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サムコ科学技術振興財団 2020年度 第4回 研究助成金贈呈式

記念講演「いろいろな分野へチャレンジ〜新分野開拓は難しくない〜」
9月9日に京都リサーチパークにおいて開催されましたサムコ科学技術振興財団 研究助成金贈呈式での物質・材料研究機構 橋本和仁理事長の記念講演の要旨をご紹介させていただきます。
は し も とプロフィール

国立研究開発法人 物質・材料研究機構
略

歴 1980年 4月

理事長

か ず ひ と橋本 和仁 先生

分子科学研究所 文部技官

受賞歴 日本照明賞（1997年 日本照明学会）

1984年 4月

分子科学研究所 助手

1989年 9月

東京大学 工学部 講師

1991年 11月

東京大学 工学部 助教授

1997年 7月

東京大学 先端科学技術研究センター教授

2004年 4月

東京大学 先端科学技術研究センター所長（〜 2007年3月）

2004年 4月

東京大学 大学院工学系研究科教授（〜 2016年3月）

2016年 1月

国立研究開発法人 物質・材料研究機構
理事長（現職）日本IBM科学賞（1997年 IBM科学財団）
注目発明賞（1998年 科学技術庁）
Innovation in Real Material Award（1998年 国際材料学会）
光化学協会賞（1998年 日本光化学協会）
内閣総理大臣賞（2004年）
日経地球環境技術賞（2004年 日本経済新聞社）
恩賜発明賞（2006年 発明協会）
山崎貞一賞（2006年 材料科学技術振興財団）
錯体化学貢献賞（2010年 錯体化学会）
日本化学会賞（2012年 日本化学会）
電気化学会賞・武井賞（2014年 電気化学会）
Heinz Gerischer Award（2017年 The Electrochemical Society）
紫綬褒章（2019年）

本日は辻理事長と選考委員長の村上先生言いますと全く違います。プロポーザルを書た。研究室が非常に盛り上がり、世界のエネから講演のご依頼があり、『いろいろな分野く側がそういう領域を選んでいる、あるいはルギー問題を解決できると思いましたが、いへチャレンジ 〜新分野開拓は難しくない〜』

間違った忖度をしているということです。私

まだに解決しておりません。その理由は簡単というタイトルでお話させていただきます。

自身はアイランド型とスモールアイランド型です。実は酸化チタンは紫外線しか使えま

私はこの7年半、政府の総合科学技術会議の研究を行ってきたと思っております。本日せん。平均的な日本の屋外の紫外線強度はの議員をしております。日本の科学技術の状は、まず自分の得意分野を見定め、それを中1mW/cm2であり、一週間で大量の水素が況に対してさまざまな情報が入り、それらに心に据えながら異分野から人を呼び込み、得られましたが、僅か1円分でした。要する対して政策を打たなければならないという立一緒に研究するという戦略で展開してきたに光エネルギーはタダでも希薄なので集め場にあります。日本の研究が最近縮小してい光触媒、光磁性体、微生物の研究についてるにはお金がかり、化石燃料は安価だというるのではないかということを、文科省傘下のお話しさせていただこうと思います。

ことです。薄膜太陽電池の研究が伸びてい研究所がまとめたサイエンスマップをもとに私は電荷移動理論の研究で知られる東京た時期であり、1982年にはサムコさんから科学技術振興機構（JST）が報告しておりま大学の長倉三郎先生の研究室の出身で、分アモルファスシリコン成膜用のCVD装置をす。そこでは、研 究 者 や 研 究 論 文の参 画 数

子にレーザ光を当てた際のケイ光の測定に研究室に納入してもらいました。当時社長を、集中しているコンチネント（大陸）型、コおいて、外部から磁場をかけるとケイ光はどだった辻会長のこともつい先日のことのようンチネント型から派生して新しく出ているペうなるかという外部磁場効果の研究を行い、に覚えております。

ニンシュラ（半島）型、それらとは全然関係な1980年に修士課程を修了しました。この年

酸化チタン光触媒には強い酸化力があるく存在するアイランド（島）型、そのアイランドに長倉先生が定年退官されて分子科学研究ことが分かりましたが、光の量の分だけであを作り出しているスモールアイランド（小島）所に所長として異動されることになりました。

り、光子数の分だけしか使えません。私は理型と四つに分類しております。例えばナノ科

私はお声をかけていただき、技官として採用学部の出身ですので応用研究をやめて基礎学系や生命科学系は、非常に大きな分野をされることになりました。配属された坂田・研究に移ろうとしました。分子研にはピコ秒築いております。各国の2002年から2016年

川合研究室では、貴財団の第2回研究助成レーザと超高真空装置があったので、超高の変化を見た場合、日本は明らかにスモール

金贈呈式で講演をされました藤嶋先生が開真空装置の中に光触媒を入れて光を当て、アイランド型やアイランド型が少なくなり、コ発された光触媒の研究をしており、酸化チタ反応を見るという研究で博士の学位を取り、ンチネント型が多くなっています。アメリカ、ンと白金の電極で水を分解して水素と酸素助手になれました。論文も書けて学位も取イギリス、ドイツ、中国は新しい分野であるスを発生させようとしていました。全くうまくいれましたが、30〜34歳くらいのときは全然モールアイランド型やペニンシュラ型がどんかない状況で、坂田助教授か川合助手のど自信がなく、苦しい思いをしました。そのよ

どん増えている一方で、日本だけが減っておちらが言ったのか覚えておりませんが、何かうな時期に運よく東大の藤嶋先生の研究室ります。日本の論文数の伸びが少ないとよく有機物を入れようということになり、アルコーに2年間の期限付き講師として迎えていただ言われますが、それよりもチャレンジ精神をルを入れて光を当てたところ水素が発生しくことになりました。私 の 研 究 室 は1階 に持って新分野を開拓しようとしない方が大きました。不要な有機物を入れると水素が出造った中2階でしたが、藤嶋先生の教授室はな問題だと思います。成果を出せる研究にしる。これは水素を作る方法になるのではな4階にありました。そのエレベーターの隣がかお金を出さない政策を行っているからいけいかということで、マスコミからも注目され、非常に汚く臭いトイレでどうにかならないもないと言われますが、政策側にいる人間からさまざまな新聞や雑誌で取り上げられましのかと考え、細菌が発生して分泌しているか

vol.111 / 2020. OCT.

らであり、分解すればよいと思いました。光触てると電荷移動吸収して、鉄の3価、コバルト媒で細菌を分解できないはずがないと思い、の2価になり、しかもそれがそこでスピン転移薄膜光触媒の概念に至りました。藤嶋先生にして1/2、3/2のスピン状態を持つらしいという認めてもらうためには酸化チタンで何かしなけ論文でした。修士課程で研究していた外部磁ればいけないと頭の中で追い詰められおり、2場効果とも関係がありそうで、当時勉強した電年間で成果を出さなければならず、必死の気荷移動やその後の光触媒でも分子から固体へ持ちでした。大腸菌ですから1μmくらいの大の電荷移動と展開しました。そこにスピンを絡きさです。光を一日照射しても何も変わっていめた話であり、光を当てると磁性が変化するのないようですが、一週間も照射すれば完全にではないかと思って調べると、そのようになりなくなります。薄膜光触媒は最初はトイレだとました。これは世界で初めての光で磁性をコン思い、TOTOに連絡しましたが、同社がシェアトロールする材料であり、まさにスモールアイを伸ばそうとしていたタイルに使われることにランド型を造ることができました。私は学生やなりました。徐々に汚れが蓄積する塩ビテン

若い研究員と一緒に勉強をしましたが、これもト、トンネル照明カバーなどにも応用されてう一つのキーポイントです。新しい分野では自分まくいきました。世の中で認められ、薄膜光触は詳しくありませんので、学生と一緒に同じレ媒の建築資材という分野ができ、神奈川科学ベルで勉強します。そのようにした方が圧倒的

技術アカデミーからプロジェクトをやらないかに若者は伸びます。私を無視して勉強を始めと声をかけていただきました。当然期待されたますので自主性が出ます。彼らのおかげで私のは光触媒研究ですが、光触媒と書くわけにの仕事として世の中で認めてもらい、41歳ではいきませんので、光機能変換と書きました。

教授にしていただきました。自分たちで研究室このプロジェクトの中で、幸運なことに光触媒を作り、光磁性体という分野をスモールアイラで水の濡れ性が非常に向上することがわかりンド型からアイランド型にするためさまざまなました。水の接触角は0度にまでなり、その状材料に展開していきました。

態は光を切っても数十時間から数百時間持ち、光触媒については、教授になって少し違う応徐々に戻っていきます。これは新しいサイエン用を始めようと思い、環境浄化に展開しましスで、まさにスモールアイランド型研究でした。

た。これは農業の水耕栽培廃液浄化や有機塩

この現象を使い壁面を光触媒でコーティングし素汚染土壌の浄化などで、いろいろなアイデア

光照射を行うと、汚れがついても自然に落ちるが浮かび、うまく進みました。教授として研究ようになりました。これは超親水性になった壁室もでき、少なくとも二つの分野で業績を上げ面と汚れの間に水が入ることにより、簡単に洗ることができました。普通ならその分野をずっい流されるということです。雨水が当たると簡と研究していたと思いますが、予想外のことが単にきれいに洗い流されるということで、光の起きました。先端科学技術研究センターで教制限を取り払うことができました。光誘起親水授になりましたが、40歳台で先端研の所長に化が完全に新しい分野として成長していきまし選ばれてしまいました。断るわけにいかずに受た。光と雨は同時に来ませんが、光が当たるとけましたが、マネージメント業務が忙しく研究数十時間親水性状態が持続し、屋外に置いてができなくなりました。かつ、これは大変嬉しおけば常に親水性状態で表面をきれいにしていことですが、私の研究室で片腕として活躍しおくことができます。そのため世界のさまざまてくれた大越助教授が理学系化学教授に栄転なところで使われるようになっております。

しました。自分の片腕を余裕ができるまで行か

光触媒の研究も非常に面白いと思い、満足せないということがよくありますが、私は逆にしておりましたが、しかしどんなに頑張ってもいいチャンスだと思って大越助教授を送り出し

酸化チタンを使っているうちは藤嶋先生の仕ました。これは大正解だったと思いますが、研事になります。確かに藤嶋先生にチャンスを与究室は非常に困りました。半ば自棄になり、磁えられ、藤嶋先生と相談しながら研究をしまし

性研究を装置も学生も全部大越助教授の持参たのでそれで構わないのですが、自分の名前金として渡し、自分の磁性研究グループは空にが付いたプロジェクトであり、全く新しい研究なりました。

を行おうと思い切りました。ちょうどその頃プロどうせできないなら新しい研究を始めようとジェクトのメンバーの一人がプルシャンブルー開き直りました。ちょうど50歳になるくらいでし類似体の論文を紹介してくれました。プルシャ

たので、10年間新しい研究に挑戦してみようと

ンブルー類似体は鉄の2価、コバルトの3価の思いました。たまたま有機高分子太陽電池がシアノ錯体で、ジャングルジム構造をしており花開こうとしており、化学の人間は誰もしています。鉄の一方をコバルトにしたものに光を当ないと聞き、決めました。私は高分子を知らな3-4Lecture
いので、この分野の助手を招きました。また。彼らはそのような微生物は深海だけでた、私が得意とする電子移動、錯体などをなく田んぼの中にもいると言い、田んぼの組み合わせた人工光合成の研究も新たに泥を入れました。彼らの知識と我々の得て開始しました。これらはアイランド型の分野いた知識を組み合わせてNEDOプロジェクに新たに参画したと言えるでしょう。しかしトに提案しました。微生物を使った燃料電

ここでさらに新しい分野をもう一回造ってみ池は盛り上がり、我々のグループも含めてようと思いました。自然界から学ぶエネル

実用化の一歩手前まで来ています。さらにギーシステムで、スモールアイランド型の研発想を変えて、田んぼの中に電極を刺し、究です。光合成の変換効率は通常0.2%で田んぼをそのまま燃料電池にしようと考え最大でもせいぜい数%です。太陽電池は当ました。そうすると、光が当たっている時だ

時すでに市場に15%のものがあり、実験室け発電し、燃料電池のはずが太陽電池にレベルでは41%のものがあり、人工のものなってしまいました。電極は水の中に入っが効率の点ではすでに自然界を超えていまているから光は関係ないはずです。調べてした。しかし何かが足りないような気がしてみると、稲は太陽光の光合成ででんぷんをいました。自然のものが持っていて、人工作りますが、作り切れないものは根から放のものが持っていないものは、自己メンテ出し、その根の周りにいる微生物がそれをナンス能力、自己増殖能力です。素晴らし食べて電子を流して電流を作るという植物い太陽電池ができても壊れてしまえばどうと微生物のハイブリッドの太陽電池ができにもなりません。人工生命体を作ることもでていることがわかりました。これはERATOきませんので、生命体を利用して光合成をの一つの大きな成果だと認めてもらっておするものから電気を取り出そうと考えたとこります。

ろ、当時研究室の助手だった中村君がネイまとめますと、コーティング光触媒はアイ

チャーに出ていた微生物燃料電池の論文ランド型からコンチネント型になりつつあるを見つけてくれました。これをヒントに、生と思っております。5年くらい前に抗ウイルきた太陽電池を作るということでJSTの戦ス効果がある光触媒のコーティング剤を発略的創造研究推進事業・総括実施型研究表しましたが、現在コロナウイルス対策で（ERATO）プロジェクトに応募したところな注目され、さまざまなところで使われておりんと通りました。深海にいるある種の微生ます。光磁性体はスモールアイランド型か物は、酸素のないところで、酸化鉄の上にら出発しましたが、今はけっこう大きなアイ張り付いて、有機物を食べて酸素に渡す電ランド型に成長しています。高分子太陽電子の代わりに酸化鉄に電子を渡すことに池もスモールアイランド型からコンチネントよって呼吸を還元しています。人間もそうで型になっています。微生物体外電子移動はすけれども有機物を食べてどんどん分解し最初スモールアイランド型でしたがアイラていって、電子エネルギーを受けて生きてンド型になり、今はコンチネント型になりかいます。普通は最後に酸素を細胞の中に取けています。私自身は電荷移動、電子移動り込み、酸素に電子を渡すことによって完を中心に据えて、さまざまな分野の人を呼結しますが、この微生物は酸素の代わりにび、彼らにどんどん展開してもらうというここの固体の電極に電子を渡すことによってとを行いました。意図的に外の知識を入れ完結します。この電流を取り出すのが微生て自分の知識と組み合わせ、展開しました。

物燃料電池です。

そして展開したものを一緒に研究した彼ら

しかし電極に直接ついている微生物しに持たせ、独立して発展させてもらっていまか電子を渡せないので、ほとんどの微生物す。新しい分野に挑戦することは、一人でがこの電流発生に寄与しません。自然界では困難でも、異分野研究者との協同作業で微生物は酸化鉄の近傍に存在しているの十分可能、容易だと思っております。基礎だからと、酸化鉄のナノコロイドを一緒に研究を専門としている研究者にとっても応入れてみました。その結果、電流が上がり用研究、社会的課題解決研究も非常に面白始めて200倍くらいの電流が流れました。

いです。かつ、それを行うことによってまたまさにこれは生き物と固体の間の長距離電新しい学問が出てくるということも経験いた

子移動という新しい分野です。釜石の海洋しました。本日は、このような私の経験をおバイオテクノロジー研究所が閉鎖すること話しさせていただきました。皆様のご研究を聞き、外部の微生物の専門家の知識をに少しでも参考になれば幸いです。ご清聴入れるため研究室ごと来ていただきまし

どうもありがとうございました。

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