&バッタ  太陽光で動きます。(仲良しです)
   
 トークセッション(別所哲也・江守正多氏)  自然エネルギーを使ってのレース
   
 ベイバイク  東海大学のソーラーカー


江守 正多(せいた)氏の地球温暖化シミュレーション

国立環境研究所・気候変動リスク評価研究室・室長




国立環境研究所|NIES|ニース



 平成24年 5月5日(土


 ゴールデンウィークの5月5日(土)のこどもの日には、みなとみらいの日本丸「メモリアルパーク」で、”光”をテーマにした万華鏡の工作教室を開きました。当日は連休の中で最もお天気に恵まれて近辺は大勢の来客で賑わっていました。

学院のブースも5時間あまり途切れなく、家族の方も含めて200名近くの方が参加されました。学院の生徒やYSFH高校生(学院出身)にもスタッフとして協力してもらい、たくさんの方に光の不思議さを体験していただきました。科学の芽が少しでも伸びてくれたら幸です。




サイエンスフロンティアクラス ブース
レインスコープを作ってみよう!