簡単だけどちょっと変わった自由研究って何かないかな？
100均に売っている材料で太陽光について調べられる実験があるよ！
UV-LEDレジンをみなさんはご存じですか？
レジンは透明感のあるアクセサリーによく使われている材料の一つで、ハンドメイドしやすいように天然樹脂の化学構造に似た「合成樹脂」です。
ハンドメイドが好きな方や、コロナの自粛生活でアクセサリー作りなどの趣味で使われることも多く、100均などでも購入できます。
今回はこのUV-LEDレジンを使って太陽光に紫外線が含まれるか調べる実験をご紹介します！
この記事では
- 実験の方法
- 実験のポイントとまとめ方
太陽光にUV（紫外線）が含まれるか調べる方法
今回は100均で購入したUV-LEDレジンを使って太陽光にUV（紫外線）が含まれるのか調べます。
まず、UV-LEDレジンを太陽光にかざし硬化するか確認します。次にハンドメイド用のUV-LEDライトで硬化することを子供と確かめ、そこからなぜUV-LEDライトや太陽光で硬化したと思うのか予想をさせます。
今回、子供はUV-LEDライトや太陽光で硬化した直後のレジンが暑かったので、熱で硬化したと予想しました。
予想に合わせてLEDライト、懐中電灯、ドライヤー、携帯電話のライト、太陽光にあて、UV-LEDレジンが固まるのかを調べ、予想があっているのか確かめました。
用意するもの
- UV-LEDレジン2・3本（100均）
- UV-LEDライト（ダイソーで330円でも売っていました）
- LEDライト（セリア）
- スマホのライト
- ドライヤー
- シリコン型（100均）
- 水性絵具（学校で使っているもの）
- ビニール手袋（100均）
レジンは手で直接触るとかぶれたりする場合もあるので、ビニール手袋をはめて実験を行ってください。もし手などについてしまったら、すぐに拭き取り、石鹸でよく洗ってください！
実験の手順
- UV-LEDレジンをUV-LEDライトで硬化するか確かめる
- 太陽光で硬化するか確かめる
- LEDライト・スマホ・懐中電灯の光で硬化するか確かめる
- ドライヤーの温風と送風で硬化するか確かめる
実際の実験風景
UV-LEDレジン液をシリコン型に薄く入れる
今回は波型を使い、海辺をイメージして水性絵具で色も付けました。
絵具は入れすぎるとUV-LEDレジンが硬化しにくくなるので、入れすぎには注意してください。心配な方は入れなくても実験は可能です。
UV-LEDライトで硬化するのか確かめる
まずUV-LEDレジンにUV-LEDライトを当てると硬化することを確認します。
子供には「UV-LEDライトにはUVと言う光とLEDと言う光がでていてUV-LEDレジンはその光を浴びると硬化する」と教えてあげます。
太陽光で硬化するのか確かめる
太陽光にも３０秒～６０秒当て硬化するか確認します。
太陽光でもUV-LEDレジンはしっかり硬化しました。しかしこれだけで太陽光にUV（紫外線）が含まれていると言えるのでしょうか。
子供自身にもしっかりと考えてもらいます。
ですが、少し難しいので子供に少しヒントをあげました。
子供に硬化したレジンに触わってもらいました。硬化したレジンは熱くなっていたので、息子は『熱』で固まったのかもと考えました。
また、外で太陽光に当てたので、風が当たって硬化した可能性もあるので、
「ママは『風』が当たって固まったんだと思う！」
と言う感じで熱と、風についても硬化実験へ誘導しました。
息子はたまたま硬化したレジンが熱くなっていることに気づきましたが、この辺は難しいところなので、保護者の方が、ヒントをあげても良いと思います。
例え：「これ、熱くなってるね～！」「外だから風が当たって固まったのかもよ～？」
ドライヤーで硬化するのか確かめる
子供と一緒に予想した『熱』と『風』について調べるため、ドライヤーの温風を当てて硬化するか確認します。
ドライヤーの温風では硬化しませんでした。
LEDライトで硬化するのか確かめる
UV-LEDレジンはUVやLEDの光だけで硬化するのか確かめるために、他のライトでも硬化するのかLEDライトを当てて確かめます。
LEDライトでも硬化が確認できました。
普通の懐中電灯で硬化するのか確かめる
なんの変哲もない普通の懐中電灯の光を当ててUV-LEDレジンが硬化するのか確かめます。
懐中電灯の光では硬化しませんでした。
UV-LEDレジンが携帯電話のライトで硬化するか確かめる
携帯電話のライト機能を使ってUV-LEDレジンが硬化するかを確かめます。
携帯電話のライト機能ではUV-LEDレジンは硬化しませんでした。
実験のまとめ
UV-LEDライトを少し手に当ててみた時も温かかった。硬化したUV-LEDレジンも熱くなっていたからUV-LEDライトの熱で固まったと思のだと思う。太陽に当てた時もレジンは熱くなっていたから同じだと思う。
| 結果 | 硬化した | 硬化しなかった |
| UV-LEDライト | 〇 | |
| LEDライト | 〇 | |
| 普通の懐中電灯 | 〇 | |
| 携帯電話のライト機能 | 〇 | |
| 太陽光 | 〇 | |
| ドライヤー（温風・送風） | どちらも〇 |
子供は熱で硬化したと考察したので、ドライヤーの温風でUV-LEDレジンが硬化するかも試したところ、ドライヤーの熱では硬化しなった。ドライヤーの送風でも結果は同じでした。
わかったこと
UV-LEDレジンはある一定の範囲の光の波長で硬化するレジンです。子供がUV-LEDレジンがUV-LEDライトで硬化した時に温かいと感じたのは、UV-LEDレジンがUV-LEDライトをあびて化学反応を起こし、硬化熱が発生したからです。熱で硬化したわけではないので、ドライヤーの熱でも硬化しなかったと言えます。
また、UV-LEDレジンはLEDの光でも硬化するので、LEDライトもUV-LEDレジンを硬化させることができました。
これらの結果から太陽光でUV-LEDレジンが硬化したということは、太陽光にはUVが含まれているとわかりました。
普通の懐中電灯と携帯電話のライトでUV-LEDレジンが硬化しなかったのは、どちらの光にもUVとLED発光を含まないので硬化しなかったとわかった。
太陽光にUVが含まれると考えられる理由
- ドライヤーの温風と送風を当てた比較実験から、熱や風で硬化しないことがわかっている
- LEDは元素によって構成された半導体で、これに電圧をかけると発光したもの
感想
- 硬化したレジンが宝石みたいできれいだった。
- 光で固まるのが不思議だった。
- 曇りの日でも固まるのか知りたい。
- 次は自由研究ではなくて、いろんな型に入れて遊びたい。
単純にきれいな宝石みたいになることを楽しみたいだけでなく、「曇りの日ではどうなるのか」知りたいと言う新しい疑問を抱き、探求心を持って取り組むことができたようです！
100均でも用意できるのでよかったら自由研究の参考にしてみてください！
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