2025年度(令和7年度)

管理番号 分野 研究テーマ
R07-01 物理 災害時に役立つスマホ用リフレクターの研究

要約

災害の多い日本の避難所では,「夜間の照明が明るくて,眠れなかった。」反対に,「照明が暗くて,本を読んだり作業したりすることができなかった。」という意見がある。これは,不慣れな場所での生活に対するストレスに加え,思うように行動できないストレスが重なる,大きな問題である。そこで,私たちは必要なときに,必要な人に,必要な光の明るさを届けることで,避難先での生活のストレスを少しでも軽減したいと考えた。今回は,スマホのライトを光源として本を読むことを想定し,周囲に光が漏れないようにスマートフォン(以後,スマホという)の光を必要な場所に集める方法を模索していく。そのために,身近なスマホに取り付けられる,かつ,手軽な材料で作製,集光できる装置を作製し,この問題の解決に貢献したい。

R07-02 物理 温度勾配を用いた超音波の屈折

要約

物理の授業で,地表付近と上空で気温が異なると,音波が屈折するため,遠くの音が聞こえにくくなったり,聞こえやすくなったりすることを学習した。関連する先行研究では,距離を2㎞とった草地において音波の屈折を測定2)したり,それと同じ気象条件でシミュレーションを行い実測値と比較3)したりしていた。しかし,実験室で温度勾配をつくり,音波を屈折させたという報告はない。そこで,私たちは,「実験室の机上で音波の屈折を観測すること」を目的に実験を行った。実験には,指向性が高いという理由から超音波(40kHz)を使用した。また,シリコンヒーターと送風機を用いて,実験室内に下側が温かく上側が冷たい空気層をつくることに成功した。その空間に,水平方向から上向きに角度をつけて超音波を入射し,受信機を鉛直方向に動かしながら,各地点におけるp-p値(振幅の2倍)を測定した。その結果,音波が理論通り上方に屈折することを確認できた。

R07-03 物理 非電力スピーカーの音が大きくなる原理の追求

要約

現在,様々なスマホを置くだけのスピーカーが販売されていることを知り,どのような原理で音が大きくなっているか解明することを目的として研究を行った。まずMDFと杉を用いて非電力スピーカーを作り,市販スピーカーと比較して有用性を確かめるとともに,材質による音の大きさの違いを探った。実験から,強制振動が影響しているのではないかという仮説を立て,さらに実験を行った。音叉を用いた実験では,2枚の板の間隔が作る空間によって共鳴で音が大きくなることが分かった。またスピーカーユニットを用いた実験では,特定の周波数でのみ板が共振し音が大きくなることが分かった。
実験を通して共鳴や共振では特定の周波数でのみ音が大きくなることが分かり,すべての音域で音が大きくなる要因は強制振動なのではないかという1つの結論を導き出した。

R07-04 地学 続成作用をモデルとした硬化体の作製

要約

現在使用されているコンクリートは,セメントと砂・石から作製されている。しかし,コンクリート作製に用いる川砂の不足や,セメントの作製過程での多量の二酸化炭素の排出など,様々な環境問題を抱えている。そこで私たちは,身近な素材を利用しつつ,より環境負荷を抑えられるコンクリート様物体(以下,硬化体と呼ぶ)を作製したいと考えた。本研究では,堆積岩の形成メカニズムである“続成作用(圧密作用と膠結作用)”に注目し,曲げ強度がより高い硬化体の作製を目標にして実験を行った。

R07-05 地学 打ち水で涼しくするには

要約

近年のヒートアイランド現象により体感温度が上昇し日常生活が不快に感じる。そのために打ち水をすることによって体感温度を下げ生活を快適にしたいと思った。だが,打ち水によって湿度が大きく上昇してしまうと,逆に体感温度が上昇してしまうことが分かった。そのため打ち水をするのに適した環境条件を明らかにしたいと思った。

R07-06 化学 サリチル酸の併用による活性炭触媒の表面アルカリ処理の代替検証

要約

本研究では,酸によってセルロースを加水分解するにあたり,活性炭触媒を用いた分解の促進,及び手法の簡易化について検討を行った。先行研究より,表面にアルカリ処理を施した活性炭触媒,活性炭K26を用いて加水分解を行ったところ,活性炭表面のカルボキシ基とフェノール基のはたらきにより大幅な分解促進効果がみられている。これと同様の官能基配置を持つサリチル酸を活性炭と併用することで,アルカリ処理を行わずとも同程度の触媒効果が得られるかを検証した。仮説として,溶液中で活性炭が細孔にサリチル酸を吸着することで疑似的な担持が起こり,活性炭とサリチル酸をそれぞれ単体で使用した場合に比べて高い触媒効果を得ることができるのではないかと予測を立て実験を行った。

R07-07 数学 物体投射の最適な条件の研究

要約

私たちはごみをごみ箱に捨てる際,少し離れた所から投げ入れて失敗することに悩まされていた。そのため,離れた所からごみを狙った位置に投げ入れることができる条件を探すことを目的とした。ごみ投げをする際の,投げ始めの手の位置,投げた角度,初速に注目してデータを取った。重回帰分析を行ったところ,投げ方には個人差があること,投げ始めの位置は,入ったかどうかの結果に影響しにくいことが分かった。また,入らない要因には距離方向のずれ,横ずれが関係していることが分かった。距離を固定して,角度を目的変数とした重回帰分析の式を作成した。初速の平均を代入すると,その距離で入る角度を示せるようになった。以上より,ごみの投射に関する分析方法の1つを確立できたと言える。

R07-08 生物 色・模様が昆虫に与える影響について

要約

本研究では,色及び模様を害虫の防除や益虫の誘引に役立てることを目的とする。
実験は検証実験,実験1~6を実施した。これらの結果から,縞模様の色や間隔が昆虫の誘引に大きな影響を与えることが確認された。特に赤黒,赤緑において昆虫の誘引を抑制することが考えられる。また,縞模様の間隔が小さいほど昆虫の誘引を抑制する可能性が示唆された。特にアザミウマとよばれる花や新芽を加害する昆虫(害虫)において,赤黒,赤緑は他の色の組み合わせ(赤青,赤白,赤黄)と比べて,誘引を顕著に抑制することが確認された。

R07-09 物理 毎日の食卓を便利に!シンプルなふりかけ容器の考察

要約

本研究では,市販品の検証から自分たちで作成した開口部を用いて実験と考察を行い,のりたまを最後まで楽しめる容器を提案する。のりたまは,海苔やたまご,抹茶塩などの五種類で構成されている。私たちはのりたまに含まれる海苔以外の内容物を「たま」とし,たまを合わせた質量を「総質量」と定義し,たまと海苔の質量と割合をグラフ化した。作成したグラフから,たまと海苔には負の相関関係があると分かった。また,質量と割合それぞれについて標準偏差を求めた。ある値までは開口部を大きくすると標準偏差が小さくなるが,超えると標準偏差が大きくなることが分かった。

R07-10 化学 植物によるトゥシューズの消臭 ~ローズマリー、オリーブを用いて~

要約

私たちはクラシックバレエを習っている。クラシックバレエで使用するトゥシューズは,湿気を吸うとつま先部分が柔らかくなってしまうため,洗うことが出来ず,不快な臭いがするようになる。一般的にトゥシューズは,2週間から1か月程度で買い替えるが,交換までの間不快な臭いが続いて非常に困る。そこで私たちは,洗う以外の方法でトゥシューズの消臭をしようと考えた。汗の臭いの主な原因はイソ吉草酸である。分子式は(CH3)2CHCH2COOH,分子量は102.13である。液性は酸性で,揮発性があり,非水溶性である。本研究では,イソ吉草酸が酸性であることに注目し,私たちにとって身近な植物を用いた中和反応でトゥシューズの消臭を行うことを目的とした。

2025年03月26日