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砂時計と水時計の違い
砂時計はガラスの管に入れた砂の落下で時間を計りますが、同じ要領で水時計を作っても時間は同じようには計れません。砂のような粉や粒状の物質は、ガラス面との摩擦があるので圧力が下方向にすべてかかりません。穴の大きさが同じなら、砂の量がどれだけ増えようと落ちるスピードは変わらず、砂の量を倍にすれば落ちきるのにかかる時間は倍になります。一方、水の場合はガラス面との摩擦が小さいので、水の量が増えれば水圧がかかり落ちるスピードも上がるのです。
粉や粒のサイズはいろいろ
粉や粒には、いろいろな大きさがあり、サイズが変われば特性も変わります。約1mmの雨の粒子は地表に落ちてきますが、それより小さい約1マイクロメートルの粒子である雲や霧は浮いたまま落ちてきません。チョークも同じです。チョークは手から離すと落ちますが、手についたチョークの粉を払うと、しばらく空中を浮いています。同じ物質でも、小さくなると空気中に浮遊しやすくなるのです。
その他にも、岩のような数mを越えるものから、ウイルスのようなナノサイズのものまであります。春になると多くの人を悩ませる花粉は、数十マイクロメートルの間ぐらいの大きさで、鼻の奥までは入りますが肺までは届きません。一方、タバコの煙やディーゼルエンジンの排ガスなどは1マイクロメートル以下で肺の奥まで入り、付着して長年の間に体に悪影響を及ぼします。また、アスベストは肺の奥まで入り、しかも繊維状に尖っているので肺の組織にささって、そこからタバコの煙などの有害物質が侵入し病気の原因になると言われています。
これらのように身体の害になることばかりではありません。薬の分野では粉の大きさを調整する研究が進んでいるようです。ガン細胞は普通の細胞より栄養を取りこむ口が大きいことが分かってきています。薬の粒子をガン細胞だけが取り込める大きさにすれば、ガンだけを退治し副作用も少ない薬ができると期待されています。
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