No.81

2022.5HEADLINE
01
異分野融合と触媒科学達成に向けてSDGs

02
GSC話題
プラスチックケミカルリサイク
ルにおける炭素循環とハロゲン循環
04
研究最前線
スマートポリマーで感度向上～COVID-19簡易検査に向けて～
06
JACI トピックス
第13回STGA/受賞者
Pacifichem2021参加報告
08
第11回JACI/GSCシンポジウ
ム開催のお知らせ（2022年6月15～16日）

異分野融合と触媒科学
SDGs達成に向けて
一般社団法人触媒学会
2021年度会長

朝倉清高

触媒学会会長の朝倉清高でございます。新化学技術協会様には日頃から、大変お世話になっております。
エネルギーや原材料の化石資源（石油、石炭等）依存から抜けだし、世界的な課題である気候変動問題を解決して、SDGs を達成することが望まれています。それを実現する基盤技術は、いうまでもなく、私たちの学会の主テーマである触媒です。学会では、学術的な会議を開催したり、研究会活動を行ったりして、大学や企業の学会員の皆さんとともに、こうした人類共通の課題に長年取り組んで参りました。光触媒やバイオマス転換触媒、燃料電池触媒などでその成果も出てきております。
こうした 21 世紀の社会の発展の鍵を握る触媒ですが、現在、異分野融合を通じて、触媒に変革が起きようとしています。
コンピューター技術の進歩は触媒の世界を一変させました。in silico（コンピュータ上の計算で）という言葉もあるくらいで、触媒構造や触媒反応を理論計算し、活性点構造や反応メカニズムなどが解明され、よい触媒、安定な触媒を理論的に予想できるようになっています。さらに最近では、ディープラーニングを使って、よい触媒の組成や構造を予想することも可能になっています。今後、経験と勘頼りの触媒調製から脱却した新たな触媒設計が盛んになると期待されています。
一方で、実触媒を、物理的手法を駆使して、触媒反応条件で観測するオペランド技術が発展してきました。特に放射光を使ったオペランド計測は大きな進展を遂げ、触媒の原子分子像がリアルタイムで得られるようになりました。東北大学に建設が進む 3GeV 超高輝度放射光施設ができると、不均一な構造をもつ触媒の新化学技術推進協会は、人と環境の健康・安全と、持続可能な社会をめざすGSC推進の考え方にたち、技術革新の原動力となる新しい科学技術発展に貢献することを目的とした、公益社団法人です。

局所構造をナノメートルオーダーで場所ごとに明らかにしてくれるという新しい革新をもたらすといわれています。
ひとたび触媒が原子分子の言葉で語られるようになると様々な科学分野と結びつくようになります。こうしたさまざまな分野と触媒との知の交流は、触媒の本質の理解と新しい可能性への挑戦を生んでくれるでしょう。触媒学会としても、異分野融合を通して、触媒が SDGs 達成に貢献できればと思っています。

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GSC話題

プラスチックケミカルリサイクルにおける炭素循環とハロゲン循環
東北大学大学院環境科学研究科

教授

吉岡 敏明

プラスチック製品が多様化するな

廃プラスチックを既存の原油精製プか、品質管理の観点からも技術的・経ロセスに投入する際に課題となるの一般に、減圧残渣油のコーキング装済的対応の難しさや、物質循環・環境は、両者の取り合い条件を成立させる置において、付加価値の高いナフサ・対策等に対するE S D投資の観点からことである。廃プラスチックの種類の軽油などの軽質油および液化石油ガスケミカルリサイクルへの期待が急速に違いや、廃プラスチックを受け入れる（LPG）は50%前後の収率、易凝集成高まってきている。欧州においては主石油精製設備の形式により、取り合い分が炭化して生成するコークスは30%

要な化学メーカーや石油メーカーがナ条件が変わってくるため、それらの条前後の収率となるように運転されていフサ相当への油化や、メタノールやエ件を成立させるための要素技術の開発る。残渣油に対するプラスチックの混タノールを得るための合成ガス（CO、並びに、その組み合わせの検証が必要合割合10～20%を達成し、さらに、プH ２）へのガス化等、化学原料に転換となる。例えば、廃プラスチックと原ラスチック添加による残渣油分解促進するケミカルリサイクルに関する技術

油蒸留残渣の混合物をコーカーへ投入

により、残渣油からの灯軽油留分より開発・投資が活発化している。また、し、共熱分解によるシナジー効果を利

軽質な分解油収率が向上することが期

カーボンニュートラルの観点から、プ用することは有効な手法のひとつであ待できると考えられる。既存コーカー

ラスチックをバイオマスに代替する取る。また、廃プラスチックを流動熱分設備やFCCは、当然、廃プラスチック組や、またプラスチック原料をバイオ解装置（FCC）に投入し、触媒反応にの投入を設定した設計はされていない

マスから調達する動きも活発化していより価値の高い基礎化学品（プロピレため、各プロセスの廃プラスチックケる。

ン、ナフサ、芳香族留分）を生成する

ミカルリサイクル装置としての利用可ことも重要である。

2019年に策定されたプラスチック資源循環戦略の大きな柱が「３R＋Renewable」となっており、2021年に策定されたバイオプラスチック導入ロードマップによっても、バイオマスを素材・原料としたプラスチック製造への移行と生分解性プラスチックの市場性が顕著になってきた。プラスチッ
クについては、リサイクルとバイオマスの両方のキーワードを常に意識しながら使いこなすことが不可欠であることは言うまでもない。
既存の石油精製・石油化学設備を活用し、廃プラスチックを石油化学中間原料（軽質オレフィン、BTX等）及び石油製品（燃料油）に転換する技術の確立は、ケミカルリサイクルの幅を大きく広げる１）。

図１2

ハロゲン制御・循環によるプラスチックリサイクル

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GSC話題
プラスチックのケミカルリサイクルが活発化している中、炭素循環は温暖化対策の観点からも最重要課題となっている。また、炭素循環を志向しながらケミカルリサイクルを進めるためには忌避物質となっているハロゲン対応が必要である。ここでは、炭素循環を進めるための石油・石油化学産業の役割・期待と、さらにそれを高度化するためのハロゲン循環の取組を紹介する。

能性を検証することが、わが国のこれるが、それぞれの手法を最大化し、廃JPMEERF21S11900）。また、カーボからのプラスチック資源循環を革命的プラスチックの二次原料・化学原料・ンニュートラルという観点から、プラに促進する起爆剤となる。さらに、残高品位燃料となるための、ハロゲン除スチックの原料を既存の石油からバイ

渣油の分解が促進されて分解油収率が去・回収・利用技術開発が進められてオマスに移行できるプロセスを展開・保たれると考えると、処理原油の重質いる（科学研究補助金基盤研究（S）：開発し、バイオリファイナリーとして化が可能となり、バイオマスおよびバ

20H05708）。例えば、塩素・臭素・フッ機能できるようにすることが必要となイオマスプラスチックを含めた原料調素等のハロゲンを高効率に除去・回収る。

達の多様化が期待できる。

することにより、金属等の有用物質のまた、特定の基礎化学原料に特化したケミカルリサイクルについては石油選別純度も上がり、再生資源価値の向参考文献上が可能となる。

１）吉 岡敏明, 齋藤優子, 熊谷将吾,化学産業が取組み始めている。特に、プラスチックの原料は、石油精製の熱分解を利用した場合には、選択制の原料である原油であり、石油産業はプ優劣はあるものの対象原料以外のもの

ラスチック製造のための原料（ナフサ２）吉 岡敏明, 齋藤優子, 熊谷将吾,も生成することは必至である。その場等）を石油化学産業に供給を行う役割

ビニリデン協だより, 83, １-11,合には新たな精製原料として石油産業を担っている。つまり炭素循環とい（2022）への原料供給側に立つことになる。

う観点でプラスチックのルー

廃プラスチックを受け入れる側でプを考えた場合、石油およびは、装置のコンフィグレーション（設石油化学産業は極めて大きな備の種類、能力などの組合せ実態）はキー産業であることは言うま異なり、基礎化学製品を扱う石油化学でもない。これまで、各種製産業とのつながりも多様であり、さら品として市場に出回ったプラには集荷される廃プラスチックの種類

スチックは現状のリサイクルの偏りも想定される。従って、プロセ手法で進められているものスを一種類に絞って全国展開することの、結果的に炭素循環のルーは現実的ではなく、むしろ、多様なププから外れる状況となっておロセスからそれぞれに適合する有利なり、低炭素社会や資源循環社プロセスの選択の幅を広げることが求会の実現がうたわれて久しいめられる。

が、未だにそれが実現できてまた、プラスチックリサイクルでいない。石油関連産業への資は、プラスチックリサイクルにおいて源循環ルートを確立し、動脈忌避物質となるハロゲンを「循環資産業と静脈産業の融合を構築源」と捉えることにより、脱ハロゲンすることで、新しい道筋によ技術を基軸としてその技術展開の可能る炭素循環を実現すること

２）性が生まれる（図１） 。脱ハロゲン技が不可欠となる（図２）（環術は「乾式法」「湿式法」に大別され

境省戦略的研究開発（Ⅰ）:

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環境情報科学, 48, No.３, 39-44,（2019）

図２ 動脈・静脈産業の融合によるプラスチック循環の姿

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研究最前線

スマートポリマーで感度向上～ COVID-19簡易検査に向けて～
物質・材料研究機構 スマートポリマーグループ
グループリーダー 荏原 充宏

新型コロナウイルス感染症（COVID

一般に、抗原の濃度が100pg/mLをる。実際に合成したポリマーを抗体と-19）は、2019年12月に確認されて以来、下回ると、通常の方法では陽性・陰性反応させたところ、尿中や唾液中、血２年以上にわたり世界的に感染拡大がを目視で判断するのが困難となる。そ清中、あるいは泥水中などでも進行す止まらぬ状況である。発生したクラス

こで温度に応答して水への溶解性（親ることが確認された［２］。この複合体

ターの拡大を早期に収束させるために水性・疎水性）を劇的に変化させるを以下Smart Covと呼ぶ。このSmartは、ワクチン接種に加え、迅速な診断

温度応答性ポリマーを用いてSARS-Covを用いて体温付近（37℃）で５分により感染者の増加スピードを可能な

CoV-２の抗原であるN-proteinを濃間遠心分離を行い、偽陰性の原因とな限り抑制し、重症化への移行や社会・縮・精製する方法の確立に取り組ん

る夾雑物質の除去を行うと同時に、抗経済へのダメージを最小限にとどめるだ。このポリマーには特殊な官能基原を濃縮した。この濃縮した抗原につことが重要となる。COVID-19の診断（アルキン基）が導入されており、一いてイムノクロマトグラフィー法を方法として、ポリメラーゼ連鎖反応方で抗体にはアジド基が導入されてい行ったところ、目視では判断が難しい（polymerase chain reaction：PCR）をる。このアルキン基とアジド基はク50pg/mL以下の抗原濃度でも陽性ラ用いた遺伝子検出法は今や国民の誰もリック反応と呼ばれる反応によって結インを目視できる様になった（図１）。

が知る方法となったが、感染したから合することが知られており、水中に他一般的に、イムノクロマトグラフィーの日数、採取の仕方、用いる検査薬なの夾雑物質が存在しても反応が進行す法を用いた抗原検査はPCR法に比べてどの違いによるばらつきも大きいため偽陰性が出やすく、感度も60-70%程度と低いのが現状である。また、PCRは自宅で自らの手によって診断することができず、装置も高価なため必ずしも途上国（特に都市部以外）などでの利用は容易ではない。その一方で、抗原検査は簡便かつ迅速（15-30分）に検査結果がわかるため世界中どこでも誰でも利用可能であるが、特に鼻腔や咽頭の拭い液を用いる場合にはその低い抗原濃度（<ng/mL）ゆえに検出感度の低さが問題となっている。こうした中、本研究ではスマートポリマー（温度応答性ポリマー）を用いることでSARSCoV-２の抗原を目視でも陽性が判断できるレベルまで濃縮・精製する技術の開発に取り組んでいる［１］。

図１

スマートポリマーを用いてSARS-Cov-2の抗原の濃縮をすることで、COVID-19の簡易診断の感度を向上させる。

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研究最前線
COVID-19は、その診断法から治療法、さらにはワクチンにいたるまで材料科学・高分子科学によってなしえた成果と過言ではない。やはり汎用性が高く、安価で安全な材料の設計はこれからのグローバルヘルス（あるいはSDGs）を考えた際に、インフラが整っていない地域においてますます重要となってくる。我々は、もっとスマートな素材（その名もスマートポリマー）によって今までにない技術が生み出せないかというモチベーションで研究を行っている。本稿では、特にCOVID-19の診断技術の向上に関する研究を紹介する。

感度が低く、特に抗原濃度が低い唾液
検査には適さないが、本研究で開発したSmart Covを用いることで、自宅で30分程度の検査で高感度でSARSCoV-２の診断が可能となり、偽陰性患者による感染拡大を大幅に抑えることが期待できる。現在、エジプト肝臓病センター（ELRIAH）との共同研究により、実際のCOVID-19患者のサンプルを用いたSmart Cov法の検証を行っており、国内外での実用化に向けて研究を加速している。
現在、MDGsおよびSDGsの取り組みによって、世界の新生児死亡者数は1990年の500万人から2019年には240万人に減少し、子どもの生存率が大幅に向上している。これに加え、高品質の医療システムを提供することで、毎年、心血管疾患250万人、結核90万人、新生児100万人および妊産婦約半数の死亡を防ぐことが出来ると推定されている。今回紹介したようにスマートポリマーのような材料を基盤とした技術開発は、今後ますます需要が高まっていくものと考えられる。

図２

SARS-Cov-2の抗原であるN proteinの濃度。100pg/mLを下回る濃度から検出が困難となるが、Smart Covを用いることで50pg/mLでも目視で診断可能となった。

参考文献［１］ A . N a b i l , M . E b a r a e t a l . ,and Structural Biotechnology

biomarker enrichment for increased

Temperature responsive smart

Journal, 19:3609（2021）.

diagnostic sensitivity, Biomaterials

polymer for enabling affinity［２］ K . H i r o n a k a , M . E b a r a e t

Science, ９, 4870（2021）.

enrichment of current coronavirusal., Conjugation of antibody with（S A R S - C o V -２） t o i m p r o v e i t stemperature-responsive polymer

diagnostic sensitivity, Computational

via in situ click reaction to enable5

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JACI トピックス

第13回STGA ／受賞者Pacifichem2021
参加報告
第13回STGA（2020年受賞）対象国際会議であったニュージーランドのAON８は、COVID-19感染拡大防止のため延期となり、続く第14回STGA（2021年受賞）の対象となったAON８も再度延期となりました。このため第13回、14回受賞者は、2021年12月16日から21日に開催されたPacifichem 2021国際会議へオンラインにて参加いただくこととなりました。
Pacifichem2021国際会議の後、本年１月23日にJACI主催による報告会がオンラインで開催されました。
受賞者の皆様からは、自分の専門分野以外の研究者とディスカッションができたり、同世代の研究者の研究成果を聴講することにより、今後の研究の糧となったとの意気揚々とした感想が述べられていました。今号では、第13回STGA受賞者５名の皆様のメッセージをご紹介します。
第16回STGAは2022年11月頃募集を開始予定ですので奮ってご応募ください。
（https://www.jaci.or.jp/gscn/page_03/awards/Student_Travel_15th.html）
（敬称略）

相原 健司 東京工業大学科学技術領成研究院 フロンティア材料研究所
研究テーマ 「Al2O3担持WO3触媒を用いたグリセロール脱水反応」
世界の化学分野で最も大きな会議の一つであるPacifichem2021に参加してきた。多岐にわたるセッションとその規模の大きさから、自身の研究分野に留まらず多角的に研究を捉えるができた。
オンライン開催ではあったものの、ほぼ二年間にも及ぶコロナ禍による自粛によって、長らく遠ざかっていた国際会議の復帰戦としては、内容が非常に濃く密な会議であった。口頭発表はもちろん、ポスター発表のセッションにおいても、活発に議論が広げられていた印象がある。日本に居ながらも世界中の著名な先生方の講演を視聴できたことは、有意義であった。今回のPacifichem2021
への参加は、自身の研究をいかに社会に還元するか、持続可能な社会の発展に貢献できるかを考え直す良い機会となった。

足立大宜

京都大学

大学院

農学学研究科

研究テーマ 「生物電気化学的エネルギー変換系の基盤構築と応用展開」
この度は、Pacifichem2021への参加において、貴団体からの多大なるご支援を賜り、心より感謝申し上げます。コロナ禍の影響もあり、対面ではなくオンラインでのプレゼンテーションとなってしまったことは残念でしたが、国内では体験することが難しい英語での発表・議論ができたことは大変貴重でした。また、海外の研究者による発表を聴講できたことも大きな刺激となりました。特に、“Sustainable Chemistry”をテーマとした研究に関して、分野横断的に幅広く聴講できるのは本学会ならではであり、自身の研究の可能性を大きく広げる機会となったように感じます。
今後とも、自らの知的好奇心を膨らませながら、国際的に活躍できる人間になることを目指して研究に励みたいと思います。

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JACI トピックス
JACIはいくつかの顕彰事業を通してGSCの普及・啓発に努めています。そのひとつが国内の大学院生を対象としたSTGA（Student Travel Grant Award）です。この賞の受賞者はGSCに係る国際学会で発表することになっており、JACIがその支援をしています。

片桐 毅之 大阪市立大学大学院 理学研究科
研究テーマ 「多電子還元型ジフェニルビオローゲン誘導体とリンゴ酸酵素による二酸化炭素を原料とした有機分子のカルボキシ化に関する研究」
この度新化学技術推進協会様よりご支援頂き、The 2021 International Chemical Congress ofPacific Basin Societies（Pacifichem 2021）に参加し、２件の口頭発表をいたしました。Pacifichem
は化学全般の特に大きな大会ということで、普段聴くことのない分野の研究発表も多く、いずれも興味深く拝聴いたしました。GSC以外のセッションにおいても、幅広い分野の方々がGSCに関心を持ち、様々な形で課題解決に貢献しているということが印象的でした。また、自身の発表では他分野の方々との活発な質疑応答を経験でき、大変勉強になりました。参加したPanel Discussion
では、学生や若手研究者の方の積極的に参加し議論を深めていく姿勢に刺激を受けました。これ
らの経験は普段の国内学会では経験できないことであり、今後の研究者として歩んでいく上での貴重な糧となると感じています。最後になりましたが、このような機会を与えていただきました
ことに心より御礼申し上げます。

渋谷 将太郎 金沢大学 大学院 医薬保健学総合研究科 創薬科学専攻
研究テーマ 「有機光触媒を用いたジアルキルエーテル合成」
今回、私はPacifichem2021という学会に参加させていただきました。昨今のコロナ禍という大変な状況の中、大規模な国際学会に参加する機会をいただき、学会運営に携わった全ての方、並びに、新科学技術推進協会の方々には深く感謝致します。Pacifichem2021は、私がこれまで参加してきたどの学会よりも規模が圧倒的に大きいものでした。普段、論文でよく目にするような、有名研究室に所属する名の知れた研究者たちのプレゼンを、生で視聴することができ、自身の研究活動に対する意欲をより高めることができたように思います。一方で、英語によるディスカッションの難しさをより痛感した学会でもありました。機会があれば、ぜひまた参加したい所存です。

戸田広樹

東京大学大学院工学研究科

研究テーマ 「ルテニウム分子触媒を用いた触媒的なアンモニア酸化反応」
今回のPacifichem2021において、研究テーマである「ルテニウム錯体を用いた触媒的なアンモニア酸化反応」についてポスター発表を行いました。加えて、Student Research CompetitionのFinalistの一人に選出頂き、世界中の研究者の方へ自身の研究テーマを発表できる良い機会をも与えて頂きました。また、幅広い分野の様々な研究発表は、自分の視野を広げる貴重な経験であり、改めて自身の研究テーマを俯瞰的に見ることができました。今後、短い期間ですが、今回の国際学会の経験を踏まえ、研究に勤しんで参りたいと思います。
最後になりますが、ご支援いただきました、新化学技術推進協会の皆様にこの場をお借りして心より御礼申し上げます。

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第11回 JACI／GSCシンポジウム開催◇ HP

https://jaci-gsc.com/11th/◇ プログラム （敬称略）
６月15日（水）６月16日（木）９：00～

受付（web会場入室）

９：00～

受付（web会場入室）

９：30～９：40

開会挨拶　十倉雅和

９：30～９：45

JACI事業説明 片岡

基調講演　山地憲治

９：50～10：40

基調講演　南場智子

10：45～11：25

招待講演　山下弘巳

11：30～14：30 E xhibition（ポスター発表、企業R&Ｄ活動紹介、中小企業・ベンチャー企業紹介ビ

基調講演　大澤幸生（公社）新化学技術推進協会 会長

９：45～10：35（公財）地球環境産業技術研究機構 理事長

10：40～11：30

大阪大学 教授

13：10～14：00

正敬招待講演　山口猛央

東京工業大学 教授

デオ放映）

東京大学 教授

14：35～15：15

招待講演　林雄二郎

基調講演　松方正彦

基調講演　石井菜穂子

東北大学 教授

14：05～14：45 招待講演　杉山 正和
東京大学 教授

15：20～16：10

早稲田大学 教授

14：50～15：00 GSC賞紹介　松方 正彦
GSCN運営委員会委員長

16：15～17：05

東京大学 理事・教授

15：05～16：45 GSC賞　　受賞講演　　16：50～17：10

基調講演　秋鹿

日揮ホールディングス株式会社 常務執行役員

株式会社ディー・エヌ・エー 代表取締役会長

11：35～12：15

正樹（公社）新化学技術推進協会 事業統括部長

17：20～17：30 閉会挨拶　淡輪 敏（公社）新化学技術推進協会 副会長

GSC賞　　表彰式

参加登録受付中です
いかがお過ごしでしょうか。入学式、入社式も過ぎて、皆様も新しいメンバーと新たな運営に挑まれていることかと思います。さて、今号のトピックスですが、ST GA受賞者による国際会議への参加報告をご紹介しております。コロナ禍で延期された第13回と第14回のSTGA受賞者に参加いただく国際会議は、Pacifichem2021となりオンライン開催で参加いただくこととなりました。今81号では第13回受賞者の参加報告をご紹介します。次82号に第14回受賞メンバーの参加報告をご紹介予定です。協会においても６月に第11回JACI/GSCシンポジウムが開催されます。オンライン開催の利点を生かして、いろんな場所から多くの方々にご参加いただければ幸です。

編集
後記

JACIニュースレター

JACIのGSCネットワークは、次の団体で構成されています。

編集（国研）物質・材料研究機構、（一社）
プラスチック循環利用協会、（公社）
有機合成化学協会、（国研）
理化学研究所（国研）科学技術振興機構、（一財）
化学研究評価機構、（公社）
化学工学会、（一社）
化学情報協会、関西化学工業協会、発行（公社）高分子学会、（公社）高分子学会高分子同友会、公益社団法人新化学技術推進協会（JACI） （一社）近畿化学協会、合成樹脂工業協会、（公財）相模中央化学研究所、（国研）産業技術総合研究所、（一社）触媒学会、（国研）新エネルギー・産業技術総合開発機構、〒102-0075 東京都千代田区三番町2（独行）製品評価技術基盤機構、石油化学工業協会、（公社）石油学会、（一財）総合研究奨励会、三番町KSビル2F（公財）地球環境産業技術研究機構、（公社）電気化学会、（地独）東京都立産業技術研究センター、（公社）日本化学会、
TEL：03-6272-6880（一社）日本化学工業協会、日本吸着学会、（公社）日本セラミックス協会、（一社）日本塗料工業会、
https://www.jaci.or.jp/
日本バイオマテリアル学会、（一社）日本分析機器工業会、（一社）日本膜学会、（一財）バイオインダストリー協会、

JACI

総務部

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