錬金術?化学の力でダイヤモンド作ってみた!

【GENKI LABO】一発で爆発の危険がある実験を元気先生がチャレンジ!果たしてダイヤモンドは精製されたのでしょうか!? ※真似はしないでください。メタノールに少しでも空気が混ざっていると爆発の可能性があります。


宝石を作る実験

GENKI LABOではこれまでに様々な実験を行い、宝石を作る実験も行っています。
今回は三大貴石と呼ばれる「ルビー・サファイア・エメラルド」を超える宝石界の王様、ダイヤモンドを作っていくそうです!

元気先生一人では難しい実験とのことで、今回は九州大学 岩石研究者の森祐紀博士も参戦しています!
博士曰く「ダイヤモンドはできると思います」とのことで、期待が膨らみますね。

ダイヤモンドの作り方

そもそもダイヤモンドは何からできているのか。
そうですね、炭素(Carbon)です。鉛筆の芯にも使われていますし、飛行機のボディにもなっています。

この炭素を高温・高圧にすることでダイヤモンドが出来るという仕組みです。
(結晶構造が異なるなど専門的な話は色々と難しいので割愛します。ザ・コアという映画で地核の中心に巨大なダイヤモンドが描写されるシーンがあるのですが、想像を絶する高温・高圧下で宝石が形成されるのです。)

では、ダイヤモンドをどうやってラボで作るのでしょうか?
範馬勇次郎が実在すれば一発ですが、博士曰く「高圧」ではなく「高温」にすることで普通の大気圧でも作れるそうです。

実験器具組み立て

早速実験開始!の前に、フラスコやタングステンの棒、基盤やホース、ガラス管などを組み合わせ、実験の準備を整えるようです。

フラスコの中にはメタノール(CH30H)が入っており、これを気化させてフラスコの中を満たします。そこに電流を流し、フィラメントを2000℃の高温にしてメタノールを分解します。

すると、その下のモリブデン(Mo)基盤にダイヤモンドが精製されるという原理だそうです!

しかし、メタノールと酸素の混合具合がちょうどいい時にスイッチを入れると爆発するという危険があるそうです。絶対に真似しないようにしてください!!
また、メタノール自体有害な物質(失明の危険や、最悪の場合死に至ります)なので、皆様は絶対に実験をしないでくださいね。

実験開始

お湯にメタノールを入れたフラスコを漬けて、フラスコ内部のメタノール蒸気を充填していきます。
蒸気100%になったところで、電源スイッチをオン!

瞬く間にフィラメントが赤くなり、爆発もしません。とりあえず成功の様です。

~1時間後~

基盤にうっすらと焦げ跡がついています!この中にダイヤモンドが…!?

慎重に取り出し、電子顕微鏡で確認してみると…

残念、炭しか出来ていない様です。
しかし、本当に炭(C)を作る事が出来たので、何度も繰り返せば同じ物質から成るダイヤモンドも精製できるのではないでしょうか!

ということで再トライする元気先生
2回目も同じく一時間ほど加熱すると、先程とは違って真ん中がうっすらと白くなっています。これは期待できるのではないでしょうか!?

しかし、結果は何もなし…

次の日、電気を流す時間を長くして、結晶の成長時間を長くして、大きい粒を作ろうという作戦を考えた元気先生。果たして成功するのでしょうか?

ですが、またしても空振り…

再挑戦しますが、なんと元気先生はテレビの収録のために離脱!アシスタントの伊藤君にバトンタッチです。

より高温で!

そして、何回目かの挑戦でこれまでよりも高温で反応させることに成功したようです。
電気を消したラボに煌々と輝くフィラメント、明るすぎて遮光プレートなしには目視出来ない様です。

その結果…

ダイヤモンドの完成です!!!!!
まるでぶどうの粒のように沢山精製されたダイヤモンドに二人は大興奮!
二人はこれで満足するだけでなく、反応時間を長くしてより大きなダイヤモンドを作るようです。

今までの倍にあたる二時間後…
なんと、そこには板のようにびっしりと形成されたダイヤモンドの姿が!!

ダイヤモンドの姿

後日、日立ハイテクという企業の最新鋭電子顕微鏡「TM4000」で撮影した写真がこちら。

また、色が見える光学顕微鏡で観察したダイヤの輝きがこちら!

これにて、元気先生のラボでダイヤモンドを精製するという錬金術(化学)、成功です!バンザイ!

元気先生は他にも電子レンジでルビーやサファイアを作っていたりするので、そちらも併せてご覧ください!

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