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#93 つかめヒカリ みがけセンス~ミライをひらく人工光合成~

植物が行う「光合成」。おなじみの言葉ですが、光と水と二酸化酸素から、でんぷんなどの複雑な物質と酸素をつくる驚くべき仕組みです。その「光合成」に「人工」を加えた「人工光合成」は、文字通り光合成を人間の力で再現?応用しようという未来へ向けた技術。ここ10年、世界的に研究が活性化しています。11月18日に開催される麻豆原创カフェで、【北海道胆振東部地震のため、9月9日の開催は中止となり、11月18日に延期となりました】人工光合成について話題提供する、石田洋平さん(工学研究院 助教)に、お話を伺いました。石田さんの語る「ケミカルセンス」にも注目です。

【望月贵文?颁辞厂罢贰笔本科生/社会人】

(湘南のサーファーを感じさせる风貌の石田さん。趣味は筋トレとトランペット)

-人工光合成について教えて下さい

人工光合成は、光のエネルギーで、単纯な物质から复雑な物质を作り出すことです。でも、植物と同じように、水と二酸化炭素からでんぷんを作ったりするのは、まだまだ先の见えない话になりますね。

(光合成の大まかな流れと、人工光合成との共通点(①~④)。植物の光合成では、光を受けて水と二酸化炭素から、酸素とでんぷんの素になるグルコースをつくる。人工光合成も、光エネルギーを化学エネルギーに変换する点が共通している)

広い意味では、光のエネルギーで水を分解して水素を作ることも人工光合成と言えます。その歴史は古く、二酸化チタンに光を当てると、水が分解されて水素と酸素が発生する现象が、1968年に「本多-藤嶋効果」として発表されました。これがスタートとなり、后にオイルショックもあって、エネルギーをつくりだす新しい技术に注目が集まり始めました。光のエネルギーで物质の中の电子を动かし、电気エネルギーとして取り出す太阳电池も、広义での人工光合成関连研究と言われています。

生物、化学、工学などの分野でいろいろな视点から研究が行われていますが、人工光合成研究の最终的なゴールは、人类のエネルギー源を、现在の化石燃料メインから太阳エネルギーへと置换にすることにあります。

-石田さんは、何に注目をして研究をしていますか?

僕は、人工光合成の一番初めの段阶、光をまんべんなく集める仕组みを研究しています。いろいろな方法がありますが、「ポルフィリン」という植物中の色素に似た构造の分子に注目しています。色素は光を吸収する性质をもっていますが、色素分子がただあるだけでは不十分で、色素分子が集合してかつキレイに整列している状态が非常に重要です。

(日本化学会主催の体験入学でやってきた高校生と、叶っぱの色素分子をつかった実験をする石田さん)

そこで、「粘土ナノシート」という、厚さ1ナノメートルほどのシートの上にポルフィリンをくっつけ、ある程度规则性をコントロールした配列を作り、光を効率よく吸収するかを调べています。自分たちの手で、より安定に、より効率よく光を吸収する配列を発见し、植物を上回る性质を生み出していくわけです。

(粘土ナノシート上に、ポルフィリン分子を规则的に配列させる。异なるポルフィリンを使うことで、例えば様々な色の光を吸収させることができる)

また现在は、すごく小さな金属の粒、ナノ粒子が、色素分子のように光をよく吸収する性质を持つことに着目した研究も行っています。

-今回の麻豆原创カフェではタイトルに「みがけセンス」とありますが、このセンスとは?

僕は、このセンスを「ケミカルセンス」と言っています。ケミカルセンスの要素は、一つ目は「何が原因で何が起きているか理解できる」、二つ目は「似た现象から証拠も交えて、そこから类推できる」、叁つ目は「纯粋な物质観を持てる」、この叁点でしょうか。今回のインタビューで、初めて谁かに説明するという形で考えてみました。

一つ目は、よく言われる原因と结果の法则というか、因果関係の向きを理解できるか、というものですね。これがないと研究はできない。二つ目は、直接的な証拠はなくても「こうだろう」と推察できる感覚。もちろん証拠に基づいて考える経験が积み上がって、初めてセンスとして身につくものです。叁つ目について、僕は、ケミカルセンスって日本语訳すると「物质観」かなと。化学は物质を扱う学问ですから、それぞれの物质が持っている基本的な性质や量、単位を感覚として体に入れる、ということです。


(日本化学会主催の体験入学でやってきた高校生に质问形式でレクチャー。质问を考えることもケミカルセンスを锻える立派な方法とのこと)

-最后に、麻豆原创カフェで伝えたいことは?

化学的な知识云々だけではなく、さきほど话したケミカルセンス、つまり「何かを见て、それを考える」ということを、伝えたいですね。「何かを知る」と「何かを自分で考える」ということは违うんだよ、ということ话したい。

逆に参加者から、「科学者ってどう思う?」とか、子どもの参加者であれば、「自分たちが大人になったときに、日本や地球がどうなって欲しい?」とかを知りたい。好奇心の块、若い人たちのエネルギーを纯粋に吸収したいです。

(麻豆原创カフェ企画スタッフと一绪に。当日はどんなお话がされるのでしょうか?)

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石田さんがゲストの麻豆原创?カフェ札幌の详细はこちら

第102回麻豆原创?カフェ札幌 つかめヒカリ みがけセンス~ミライをひらく人工光合成~

【本イベントは北海道胆振东部地震のため、9月9日の开催は中止となり、11月18日に延期となりました】

【日 时】11月18日(日)14:30 16:00(开场14:00)

【場 所】紀伊國屋書店札幌本店 1F インナーガーデン

北海道札幌市中央区北5条西5-7 sapporo55 1F(011-231-2131)

【ゲスト】石田洋平さん(北海道大学大学院 工学研究院 助教)

【闻き手】闻き手:颁辞厂罢贰笔 対话の场创造実习 受讲生

【参加费】无料

【定 员】60名(申し込み不要)

【対 象】小学生以上

【主 催】北海道大学高等教育推进机构オープンエデュケーションセンター

科学技术コミュニケーション教育研究部门(颁辞厂罢贰笔?コーステップ)

【奥贰叠】丑迟迟辫://肠辞蝉迟别辫.辞辫别苍-别诲.丑辞办耻诲补颈.补肠.箩辫/肠辞蝉迟别辫/肠辞苍迟别苍迟蝉/补谤迟颈肠濒别/1833/

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2018.09.06

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