東北大学・探求型「科学者の卵養成講座」(グローバルサイエンスキャンパス協定事業))

東北大学・探求型「科学者の卵養成講座」(グローバルサイエンスキャンパス協定事業)

令和3年度 活動ブログ

令和3年度 活動ブログ養成講座の活動を記録しています

2021.09.12

孵化するべく~第四回~

こんにちは。仙台第二高校の熊澤康太郎です。

気が付くと科学者の卵も四回目。今回は滝澤先生の「化学反応の場を探る~マテリアルデザインと新物質探索~」、堀井先生の「21世紀のがん医療~Precision Medicineと遺伝子医療~」の二つでした。

簡単にまとめると、滝川先生の授業は圧力を掛けたりマイクロ波加熱を使うことで新物質を作り出すというもので、堀井先生の授業は個人毎に最適ながん医療を提供していくというこれからの医療についてのお話でした。

特に印象に残ったのは私が滝澤先生に「周期表で炭素の両隣のホウ素と窒素を混ぜてもダイヤモンドになるわけではない。どうやって新物質の性質を予測するのか?」と聞いた際に、「窒化ホウ素という物質もあって、それはダイヤモンドもどきになる。新物質の性質は周期表を見たりコンピューターで考えることである程度予測できる」と返されたことです。

あり得ないことの例として挙げたつもりの、ホウ素と窒素でダイヤモンドもどきになるという話があり得たというのは本当に驚きでした。周期表から性質が予想できるというのは解説されてはいたもののまさかそこまで似るとは思いませんでした。

20210912083101-ec6756143b684d2bca89262bb2674633143c6807.png20210912083126-7b042ab89f8a6440cb5a916d1c229314c9341d77.png後から調べたところ一番上の画像が高圧相窒化ホウ素と呼ばれるダイヤモンドもどき、下二つが白い黒鉛とも呼ばれる平面型の窒化ホウ素の構造だそうです。

ダイヤモンドのような構造があるだけでなく、黒鉛と同じ構造も持てるというのは本当に炭素と似ています。これフラーレンやカーボンナノチューブのようにも整形できたりするのでしょうか?調べた限りでは見つからなかったのですが、ダイヤモンドもどきと黒鉛もどきになれるならできそうですね。

今回はそんな想像の膨らむ楽しい授業でした。第四回講義のレポートは以上となります。ここまで読んでいただきありがとうございました。

投稿者:宮城県仙台第二高等学校 |個別ページ

2021.09.05

酵素と花の色素のお話

20210905164047-b99cf99c79592308493d68875e4c8b99f8df4777.jpgこんにちは。青森県立青森東高校2年の加藤優喜です。卵ブログ6回目の投稿になります。

 

講義の感想

さて、今回のブログは中山亨先生による「エンザイム・ハンター~暮らしに役立つ酵素を見つけ出し、利用する~」についてです。講義は酵素のお話から始まり、酵素と私たちの生活との関係を知ることができました。また、花の色と色素について知らなかった事実を知ることができました。

今回の講義はでは化学や生物の幅広い知識が必要で、講義の内容以前に基礎知識の不足を感じました。予習の段階で高校化学の教科書を使って有機化学を少しでも学んでおくべきだったと実感しました。この反省は、今後の講義における予習の向上に生かしていきたいです。また、この講義で感じたことは、今後化学を勉強する際のモチベーションにしていきたいとも感じました。

 

エンザイムとは何か?

 

エンザイムとは、酵素のことであります。酵素はタンパク質からできていて、特異性(1種類の酵素は1種類の物質に作用し、1種類の反応しか促進しない)という性質を持っています。

 

酵素ドリンクで酵素の補給はできない?

 

酵素を補うことができるとうたう商品があるようですが、このような商品の効果が期待できないことは自明であります。なぜなら、ヒトの体で働く酵素はヒトの体内でしか作られないからです。さらに、もともとタンパク質からできている酵素は体内でアミノ酸に分解されてしまいます。

酵素ドリンクのように、酵素は誤解されている点が多いと個人的に感じています。かくいう私も、洗濯用洗剤に含まれている酵素には種類があり、それぞれ別の効果があるということを今回の講義で知りました。(今考えると、酵素は先述した特異性を持つので当たり前ですが。)

 

青いバラを作るには?

 

20210905163305-0e412a683c2ab61e768683b95dd1cd21c46a19da.png

花の青さは、アントシアニジンという色素の一番右側にある環の修飾基(OH)の数によって決まります。(画像右上)バラはこの環に2つしか(OH)が存在しないため、3つ目の(OH)をつけるための水酸化酵素遺伝子を導入すると青くなるんですね。色素と酵素に関するテーマを、もう少し詳しく理解してみたいと思いました。

次回からは、活動ブログの投稿ペースを他の受講生の方と揃えていきたいと感じました。(タイミングが1人だけずれていると非常に恥ずかしい。)次回のブログも読んでいただけると嬉しいです。それではまた。

画像:Proanthocyanidin2.png Wikimedia Commonsより

投稿者:青森県立青森東高等学校 |個別ページ

2021.09.05

ゆでたまご 参

 山形県立米沢興譲館高校の新野暖仁です。ブログを書くのが都合が悪くて遅くなりました。                    

第3回目の講義は大関先生による「量子アニーリングと未来の情報科学」と中山先生による「エンザイムハンター〜暮らしの役に立つ酵素を見つけ出し、利用する〜」でした。                                                

 まず、大関先生の講義では講義名から聞いたこともないような名前が出てきてすごく不安でしたが、受けてみるととても面白かったです。また、大関先生の講義は今まで受けてきた講義とは全く別物で新鮮でとても聴きやすく面白い講義でした。講義の中で出てきた組み合わせ最適化問題についてはとても興味深く、たくさんの場面で使うことができるなと感じました。「数学+理科=新しい問題解決策を生み出す」はすごく納得する物でした。今まで数学と理科は似ている部分はあるなと感じていましたが、数学と理科を組み合わせて新しい解決策を生むということは考えたこともなかったのでとてもいいこと聞けて視野も広がりました。また、関数というものは自分たちの生活に深く関わっているんだなと気づかされました。

 次に中山先生の講義では酵素についてでした。僕たちの身の回りにはたくさん酵素を利用した製品があります。また酵素は身の回りだけでなく私たちの体の中にもある大事な物質です。今回の講義では花のいろを酵素を使って変えるという実験の説明でした。アントシアニンの修飾基のOHが多ければ多いほど青みを増すということに驚きました。また、黄色の花にするにはカルコン修飾酵素とオーロン合成酵素と酵素3という3つの酵素が必要でその3つの酵素を加えることで黄色の花を作ることができることはとても面白く、興味深かったです。

 最後にミニ講義についてはnatureの記事を見て話し合いプレゼンの資料を組み立て発表の準備をしました。中々自分の意見を出せず黙ってしまったのがすごく悔しかったのでまたこういう機会があれば次は自分の意見を積極的に出してチームのために何か残せるよう頑張りたいと思いました。発表は来週なのでもう直ぐですが何か結果が出て欲しいと思います。ブロガうを最後まで読んでいただきありがとうございました。

投稿者:山形県立米沢興譲館高等学校 |個別ページ

2021.09.05

量子アニーリングとは何か?

20210905001248-19f50babadca6da09b4ff35a9971899e06d4d5b5.jpgこんにちは。青森県立青森東高校2年の加藤優喜です。卵ブログ5回目の投稿になります。

 

講義の感想

 

さて、今回のブログは大関真之先生による「量子アニーリングと未来の情報科学」の講義についてです。大きなテーマは最適化問題についてでした。最適化問題とは、様々な選択肢がある中で、どの組み合わせが一番適しているかを求める問題のことです。具体的には、「最も多くの荷物をトラックに積むことができる配置」や、「最も早い住民の避難経路」などの解を導き出します。事前講義の中で数式が出てきたのですが、数学が苦手な私はヒーヒー言っておりました。身近な生活と数学が密接に関わっていることを大いに実感できる講座でした。

 

量子アニーリングとは?

 

そもそも量子とは、物質を作る最小の単位であります。原子・分子よりもミクロな視点である量子は、原子・分子の視点では思いもよらないような振る舞いをするんですね。その例が重ね合わせ状態です。量子アニーリングは、この重ね合わせ状態を利用して最適化問題の近似解を出す手法のことです。

 

重ね合わせ状態とは?

 

箱の中に入れた表と裏があるコインで考えてみます。我々の感覚では、コインは箱に入れた時点で表か裏のどちらかにすでに決まっているはずです。しかし量子の世界になると、コインは箱を開けるまで表と裏の両方の性質を持っているのです。観測するまでコインは表か裏か分かりません。この状態を重ね合わせ状態といいます。(重ね合わせ状態に関する思考実験として、「シュレディンガーの猫」が有名です。)この2つの状態を同時に扱えるという性質が、量子コンピューターの高速で並列な計算を可能にしているわけですな。

 

追加講義について

 

大関先生はなんと2時間半にも及ぶ追加講義を行ってくださいました。毎日少しづつでしたが、最後まで聞かせていただきました。質疑応答形式で量子アニーリングのお話を初め、大関先生のモノの考え方や勉強法についてのお話を聞くことができ、大変貴重な時間でした。また、大関先生はYouTubeでも活動をされており、少しづつ視聴していきたいと感じました。次回のブログも読んでいただけると嬉しいです。それではまた。

投稿者:青森県立青森東高等学校 |個別ページ

2021.09.04

英語の勉強法のお話

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こんにちは。青森県立青森東高校2年の加藤優喜です。卵ブログ4回目の投稿になります。

講義の感想

 

さて、今回のブログは羅漢先生によるミニ講義「How to Train Yourself to Sound Like a Native Speaker」についてです。講義では発音や、英語を学習する上で気をつける点を学ぶことができました。印象に残った点をメモしておきます。

 

学んだことは日常生活で実践せよ

 

羅漢先生は、「とにかく学んだことをアウトプットして使ってみることが重要だ」とおっしゃっていました。いきなり海外の方と英語で会話するというわけにはいかないものの、学校での英語の学習と日常生活をつなげる意識を持っておこうと思いました。一番練習が難しいのはスピーキングであると思うので、スピーキングの練習の場を今後考えていかなければなぁと感じました。また、「ゲームで積極的に英語を学ぶ」というアドバイスも大変参考になりました。私はゲームはあまりしないので、海外の映画を字幕で見るなどを行なって、より多くの英語に触れていきたいです。字幕映画で知っている単語や文法が聞こえると嬉しいんですよね。次回のブログも読んでいただけると嬉しいです。それではまた。

投稿者:青森県立青森東高等学校 |個別ページ

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