自由研究で「フリクションペン」を使った科学実験をしてみた！実験方法や原理も解説

こんにちは。理科講師、サイエンスライターの山﨑 実香です。
今回の記事は、簡単な実験にトライしたい人にお勧めの内容！自由研究にもピッタリです。

紹介するのは「フリクションペンで書いた文字は、どうすれば消えるのか？」を探る理科実験。ほとんど既に家の中にある道具だけで実験ができますよ！

実験の手順も「フリクションペンで書いた文字を、色々な方法で温める」というシンプルなもの。
簡単な実験ですが、アレンジ方法が無限大なので、考える力を育みながら「熱で色が変化する」という科学の原理を体感することができます。

ではやってみよう！ということで、私が講師として参加したウィーケン！でのオンライン授業実例を交えながら紹介します。

 

フリクションペンでの実験方法

《（１）準備物》

 

準備するのは

・フリクションペン、普通のペン
・紙（紙コップ、コピー用紙、黒画用紙など）
・紙を温めるための道具（電子レンジ、ドライヤー、お湯など）

のみ！
今回の授業形式は、それぞれのご家庭をオンライン会議アプリzoomで繋ぐ方式だったため、これらは参加者それぞれのご家庭で用意していただきました。

授業を主宰したのは、私がいつもお世話になっている、小学生向けのオンライン体験などを運営する株式会社ウィーケン！です。

今回、2024年7月末に行った60分間授業には、講師の私、ウィーケン！のファシリテーター、小学校1年生〜6年生16人の合計18人が参加しました。

夏休み期間のため、自由研究目的の体験として申し込んだご家庭が多かったようです。

 

《（２）実験方法》

①書く

まずは、紙にフリクションペンと普通のペンで好きな文字や絵を書きます。
様々な種類の紙やペンで文字を書けば、比べることができますね。
写真だと見えにくいのですが、黒い画用紙にも文字を書きました。

 

②温める

次は、文字を書いた紙を温めます。
「どうやって温める？」と聞くと、生徒達からは様々な方法が挙がります。
今回は、電子レンジでチンする方法、ドライヤーで温める方法などを試してみました。

 

《（３）結果》

結果、白い紙に書いたフリクションペンの文字は見えなくなり、黒い紙に書いた文字は白く見やすくなりました。
しかし、生徒によって「僕の文字は全部消えた」「私の文字は残った」など結果が異なる様子。

今回のようにそれぞれの環境で実験するスタイルでは、得られた結果の違いを見せあえる点が面白いです。

自由時間をとったところ、生徒たちは紙やペンの種類、描く絵、加熱方法を変えたりと様々な工夫を楽しんでいました。

 

実験後は、本記事内でも後述する火起こしやマッチの紹介を含め、クイズも交えながら摩擦熱にまつわる話をしました。
最後は、記念撮影をして授業終了！

H君は、授業後に自由研究としてまとめてくれました。
授業では実施しなかった「車のボンネットに置く方法」「紙コップにお湯を入れる方法」などを試し、表や写真を使って見やすくまとめています。
アイディアも記録方法も素晴らしいですね！

 

原理と実用例～摩擦熱～

では、なぜ温めるとフリクションペンの文字の見え方が変わったのでしょうか？
ペンの種類によっても若干異なりますが、それは熱くなると色が白くなる特殊なインクを使っているから！
簡単に熱くするためには「フリクションペンのお尻についている消しゴムで文字をこする」という方法が便利ですね。つまり「摩擦熱」を利用した消し方です。

この「こすると熱くなる」摩擦熱という現象は、私達の生活でも利用されています。古くは火起こし、代表的なものはマッチなどです。

授業でも、この摩擦熱の歴史、便利さ、危険性などを紹介しました。
フリクションペンに限った話ではなく、昔から人々は摩擦熱を生活に役立てていたのですね。

 

まとめ

夏休みにウィーケン！で開催したオンライン授業では、自由研究も兼ねて小学生たちが「フリクションペンの文字が消える仕組み」を探る科学実験に挑戦しました。

考えながら実験することで、生徒たちも「熱くなるとインクの色が白くなる」という原理を楽しく実感できていた様子！

道具が少ない簡単実験ですので「温度を変えるとどうなるか？」など、色々な対照実験にチャレンジしてみてください。
この科学実験により、子供たちが ″身の回りの道具と科学技術″ に興味を持つキッカケになれば嬉しいです。