読者です 読者をやめる 読者になる 読者になる

World Chemistry Journal

海外の化学Newsから気になる記事をピックアップ

新しい水素構造を作り出した

宇宙の全質量の70%、全原子の90%以上をしめる水素。物理化学者が今までに見たことのない形の負電荷水素クラスターを作成した。

 

負電荷の水素クラスターを知るために、まずは一般的な水素クラスターを積極的に荷電した、正電荷の水素クラスターの構造説明を。

水素イオンクラスターと言われているが、非常に低温で生成され、100個もの個々の原子を含むことができる。

物理学者によって40年前に水素イオンクラスターに対する陰性のカウンターパートの存在が理論化されたが、作り方は分からないままだった。

 

これにオーストラリアのチームが挑戦した。

まず、低温液化ヘリウムに水素分子H2を添加すると、混合物が中性電荷クラスターを形成した。

次にこれを電子ビームに爆し、水素分子の一部をイオン化し、負に帯電した水素イオンを真空中に放出した。

すると、まもなく近くにある水素分子が負のイオンに集まってきて、これらのグループが数個、または多くの分子をそれぞれが得ることを発見した。

多くの場合、それぞれの分子は数マイクロ秒しか存在することができなかったが、研究者にとって幾何学的構造を決定するに十分だった。

 

マイケル・シベルバーがアメリカ物理学会に報告したように、クラスターはn=5〜129 までの奇数の原子番号のみであることを発見した。

最も安定したクラスターは、コアに負電荷のH-イオンをもち、これは水素分子で満たされたシェルによって放射されている。

「この不思議な値は、クラスターが、双極子引力によって一緒に保持されたいくつかのH2分子と単一のH-イオンの組み合わせであることを意味する。」とシベルバー氏は言う。

最も多く観察されたのはn=25.65.89であった。

これらのマジックナンバーは、20面体などの、対称なH2分子のほとんどの個体の配置に対応している。

数年前から、研究者はこれらのクラスターがガス惑星の待機中や低たい雲の中のいずれかで、宇宙空間に自然に形成されると推測しています。

 

 

感想

最も小さい元素の異なる構造が、研究室ではなくて、宇宙という大きな空間で日常的に作り出されているというのはなんだか不思議で面白い。

小さい元素のことを知るためには大きい宇宙のことも知らないといけないんだなぁ。

テスラ・モーターズ ソーラー島を作る

https://m.youtube.com/watch?v=VZjEvwrDXn0  

 

テスラ・モーターズが南太平洋サモア諸島に位置する人口600人のTa'u島をソーラーパワーの島にする。Ta'u島はディーゼルジェネレーターのエネルギー産地で、毎日300ガリオンを輸出している反面、副産物に廃棄物も出る。

テスラはSolarCity社を受け入れ、1年かけてSolarCity製ソーラーパネルバンクと、テスラ製バッテリーエネルギーストレージを準備した。

SolarCityは自社のブログで以下のように述べる。

マイクログリットを全ディーゼルから全ソーラーに切り替える作業が開始からちょうど1年で終えた。作業内容は、1.4メガワットのSolarCity製ソーラーパネルとテスラPowerpack製の毎時6メガワットのバッテリーパワーストレージを用意した。

この動きによって毎年100,000ガリオン以上のディーゼルをセーブすることができ、以前は輸出が遅れることによって市民が使用を制限したり、夜間は電気を消さなければならなかったが、供給の安定が見込めるようになり、改善することができる。

 

イケてる周期表-普段何に使われてる?-

 

 

元素が実際何に使われているかが分かる!図の周期表

http://s3.amazonaws.com/digitaltrends-uploads-prod/2016/11/enevoldsen-periodic-table.jpg

周期表を見た時の反応は人それぞれだろう。

ある人は気持ちが高ぶって思いついたままにお気に入りの話をしたり、

またある人は冷や汗をかいて頭が混乱して逃げ出したくなるかもしれない。

 

おそらく後者である?(笑)Keith Enevoldsenが化学を無意識に葬っていた初心者から専門家まで、実世界と結びつけて楽しく見ることができるユニークな周期表を作ることを思いついた。

 図と文字で表した、短く、簡単に、楽しく頭をリフレッシュして知識を確かめることができる素晴らしい周期表である。

 

遷移金属は以下のように表現されている。

強く、輝きがあり、加工しやすくフレキシブル、熱と電気伝導が良い。

例えば、Ta(タンタル)は融点が高く、加工しやすく、腐食しにくい。

用途として手術用具、人口関節、コンデンサ、携帯電話に使われている。

Am(アメリシウム)は煙探知機、Nb(ニオブ)はリニアモーターカーに使われている。

 

www.digitaltrends.com

 

 

 

ミラクル素材-グラフェン-水質汚染の可能性

水中生物にとってグラフェンが毒であると証明した。

Beihang大学のWenhong Fan氏が、グラフェンの水中微生物への影響をみたところ、生態系を崩壊している可能性があることを発見した。

グラフェンはカーボンナノマテリアルの典型的例として近年広く研究されていて、材料化学、電子工学、薬学のフィールドでとても有望とされているが、水生物への毒性についてはきちんと問題視されてこなかった。

Fan氏のチームはカーボンナノマテリアルの水中利用を辞め、ミジンコをモデルに水汚染の影響を調べた結果、グラフェン0.5ml/l以上の濃度で21日間過ごしたことで明らかにミジンコの成長と生殖が弱まった。これはミジンコの表面にグラファイトが吸着したことによると推測した。

他のカーボンナノマテリアルバックミンスターフラーレン(C60フェラーレン)、単層カーボンナノチューブ、多カーボンナノチューブを含む)は影響が穏やかと証明された。

グラフェンが長期間において生態系へ影響する1つの証明である。

 

エキスパートの見解

北京師範大学、環境科学教授のXinghui Xia氏は「グラフェン素材の環境アセスメントにおける重要な参照となる研究結果である。」と評価し、

Fan氏は以下のように述べた。

「この結果はグラフェンの確かな環境毒性の影響を理解するためにとても実用的な情報を与えた。研究結果は警鐘を鳴らした。グラフェンの技術革新に関して全て理解する前に、その毒性を取り巻く不確実性は解決されるべきだ。」

多くのグラフェン素材が特定の用途に合わせて化学的に表面を改良してマーケットに参入している。Fan氏は調査をもとに、そのような改良品の毒性影響についてさらなる研究をすすめる。

 

www.chemistryworld.com

 

 

偶然!二酸化炭素からエタノールを生成

要約

Oak Ridge国立研究所のチームが、炭素と銅の尖頭を触媒にCO2ガスからエタノールを生成する電気化学的プロセスを発見した。

チームを率いるAdam Rondinone氏は以下のように述べた。

「なんと、偶然にもこのマテリアルが機能した。我々は、ある提案された反応の初めのステップの実験にトライしてたところ、触媒が全反応を自ら進めていることに気がついた。」研究はChemistry Selectで発表された。

チームは炭素、銅、ニッケルで作られた触媒を用いて、電圧の利用をきっかけに燃焼のプロセスを本質的に逆転させる、複雑な化学反応を起こそうと応用していた。

その結果、多くの反応を含むナノテク触媒を作り、CO2が溶け込んだ水溶液を63%の収率でエタノールに変化させた。一般的にはこのような電気化学反応はいくつもの異なる生成物を少量生成する。

「燃焼を逆にする反応がとても高選択的に便利な燃料を生成した。エタノールとは驚きだ。一つの触媒でCO2をエタノールに直接反応させることは非常に難しいことだ。」Rondinone氏は言う。

 

感想

炭素を含む水溶液から直接エタノールを生成した反応を化学式にすると

2CO2 + 3H2O → CH3CH2OH + 3O2↑ 

       C,Cu,Ni, Voltage

ということになる。

燃焼反応を本質的に逆にする=還元反応という理解でいいのかな?

電圧で熱をかけても酸化しないのがすごい。

 

 

 

カナダ 炭素税導入を決定

要約

カナダTrudeau大統領は2018年までに1トンごとに10カナダ$の税を課すことを最終決定した。気候変動と戦うという強い新しい国家ポリシーを公約とした。税金は10$/トンから始まり、毎年増え、2022年に50$/トンとなる。(10カナダ$=約7,6US$)

2005年〜2030年の温室効果ガスの排出30%減の目標を達成できるかもしれない。

大統領は以下のように述べている「過去10年間の行いは取り消すことはできないが、今日、明日、真の誠実な努力をする事ができる。地球と地球とともにあるものの健康を守る。過去の産業世界の中で最も弱い目標に固執していては、カナダは温暖化1.5℃以内に抑えることができない。これはセオリーではない、単なる算数だ。」

反対意見も多数出ているが、「反対しても意味はない」と導入に対して強い気持ちでいる。

www.latimes.com

 

 

感想

 

政策での環境対策はヨーロッパが進んでいると思ってたが、カナダも具体的な対策をうってきた。去年開催したパリの気候変動枠組条約から各国の動きは加速している。それに対して日本といったら石炭発電を国内外に推進して世界から批判モード。高速道路の料金引き下げ。明らかに逆行してて失笑レベル。

古い価値観に囚われて成長成長言ってないで現実に則した持続可能な政治をしてほしい。クリーンエネルギーの拡大も経済対策としていいように感じるんだけど。効率化したとはいえなぜ石炭?

京大生の地熱発電システムとかどんどん採用されるようになってるといいな。そういった環境政策が研究開発のモチベーションをより高めると思う。

 

それにしてもジャスティン・トルドーかっこいい。こんなイケメン大統領が存在していいの?ってレベル笑

完全なバイオマスプラスチックの合成

要約

ヨーロッパの研究チームが、完全な再生可能プラスチックの合成を明らかにした。

プラスチックの需要は、2050年までに4倍の10億トンになると見込まれており明らかな環境負荷になっている。

イタリアのトリエステ大学Lucia Gardossi氏率いるチームは、酵素触媒重合による再生可能ポリエステルの合成を製造した。特に、合成のすべての過程で持続可能であることを意識している。

原料は砂糖の微生物発酵物、触媒に酵素と生分解タンパク質、最後に米殻(廃棄物)を使用する。再生可能な素材と触媒に加えて、合成過程も低エネルギー。通常の金属触媒の場合、溶媒を150℃に加熱する必要があるが、酵素触媒を使って50℃で合成することができ、その差は明らか。

1,4-butanediolをポリエステルに重合し、その過程で、ノーベル生物情報賞の方法を以て酵素を選択し、様々な統計から酵素合成過程を最適化したという。

イギリスヨーク大学の環境化学専門家Thomas Farmer氏によると、通常の研究は一部の視点にアプローチしていくが、トータルアプローチに驚愕した。この研究結果は全て環境化学に応用できる、と再生可能プラスチックの将来に期待を示した。

 

www.chemistryworld.com

 

感想

材料は、砂糖・タンパク質・酵素・米殻。となんとシンプル。製造過程はイメージだとパン作り?全然わかってない笑。が、米殻を使うというのが日本としてとても経済的で良い。

現在使われている主なバイオマスプラスチックはトウモロコシとサトウキビからできるポリ乳酸(PLA)。ゴミ袋・農業用資材・ケータイやPCの包装など、生分解性も耐久性も兼ね備えている。これを超えられるのか?

それはともあれ、フランスでは法律で今年7月にプラスチックゴミ袋が禁止されて、2020年には使い捨てプラスチック食器・容器を禁止する。

そのためにバイオマスプラスチックの開発は待ったなし。量産化が楽しみ。

 

フランス都市部にエコカー以外入れない法律もできて、ドイツはとにかくエコ大好き国だし、ヨーロッパは意識が高くていいね!とりあえず法律作ってそれに技術や運用を追いつかせるスタイルが潔くて好き。