No.51
2014.3

GSCN は化学技術の革新を通して「人と環境の健康・安全」を目指し，持続可能な社会の実現に貢献する活動を推進する組織です
GSCN was established in 2000 to promote research and development for the Environmentand Human Health and Safety, through the innovation of Chemistry.

GSCNの更なる発展に期待するHigh expectations for the further developmentof GSCN
経済産業省製造産業局
機能性化学品室長

西村 秀隆

化学産業は、自動車、エレクトロニクスなど他産業に対して汎用化学品から機能性化学品まで幅広い製品の供給を行う基幹産業であることは言うまでもありません。近年の我が国の化学産業は、国内需要の減少や北米のシェールガス革命の影響などを受け、事業の再編や高付加価値な化学品を生み出す機能性化学産業への事業展開などが進んでいます。その機能性化学産業にあっても、自動車産業をはじめとしたユーザー産業の海外展開の一層の拡大、我が国のエレクトロニクス産業の競争力の減退などにより、機能性化学産業を取り巻く環境は厳しいものとなりつつあります。経済産業省では、これらの状況に鑑み「機能性化学産業の競争力強化に向けた研究会」を（公社）新化学技術推進協会と共同で設置し、2013年２月から計５回にわたり議論を重ね、機能性化学産業が現在直面している主要課題（①研究開発の在り方の見直し、②事業の絞り込みなど事業の選択、③技術流出防止）に対して、官民が一致協力して実行すべき方向性を同年７月に取りまとめたところです。
また、低炭素社会に資する機能性化学に係る技術開発は、まさにGSCの概念（化学技術の革新を通して「人と環境の健康・安全」を目指し、持続可能な社会の実現に貢献する）に合致するものであり、産学官が一体となって推し進めていくべき方向性と考えます。例えば、経済産業省では、研究開発支援を通して化学品の原料転換・廃棄物処理工程の省エネ化、次世代化学材料の評価基盤の整備、先端化学技術・製造プロセスを応用したイノベーションの推進など、総合的なアプローチにより環境・エネルギー制約を乗り越えた持続的に発展可能な社会の実現を図ることを目指しております。その他にも、GSCNの取り組みであるGSC賞においても、第２回目から、機能性化学に係る技術をはじめとした“産業技術の発展に貢献した業績“に対して、経済産業大臣賞を授与させていただきGSCの普及を後押しするなど、化学産業界の様々な取組みを応援しています。
最後になりますが、2015年に開催予定のGSC国際会議（GSC- ７）が2003年のGSC- １に次いで、日本で開催されることになったと聞いております。是非、この貴重な機会を利用して、我が国のGSC活動を積極的に世界に発信し、GSC活動の更なる発展に向けたイニシアティブを取っていただ
くことを期待します。

GSCN については URL http://www.jaci.or.jp/gscn/ をご覧ください。

No.51

鳥取大学工学部附属グリーン・サスティナブル・ケミストリー（GSC）研究センター
Center for Research on Green Sustainable Chemistry, Tottori University
鳥取大学大学院工学研究科教授、GSC研究センター長

伊藤敏幸

Toshiyuki Itoh, Professor of Chemistry, Director of Center for Research on Green Sustainable Chemistry, Tottori University

鳥取大学では平成24年10月に工学部附属グリーン・サスティナブル・ケミストリー研究センターが設置された（http://www.chem.tottori-u.ac.jp/gsc/GSC-main.html）。同センターは「グリーン反応媒体」、「グリーンエネルギー」、「グリーン触媒」、「バイオテクノロジー」、「環境評価」の5部門を持ち、工学部内に設置されているが、医学部、農学部、地域学部の教員も加わる学内横断型の研究センターであり、GSC研究プロジェクトの推進と共にGSC啓発活動を担っている。このために、国内外からGSC研究の最前線で活躍する研究者を招いてGSCセミナーを年2回開催している。
鳥取大学は「持続性ある生存環境社会の構築に向けて、環境とライフサイエンス等の学際的研究分野の育成を図り、研究拠点形成を推進する」という学術研究推進目標を掲げている。本センターはこの方針のもと、平成24年に設置されたセンターであり、現在、専任の特命准教授1名、テニュアトラック助教2名、研究員2名、事務補佐員1名、兼務教員32名（センター長、副センター長2名を含む）で構成されており、平成20年に化学・生物応用工学専攻の有志が設立したGSCラボラトリーを前身とする。
鳥取大学工学研究科は固体酸触媒（丹羽、片田教授）、イオン液体（筆者）など、今日のGSC研究で要となる分野で成果を挙げており、丹羽教授は触媒学会賞と石油学会賞を受賞し、筆者も第8回GSC賞と有機合成化学協会賞を受けている。このほかにもケイ素電極リチウム電池（坂口教授）、固体電解質（江坂教授）、キチンナノファイバー（斎本教授）、リグノセルロースの酵素糖化（簗瀬教授）などGSC同分野におけるオンリーワン、ナンバーワン技術を持つ。
ところが、いずれも研究室単位の活動であり、平成20年以前は横のつながりに欠けるところがあった。
当時工学研究科副研究科長の丹羽教授（現在名誉教授）がこの状況を憂いて、化学・生物系の全員で取り組める研究プロジェクトを立ち上げようと提案され、代表に筆者が指名されてGSCをキーワードとする研究プロジェクトをグローバルCOEに申請し、その運営母体としてGSCラボラトリーを設立した。
GSCは現代化学工業のキーワードであるが、当時は学生諸君への認知が不十分と感じられた。このため、GSCラボラトリーの活動としてまず取り組んだのはGSC啓発セミナーの企画である。GSCの基盤技術開発は国際的に競争が激しく、国際的な研究動向を常に視野にいれた研究開発が求められる。また、単に競争するだけではなく、得意技術を持つ国内外の研究機関と積極的に連携して研究を進めることも必要である。そこで国内外から講師を招き、平成20年12月10日に第1回GSCセミナーを日本化学会・第17回グリーンケミストリーフォーラムと共催で開催した。以後、学長裁量経費や日本化学会、有機合成化学協会、触媒学会等の支援を受けて、講演会形式のGSCセミナーを毎年開催してきた。いままで に13回 のGSCセミナーを実施し、講師として海外16名、国内30名の第一線研究者をGSC セミナーの様子（12/3/2012）
招聘し、参加者数は延べ1800名を越えた。このセミナーでは、ほとんどの講演が英語で行われており、学生諸君が英語による討論を体験できる貴重な場になっている。
グローバルCOEに応募した研究プロジェク
トは採択には至らなかったものの、文部科学省特別経費（大学の特性を活かした多様な学術研究機能の充実）が採択され、平成25年度から「環境に優しいスーパー液体（イオン液体）を活用するグリー
ン・サスティナブル・
ケ ミ ス ト リ ー（GSC）
GSC研究センターの研究例研究推進」が展開中で 上段左：セルロースナノファイバーフィルム
右：ゼオライト担持超高活性パラジウムある。このプロジェク 中段左：
シリコン電極リチウム電池
右：イオン液体トは、イオン液体を活
下段左：人工ウイルスカプセル用することで、自然界
右：木質糖化微生物で再生可能な新材料の省エネ製造法と、安全な大容量二次電池を開発し、持続性のある生存環境社会を構築するためのGSC基盤技術を開発しようというものである。
本学が所在する鳥取県は深刻な過疎化に悩んでいるが、その原因は若者が働く場がないことに尽きる。
鳥取は綺麗な水と緑豊かな自然に恵まれ、GSC研究の大切さを実感できる地である。GSC研究で世界に冠たる成果を挙げ、学問的貢献のみならずGSCをキーワードとする産業を興すことで地域活性化に貢献できる研究センターに育てたいと考えている。

No.51

多孔性高分子錯体（PCP, MOF）のゲート現象
Gate Phenomenon of Porous Coordination Polymer (PCP, MOF)

新日鐵住金（株） 先端技術研究所

界面制御研究部

上代洋

Nippon Steel & Sumitomo Metal Co., Advanced Technology Research Laboratories, Surface & Interface Lab.

金属イオンと多座配位子からなる多孔性高分子錯体（PCP, MOF）は、2000年以降に研究が活発化した非常に新しい材料で、ナノレベルの細孔を有するため、ガス分離・貯蔵材料、触媒等への利用が期待されている。中でも、「柔らかさ」を有する特殊なPCPは、ガス圧などの外部刺激に応じて結晶構造が突然変化する「ゲート現象」を示す。このような現象は蛋白質のヘモグロビンが示す挙動に類似しており、完全人工物による生体材料の機能模倣というサイエンス的興味のみならず、既存の「固い」材料とは一線を画する新しい応用が期待されている。
らかい結晶」というサイエンス的な興味の他に、ガス分離等への応用を考える場合、重要な意味を持つ。
ガスの貯蔵であれ、分離であれ、ガスを利用するためには、ガスを吸着材に取りこませた後に、材料からガスを回収する必要がある。図1に示したグラフから判るとおり、「通常」の吸着材の場合は、ガス圧を0近くまで下げないと（すなわちポンプで減圧しないと）吸着したガスの回収ができない。一方でゲート型の場合は、閾値以下にガス圧を下げるだけで、容易にガス回収可能である。これはガス回収の効率向上や、回収コストの低減につながるため、産業的に非常に興味深い現象である。実はこのPCPのゲート現象は、蛋白質四量体からなるヘモグロビンが、酸素の分圧に応じて酸素を吸着しにくい形からしやすい形に構造変化する現象、およびそれによって生じるS字型（シグモイド）のガス圧-ガス吸着量応答と類似する現象と極めて類似した現象であることが判ってきた。

多孔性高分子錯体（多孔性配位高分子、Porous
Coordination Polymer ま た は Metal-OrganicFramework）は、種々の金属イオンと多座配位子から形成される無限連鎖型の錯体の一種である。金属イオン、配位子の規則的繰り返し構造を有しているため、結晶性の物質である。製法、原料の工夫により、ナノレベルの細孔を結晶内に多数形成させる事ができ、このようなPCPは、ガス分離・貯蔵、触媒用途としての利用が可能で、ゼオライトや活性炭に類似した種々の応用が期待されている（図１）。
著者らのグループは、PCPの中でもやや特殊な、「柔らかい」PCPによる「ゲート現象」の研究を系統的に進めている。活性炭やゼオライト、ほとんどのPCPは、ガス圧の増加に応じて、ガス吸着量が増加する。ところが、閾値以下の圧ではガスを吸わないが、閾値を超えると、突然ガスを吸着する風変わりなPCPが発見され、この現象は「ゲート現象」と名付けられた（2001年、千葉大・金子教授グループ(当時)）（図２）。このような現象は、後に京大・北川進教授グループにより、PCPの「柔らかさ」に由来する事が解明された（2003年）。著者らが研究している柔軟性PCP（通称"ELM-11"）を例にとって「柔らかさ」を説明する。このELM-11は、図３に示すような、銅(II)イオンと4,4'-ビピリジン分子から形成される四角格子が積層した構造を有している。初期構造では、ガス分子が吸着される空隙が存在しないが、閾値以上のガス圧では、層がずれ、かつ層間が拡大する事で、ガス分子を吸着出来る構造に変化する（ガスは二酸化炭素、酸素、メタン他。
）。このため図２の様なゲート現象が生じる。このようなゲート現象は、「柔このような、完全な人工物であるPCPが、蛋白質が発現する生体機能と類似し、さらにそれが既存の吸着材とは一線を画する性能を発現するというのは非常に興味深い。さらに閾値前後で材料特性が大きく変わるという現象は、ガス用途だけでは無く、ある種のスイッチング材料として、DDSや触媒等の産業利用も可能であると考えている。まだまだ研究途上で未解明の点も多い本材料、本現象であるが、材料自体はすでに市販化されており、容易に入手、利用が可能となっている。多くの方に興味を持って頂き、さらなる展開につながることを願っている。

ガス吸着量
一般吸着材

銅(II)イオンガス（イメージ）
ガス吸着

柔軟PCP
（ゲート的に吸着が増大）

ガス放出
4,4’-ビピリジン（配位子）

ガス圧

図１

銅イオンを含有するPCPの構造例

図２ ガス圧とガス吸着量

図３

柔軟性PCP（ELM-11）（2*2の格子２枚のみの書き抜き）

No.51

第３回 JACI/GSCシンポジウムのご案内

化学が拓く豊かな未来社会－マザー・インダストリーとしての期待に応えてー

１）日時：2014年５月22日（木）・５月23日（金）２）会場：東京国際フォーラム ホールＢ ７階 JR有楽町駅より徒歩１分、JR東京駅より徒歩５分
３）プログラム（講演者・時間枠は変更される場合がございます。ご了承ください。）
2014年５月22日（木）時間演2014年５月23日（金）

題

講演

者

9:00 参加登録

時

間演

9:00

参加登録

題

10:00 開会挨拶

藤吉建二（JACI）

9:30

JACI活動報告

10:15 知る 創る 役に立つ

中鉢良治（産総研）

9:45

GSC賞・GSC奨励賞受賞講演

11:15 日本経済の発展と化学産業への期待宮川

13:00 我が国の科学技術政策と化学産業のイノベーション戦略

橋本和仁（東大）

14:00 マイクロ化学プロセスによる化学生産技術革新

前一廣（京大）15:10 自己組織化技術に立脚した分子構造解析手法の開発

藤田誠（東大）16:00 ナノ・マイクロ造形、テンプレート材料化学

彌田智一（東工大）

講演者

五十嵐明（JACI）

正（経産省）
11:20 GSC関連ポスター発表/企業活動紹介

15:30

光触媒を用いる太陽光と水からの水素製造

堂免一成
（東大）

16:20

新しいエネルギー社会を構築するための蓄電池技術

金村聖志（首都大東京）16:50 科学の信頼とは 福島事故のCommunication 小出重幸（日本科学技日・英の状況を手がかりに術ジャーナリスト会議）

17:10 ポスター賞表彰式

17:40 持続的成長へ－化学産業の貢献－

17:35 閉会挨拶

高橋恭平（日化協）

井田敏（JACI）

18:00 GSC賞・GSC奨励賞表彰式
18:30 レセプション

４）参加登録・参加費

JACIホームページ（http://www.jaci.or.jp/）より、お申込みください。
JACI
会員

後援団体
会員 5）

一般

大学・官公庁

学生

シンポジウム参加費（税込）

3,000

3,000

5,000

3,000

1,000

レセプション参加費（税込）

4,000

4,000

4,000

4,000

1,000

お問い合わせ先

公益社団法人 新化学技術推進協会
E-mail: jacigsc3@jaci.or.jp
電話：03−6272−6880
FAX：03−5211−5920
http://www.jaci.or.jp/

５）後援・公告協力（依頼中を含む）
経済産業省、文部科学省、環境省、日本学術会議、（独）科学技術振興機構、（独）新エネルギー・産業技術総合開発機構、（独）産業技術総合研究所、（独）理化学研究所、（一社）日本経済団体連合会、（一社）日本化学工業協会、日本経済新聞社、日刊工業新聞社、化学工業日報社、
関西化学工業協会、（一社）近畿化学協会、日本商工会議所、（公社）日本化学会、（公社）高分子学会、（公社）化学工学会、（一社）触媒学会、（公社）有機合成化学協会、（公社）石油学会、（公社）電気化学会、（公社）日本セラミックス協会、（一財）バイオインダストリー協会、他

GSCネットワーク会議構成団体
（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 （一社）
近畿化学協会 ケイ素化学協会
合成樹脂工業協会 （公社）高分子学会 （公社）高分子学会高分子同友会 （独）産業技術総合研究所 次世代化学材料評価技術研究組合（一社）触媒学会 石油化学工業協会 （公社）石油学会 （公財）
地球環境産業技術研究機構 （公社）
電気化学会 日本界面活性剤工業会（公社）日本化学会 （一社）日本化学工業協会 （一社）日本ゴム協会 （公社）日本セラミックス協会 （一社）日本電子回路工業会（一社）日本塗料工業会 日本バイオマテリアル学会 （公社）
日本分析化学会 （一社）
日本分析機器工業会 （公財）
野口研究所（一財）バイオインダストリー協会 （一社）プラスチック循環利用協会 （公社）有機合成化学協会 （独）理化学研究所

102–0075 東京都千代田区三番町２ 三番町KSビル２階 (公社)新化学技術推進協会
Tel 03–6272–6880㈹Fax 03–5211–5920
URL http://www.jaci.or.jp/gscn/
http://www.jaci.or.jp
編集委員：窪田 好浩（日本化学会）、佐藤 剛一（産総研）、菊田 真人（日本塗料工業会）、南 孝幸（JACI）、内多 潔（JACI）

禁無断転載