2班｜堺市の森林を使って二酸化炭素を減らそう

　目的は、堺市の森林を使い環境中の二酸化酸素を減らすこと。堺市の南部泉北地区航空写真からも、実際に赴いても竹林化していることがわかります。放置された竹林を有効活用し、地球温暖化対策に寄与できないかと考えました。
　解決に向けたアイディアは２つ。
　❶森を伐採し木材をパーティクルボードに加工（協力：日本ノボパン工業株式会社）することで二酸化炭素を補填する
　❷竹林を森林に戻し継続的に人の手が入ることによって竹林化を防ぐ
　広葉樹植林のメリットについて調べまとめました。次に効率的な植林方法について。木の最大効率の成長を促しつつ土地を最大限使おうとする図の作成。伐採（皆伐）計画。そして広葉樹の活用法。
　まとめとして、竹林化した土地を利用し広葉樹森林をつくる、森林の伐採・手入れを行い、伐採後燃やすと二酸化炭素を放出するため、木材からパーティクルボードに加工、森林に人の手が入ることで副次敵効果として竹林化を防ぐことができる。結果、堺市の温暖化対策に寄与できるのではと考えます。
　採算的に実現可能か？堺市の環境にあった地所をどう選ぶか？植林や伐採を誰が担うのか？という課題を挙げています。

3班｜制汗剤の研究

　汗の成分について調べました。98％が水です。市販の制汗剤の種類は多種多様。シートタイプ、ローションタイプ…など。パウダースプレータイプの制汗剤をつくることにしました。
制汗剤制作に使った材料（水、ミョウバン、ハッカ油）について記し、作り方を公開しました。制汗剤で重要な役割をするミョウバンの効果について。ミョウバンには血管を収縮させる収れん作用があり、汗腺が閉じ汗が出づらくなり、さらに抗菌作用により汗の臭いを押さえます。
　実際に制作した制汗剤を使用した感想をまとめました。良い点は安価でありたっぷり使用できること、悪い点は、ハッカの香りが強すぎたこと。
　市販の制汗剤と価格などについて比較しました。そしてハッカ以外の香りの制汗剤をつくり、みかん、レモン、ゆずなど果物を使用した作り方を説明。アルコールで果物から抽出する時の割合を調整し、アルコール臭が気にならないようにし理想的な香りになりました。
　まとめとして、自分たちで作ると市販の製品に対して安価に簡単にでき、香り成分を少量混合体積比20対1で理想的な制汗剤ができました。香り成分をアルコール抽出以外の方法を試してみたいです。

4班｜暗号の進化の軌跡

　暗号とは、一定の規則に従って文章や数などを他の表現に変え、その規則を知らない人には元は何かがわからないように変化するもの。シーザー暗号とは、単一換字式暗号の一種であり、平文の各文字を辞書順でずらし暗号文とするもの。Chaocipherとは？Chaocipherのメリット・デメリット、RSA暗号とは、一つ鍵暗号の弱点を克服するためのもの。一つ鍵暗号とは”鍵”がバレたら全部解読されるもの。二つ鍵暗号とは公開鍵がバレても解読されにくい。RSA暗号では…。
　RSA暗号仕組み（公開鍵・暗号化・秘密鍵・複合化）について触れ、補題を証明しました。フェルマーの小定理（1640年）の証明など。
　RSA暗号を解読するには、なぜ秘密鍵がばれにくいのか、実際に使われている秘密鍵は、約600桁で素因数分解には1億年以上かかること。RSA暗号の使われ方、弱点について学びました。楕円曲線暗号について、近い将来主流の公開鍵暗号になると考えられていることなど。
　まとめとして、身の回りにある暗号には、私たちが学んだ数学の要素が使われており、時代とともに暗号は進化しより一層難解になっています。

5班｜ペットボトルロケットの形状に関する研究～ハイブリッドロケットの安定飛行をめざして～

　ロケット飛行時、もし安定して飛行制御ができなくなると、落下位置を把握できずに危険という背景があります。課題研究の目的は「安定飛行させるための最適な機体の形状を見つけること」。原理は、圧力中心と重心が離れるほど姿勢を戻す力が働く＝進行方向へ姿勢が向く。そこで注目したのは、圧力中心と重心の関係です。てこの原理と照らし合わせ考えました。
　ペットボトルロケットの安定飛行には尾翼が大切。実験❶にはスイングテストという方法を用いました。ストローに尾翼をつけ重心の位置に紐を結び回転させます。2つの尾翼から、面積が大きく空気抵抗が大きくまっすぐに飛ぶ方を最適な形状として選びました。実験❷はバロウマン・メソッドを用い、尾翼（圧力中心）と重心の関係について。実験は、動画解析をするためストップウォッチも撮影しました。圧力中心と重心が近くても安定していたのは、実験❶で選んだ尾翼の形状と枚数によるものだと考察。実験❸は、ペットボトルロケットを垂直飛行させ検証しました。実験❶❷の結果を用いた機体と、発射台を制作。加速度を1/50毎秒ごとに1回記録し、飛行動画を解析しました。
　検証実験結果を発表しました。まとめとして、[尾翼の面積が大きいほど尾翼側に圧力中心が移動し安定する」「圧力中心が尾翼の先端から36%にある時、重心は46％以降にあると安定する」「縦方向に対し横方向の加速度のずれは7%と極めて低く飛行した」。
　今後の展望は、「ロケットのハイブリット化」「さらなるデータ収集」「パラシュートの再現性を高める」で、ハイブリットロケットの安全性を高めていきたいです。
　この研究は、武田科学振興財団や埼玉工業大学の石原名誉教授にご指導いただきました。ありがとうございました。

6班｜割れにくいシャボン玉

　課題研究の目的は「割れにくいシャボン玉を実際に作り仕組みを理解すること」。シャボン玉の原理は、水の表面張力で出来ている！ここに界面活性剤を入れます。界面活性剤には分子内に疎水基と親水基があります。このままでは水が蒸発し割れやすいためPVAつまり洗濯糊を入れ、水の蒸発を防ぎます。
　仮説にて、糊の比率が10：1：1が最も高いため良いとしました（水：PVA=洗濯糊:洗剤）。実験方法は割合の変化のなかで、割れるまでの時間を9段階に分けて計測するもの。結果、平均17秒で割れました。考察としては、洗剤の割合を変えていくと糊の割合が減り膜が薄くなるため、糊の濃度が高い10：1：1が最も長く持続し（最適）、糊の比率が大きく関わっていることがわかりました。
　ふたつめの仮設は「前回の液にグリセリンを加えた場合、膜の表面の変化は糊の割合を増やした場合と似ているのでは？」です。グリセリンの性質を調べました。シャボン玉液の粘性を高めてくれます。実験方法を説明しました。5段階の割合で実験。結果、膜の表面は割合を増すごとに色が濃くなり、ムラが増えた。グリセリンを増やした時の変化は、糊を加えた時のそれと似ていることがわかりました。このほか、なぜシャボン玉は虹色に見えるのか？など調べました。
　結論として「シャボン液は糊の比率が大きいほど持続時間がのびる」「洗剤が少ないほど模様がすくなくなる」「グリセリンの比率を上げることによる変化は糊の比率を上げた場合による変化とにている」という結果を得ました。