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石之戰爭正式打響!認真解析《Dr.STONE 新石紀》EP.18+19

作者:Celeste偽晴(復健模式)│Dr.STONE 新石紀│2019-11-10 18:42:30│贊助:100│人氣:2595
一、乙醯苯胺

 乙醯苯胺(Acetanilide),是一種白色有光澤的鱗片狀固體化學物。作為退燒止痛藥使用,註冊商標名為安替非布林(Antifebrin)。乙醯苯胺可以作為一系列類似藥物的統一分類名稱,其中最著名的便是對乙醯氨基酚(Acetaminophen),即我們熟知的普拿疼
 不過,乙醯苯胺作為藥物的代表,自己卻是家族中毒性最高的一個。乙醯苯胺已被證實會使身體中的血紅蛋白變性成無法攜帶氧氣,引發正鐵血紅蛋白血症(methemoglobinemia),症狀是皮膚會呈藍色,故又稱蒼藍病(cyanosis)。最終,會傷及肝臟和腎臟。因此,乙醯苯胺近年來已經被毒性較低的類似物所取代。

乙醯苯胺

 在劇情中,千空表示乙醯苯胺是製作磺胺劑的時候順手做出來的。已經忘記磺胺劑的製程了嗎?請看回放:


 在合成的第一步,將苯胺用乙酸酐保護的步驟,便產生了乙醯苯胺,沒錯就是差點把實驗室炸掉的那一步。這麼看來,千空不只是製造了磺胺劑,還不知道順手囤了多少乙醯苯胺?
 補充一下化學系冷知識,一個化學反應一開始所用的起始物量越多,就越有可能在過程中產生副反應,導致產率下降。千空能在這麼短時間內做出這麼大量的藥物,只能說是被化學之神眷顧了啊。

二、日本刀

 ●簡介

 日本刀(にほんとう),又稱武士刀,是以日本傳統的鍛造技術打造的武器。依據長短,日本刀可被分為刀、脇差、短刀三類,其中刀又可再被細分為太刀打刀。廣義的日本刀作為與西洋冷兵器的相對,長刀、薙刀、槍都可以算入其中。

日本刀:打刀

 日本刀的材料有和鋼玉鋼兩種,兩者都是日本獨有的材料。以這兩種材料進行冶煉、鍛造,製成「折不斷、拗不彎、能完美斬物」的刀,便是日本刀。這段形容是日本自古以來對於日本刀的描述(原文:折れず、曲がらず、良く斬れる)明明就超級正常的怎麼用日文一講就中二了起來呢。

 ●刀的鍛造

 玉鋼的原料是生產自島根縣的砂鐵,其中品質較高的砂鐵稱為「真砂砂鉄」,品質較差的稱為「赤目砂鉄」,兩種砂鐵可以依鍛造師的需求加以混合。玉鋼採用日本傳統的古法「たたら吹き(tatara)」煉製而成,爐溫相對於近代煉鐵較低,由於使用了純度較高的砂鐵,可以得到品質較高的鋼材。但是,這樣得到的鋼材硬度也較高,不利於打造,因此日本刀的鍛造是非常辛苦的工作。

 得到原始的鋼材後,下一步是淬火(水減し)。將玉鋼燒至通紅後,槌打成扁平狀,然後放入水中快速冷卻。這個方法可以讓鋼材中的不純物剝落,進而得到含碳量適中的鋼。

淬火的部份,在漫畫及動畫中都沒有演示。

 經過淬火的鋼材,接著會經過成分調整(積沸かし),將鋼材塗上富含矽酸鹽的粘土後加熱。這一步除了鍛造玉鋼,還會同時製作含碳量較高的生鐵(銑鉄)刀鐵(包丁鉄)兩種材料。其次將這三種材料進行下鍛鍊(下鍛え),把鐵燒紅後摺疊起來,槌打成小片,然後再摺疊,如此反覆可以去除鋼材中的硫等雜質,同時讓鋼鐵的結構更加緊緻,便得到兼具彈性與韌性的鋼。
 傳統的日本刀匠,下鍛鍊會重複10次,現代的鍛造則縮減到5至6次


 完成基本鋼材的煉製後,接著便是組合成刀。日本刀的組成有心金、棟金、刃金、側金四個部份,分別以上述的三種鋼材依適當的比例組成,並且再次經過上鍛鍊(上鍛え)製成。


 完成四個部份的鋼材,最後便是組合成刀。首先再次加熱將四個部份鍛接在一起,然後槌打成長的刀形(素延べ),並在刀口上切出一個斜邊。接著一邊加熱、一邊以小鎚敲打出刀鋒的形狀。完成後,在刀身包覆一層獨特的「焼場土」,用土的厚度在刀背較厚而在刀鋒較薄。這時拿去加熱,進行最後一步「燒入(焼入れ)」。由於黏土包覆的厚薄不同,刀的各部位會產生不同材料特性,因此在燒入的時候刀身會自然的產生弧度。同時,在刀刃與刀面的交接處也會產生名為「錵(にえ)」、「沸(にえ)」、「匂(におい)」的紋路,是識別日本刀優劣的重要判準。

 下面是一個現代的日本刀打造影片,可以看到有一些古法如今已經逐漸的改進了。


 ●鍛刀的材料科學

 鋼鐵的主要成份是鐵和碳,組成的比例不同會賦予鋼鐵不同的材料特性。上面我們曾提到過,通過鍛刀時淬火的步驟中對於溫度的控制,可以改變鋼材中碳的比例。在劇中則具體的提到了麻田散鐵半鐵素體這兩種鋼鐵的晶形:


 麻田散鐵(Martensite)是鋼鐵的一種介穩態(metastable state),一般而言鐵在由鐵漿冷卻成形時,內部的鐵和碳原子會擴散並形成穩定的晶形,但是當冷卻速度夠快時,原子便沒有足夠的時間形成穩定的晶形,便會成為一種高度內部張力的結構。
 麻田散鐵在鋼鐵中決定了鋼材的脆度,量多的話會使鋼鐵變脆,量少則會使鋼鐵變軟。

麻田散鐵的顯微結構,可以見到隨機排列的針狀結構。

 鐵素體(Ferritic steel)與麻田散鐵同為不鏽鋼的四種晶形之一,在成份上其含碳量在10%以下,相對的則含有11%至30%的。鐵素體屬於鋼鐵的穩定晶形,擁有導熱能力良好、對熱不易膨脹、耐氧化抗蝕等材料特性。而半鐵素體則是保留了部分麻田散鐵的鐵素體鋼。


 ●題外話

 日本刀可以根據其切割力分級,而能切穿人體二至四成厚度的利刃被稱為業物(わざもの)山田浅右衛門5代吉睦在其著作《懐宝剣尺》中將業物分為最上大業物14工大業物20工良業物50工業物80工大業物・良業物・業物混合65工等五個等級,這也是漫畫《航海王》中對於名刀等級的分類由來。

三、尾張貫流槍術

 劇中冰月所使用的武器,是日本獨特的武術「管槍貫流槍術」。該武術是由江戶時代尾張的藩士津田信之所創,目前傳承至第十三代加藤伊三男。從動畫中或許有點難看清楚這套武術的原理,讓我們搭配著現實中的演示來介紹吧。


 所謂管槍,顧名思義便是在長槍上套著一個管子的武器。可以看到管槍的長度較一般我們所認識的長槍更長一些,這使得槍尖可以更大幅度隨著持槍的前手做出複雜的動作。


 持槍的前手握著管槍上的管子,而管子是可以在槍身上前後滑動的。換言之,管槍的攻擊範圍可以隨管子的移動做出調整,在實戰運用上較普通長槍更有變化性。
 此外,管槍的槍尖還可以藉著持槍後手的動作甩動,這更進一步的提升了攻擊模式的不確定性。在動畫中,冰月以管槍做出不規則的螺旋攻擊,攻擊的隨機性和大範圍讓岩漿和琥珀都招架不住。

 貫流槍術以管槍對付遠程敵人,近程則以劍應對。日本對於這樣的武術有著「劍二藝如車的雙輪與鳥的雙翼般」這樣的形容,在戰場上是既飄忽不定又有著高殺傷力的戰術。


【本週總結】
提及的科學議題:3
可行的:3
不可行的:0

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づく...
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留言共 16 篇留言

呆呆召喚師
看到鍛造那我超興奮的
剛好前2周教授有教到,也是其中範圍

11-10 18:46

Celeste偽晴(復健模式)
看到真正的鍛刀影片真的覺得很有趣,動畫裡也做得很熱血[e12]11-10 22:26
❆.梓°❅
上上次的藥物化學實驗剛好是做Acetaminophen(普拿疼)的合成

最近跟普拿疼好有緣w(?

11-10 18:47

Celeste偽晴(復健模式)
還好沒有有緣到天天吃(?11-10 22:26
huggie抱抱ʕ´•ᴥ•`ʔ
這我不推對不起我自己

11-10 18:53

huggie抱抱ʕ´•ᴥ•`ʔ
推上去的啦><

11-10 18:54

Celeste偽晴(復健模式)
感謝幫推[e41]11-10 22:26
荷月晴(快樂呼吸ing
完蛋...鍛造的部分完全看不懂

11-10 19:02

Celeste偽晴(復健模式)
完蛋...要再精進一下寫作能力了[e20]11-10 22:27
抹茶
推推
感謝解析原理
日本刀的鍛造真的很困難啊
要反復的錘鍊才能完成一把好刀

11-10 19:19

Celeste偽晴(復健模式)
從各種動漫作品也能看出日本人對於刀有種獨特的感情,不只重視打造的過程,也重視和劍士本人的羈絆(?
雖然動畫裡看不出來,但是武士刀的打造真的很能看出職人精神11-10 22:29
吼搭啦
現在看到刀劍就會一直想到越王劍,真的佩服合金技術與搭配

11-10 20:22

Celeste偽晴(復健模式)
古代人不知道這些結晶學,就能憑經驗自己探索出這些合金技術,真的很了不起11-10 22:30
Sticky Fingers
傳統的刀匠只有十次嗎?
以前上相關科目老師是說看等級耶[e17]

11-10 20:41

Celeste偽晴(復健模式)
我查到的資料是眾說紛紜,不過次數絕對是遠大於2次的
至少我覺得以古人的眼光來看,肯定覺得鎚鍊越多次就會越強吧[e43]11-10 22:33
玥晴 Luna (#ΦωΦ#)
霸...

11-10 21:32

Celeste偽晴(復健模式)
嗎...11-10 22:33
黑子
這要懂的東西真的很多捏,蔚晴真不容易

11-10 23:48

Celeste偽晴(復健模式)
專業是化學真的佔了不少便宜,站在基礎科學的角度上看很多深入的東西都比較容易
而且要感謝我很多不同領域的朋友,在考證上幫了我不少忙[e34]11-11 00:02
荷月晴(快樂呼吸ing
不,我覺得是我腦容量的問題

11-11 06:21

星圖
那個管槍貫流槍術,是不是跟這招有點相似
https://youtu.be/Y7S6eHkonoM?start=078

11-11 13:01

安斎さん
日本刀光是看著就讓人著迷,製作過程還真是超乎想像的繁雜欸

11-11 18:26

進擊的巨X
感謝解說

11-16 20:42

Celeste偽晴(復健模式)
感謝支持[e41]11-17 20:28
Wenfey
後續呢???(敲碗QQ

03-07 02:07

Celeste偽晴(復健模式)
恐怕很難再有後續了...
一來是真的太忙了,二來是原本預期只對專業內的生物和化學領域做解說,但現在已經遠遠超過預期了...雖然是有因為好奇而蒐集的一些資料,但是感覺還是不夠全面,與其寫半調子的解說不如不寫比較好[e8]03-14 20:23
Passer-by
對於後面槍術的部分,其實像那樣快速扭動或旋轉槍身,依個人狀態不同,容易使皮膚破皮,所以有那種套管的話,可使長槍更快的轉動、反覆突刺等動作。所以可以更加靈巧的使用長槍。
(不過在使用套管的槍身部分身,會有異常快速磨損的現象。)
再來就是招式,由於可以更加的快速的旋轉,導致視覺暫留,簡單來說就是電風散~
且因為套管的關西,前手可以一直留在前方,只需要後手快速抽動,而導致難有大動作收回,所以就難以近身,對,就是一個人前面拿著工業電風散朝你靠近的概念。
槍身,通常都是使用,非常有韌性(彈性)的木料,所以看是在旋轉,只是很快速地圓圈扭動。
做工什麼的新石器嘛,沒辦法要求太多,槍身無法更加平滑,所以套管,真的是一個很合適的東西,又避免手汗以及被細木刺到,而且槍投是用繩索固定,難免會因為快速晃動,導致鬆脫,所以後來槍頭還會噴掉。

06-16 00:18

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