ビスマス結晶を製作してみました。

ものづくり体験

ビスマス結晶を製作してみました。

こんにちは!なんとか重工の「とんこつ」です。

今回はビスマス結晶を製作してみました。

きっかけはたまたま立ち寄った本屋さんで、こんな面白そうな本を見つけたからです。

『鉱物レシピ 結晶づくりと遊びかた』さとうかよこ/著

この本には様々な鉱石の作り方が書いてあります。

元々、天然石や鉱石が好きだった私は即買いし、家に帰って手も洗わずに読みました笑

この本の中にあるさまざまな鉱石のレシピ中から、特に興味を惹かれたビスマス結晶を今回製作してみました。

ロックバンドRADWIMPSのアルバムのジャケットにも描かれていたりと、どこかで見たことがある人も多いのではないでしょうか。

↑RADWINPSのアルバム「Xと○と罪と」

このビスマス、見た目はとても綺麗でおしゃれな雰囲気だけど、もしかしたら危険な物質なんじゃ...
と思ってたんですけど調べてみたら全然そんな事無くてただの鉱物(無害)でした!笑

ビスマス結晶とは?


これが調べれば調べる程に面白い!

実はビスマスって合金じゃないんです。
原子番号83の原子の1つで、比重は9.8ウラントリウムに次いで3番目に重たい元素鉱物なんです。
あの金よりも重たいんですよ!
(訂正:金の比重が19.32、ビスマスの比重が9.8でした。銀の比重が10.49なので、銀と同じぐらいの重さになります。)

ビスマスの綺麗な表面の色は酸化被膜によるもので、実際のビスマスの色は一般的な金属と同じでシルバーグレーです。
ビスマスが再結晶する際、空気に触れ急速に酸化する為、ああいう綺麗なグラデーションが出来るのだと思います。
とはいえ、調べている段階では、これで本当にあんな綺麗な色になるのだろうか?
と、かなり疑ってました笑

あとビスマス結晶で忘れちゃいけないのが、やっぱりあの独特な見た目ですよね。
四角が重なり合った逆ピラミッドのような形は骸晶と呼ばれ人工的に作る訳ではなく、溶けたビスマスが冷えて固まる際に自然に出来るものなんです。
なので出来上がる結晶は唯一無二
これだけでも自作する価値があると思いませんか?(^^)

ただ、ここで私が気になったのがビスマスの本来の使い道です。
結晶を作ってわかったことなのですが、実はこの金属、手でパキパキと割れてしまうほど脆いんです...。
(実際子供に1つ結晶を砕かれてしまいました...笑)
取り扱いには十分注意しましょう。

ビスマスは融点も272℃と低く、とても脆いので工業製品に単体で使われることは恐らくないと思っていました。
しかし、意外なところで医薬品や、有害な鉛の代わりやはんだに添加されたりしているそうですね。
ほんとにビスマスは変わった物質です。

実際に作ってみた!

下調べはよしとして、いよいよ製作に入っていきます!
製作に必要な物はたったのこれだけ

・ビスマスのインゴット
・ガスコンロ
・ステンレス製の上部な鍋
・ステンレス製のピンセット
・防護メガネ
・革手袋(軍手は不可!)

ビスマスのインゴット以外はホームセンターなどでも簡単に入手出来ると思います。
ビスマスのインゴットはネットで購入しました。
一応レアメタル扱いですので¥5000/kg程します...

↓Amazonから買えます。


作り方は、まず鍋にビスマスを入れ、液体になるまで溶かします。
注意点は、必ず中火でおこなうこと!
繰り返しになりますが、ビスマスの融点は272℃ですので、比較的すぐに溶け始めます。

全て液体になったら、火を止め、少し冷まします。
このときビスマスは液体から固体なろうとするので、タイミングを見計らい、ピンセットを使って、鍋の中で固まりかけているビスマスを引き抜きます。

早すぎると結晶が小さいですし、遅すぎると鍋に引っ付いたりして採取しにくいです。
この辺は慣れですね。

鍋から出てくる瞬間はシルバーグレーですが、酸素に触れることにより、酸化被膜が形成され、
シルバーグレーから少しずつ青味がかってきて、
最終的には光沢のある綺麗な青紫色になります。
この瞬間を観るためだけでも絶対に作ってみる価値があります!

タイミングや、ビスマスの純度によっては水色や黄色、緑色になることもあるようですので、いろいろ条件を変えて、是非、自分だけのビスマス作ってみて下さい!

ビスマス結晶作りは反応がわかりやすくて科学好き、実験好きの方にはとても良い内容だと思います。
私自身、終始ワクワクしながら楽しみました。

あ、道具は必ずステンレス製の物を使用してください
アルミ製だったり、メッキだったりすると上手く酸化皮膜が形成されません。
道具は不純物が入ってしまいますので新品の物をオススメします。

また、溶けて液体になったビスマスに水分が混入すると水蒸気爆発が起こるそうなので、くれぐれもご注意下さい。

たとえ失敗しても、再び溶かせば何度でも挑戦出来ます!
(※もちろん無限にできるわけではないですが)

こちらは失敗したビスマスを再び溶かし、液体にしている様子です。

夏休みの自由研究などにもオススメですが、火を使うために火傷の危険もあります。
必ず大人の方と行いましょう。

こちらは今回作ってみた動画です!是非ご覧になってみてください。

※我々は専門家ではありません。製作は全て自己責任でお願い致します。

以上、なんとか重工のとんこつでしたー!

Fabit編集部

Fabit編集部

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当メディアは製造業にスポットライトを当てて、今まで交わることのなかった工場と工場、工場とヒトが交わることにより、新しいイノベーションの芽が生まれることを目指しています。

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