わたあめは、ガラス状の砂糖繊維の細いストランドで構成されています。要するに、綿菓子はグラスファイバーですが、グラスファイバーは綿菓子ではありません。
「グラスファイバー断熱材を食べました。男が言ったようなわたあめじゃなかった…おなかがかゆくなった」
これは、映画アンカーマンでスティーブ・カレルが言った多くの記憶に残るセリフの 1 つです。 .
綿菓子のようにガラス繊維を飲み込むと、確かに胃がむかつきますが、それは本質的に同じではないという意味ではありません.分子レベルでは、光学的な類似性は別として、かなりの共通点があります。そして、わたあめだけでなく、ガラスのように機能する他の種類の砂糖もあります.
しかし…
ガラスとは?
ばかげた質問のように聞こえますが、私たちは皆、ガラスが何であるかを知っていますよね?透明で壊れやすい, 窓から眼鏡まで、幅広いものに使われています。しかし、科学者にとって「ガラス」は物質の別のカテゴリーにすぎず、その称号は岩粉から作られた種類だけに限定されているわけではありません.
ガラスは、液体の不規則な分子配列と固体結晶の剛性を備えたアモルファス固体のクラスです。これらの物質は、粘稠な液体が急速に冷やされ、通常の結晶のように分子を整然と並べる時間がないときに形成されます。これは、「クリスタル ガラス」という用語が実際には矛盾していることを意味します。
ガラスと水晶のシリカ分子の配置 (写真提供:Emir Kaan/Shutterstock)
また、ガラスは常にもろいわけではありません。場合によっては、鋼よりも数百倍強力です。 .科学者は、溶融金属合金が毎秒数千ケルビンで過冷却されると、金属ガラスと呼ばれるもの、金属と同じくらい強く、プラスチックと同じくらい用途の広い物質を形成することを発見しました.
ガラスの本当の定義について、もうよくわかりませんよね？まあ、どちらも科学者ではありません。
ガラスは非結晶性固体であると主張する人もいれば、凍結した液体として分類すべきであると主張する人もいます。 ガラスとはの答え M. ナイト シャマランの同名の映画よりもクレイジーです。
映画といえば、悪役がガラス瓶で主人公の頭を殴る戦闘シーンを思い浮かべてください。痛そう！
まあ、小道具は小道具のガラス瓶ではなく、良い演技に行きます.善人の頭に落ちたボトルは確かにガラスでしたが、鏡や食器のようなガラスではなく、奥歯にくっつくようなものでした。実際、それはただのハード キャンディー、別名シュガー グラスだからです。
砂糖からグラスへ
グラニュー糖はショ糖という炭水化物からできています。さらに、スクロース分子は規則的な 3D 構造を形成するのが好きで、それが砂糖が結晶性である理由です。水に溶けると、これらの分子は互いにバラバラになり、水分子に付着します。
砂糖は水によく溶けますが、それ以上砂糖が溶けなくなるところまで来ます。この過飽和状態では、砂糖は再結晶し始めます。過飽和の砂糖を加熱すると再結晶が止まり、砂糖シロップができます。
シュガーシロップは形を変えるものであり、人類は単純なシロップを（いくつかの添加物とともに）操作してさまざまな魔法のおやつにする技術を習得しました.ふわふわのマシュマロ、歯ごたえのあるタフィー、ロック キャンディーなど、すべてはシンプルなシュガー シロップと信頼できるキャンディー温度計から始まります。キャンディー作りの詳細については、ここをクリックしてください。
キャンディー温度計 (写真提供:Lindsay Hickman/Wikimedia commons)
ガラスは、シリカ/砂、ソーダ、石灰石の混合物を1700⁰Cの炉で溶かし、急冷すると得られます。キャンディー グラスは、砂糖、水コーン シロップ、タルタル クリームを混ぜて固めたものです。完璧なハード キャンディーを作るための 3 つの重要な要素は、水分含有量、温度、および溶融混合物の冷却速度です。
ハードなクラック状態にするには、粘度の高い液体が必要です。したがって、混合物が97〜99％の砂糖になるまで、混合物中の水分が煮詰められます。シロップは、ハードクラック温度（145°～152°C）に達するまで注意深く加熱されます。加熱しすぎると、粘り気のあるキャラメルになります。その後、シロップはガラス転移温度のすぐ下まで冷却されます。混合物は急速に冷却され、スクロース分子が規則正しいネットワークを形成して結晶化するのを防ぎます。
これらすべての手順を慎重に行った後、ガラスの形でもある不定形で柔らかい固体のキャンディー シートができあがります。
綿あめはグラスファイバーに似ていますか?
わたあめ製造機には、砂糖を固いひび割れの段階まで溶かすヒーターがあります。その後、溶融物は何百もの細いノズルから押し出されます。溶けた液体は外気に触れるとすぐに固まります。スクロース分子は結晶として整列する時間がないため、凍結してガラス状態になります。機械の回転運動が遠心力を生み出し、融液を細かい糖ガラス繊維に引き寄せます。溶融シリカから作られるグラスファイバーは、綿菓子製造機と非常によく似た動作原理を備えた工業用大型機械で製造されます。
要するに、綿菓子はグラスファイバーですが、グラスファイバーは綿菓子ではありません!
