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サイエンス

スクイーズボトルを絞ったときに残り少ないケチャップが「ブシュツ」となってしまう仕組み 6

ストーリー by headless
飛散 部門より
ケチャップなどスクイーズボトルに入った粘性の高いソースの残りが少なくなった場合、ゆっくりと押し出さないと空気が「ブシュツ」と噴き出てソースが飛び散ってしまうが、この仕組みをオックスフォード大学の研究チームが実験を通じて明らかにしている (オックスフォード大学のニュース記事Ars Technica の記事)。

実験は粘性の高いオイルで満たした毛細管に注射器で空気を送り込むという形で行われているが、スクイーズボトル入りのケチャップにも適用できるという。論文のプリプリント版は昨年 12 月に公開されており、先日アメリカ物理学会の流体力学部門カンファレンスで研究者が発表を行ったそうだ。

スクイーズボトルを絞るとボトル内の空気が圧縮され、ソースを押し出そうとする。ソースは粘性抵抗によりボトル内にとどまろうとするが、押し出す力が上回れば絞り出されることになる。ボトル内のソースが減少すると粘性抵抗も減少し、ボトル内の空気が増加すると押し出す力も減少する。

このままうまくボトルを絞り続ければすべてのソースが取り出されて粘性抵抗も消えるが、空気が先に噴き出してソースが飛び散ってしまうことも多い。研究チームが線形力学を用いて分析したところ、空気の量や圧縮率、ノズルの口径など数多くの要素が影響する閾値があり、閾値を超えるとソースが飛び散ることが判明したという。閾値を超えた状態では押し出す力が粘性抵抗よりも早く減少し、空気が超過圧縮される。超過圧縮された空気はばねが反発するように急速に吹き出し、残り少ないソースを飛び散らせることになる。

そのため、ソースを飛び散らせない方法はゆっくりと絞り出すほか、口径を広げる方法も考えられるという。このようなボトルではノズルと一体化したキャップが取り外せるものも多いため、取り外せば口径を広げることができる。特に最近のノズルにはこぼれにくいよう弁が付けられているものもあり、この仕組みが飛び散りを激しくする結果になるとのことで、最後は取り外して使うといいのかもしれない。
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JAXA

日本初の月面着陸を目指した探査機「OMOTENASHI」、通信安定せず着陸断念 30

ストーリー by nagazou
オモテナシされず 部門より
先日、NASAのSLSで打ち上げられた日本の探査機「OMOTENASHI」(オモテナシ)だが、JAXAは月面着陸への挑戦を断念したと発表した。OMOTENASHIは日本初の月面着陸を目指していた。しかしOMOTENASHIと地上との通信が安定しない状況が続き、太陽電池パネルが光を受けられないことから、月に向けた軌道修正などが行えない状況になっていたという。このため22日未明にかけて計画していた月面着陸への挑戦を断念したとしている(NHKNHKその2)。

JAXAによれば「着陸に入る前の挑戦断念で、失敗以上の失敗だった」とし想定外の事態だったそうだ。探査機は引き続き復帰作業を継続、宇宙空間における放射線量の計測といった月面着陸以外のミッションの遂行を目指す方針であるとしている。
16164461 story
スポーツ

サッカーボールの科学 69

ストーリー by headless
特性 部門より
アディダスが製造する FIFA ワールドカップ用のサッカーボールは、大会ごとに新たな改良が加えられているそうだ (Ars Technica の記事)。

2002 年までのボールは革製の六角形パネル 20 枚と五角形パネル 12 枚を縫い合わせた伝統的なサッカーボールだったが、2006 年ドイツ大会では 14 枚の滑らかな合成素材パネルを熱融着したボール「Teamgesit」が使われて新しい時代が始まった。アディダスは新しい素材と新しい技術を用い、パネルの数や接合方法、表面の粗さを調整して適切な空気力学が得られるよう取り組んでいるという。しかし、2010 年南アフリカ大会で使われた「Jabulani」は表面を滑らかにしすぎて抵抗係数が大きくなり、急に速度が落ちるなどと選手からは不評だった。

2014 年ブラジル大会で使われた「Brazuca」と 2018 年ロシア大会で使われた「Telstar 18」はともに表面素材に粗さを加えて空気力学特性を調整し、選手からは好評を得ていた。今回の 2022 年カタール大会で使われている「Al Rihla」はポリウレタン素材のパネル 20 枚が水性接着剤で貼り合わされており、表面はディンプル加工により滑らかな触感と良好な空気力学特性を両立させているという。

空気の流れが乱流から層流に変わると抵抗係数が急上昇し、速度が急激に低下する。風洞実験によれば多くのワールドカップボールは時速 58 km 付近で空気の流れが変わるのに対し、Jabulaniは時速 82 km 付近だったそうだ。多くのフリーキックが時速 97 km を超える程度の速度から始まることを考慮すると、選手が Jabulani の動きを遅く、予測困難と感じた理由が納得できるという。Al Rihla は Brazuca や Telstar 18 と同様の空気力学特性を持つが、低速時にはより速く動く可能性があるとのことだ。
16161934 story
バイオテック

暖房代をケチると体に負担がかかる 133

ストーリー by nagazou
部屋を18度にする補助金が必要 部門より
摂氏10度でも人体は調子を崩す。BBC健康・科学担当編集委員のジェイムズ・ギャラガー氏の記事によれば、摂氏10度という室温は暖房代が払えない人の家の平均気温に相当するのだという。同氏は10度というそれほど寒くなさそうな気温でも、なぜ命にかかわることがあるのかを試してみたという(BBC)。

摂氏21度での身体データを計測後、徐々に室温を下げていった。室温が18度以下になると身体が心臓や肝臓といった主要臓器を約37度で維持するのに負担がかかるようになるようだ。10度になると脳への血流が減るので、脳に入る酸素や糖の量が減る。その結果、脳の知的活動に悪影響が出るという。また血液が危険な血栓を作る危険も高まり、心臓発作や脳卒中が増える要因になるのだそうだ。

あるAnonymous Coward 曰く、

気温が低いと体温を維持するための機能が活発となる。
温かい血液を速く送り込むため心拍数が上昇する。
血液を冷やさないように血管収縮などが起こる結果、高血圧を招き心臓発作の原因にもなる。
また、脳に血液がいかなくなり酸素・糖が不足することで、心理的悪影響や思考活動の停滞を招く。

部屋を暖められないときは、衣類などで対策をする。登山遠征がヒントになる。
断熱性の高い衣類を着用する。靴下や手袋が重要となる。
じっと座り続けるのではなく動いて体温を上げる。
食事では糖分を多めに摂る。

情報元へのリンク

16161915 story
ニュース

昆虫に感染する細菌ボルバキアが「オス殺し」を起こすメカニズムを解明、東京大学 22

ストーリー by nagazou
ダジャレかい 部門より
チョウやガに感染する細菌「ボルバキア(Wolbachia)」は、昆虫宿主の生殖システムを自身の都合のよいように変化させる特性がある。日本の東京大学で行われた研究ににより、このボルバキアの特定種類が持つオスだけを狙って殺す仕組みが解明されたという。このボルバキアが感染した状態のアワノメイガでは、オスは卵や幼虫の段階で死亡、感染しているメスだけしか成長しなくなるのだそうだ(natureナゾロジー)。

ボルバキアは性染色体の調節システムを利用してオス殺しを実現している。チョウやガのオス2本あるZ染色体の働きを調節する「Masc」がボルバキアに感染すると働かなくなり、Z染色体を2本持つオスは死んでしまうのだという。研究チームはMascと結合できるタンパク質を探索したところ原因となるものを見つけ出した。研究チームはこれに「Oscar(オス狩る)」と名付けたとしている。
16161873 story
テクノロジー

うるう秒廃止へ 53

ストーリー by nagazou
転換 部門より
「うるう秒」が2035年までに廃止されることが決定した。11月18日にパリ郊外で開催された度量衡総会 (CGPM) で投票により決定されたという。CNETの記事によると、地球の時間が協定世界時(UTC)と一致しない場合も、うるう秒が適宜追加されることはなくなるが、BIPMの投票では調整の可能性が残されているとしている(CGPM資料[PDF]natureCNET)。

うるう秒は1972年以来、地球の自転の遅れを埋め合わせるために挿入されてきたが、地球の自転次第のため予測できない部分が多い。結果としてうるう秒の採用によってGPSや通信、エネルギー伝送など重要なデジタルインフラに深刻な誤動作をもたらすリスクがあるとして、MetaとGoogleといった大手IT企業など廃止を求めていた。過去にはうるう秒の調整をきっかけとしてRedditの大規模障害が発生したり、航空予約サービスに影響が出たこともある。
16158947 story
地球

インド政府も電子機器の充電端子統一計画を進める 31

ストーリー by nagazou
インドもですか 部門より
headless 曰く、

インドの消費者問題・食糧・公共配給省は16日、電子機器の充電端子統一を段階的に進めることについて利害関係者が合意したと発表した (プレスリリースNeowin の記事Mac Rumors の記事The Register の記事)。

充電端子統合を検討する中央省庁間タスクフォースの会合には政府機関のほか、業界団体や教育機関が参加。スマートフォンやタブレット、ノート PC の充電端子を USB Type-C に統一することで幅広いコンセンサスが得られたほか、フィーチャーフォンに異なる充電端子を導入することが検討されたという。同省ではウェアラブルデバイスの充電端子統一の実現可能性について検討する部会の設置も決定したとのこと。

16158942 story
NASA

NASA、超大型ロケットSLSによるArtemis I ミッションが打ち上げ成功 20

ストーリー by nagazou
ようやく 部門より
4000トンの推力を持つNASAの巨大ロケット「SLS」初号機が午前1時47分(米国東部標準時)、米フロリダ州のケネディ宇宙センターから打ち上げられた。宇宙船は予定どおりロケットから切り離され、月に向けて飛行を続けている(NASA SLS公式TwitterNHK毎日新聞ナショナルジオグラフィック)。

NASAは2025年を目標に、アポロ計画以来となる宇宙飛行士による月面着陸を目指す「アルテミス計画」を進めており、今回の打ち上げはその初期段階となる。今回は無人の試験飛行で、飛行士の代わりにマネキンを乗せ、人体への影響を調べる。日本のJAXAの2基の小型探査機なども搭載している。そのうちの一つである「オモテナシ」は日本初の月面着陸に挑戦する予定。
16158114 story
地球

生命の起源を解く重要なヒントになる「海底熱水-液体/超臨界CO2仮説」 23

ストーリー by headless
仮説 部門より
生命の起源を解く重要なヒントとなるという「海底熱水-液体/超臨界 CO2 仮説」を JAMSTEC の研究チームが提唱している (プレスリリース論文)。

生命誕生の場を海底熱水とする説は生命の起源に対する有力シナリオの一つでありながら、海底熱水系を満たす水が有機物の合成を妨げ、分解を促進することで前生物的化学進化が困難になるという欠点「ウォーター パラドックス」が指摘されている。

研究チームでは、多くの有機物を溶かす一方で水をほとんど溶かさない液体/超臨界 CO2 を貯留する海底熱水系が現在の深海底の熱水噴出孔周辺や海底下にまれに存在することを考慮。このような海底熱水系が 40 億年以上前の原始地球にも存在しえたかどうか、そこで化学進化が起こりえたかどうかを既存の研究成果に基づく理論的考察によって検証したという。

その結果、原始地球で液体/超臨界 CO2 を貯留する海底熱水系が存在した可能性が非常に高いことが示され、そこでは水の中で起こらない化学進化における重要な化学反応プロセスが起こりやすいことも予測したとのこと。

仮説はウォーター パラドックスを克服するだけでなく、海底熱水が化学進化を効果的に促進する生命誕生の場所となるまったく新しい概念を提供するものとなる。今後は液体/超臨界 CO2 を使った室内実験や海底下に液体/超臨界 CO2 プールが広がる沖縄トラフ熱水活動域などで仮説の検証を行っていく予定とのことだ。
16157964 story
サイエンス

国際単位系の接頭語が 31 年ぶりに追加される 92

ストーリー by headless
追加 部門より
あるAnonymous Coward 曰く、

18 日までパリで開催された第 27 回国際度量衡総会 (CGPM) で国際単位系に 4 種の接頭語が追加された (CGPM 2022 の決議: PDFAFPBB News の記事)。

昨今のデジタル情報量の急激な増加などにより SI 接頭語の範囲拡張が議論されていたものが承認された形となる。

追加された接頭語は以下の通り。

名称 記号 倍率
ロナ (ronna) R 1027
ロント (ronto) r 10-27
クエタ (quetta) Q 1030
クエクト (quecto) q 10-30
新しい接頭語で地球の重さを表すと約 6 ロナグラムになる。

16157714 story
JAXA

日本人宇宙飛行士搭乗など、月周回有人拠点ゲートウェイのための日米間の協力に関する実施取り決め 11

ストーリー by headless
協力 部門より
文部科学省は 18 日、月周回有人拠点「ゲートウェイ」のための日米間協力に関する実施取り決めに永岡桂子文部科学大臣と NASA のビル・ネルソン長官が署名したと発表した。署名後、国際宇宙ステーション (ISS) の 2030 年までの運用延長に政府として参加することも公表された (文部科学省の発表 [1][2]JAXA のニューストピックス)。

これについて あるAnonymous Coward 曰く、

今回合意されたのは ISS とアルテミス計画の以下の4項目のようだ。日本人の月面着陸については未定となっている (毎日新聞の記事産経ニュースの記事)。

  • ISS 運用への 2024 年以降の参加
  • 月ゲートウェイのバッテリーや生命維持装置などの提供
  • 月ゲートウェイへの補給船による物資輸送
  • 月ゲートウェイに日本人宇宙飛行士 1 名が搭乗
16149177 story
Debian

地球に最も近いブラックホールが発見される。一角獣座X-1の4700光年先を更新 41

ストーリー by nagazou
お近くでも1600光年 部門より
ハワイのジェミニ天文台が、地球に最も近いブラックホールを発見したそうだ。今回発見されたブラックホールは「ガイアBH1」と呼ばれ、地球から見て黄道上のへびつかい座の方向に位置する。質量は太陽の10倍ほどだという。距離にすると1600光年離れており、これは天文学的スケールからすると非常に近い距離であるとされる。これまでに発見されていたブラックホールで最も近いとされていた「一角獣座X-1」と比べると、新たに発見されたガイアBH1は地球との距離は3分の1ほどという近距離。ジェミニ天文台を運用している米NSF国立光赤外線天文学研究所は「私たちの宇宙のすぐ裏庭」ほどの距離だと説明している(Oxford AcademicGIGAZINEニューズウィーク日本版)。
16144648 story
医療

RS ウイルス感染が増加する米国で「トリプルデミック」の懸念 49

ストーリー by nagazou
日本もまた増えてきたので警戒しないと 部門より
headless 曰く、

COVID-19 パンデミックが続く中、米国では RS ウイルス (RSV) 感染症の症例が増加しており、季節性インフルエンザと合わせて 3 種の呼吸器感染症による「トリプルデミック」が懸念されている (CBS News の記事Yahoo Life の記事San Francisco Chronicle の記事TODAY の記事)。

疾病予防センター (CDC) の調査によると現在、RSV 検出と RSV に関連した緊急外来受診と入院が複数の地域で増加しており、一部の地域では季節的ピークのレベルに近付いているという。RSV は一般的な呼吸器感染性ウイルスであり、米国のほとんどの子供は 2 回目の誕生日までに一度は感染するそうだ。

現在のところワクチンや抗ウイルス剤は存在せず、RSV 感染症に特化した治療法もないが、感染から 4 ~ 6 日後に現れる症状は軽い風邪のようなもので、多くの人は 1 ~ 2 週間で回復する。ただし、幼児や高齢者の場合は特に重症化リスクが高く、米国の 1 歳未満の子供では細気管支炎や肺炎の最も一般的な原因になっているとのこと。

米国内の小児科病棟は 4 分の 3 以上が満床になっており、アリゾナ州やロードアイランド州では 100 % の小児科病院が満床だという。また、インフルエンザもピークシーズンの 12 月を待たずに感染者が増加している。このいわゆる「トリプルデミック」により、休校となる学校も増加しているとのことだ。

16144651 story
ニュース

埼玉大ら、オジギソウの葉が動く仕組みを解明 35

ストーリー by nagazou
解明 部門より
葉に触ると動く「オジギソウ」について、埼玉大と基礎生物学研究所のチームが、葉が動く仕組みを解明したと発表した(NHKKYODO NEWS[動画])。

研究チームは、遺伝子組み換えの技術を使い実験したところ、葉を触ったり傷つけられたりするとカルシウムが信号の役割を果たし、葉の付け根などにある「葉枕」という部分に伝わり、葉が動くことが分かったとしている。なおこの「葉枕」を無くして「おじぎをしない」オジギソウを作り、通常のものと比較したところ、おじぎをしないほうは昆虫に食べられる量が2倍になったとしている。研究では昆虫から身を守るため葉を動かしていると結論づけている。
16140194 story
テクノロジー

ヨハネス・ケプラー大、地球に優しいキノコを用いた基板技術を開発 23

ストーリー by nagazou
そしてきのこの山に 部門より
毎年、リサイクルが困難な大量の電子廃棄物が生み出されていることから、オーストリアのヨハネス・ケプラー大学の研究チームは、キノコを利用した基板技術を開発したそうだ。基板部分は朽ちた広葉樹に生育する腐生菌「霊芝(Ganoderma lucidum)」を使用。霊芝の菌糸体は、細菌や他の真菌から内部を保護するために丈夫な外皮を形成することからこれを利用したのだという。電子回路は薄い金属を物理的気相成長法蒸着、それをレーザーで削り取ることで作り出す。電子回路は熱安定性が高く、数千回の曲げ加工に耐えることができるという(Science AdvancesEuropean BiotechnologyGIGAZINE)。

こうして生成された基板は湿気や紫外線から遠ざければ数百年以上耐える強度を持ち、加えて土壌中では約2週間で分解される生分解性を持つとしている。また孔質の菌類の皮膚は大量の液体を吸い込む特性があることから、持続可能なバッテリーセパレーターの候補として有望であるとしている。研究チームは、3.8mAhという高容量の菌糸体電池の作成に成功。Bluetoothモジュールや湿度・近接センサーなどの自律型センシングデバイスの電源として使用可能であることを実証したとしている。
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海軍に入るくらいなら海賊になった方がいい -- Steven Paul Jobs

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