金づちで叩いても壊れない液体！？「ダイラタンシー現象」の謎と物理学への第一歩！！【楽しくあそんで理系力が育つ！魔法のおうち実験教室】

夏休みも中盤！

この頃から子どもたちの頭を悩ませるのが夏休みの自由研究です。

そこで、親子で楽しめる「おうち実験」にチャレンジしてみませんか？

今回は「物理現象」の実験を紹介します。

にぎると固まる？あれ？ドロドロ？
不思議な感触を体験しよう

同じものなのに、ギュッと強くにぎると固まったり、そっとさわるとドロドロしたり……。

この正体不明な現象を「ダイラタンシー現象」と呼びます。

この不思議な物理現象を大人も驚く知的好奇心を満たすおうち実験に挑戦しましょう。

片栗粉と水を混ぜて作った液体を手のひらですくってみます。

そのまま手のひらの上でギュッとにぎりしめると、まるで粘土やボールのように一瞬でかたまります。

しかし、にぎる力をゆるめて、そっと手をひらくとどうなるでしょうか。

不思議なことに、さっきまで固かったはずのかたまりが、あっというまにドロドロの液体になって、指の間から流れ落ちていってしまいます。

金づちを使って上から強く叩いても、跳ね返されるだけで壊れないのに、そっと指を差し込むと、底まで簡単にスーッと入っていきます。

このかたさとやわらかさが一瞬で入れ替わる変化を、自分の手で直接さわって体感してみましょう。

おうちでできる！ダイラタンシー液の作り方

この実験で用意するものは、おうちのキッチンにあるとても身近な材料だけです。

［材料］（1つ当たり）

・片栗粉 …150g
・フードカラー（緑、黄など好きな色） …少々
・水 …110ml

［道具］

・ボウル
・はかり
・計量カップ
・金づち

実験のやり方は簡単です。

まず、はかりを使って片栗粉150gを正確に量り、ボウルに入れます。

次に、計量カップで水110mlを量ります。

水にはあらかじめ好きな色のフードカラーを少々混ぜて、カラフルな色水にしておくと、物体の変化が見えやすくなり、実験がもっと楽しくなります。

次に、 ボウルに入れた片栗粉に、色水を少しずつ加えながら、手でよく混ぜ合わせていきます。

全体が均一に混ざり合って、さわったときに「強くにぎると固まり、力を抜くとドロドロと流れる状態」になれば、不思議なダイラタンシー液の完成です。

もし、水っぽすぎたり、粉っぽくて固すぎたりするときは、水や片栗粉の量を少しずつ足して調整してみてください。

一度では成功しなくても、どこを変えたらうまくいくかを試してみることが、実験を成功させるための大切なコツです。

どんな粉でもダイラタンシーになるの？
科学のひみつ

どうして、力を加えると固くなり、力を抜くとドロドロになるのでしょうか。

そのひみつは、水に混ざっている片栗粉の小さな粒のすき間にあります。

ダイラタンシー液に力を加えないときは、片栗粉の小さな粒のまわりに水がたっぷりあって、粒同士が自由に動ける状態（ドロドロの状態）になっています。

しかし、上から強く叩いたり、手でギュッと強くにぎったりして急に強い力を加えると、粒と粒のすき間が縮まって、その間にあった水が外側に押し出されてしまいます。

その結果、水がなくなって粒同士がたがいにぎゅっとぶつかり合い、動きがとれなくなって、まるで固い状態になるのです。

実はどんな粉でもダイラタンシーになるわけではありません。

粉の大きさや種類によって、この不思議な現象が起こるができるかどうかが変わるのです。

いろいろな粉で試してみると、どれならうまくいくか、粉によるちがいが体験できておもしろいですね。

おうちの人といっしょに比べてみましょう。