【岡山理大の研究力】金属錯体編
[音楽] 美しく輝く宝石の ルビーそして深い青色が印象的な サファイア赤と青見た目の色が大きく 異なるルビーとサファイアですが実は同じ 好物コランダムと呼ばれる参加 アルミニウムの結晶だということを知って いました か色の違いを出す秘密そこに体と呼ばれる 化合物の働きがあったの です作がsdgsの鍵を 握る作の研究でノーベル科学 省体の中に体いっぱい入ってるんですけど それがないと多分生命は維持できない とにあるのにあまり知られていない の奥深い世界を研究する岡山理科大学の 研究力をご紹介し [音楽] ます今回のテーマは金属待ですはい宇宙 さんさん金属作体って聞いたことあります かいや全く聞いたことないですですよね 最初に出てきたルビーやサファイアの色の 違いを生み出してるのもこの金属作体って いうのが関係してるらしいんですよああ 元々は同じものなのに作尾によって色が変 るっていうことですかそうらしいですね ああもう全然想像もできないです ねでは詳しい先生にお話を聞いてみ ましょうはい岡山理科大学理学部科学科の 三ミ先生ですはいよろしくお願いします よろしくお願いしますです早速お伺いし たいんですけど錯体って何ですか作体は鉄 とかどとかあのお聞きになったことあると 思うんですがそれのイオンですね電子が 原子から取れたイオンの周りに廃止と呼ば れる例えば分かりやすいやつでいきますと アンモニアとかがあのその鉄オの周りに くっついたような化合物まそういうものを 錯体って呼んでるんですが 金属作体は中心となる金属イオとハと呼ば れる周囲の分子やイオが結合してできる 化合 物ハ師は金属イオに電子を共有し安定した 構造を作り [音楽] ます色鮮やかな色素や強力な救出 剤化学反応をけする 売太陽電池を作る手助けになっ たり有ELディスプレーなどの阻止ア 抗がん剤に利用されるなど私たちの生活の 様々なところで作待は利用されてい ます冒頭で登場したルビーとサファイアの 色の違いも体が関わってい ますコランダムの中のアルミニウムイオン の一部が酸化グロムのイオンに置き換わっ た 結果本来無職透明だったコランダムは錯体 の働きで青と緑の光の波長を吸収する性質 に変化しますこれがルビーが赤く見える 仕組み です一方アルミニウムイオが鉄イオやチタ イオに置き換わると赤い光の波長吸収する 性質に変化青や緑に見えるようになった ものがサファイヤと呼ばれてい ます私たちの身の周りでも錯体ってあっ たりするんですかあの体の中にあの血液が 流れてますよねでそこで肺で取り入れた 酸素をあの体中に送ってると思うんですが その時に石血球の中にヘモグロビンって いうのがあると思うんですけどでそこの中 にヘム鉄っていうのがいありまし中心に 金属がいて周りに物がこう取り囲んだよう なものがポルフィリン骨格っていうのもの があってまその部分がま錯体ですねそれが 肺のところで酸素を鉄で受け取ってでそれ を体中に運んでで必要なとこで離し てる宇宙さんはい慣れなかった金属作待 っていうものが少しは身近に感じられまし たか正直まだぷです ねやっぱり少し難しいですよねはいでも そんな難しい作体の研究なんですが日本で はとても盛なんです2001年にノーベル 科学省を受賞した野良二先生や2010年 に同じくノーベル科学省を受賞した鈴木明 先生も実は昨対に関する研究をされてい ましたちなみに鈴木明先生は三先生と同じ 岡山理科大学でも強弁を取られてたんです よあへえそうなんだ まだまだ知らない昨対の不思議な世界はい 三先生の研究テーマは昨対の力でsdgの 実現です研究室の様子を見てみましょう はい岡山理科大学理学部科学家三先生の 研究室 ですここでは金属策を利用してエネルギー 問題の解決に貢献する研究を行い ます三先生たちが研究のヒントとして注目 しているのは植物の工合生 [音楽] です高合生ではまず植物の葉っぱに含ま れる用力素クロロフィルが太陽の光 エネルギーを受け取り ます植物はそのエネルギーをに2酸化炭素 から様々な塔を生み出しておりその際水 から電子を取り出し酸素を生成してい ますさらに詳しくクロロフィルを観察し [音楽] ますクロロフィルはポルフィリン骨格と 呼ばれる有化合物の働きで光エネルギーを 集めてい ますきな和のような形をしていて中心に 金属異音を配置することで様々な科学的 性質を持つポルフィリン金属作待となり ます三先生たちにとってこのポルフィリン 骨格の利用が研究の重要なポイントになり まし た綺麗ですねでは三先生たちの研究を具体 的に見ていきましょう まず光エネルギーを受け取るために ポルフィリンで錯体を合成し ますそして合成した作体を規則正しくつげ てジャングルジムのように立体 化結晶でありながら細かな穴を持つ多製 範囲分子を作り ますこの穴の中に電子を的に受け取るC 60と呼ばれる炭素分子を 挿入ポルフィリンが光エネルギーを 受け取ると活性化されたマイナスの電子が C60へ移動し ますこの状態を電荷分離と言います電荷 分離状態は高いエネルギーを持つのでこれ を電気エネルギーに変換すれば太陽電池と して化学エネルギーの変換に使えば人口 工合性として利用することが可能になり [音楽] ます研究が進む中課題も見えてきまし た測定の結果他校性範囲公分子とC60を 使った方法では電荷分離の寿命はおよそ0 2秒つまり40億秒という短い時間で移動 したエネルギーが弱くなってしまうことが 分かったの です安定した電荷分離を得るにはこの数百 倍の長さの寿命が必要でした [音楽] [音楽] 頭の中で分子や原子の構造だったりこうし たらこういう反応がいくんじゃないかだっ たりそういったのが思い浮かべることが できるようになってくるんでそう1番の 魅力かなと思いますさらにまたえ経験や スキルを磨いて新しいその機能性のある 化合物やったり物質を作り出して今のその エネルギー問題だったり何かしらの手助け になればいいかな [音楽] とより効率的な人口工合生を目指して三 先生たちはこれまで使っていた八金 コロイドをやめ作体だけで光水素生成が 可能な金属作体光食開発に取り組んでい ます先生たが現開発している新しい手法で はまず中心の金属異音がそれぞれ異なる2 つのポルフィリン骨格を直接つなぎ合わせ てポルフィリンの複合体ポルフィリン ダイマーを作成し ます片方のポルフィリン亜鉛作体が光 エネルギーを受け取ると光増感剤として 働きマイナス電子をレキ レキされた電子は連結されたポルフィリン 発見作体へ移動し ます電子を受け取ったポルフィリン発見作 体は水分子から水素を発生させ ますつまりこのポルフィリンダイマーを 使えば光増感剤と水素生成触媒の2つの 機能をよりシンプルに実現できるのです まだまだ研究は初期段階ではありますが三 先生たちの取り組みは一歩ずつ人口工合生 の未来に近づいてい ますあのこういう研究者に向いてる人って いうのはどういう人だと思いますか やっぱり研究者に向いてるのはやっぱり 新しく神経化合物を作るのにま情熱があっ てはい心理って言いますかまそれを探求し たいっていうあの気持ちが強い人が向い てると思うんですがはいでさらにやっぱり 研究やっていく上ですぐにはまそういう 結果は出ませんのでなかなかえ出ない ところでもま辛抱強く粘り強くこう頑張っ てま最後に花を咲かせるようなことが できる人が研究に向いてると思うんですが じゃ三先生にとって科学の魅力とは何です か私あの専門合成ですのでまずえ作りたい ものの機能を決めてこういう機能を出した いっていうこを決めてからはいあのそれに 合うま中心金属異音とまあの金属を 取り囲むパ電子有機物を選んでで実際に 合成してあの目的とする機能性を出出せた 時にあの達成感がすごくあってで科学やっ てて良かったなとすごく思いますでは今後 の目標があれば教えてください今後の目標 は現在その金属策体の金属ポルフィリンを 使って水素発生とか光水素発生とかえ光 CO2還元とかをやってるんですがまその 辺をあの起動に乗せてどんどん成果を出せ ていけたらなと思ってます はい宇宙さん三先生の金属作problの 研究いかがでしたかはい最初は錯体って いう言葉を聞くのも初めてでなんか私にも 分かるのかなっていう心配もあったんです けど先生の説明を聞いてるうちにあこう いうなんか例えば先ほど学生さんたちです とか先生たちの研究がこう私たちの 身の回りの環境のことですとか地球のこと にえゆくゆくきっと関わっていくのかなと 思ったらすごいかっこいいなと思いました そうですよね医学部の研究っていうのは すぐに製品につがるようなものがなかなか 出てくるものではないんですけども必ず 社会の基盤にあの発展していくものが たくさん含まれてるのではいいっ点が 分かっていただけたら嬉しいなと思います はい [拍手] [音楽] [拍手] [音楽]
#岡山理科大学 #岡山理大の研究力 #今川宇宙 #金属錯体 #化学科
太陽電池や有機ＥＬディスプレイから塗料やオムツまで———
私たちの身近なモノの中には「金属錯体」が利用されています。金属錯体の研究でＳＤＧｓへの貢献を目指す岡山理科大学の研究力をご紹介します。
約3分にまとめたダイジェスト版はこちら
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◆岡山理大の研究力 特設サイト
https://www.ous.ac.jp/study/
◆本学HPトップ
https://www.ous.ac.jp/
◆化学科
https://www.ous.ac.jp/department/science/chem/
◆受験情報サイト おかりかGo！
https://www.ous.ac.jp/admission/
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