科学コミュニケーターと楽しむノーベル賞2021

科学コミュニケーター廣瀬の推し研究~光を使って何ができる?本多-藤嶋効果が切り開いた新たな研究分野

日本科学未来館では今年もノーベル賞イベントを行います!

科学コミュニケーターと発表の瞬間を迎えよう! ノーベル○○賞
https://www.miraikan.jst.go.jp/events/202110062125.html

今年のノーベル賞はどのような研究に贈られるのでしょうか。
化学賞チームメンバーの廣瀬が考える、今年の推し研究について聞いてみました!

化学賞チーム 廣瀬晶久

まさに希望の光をエネルギーに変えた?本多-藤嶋効果とその後の研究の拡がり

学校の理科実験で化学反応を起こすとき、加熱したことを覚えていると思います。ここで「熱」を加えるとはエネルギーを加えること。熱だけでなく、光もまたエネルギーになりえますが、光を使う化学反応を起こすのは長い間、難しいとされていました。

それを変えたのが、1960年代のある画期的な発見です。

廣瀬:本多-藤嶋効果です。1967年、本多健一氏と藤嶋昭氏は、一定条件のもと二酸化チタンに光を照射することで水を水素と酸素に分解できることを偶然発見しました。

安定した水分子が光によって分解されるのを発見したとき、驚いたでしょうね。

廣瀬:光エネルギーを使って化学エネルギーを生み出した事実は当時、科学界でも驚きをもって迎えられました。得られる化学エネルギーの量が少なかったため研究が行き詰まりかけたこともありましたが、光触媒という新しい研究分野として発展しました。光触媒は、汚れのもとを分解したり、汚れをはじいたりといった機能が重宝され、今やさまざまな場面で利用されています。

光触媒という言葉は身近な製品でもよく見かけますね。

廣瀬:そして、本多-藤嶋効果は人工光合成の幕開けとしても位置づけられます。たとえば植物は光合成により、光、水、二酸化炭素から有機化合物を作り出します。この仕組みの一部にヒントを得て、化学エネルギーを取り出したり、別の分子を合成したりする研究分野が人工光合成です。植物とはプロセスが異なりますが、光と二酸化チタンによって水を分解する本多-藤嶋効果は、光合成の一部に似ています。もちろん、植物が行う光合成はいまだ謎が多く、それに近い反応を人の手で再現するにはまだ道のりは遠いかもしれません。ですが、本多-藤嶋効果をはじめ、様々な化学反応の仕組みの理解が少しずつ進み、やがて人工光合成の研究も発展していくと面白いと思います。

廣瀬は他にも、春田正毅氏による金ナノ粒子の研究や、ウィリアム・モーナー氏、リチャード・ゼア氏、ミシェル・オリット氏、中村栄一氏による単一分子測定に関する研究も話題として気になるとのことでした。今年のノーベル化学賞はどんな研究が受賞するのか、10月6日(水)17:30からの放送でぜひ私たちと一緒にノーベル賞を楽しみましょう!

<関連リンク>
●ニコニコ生放送
10月6日(水)17:30~19:00
【化学賞】ノーベル賞発表の瞬間をみんなで迎えよう@日本科学未来館
https://live.nicovideo.jp/watch/lv333369217
※登録等無しで視聴可能

●人工光合成に関する過去のブログ記事はこちら

科学コミュニケーター陳ドゥ
2016年ノーベル化学賞を予想する② 一条の光できれいな世界を
https://blog.miraikan.jst.go.jp/articles/201609142016-7.html
※記事中に紹介されている展示は当時のものであり、現在は別の新しい展示に置き換えられています。

科学コミュニケーター田村真理子
2012年ノーベル化学賞を予想する ~化学賞~
https://blog.miraikan.jst.go.jp/articles/201209202012.html

●廣瀬が気になるほかのテーマに関する過去のブログ記事

科学コミュニケーター髙橋麻美による春田正毅先生の研究紹介
https://blog.miraikan.jst.go.jp/articles/201310062013-5.html

科学コミュニケーター松浦麻子によるリチャード・ゼア先生の研究紹介
https://blog.miraikan.jst.go.jp/articles/2014091920141.html

科学コミュニケーター鈴木毅による中村栄一先生の研究紹介
https://blog.miraikan.jst.go.jp/articles/201709212017-3003.html

●Yahoo! THE PAGEの竹腰の記事
「私たちの生活にどう役立っている? ノーベル化学賞 過去の受賞研究」
https://news.yahoo.co.jp/articles/fea18729e61709690944a88b43f543799ebf1234

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