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１｜ 光からエネルギーを〜人工光合成への挑戦〜

２｜ 安全マネジメント・それを支える現象の科学的解明
３｜ 生命の仕組みに学ぶ材料化学
４｜ Solar TAO Project 〜アタカマ砂漠での太陽光発電と観測天文学の融合〜

１｜光からエネルギーを〜人工光合成への挑戦〜

化学・生命系は応用化学科、化学システム工学科、化学生命工学科からなります。応用化学科の橋本和仁教授にお話を伺うと、研究内容はもちろん大学での研究やこれからの研究者に求められるものも熱く語ってくださいました。

Ｑ．先生の研究されている内容にて使える高分子膜の太陽電池ならついて教えてください。

壊れても簡単に塗りなおせるだろ

基本的に光が関係していて、光うとか、壊れない無機材料のもの

触媒、高分子太陽電池、人工光合なら大丈夫だろうとか、さらには成、微生物を使った燃料電池などいっそ生物を使ってしまえというです。光からエネルギーを取り出発想で現在のようになっています。 しっかりと学んでほしいですね。
Ｑ．大学で実用化まで手掛けられ Ｑ．読者にメッセージをお願いしすということでエネルギーと環境

橋本 和仁教授（応用化学科・応用化学専攻）に力を入れている太陽電池では無るのは珍しいと思いますが、教育、 ます。
これからの時代においてはこれ研究に対するポリシーを教えて下機材料、有機材料、生物となんでさい。

関係の仕事ともいえます。現在特までのようにただサイエンスが発も扱っています。また、光触媒は自分の行っている研究がどのよ

展すれば人が幸せになるというよ研究室で基礎研究から実用化までうに役立つのかが研究室内で見らうな考えは通用しないと思います。

手掛け、実際に市場に出ています。 れるというのはそれを知らないでしかし２０世紀に汚してしまった料が多岐にわたっているのでしょやっているのとは全然違います。 地球を救えるのも枯渇したエネル
しかし、大学においてそれは結果 ギーの代わりを作るのもまたサイうか？

であって目的ではないと思っていエンスなのです。サイエンスにはます。大学での最大の目的は人材

誰でもかかわれるというわけではを用いたものが期待されています。 育成にあると考えているので学生なく、興味や能力がありかつ教育

しかし一般に有機物は弱く強い太には基礎よりのところを手掛けてを受けた人だけです。逆に言うと陽光の下では簡単に壊れてしまうもらい、応用よりの研究は主に研そのような人たちには常に責務がという性質を持っています。植物究員にお願いしています。僕自身あり、真剣に取り組んでほしいとがなぜ光合成し続けられるのかとは基礎化学をしっかりやった人間思います。また、そのように考えいうと生きているから、つまり壊で、だからこそ今研究室でいろいて取り組むとサイエンスはものすれても直るからなのですね。人工ろな分野を研究できているのだとごく楽しくなり、やりがいにつなのものが植物に勝てないのはこの思います。この経験があるのでながります。

点にあると思います。そこで塗っるべく学生には基礎的なことを（インタビュアー

Ｑ．なぜ同じ太陽電池でも扱う材

次世代の太陽電池として有機物伊與木健太）

２｜安全マネジメント・それを支える現象の科学的解明
大学、企業で重要になる安全のマネジメント。それを支えるのは起きている現象の解明です。
化学システム工学専攻が掲げるテーマの一つである安全、安心というテーマを背負う土橋律教授の研究室では、単純なようでその実まだまだ未知である燃焼という現象の解明に日夜迫っています。

Ｑ．土橋先生の研究室ではどのような研究をされているのでしょうか？
私の専門は元々「燃焼」です。
ものを燃やすというのは古くから研究されていますが、まだまだ解明されていないことも多い分野なのですね。この燃焼という切り口から、環境、安全という二つの分野が広がり、現在は燃焼、環境、安全という３分野での研究を行っています。環境というのは、燃焼により生成される燃焼排出物が問題になるため、燃焼と関連して研究分野として重要になってきました。また、燃焼はうまく使うとエネルギー源になりますが、制御できないと火災、爆発など災害を引き起こすので、安全もまた燃焼と関連して重要になってきたのですね。安全工学を看板に、特に燃焼に絡む災害を扱っています。
安全確保という切り口は社会の変化からも益々重要になっています。日本は従来、行政法規による規制というのが強いものでした。
し か し 技 術 の 高 度 化、 多 様 化 によって、これまでの法規では合わない、間に合わないということが頻繁に起こるようになってきました。そこで、もう少し自主的に、事業者が自分でその安全性、リスクを認識して自分で対策を取るという方向に、社会として軸足を動かすようになりました。十数年前から、法規を仕様規定から性能規定に変えることがおこなわれています。こういう寸法で作ってくださいというような仕様規定ではなく、こういう性能を満たすものを作ってください、作り方は性能を満たす限り自由です、というものです。このような性能の規定は、科学的根拠に基づいて決めることが重要であり、安全工学の研究の重要性が高まっています。
さて、どうリスクを評価し運用していくか、という安全のマネジメントの根元にはなぜその災害が起きているかを科学的に解明する、ということが必要です。安全という分野で私が担っている研究の主な部分は、こういった現象の解明ですね。たとえば小麦粉の製粉工場で起こりうる粉の爆発、粉じん爆発。粉を空気中にまき散らして一定以上の濃度にして着火すると土橋 律教授爆発をおこします。それがどうい（化学システム工学科・化学システム工学専攻）うメカニズムで起きているのか。
どういう条件で火がついてどういう 機 構 で 伝 ぱ す る か。 こ れ が 分
かってくれば、どうすれば粉じん爆発が防げるのか、あるいは爆発を抑制するにはどうすればいいのかが分かるわけです。
Ｑ．先生の研究室の学生はどのようなテーマに取り組まれていますか？
写真：研究室で見せていただいた実験
ガス・粉じんの爆発、燃え拡が（左）気流を旋回させない初期状態
り、可燃物の難燃化の研究、それ（右）気流を旋回させた状態
から、リスク評価に関するものなどですね。もう少し具体的に言うと、たとえば空気中にまき散らし し、高速伝ぱを起こすことが分かった粉がどうして爆発するのか。ロ てきました。
あるいは、火災旋風に関する研ウソクが次々点火していくように究。関東大震災は揺れよりも火災粉から粉へ燃え移っていると考える人もいるのですが、私たちは、 の被害の方が大きかった災害です。
熱と反応のウェーブとして火炎が 中でも、被服廠跡では炎が竜巻の伝ぱしていくのではないかと考え ようになる大規模な火災旋風が発生し、約３８，０００人が亡くなっています。
あるいは温度勾配による物質の てしまいました。旋回する気流と火移動。物質の輸送現象は、通常は 炎が相互作用を起こすと、火炎が濃度勾配により発生しますが、非 非常に大きくなります。旋回流中で常に小さい粒子については、温度 の火炎挙動よりはむしろ火炎の根の勾配によって物質が動く熱泳動 元での可燃物への熱移動現象が効という特異な現象が発生します。 いていることが分かってきました。
すすなどの微粒子に働く熱泳動現
いつもは安全管理室の教員とし象について研究しています。
あるいはフリースなど毛羽立っ て広報に出られることの多い土橋た生地の燃焼。毛羽立たせると普 先生ですが、今回は研究のお話を通に燃やす場合の数十倍から百倍 中心にお伺いしました。燃焼の専くらいの速度で燃えてしまう。こ 門から安全、環境へと広がっていれは表面の密度の低い部分だけが く様子から、研究分野の有機的広高速に燃える現象です（表面フラッ がり、つながりを実感できたインシュ）。繊維材料の密度がある値以 タビューでした。
(インタビュアー N・N ）下になると燃え拡がり機構が変化３｜生命の仕組みに学ぶ材料化学
化学生命工学科からは、加藤隆史教授のインタビューをお送りします。「次世代の物質・材料を作る」というキャッチフ
レーズの下に、従来にない新しい物質・材料を続々と生み出している先生の研究は、多方面から熱い注目を浴びています。
高校化学の教科書も執筆しておられる先生に、最先端の研究内容についてわかりやすい言葉でお話していただきました。

Ｑ．先生のご研究の特徴について教えてください。
生命の仕組みをお手本にして、機能を持った高分子や液晶をつく っ て い ま す。 高 分 子 は 高 校 の化学では最後の方に出てきます
し、 液 晶 も 習 い ま せ ん ね。 で も分子を扱うサイエンス＆テクノロジーは実はとても面白い分野なんですよ。
特 に 扱 っ て い る 材 料 は「 自 己組織化するソフトマテリアル」
で す。 自 己 組 織 化 と い う の は、分 子 を 合 成 す る と、 分 子 が 構 造を勝手に作ってくれる現象です。
生体の中でもこの自己組織化がお こ っ て い ま す。 こ の 自 己 組 織化を用いて機能を発揮する構造を作るというのが研究の特徴です。 ソ フ ト マ テ リ ア ル と い う のは文字通り柔らかい材料のことで す。 Ｄ Ｎ Ａ、 神 経、 骨、 細 胞膜、 な ど な ど 私 た ち の 体 を 構 成し て い る も の は、 全 て ソ フ ト マ
テ リ ア ル で あ る と 言 え、 独 自 の機 能 を 持 っ て い ま す。 例 え ば 神

液晶の偏光顕微鏡写真

こすると緑色に発光色が変わる液晶

経は特定のイオンを通す機能を持 っ た 材 料 で す。 生 体 の 仕 組 みの 機 能 を 参 考 に し て、 人 工 神 経や人工筋肉を作ってみたいですね。
Ｑ．具体的にはどんな材料を扱っているのですか？
私が研究している材料の一つに「 超 分 子 液 晶 」 と い う も の があ り ま す。 テ レ ビ や パ ソ コ ン のディスプレイなど幅広く利用され て い る あ の 液 晶 で す。 実 は 液
晶は生体によく似た構造をもって い る の で す。 こ の こ と を 利 用し て、 水 素 結 合 に よ っ て 液 晶 分子 を 組 み 立 て て、 従 来 に な い 機能 を 持 た せ よ う と し て い ま す。
特 定 の 刺 激 に 反 応 す る 機 能、 エネルギーや情報を蓄積する機能、自己修復する機能など様々な可能性が広がっています。
また、これ（左下写真）は研究室の院生が創り出した刺激に応答する超分子液晶です。紫外線を当てると、普段は黄色なのですが、こすったところだけ緑色に光ります。
Ｑ．他にはどのようなご研究をされているのですか？
私が最近興味をもっているのは、自然界の骨、真珠、カニの甲羅などに倣う材料です。このような生物によって自己組織的に作られる鉱物を、「バイオミネラル」といい、材料の観点からも多くの利点があります。
第一に素材が持つ機能のすばら し さ で す。 こ れ は、 高 強 度・軽量で柔軟性に富む非常に優れた 材 料 で す。 カ ニ の 甲 羅 を む く
ときのことを考えると良くわかる と 思 い ま す。 第 二 に 環 境 へ の負 荷 が 低 い こ と で す。 バ イ オ ミ
ネラルは自然界で生まれた物から で き て い る の で、 廃 棄 し て も博士課程のアントンさん（左）と田辺さん（右）、加藤先生（中央）

分解されて自然界に戻っていき
ま す。 第 三 に 少 な い エ ネ ル ギ ー
で 作 れ る 事 で す。 常 温 常 圧 と いう 条 件 で 作 る た め、 自 然 に や さ
し く、 コ ス ト の 面 で も 大 き な メ
リ ッ ト が あ り ま す。 こ の よ う な
すばらしい特性を持つバイオミ
ネ ラ ル の 構 造 を 手 本 に し て、 新しい材料をつくっています。
Ｑ．どんな学生に来てほしいですか？
知的好奇心のある人、物をいじるのが好きな人に来て欲しいですね。化学は単なる暗記科目ではありません。実は私がこの分野の本
当の面白さを知ったのは、専門課程に進んで、創造的な研究の世界を知ってからです。私達は工学部なので、世の中の役に立つ化学を
志 向 し て い ま す。 化 学 は、 論 理的・実践的であるとともに世の中に影響をおよぼし、貢献することを実感できるとても面白い学問ですよ。
実験装置がずらりと並ぶ研究室では、学生達が熱心に実験に取り組んでいました。先生と学生の間では活発な議論が交わされていて、アットホームな雰囲気が印象的な研究室でした。
（インタビュアー 北野 美紗）

４｜ Solar TAO Project 〜アタカマ砂漠での太陽光発電と観測天文学の融合〜
４月１７日（金）、東京大学の武田先端知ビルにて Solar TAO Project のシンポジウムが開催された。Solar TAO Projectとはアタカマ砂漠の標高５６００ｍに建設される望遠鏡を太陽光発電と高温超電導送電により運用することを目指すものである。そして、この望遠鏡により温暖化ガスの精密測定や赤外線での宇宙観測を行うことを目的としている。宇宙への夢と地球上の現実を結びつける環境新時代の基礎科学研究の新しい形、それが Solar TAO Project である。

Solar TAO 計画の一つの柱は赤外線の宇宙観測である。これを実行するためにアタカマ砂漠のチャントール山（標高５，６４０ｍ）に口径６. ５ｍの TAO 望遠鏡を建設する。地球から遠い銀河の観測には赤外線が最適であり、従来では観測が困難であった「銀河の誕生」や「惑星の誕生」などを解き明か会場内にて（写真は Ttime! スタッフの郷原くん）

Solar TAO Project 概要

もう一つの柱として温暖化ガスのよるクリーンエネルギーで運用さなうだけでなく近隣都市への電力測定がある。今まで測定地点は北せる計画である。アタカマ砂漠に供給も可能としている。

米や欧州に偏っており、全地球規数ＭＷの太陽電池を展開・運用すSolar TAO 計画とは、銀河の誕模での温暖化ガスの分布はよくわることで TAO 望遠鏡の消費電力約生などの宇宙への夢と温暖化ガスかっていない。今回、南米に始め１ＭＷをまかなう。さらに、太陽の測定などの地球上の現実を、太て測定拠点を設け、測定を行う。 電池で得られた電力を高温超伝導陽光発電と高温超伝導ケーブルに地球温暖化を理解するうえで必要ケーブルにより運ぶ。途中の電力よって結びつける基礎科学研究の不可欠なデータの収集が TAO 望遠ロスがなくなることで、生成した新しい形なのである。

鏡により可能になると期待されてエネルギーがムダにならない。そ（担当いる。

して、ケーブルを近隣都市につなすことが期待されている。また、

この TAO 望遠鏡、太陽光発電に塩野拓）

げることで、望遠鏡の電力をまか広報室から編集後記
先端の化学は授業で教わる教科書の内容から、どんどん離れていろいろな方向に進んでいます。まさに化け続ける学問とでも言うべきでしょうか。本号では、化学生命系３学科から１研究室ずつ、最近の研究の内容についてインタビューさせていただきました。研究内容が興味深いものであるのはもちろんのこと、研究に対する姿勢などについても熱く語っていた（広報アシスタント）
坂田 修一、塩野拓、千葉安佐子、伊與木健太、
北野 美紗、郷原 浩之、柴田 明裕、毛井 意子、
大嶽 晴佳、小倉 愛未、西村知、藤島孝太郎（広報室）
下山 淳一（工学系応用化学専攻）
大久保達也（工学系化学システム工学専攻）

だきました。おかげさまで、工学系の化学の研究室の雰囲気がかなりうまく伝えられる号になったのではな
い か と 思 い ま す。 イ ン タ
ビューをお受けいただいた
先生方に感謝いたします。

平 成 21 年 6 月 25 日 発 行
編集・発行｜東京大学
工学部広報室無断転載厳禁