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ニュースレター

CanAppleニュース　第126号（2020.04.03）
「ドイツのXFEL施設の紹介」
超短パルスレーザーが一般的な実験装置として大学などの研究施設で利用されておりますが、X線の領域でも発展してきております。この記事では、私が働いているドイツのEuXFELの紹介したいと思います。・・・リード文つづき
CanAppleニュース　第125号（2020.03.27）
「水資源とエネルギーと私」
2030年までに世界中のすべての人が平和と豊かさを享受できることを目指す取り組みとして、SDGs（持続可能な開発目標）の知名度が向上しています。SDGsの17項目は相互に関連しており、課題解決への総合的な取り組みが必要と・・・リード文つづき
CanAppleニュース　第124号（2020.03.20）
「金属錯体と半導体の融合」
豊田中研の関澤です。私は、金属錯体と半導体を融合させた光触媒・光電極による人工光合成を主軸に研究を行っています。自己紹介を兼ねて、これまでに私が大学と会社で行ってきた金属錯体-半導体複合系を用いた人工光合成研究について・・・リード文つづき
CanAppleニュース　第123号（2020.03.13）
「光合成反応の本質とは？」
「生命の本質の問題は、その起源と発展の歴史なしには合理的に解くことができない」（A.I.オパーリン）1。今思い出してみると、それは全くの偶然であった。高校3年生になったばかりの4月、日頃新聞なんか読まないのに、ふと目に・・・リード文つづき
CanAppleニュース　第122号（2020.03.06）
「光合成反応に関連する材料を利用するために」
生物が行う光合成反応の初期段階では、タンパク質とクロロフィルなどの色素分子との複合体が大きな役割を果たしている。このような光合成生物内部ではたらく材料を人工的に利用する研究に関してここでは述べたい。・・・リード文つづき
CanAppleニュース　第121号（2020.02.28）
「アップコンバージョンは人工光合成に貢献できるか」
人工光合成研究の最前線でご活躍の先生に現在の課題を伺うと、（その一つが）長波長光を利用できないことであるという。可視光で安定に駆動する光触媒が開発されているが、利用できる光が可視光の高エネルギー側に限られてしまう。・・・リード文つづき
CanAppleニュース　第120号（2020.02.21）
「2次元、3次元、2.5次元?」
物理量と基本量（長さ、重さ、時間など）の関係性を次元という。例えば、線、平面、立体は長さに対して1次元、2次元、3次元の図形である。エネルギー変換用半導体の研究では、薄膜状の光電極は2次元、微粒子光触媒の懸濁液は・・・リード文つづき
CanAppleニュース　第119号（2020.02.14）
「使われていない太陽光を使える太陽光に」
太陽光は無限でクリーンなエネルギー源であり、私たちの生活がその光により支えられていることは言うまでもない。太陽光からエネルギーを生み出す人工光合成において、光触媒や太陽電池などを効率よく駆動させるために必要な太陽光は・・・リード文つづき
CanAppleニュース　第118号（2020.02.07）
「活性金属中心―錯体と金属表面―」
銅の色は何色？と聞かれると、大抵の人は使いこまれた10円玉の茶色を思い浮かべるのではないだろうか？中高時代に化学が好きだった人は、銅二価化合物の青緑系統の色を思い出すかもしれない。実際の単体の銅はピンク色といえる淡い色を・・・リード文つづき
CanAppleニュース　第117号（2020.01.31）
「人工光合成が脱炭素社会を実現する？！」
再生可能エネルギーの大幅な利活用拡大、この実現には現代社会の変動する消費エネ ルギーに対応可能なエネルギー供給法を実現する必要がある。再生可能エネルギーの中 で最も膨大な太陽光は、変動エネルギー源である。そのため・・・リード文つづき
CanAppleニュース　第116号（2020.01.24）
「光化学系IIの水分解反応における移動現象論」
私が大学で化学工学の講義を受けたとき、反応や分離プロセスといった単位操作ごとの物質、熱やエネルギーの収支を把握することが大切であったことを記憶しています。そこで、その収支を地球に当てはめると、外部(宇宙空間)から供給さていれる・・・リード文つづき
CanAppleニュース　第115号（2020.01.17）
「光触媒の形と表面」
鉱物博物館や鉱物図鑑ではサイコロ状の立方体や八面体，六角柱状の鉱物を見ることができる。これら鉱物の表面はツルっとしていてピカピカと光を反射するものが多い。このような鉱物の表面は原子が整然と配列している面（結晶面）が・・・リード文つづき
CanAppleニュース　第114号（2020.01.10）
「緑の惑星を支える色素・クロロフィル」
「地球は青かった」という言葉は有名だが、ガガーリンは実際には「空は非常に暗か ったが、地球は薄青色だった」と言ったらしい。それはともかく、地球は水と大気に恵 まれたブループラネットであることは紛れもない事実だろう。その一方で・・・リード文つづき
CanAppleニュース　第113号（2020.01.06）
「光触媒のやる気と学生のやる気」
「水中に懸濁した光触媒に紫外光を照射すると，水素と酸素の泡がぶくぶくと発生する・・・はずだったが，ほとんど出なかった。」これは，2003年4月に私が卒研生として配属された研究室でトレーニング実験に励んでいた際の一コマです。・・・リード文つづき
CanAppleニュース　第112号（2019.12.27）
「人工光合成と超分子化学」
「人工」的に光合成システムを構築しようとするアプローチには、おおまかに２通りあ るように思われる。ひとつは、その機能に着目して、構造はそれほど気にせず、再現し ようとする方法。天然の分子集合体とは一見似ても似つかぬ半導体を・・・リード文つづき
CanAppleニュース　第111号（2019.12.20）
「協働する光増感剤」
夏の強い日差しを浴びて力強く成長する植物を見ると、天然の光合成は本当に素晴らしいと思う。ましてや、精密に配列された数多くの機能性分子が、自らに与えられた機能（光捕集、電荷分離、電子輸送、酸化還元触媒）をきちんと発揮して、・・・リード文つづき
CanAppleニュース　第110号（2019.12.13）
「光合成からのお告げ？」
光合成ほど、広く一般に知られているのにも関わらず、定義化することの難しいものはないのではないでしょうか？高校の化学の教科書には、光合成は二酸化炭素（CO2）と水から糖類と酸素をつくる、とあります。実際には・・・リード文つづき
CanAppleニュース　第109号（2019.12.06）
「ポリオキソメタレート分子を用いた光二酸化炭素還元」
私は、ポリオキソメタレートという金属酸化物分子を用いて、水の酸化触媒の開発に携わっています。今回は、酸化ではなく、二酸化炭素の還元にも使えるという研究について紹介します。・・・リード文つづき
CanAppleニュース　第108号（2019.11.29）
「水素ラジカル？！」
新任として着任後早々に「水を分解する触媒を作りなさい」との指令を受けた。No ideaであった。No actionは御法度だろうから、水分解とは？からはじまり最近の研究動向を調べることにした。元々流行りの研究には絶対に手をつけたくない性格・・・リード文つづき
CanAppleニュース　第107号（2019.11.22）
「研究者の目標と夢」
ごく最近、研究者はテーマや目標をどうやって設定すべきかということをあらためて考える機会を持ちました。というのは、ある大学に最近設立された学部を見学をさせていただいたことがきっかけです。その大学では情報分野で著名な先生を・・・リード文つづき
CanAppleニュース　第106号（2019.11.15）
「金属と配位子の共同作業」
1つの分子触媒で水を水素と酸素に光分解する。これは、我々のような分子性触媒の研究をしている研究者がもつ夢の1つだと思います。しかし、実際には険しい断崖絶壁が幾つも立ちはだかっていて、登頂ルートさえ分からない前人未踏の頂きの・・・リード文つづき
CanAppleニュース　第105号（2019.11.08）
「光合成タンパク質一つ一つを見る」
100年ほど前、それまで多くの学者も半信半疑だった原子、分子の実在をはっきりと突きつけたのはアインシュタインのブラウン運動の理論でした。しかし、分子1 つを見る技術を手にするまでには、それからさらに数10年の時間が必要でした。・・・リード文つづき
CanAppleニュース　第104号（2019.11.01）
「光合成細菌」
光合成細菌と共に働いてきて、かれこれ20年近くになります。こんなにも続くとは思ってもいませんでしたが、今となっては光合成細菌博士と急に呼ばれても受け入れる心の準備は出来ています。光合成細菌ってなんぞ？という初見の方から、・・・リード文つづき
CanAppleニュース　第103号（2019.10.25）
「光化学反応中心、光、水、電子伝達の接触界面を如何に増やすか」
天然光合成の光化学反応中心の電荷分離の量子収率は90%以上であるため、光化学反応中心は一つの理想的な人工光合成光ナノ触媒と見なせる。「これら理想光ナノ触媒の効率を最大限に引き出せるデバイスはどの様なものか」という課題を自ら立て、取り組んできた。・・・リード文つづき
CanAppleニュース　第102号（2019.10.18）
「エネルギー利得向上への新設計」
有機半導体を水中や気相中に置いて、光照射すると光触媒作用が得られる。有機半導体の幅広い吸収波長の可変性により、可視光や近赤外光への応答も容易である。汚れの分解，消臭・脱臭，抗菌・殺菌，有害物質の除去などのいわゆる環境浄化型光触媒の形では、高効率に働くことが実証されて、・・・リード文つづき
CanAppleニュース　第101号（2019.10.11）
「なんでもルテニウム？！」
ルテニウムという元素をご存じだろうか。周期表では鉄(Fe)の下にあり、原子番号は44、原子量はおよそ101のいわゆる貴金属に属する元素である。人工光合成の研究は1970年代にはすでに活発に行われていたが、生物が利用しないこの元素は、「人工」光合成の初期の研究から使われてきた。・・・リード文つづき
CanAppleニュース　第100号（2019.10.04）
「似て非なるもの」
私が光合成研究と初めて接点を持ったのは、博士号取得のためにベルリンに行ってからです。学部・修士時代、私は生体分子素子に興味がありました。例えばコンピューターの頭脳（CPU）は非常に多くの発熱を伴いますが、それはリーク電流が生じてしまうからです。そのような背景から、シリコン半導体を超えた・・・リード文つづき
CanAppleニュース　第99号（2019.09.27）
「金属資源とCO2還元光触媒」
地球環境問題への取り組みは偽善か？これは私が学生の頃、研究室で流行った命題の一つです。我々学生は「地球のため」に日夜研究に没頭している訳ではない！という主張だったのかもしれませんが、実際、恐竜が絶滅する程の地球環境の変動が進んでも地球は困りません。我々自身のために、偶然の産物のような・・・リード文つづき
CanAppleニュース　第98号（2019.09.20）
「分子触媒開発における温故知新：CO2還元の場合」
分子触媒開発者にとって2017年は色々な発見があり、忘れられない年となりました。例えば、ポルフィリンという有機分子をまとった鉄錯体(下図)を触媒に用いて、二酸化炭素(CO2)をメタンまで光化学的に還元できることがわかりました[1-2]。この40年、研究者達はCO2に2電子を注入することにより一酸化炭素やギ酸・・・リード文つづき
CanAppleニュース　第97号（2019.09.13）
「光化学系タンパク質を生体部品として応用する」
自然界の光合成の量子収率はほぼ100%であり、その効率の良い光電変換を模倣した人工系システムの開発が盛んに行われています。一方で、光合成の反応中心である光化学系I、II（PSI、PSII）の性能を活かして直接生体部品として用いる研究に注目が集まっています。PSIとPSIIを比べた場合に、比較的頑丈でかつエネルギーの高い・・・リード文つづき
CanAppleニュース　第96号（2019.09.06）
「光合成を支える酸性脂質」
光合成反応の場であるチラコイド膜は、他の生体膜と同様に脂質二重層を基本構造とし、その中に光化学系複合体などの光合成装置が配置されています。植物の葉緑体とシアノバクテリアのチラコイド膜には膜脂質として、糖脂質であるモノガラクトシルジアシルグリセロール（MGDG）、ジガラクトシルジアシルグリセロール（DGDG）、・・・リード文つづき
CanAppleニュース　第95号（2019.08.30）
「ポルフィリンを用いたCO2還元反応」
ポルフィリンまたはその類縁体は、生物において多岐にわたって見られ、例えば、植物の葉の緑色の原因となるクロロフィルは、主にポルフィリン類縁体のマグネシウム錯体であり、捕集した太陽光エネルギーを失活させることなく長距離移動させている。また、我々の血液中で赤色の元となっているヘムもポルフィリン鉄錯体を・・・リード文つづき
CanAppleニュース　第94号（2019.08.23）
「光によるスイッチング」
有機合成の立場から見た光の利用方法に関する最近の動向を以下に紹介します。最近、反応を外部刺激によって制御することを目指した研究が着目されています。温度、圧力、超音波、pH変化、金属の配位、酸化還元、光などを外部刺激とし、これらの刺激に伴う大きな立体的・電子的構造の変化に応じて・・・リード文つづき
CanAppleニュース　第93号（2019.08.16）
「宇宙での光合成」
太陽系外惑星探査の急速な発展により、宇宙には多くの地球型惑星が存在することが明らかとなってきた。主星からの距離が適切で、惑星表面に液体の水を保持できる「生命居住可能領域」にあると考えられる惑星も、地球以外に数多く存在していることがわかってきている。系外惑星の・・・リード文つづき
CanAppleニュース　第92号（2019.08.09）
「触媒微粒子の構造制御」
我々の身の回りは半導体デバイスで溢れている。勤務先にも、出張先にも、いつでもどこでも必ず連れて行くのが愛用のスマホである。この原稿もパソコンがなければ書くことができない。そして、これらの電子機器の心臓部分を担っているのが半導体デバイスである。これは、p型半導体とn型半導体材料、そして、・・・リード文つづき
CanAppleニュース　第91号（2019.08.02）
「生化学の教科書における光合成の章」
植物やシアノバクテリア等が行う「光合成電子伝達系とエネルギー変換」は長年、生化学、生物物理学、植物生理学分野で取り扱われてきた研究分野ですが、最近、工学や物理学など、幅広い専門分野の研究者の参画が増え、広い視点で研究が・・・リード文つづき
CanAppleニュース　第90号（2019.07.26）
「人工光合成ふたたび」
ＴＯＴＯの徳留です。企業、しかも陽の当たる必要のないトイレを扱う会社の人間が人工光合成？と思う方も多いですよね。実は当たらずも遠からずの世界にいますので、拙文ながら自己紹介を兼ねて現在の研究内容を説明させていただきます。・・・リード文つづき
CanAppleニュース　第89号（2019.07.19）
「太陽光と酸素による化学品生産は実現するか？」
触媒の分野に飛び込んでから約10年，細々とではあるが研究を続けてきた見栄なのか…最近，とある財閥系総合商社のエネルギー部門の方へ自己紹介した際に，「太陽光と酸素だけで化学品を作る研究をしています」と言ってしまい，「そんなことできるんですか？」と驚かれ，・・・リード文つづき
CanAppleニュース　第88号（2019.07.12）
「励起子の電荷分離の基礎機構と太陽光の効率利用」
人工光合成と呼ばれているものとして、１）太陽電池の起電力を水の電気分解等で化学エネルギーに変換するもの、２）本多-藤嶋効果に端を発する固液界面を利用した光触媒、３）光誘起電荷分離を起こす人工分子会合体等があり、４）藍藻の培養等による天然光合成系の効率的な活用も広い意味での・・・リード文つづき
CanAppleニュース　第87号（2019.07.05）
「光合成にとって太陽光とレーザー光は同じか？ 」
生命が38億年の歳月をかけて育んだ光合成アンテナは，輻射総量は莫大であるが，輻射密度が希薄な太陽光フォトンを上手く受け止め，100%近い効率で有効利用できる自然が創造した英知の宝庫である．光合成初期過程には，フェムト秒からピコ秒という超短時間で生じる電子・分子振動コヒーレンスやエネルギー移動・・・リード文つづき
CanAppleニュース　第86号（2019.06.28）
「人工光合成のイメージ」
2003年に人工光合成は太陽エネルギーを利用してクリーンな発電、燃料生産、炭素回収に関する多様な新規研究アプローチをひとまとめに示す傘のような概念として定義された。その後、3.11 FUKUSHIMA、そして光化学系II複合体の・・・リード文つづき
CanAppleニュース　第85号（2019.06.21）
「光化学系II蛋白質の結晶構造に基づく水分解反応機構の理解を目指して」
植物や藻類が行う光合成反応は，動物の食物となる炭水化物と共に，呼吸に必要な酸素ガスを与えてくれる．この酸素ガスの発生は，光化学系II 蛋白質(PSII)による水分解反応に由来している．ちなみに，PSII の本来の役割・・・リード文つづき
CanAppleニュース　第84号（2019.06.14）
「光合成と酸素」
酸素発生型光合成では、反応の副産物として酸素分子 (O2) が発生する。一方、太陽光は光合成生物にとってしばしば過剰であり、余剰な光エネルギーや電子が細胞内のO2へと渡ると、有害な活性酸素 (Reactive Oxygen Species, ROS) が生じる。・ ・リード文つづき
CanAppleニュース　第83号（2019.06.07）
「人工光合成への期待」
我々の研究室には「炭素循環系観察器」という名の水槽があり、ここでは数種類の植物と小エビ達が共存しています。厳密に言えば、水(H2O)のろ過装置などがあるため完全に自立した系ではありませんが、光を当てると植物は酸素(O2)の泡を・・ ・リード文つづき
CanAppleニュース　第82号（2019.05.31）
「機能を持つ小さな粒を「膜」にして...」
最近の「人工光合成」には縁遠いにもかかわらず、本ニュースレターに寄稿させていただく機会を得た。若干の戸惑いは隠せないものの、とてもありがたく思う。 さて、私の「人工光合成」の原体験は、学生の頃、身近に触れた、光合成モデル化合物・・ ・リード文つづき
CanAppleニュース　第81号（2019.05.24）
「層状複水酸化物は光触媒として機能するか？」
層状複水酸化物はLayered Double Hydroxideの訳で，「層状」の構造を持つ粘土化合物の一種であり，「複」数の価数の陽イオンを含む「水酸化物」です．一般的には，その頭文字をとってLDHと略されます．LDHの構造は“水酸化物シートを構成する陽イオンの一部を別の価数を持つ陽イオンで置換したシートは正電荷を持つため・・ ・リード文つづき
CanAppleニュース　第80号（2019.05.17）
「緑色でないとダメですか?」
光合成反応にとって必須である光エネルギーは、主にクロロフィルと呼ばれる色素によって吸収されます。クロロフィルは植物が緑色を呈する要因の一つですが、すべての光合成生物が緑色をしているわけではありません。色の違いは集光性アンテナと呼ばれるタンパク質に結合した色素の違いによります。もし他の生物が使わない・・ ・リード文つづき
CanAppleニュース　第79号（2019.05.10）
「酸化物界面に接合可能な被覆型共役分子」
近年，高度に機能化された有機π共役化合物を無機基板表面に修飾した有機-無機ハイブリットデバイスが達成されています。しかし，通常は共役部位間のπ-π相互作用による凝集を回避するために，希薄条件やマトリックスを用いた低密度な修飾が行われており，物性向上のための高密度な分子接合は困難であります。・・ ・リード文つづき
CanAppleニュース　第78号（2019.05.03）
「強い光合成電子伝達チームを編成するには?」
広島生まれなので素直に昨年の広島東洋カープの快進撃がうれしい。以前は弱かったのになぜ勝てるチームに変貌したのか？カープは予算不足でスター選手を集めることが出来ない。評論家が分析するに，ポイントを絞った人材育成が功を奏しているらしい。私が興味をもつ光合成電子伝達も，チームプレーの化学反応である。・・ ・リード文つづき
CanAppleニュース　第77号（2019.04.26）
「座標誤差に基づいた酸素発生触媒Mn4CaO5クラスターの結合距離議論」
2011年、放射光施設SPring-8を利用して太陽光エネルギーを吸収して水から酸素を作りだす藻類由来の酸素発生触媒「Mn4CaO5クラスター」の詳細な立体構造が明らかとなり、現在植物・藻類の酸素発生機構の解明、そしてMn4CaO5クラスターの構造を模倣した人工錯体研究のため、・・ ・リード文つづき
CanAppleニュース　第76号（2019.04.19）
「光合成セミナー2018」に参加して
7月21日(土)、7月22日(日)の2日間、光合成セミナー　反応中心と色素系の多様性（神戸大学百年記念会館）に参加いたしました(http://www.bio.sci.osaka-u.ac.jp/~ohoka/photosyn_seminar/page02.html)。開催の目的は「光合成に関して、物理学、化学、生物学を融合した討論を行う。光合成の進化・・ ・リード文つづき
CanAppleニュース　第75号（2019.04.12）
天然は非対称がお好き?
天然の光化学系反応中心複合体は、光合成細菌の光化学系I型反応中心を除き、全てがヘテロダイマー構造のコアタンパク質をもつ「ヘテロダイマー反応中心」です。ヘテロダイマー反応中心はホモダイマー構造のコアタンパク質をもつ「ホモダイマー反応中心」から進化したと考えられています。その歴史は極めて古く、・・ ・リード文つづき
CanAppleニュース　第74号（2019.04.05）
光合成研究の周辺
このニュースにわざわざ書くまでもない事であるが、現在、光合成に注目が集まっている。とは言うものの、注目している人々の全てが、光アンテナ中でのクロロフィルの美しい配列や、OECの歪んだ椅子構造に興味を持っているわけではなく、むしろ、環境問題やエネルギー問題の一部として捉えられた・・ ・リード文つづき
CanAppleニュース　第73号（2019.03.29）
ブラックシリコンの光機能
光―物質・エネルギー変換の効率向上において、「光子の有効利用」は重要なアプローチの一つであろう。光子と物質の相互作用確率を向上させる手段として、貴金属の局在表面プラズモンの利用が真っ先に思い当る。確かにプラズモンが発揮する、千倍以上の電場増強効果能は魅力的であるし、・・ ・リード文つづき
CanAppleニュース　第72号（2019.03.22）
効率の良い光捕集とは
初めて見たときは嘘だと思いました。あまりにも美しすぎるー ここでは妻の話ではありません。光合成光捕集アンテナのＸ線構造です。自然界にあることが不自然と思えるほど、完璧なまでに人工的な美しさで配列しているように見え、生き物にはここまでできるかと畏怖の念を覚えました。・・ ・リード文つづき
CanAppleニュース　第71号（2019.03.15）
水を酸化する
「光合成は、Zスキームと呼ばれる電子の流れで表されます。水の酸化はその流れの第一段階で、光合成系全体に電子を供給する重要な反応です。」これは、私が大学教員になりたての頃、私の学生が学会で研究発表を行ったときの冒頭の一節である。近年では、人工光合成も社会的に認知され、水の酸化触媒の開発が・・ リード文つづき
CanAppleニュース　第70号（2019.03.08）
近赤外光を如何に利用するか
再生可能エネルギーシステム、人工光合成の実用化のためには、無尽蔵に存在する、太陽光に多く含まれる可視光・近赤外光領域の低エネルギー光を有効利用することが重要となっている。光触媒や人工光合成の研究においても、可視光応答する材料の開発が広く行われている。しかし、通常利用する光（通常光）を用いた光化学反応では、・・ リード文つづき
CanAppleニュース　第69号（2019.03.01）
分子性ナノシートの新展開
究極的な厚さが単原子層に達する二次元物質「ナノシート」の主流は結晶性層状化合物を由来とする無機ナノシートであり、これを活物質とするエレクトロニクス・スピントロニクス・フォトニクスがブレイクスルーをもたらすべく精力的に研究されている。一方、有機分子・金属イオンから二次元構造を直接紡ぎ上げる・・・ リード文つづき
CanAppleニュース　第68号（2019.02.22）
人工光合成と太陽電池の協調（1）
パリ協定が発効し、批准国である日本は、2050年以降「CO2排出実質ゼロ」を念頭にした長期低排出発展戦略を2020年までに策定・提出する責務を負っています。京都議定書と異なり、各国ごとのCO2排出削減義務は直接には課されていませんが、その現実的な発展戦略自体の策定自体も決して容易ではありません。・・・ リード文つづき
CanAppleニュース　第67号（2019.02.15）
電子移動と分子配向
水と太陽光からエネルギー資源（水素等）を作り出すには、光吸収により電子と正孔を、それぞれ還元触媒と酸化触媒へ供給する必要がある。増感色素を利用した系で考えれば、光励起状態となった色素は還元触媒へ電子を、酸化触媒へ正孔を渡す必要がある。では、この方向性のある電子移動過程をどのように・・・ リード文つづき
CanAppleニュース　第66号（2019.02.08）
光合成の飽和曲線
ハイキングなどで日当たりのよい草原の中を歩いていると、イネ科の草が細長い葉を斜め上方に向けて出しているのをよく見かけます。一方、道がうっそうと茂った森の中に入っていくと、暗い林床には、地面に平行な葉をつけた植物が多く観察されます。明るい環境と暗い環境に育つ植物の、このような葉のつけ方の差は、・・・ リード文つづき
CanAppleニュース　第65号（2019.02.01）
人工光合成のための光と水と気体の経路
高活性の光触媒材料のライブラリや設計指針は、先のニュースレターに紹介されているように、かなり解明されてきている。そこで、実用化のために必要なスケールアップ戦略として、化学工学的な観点から光と物質の供給経路を考慮した反応系を考えてみる。・・・ リード文つづき
CanAppleニュース　第64号（2019.01.25）
人工光合成って何ですか？
先日就職活動に励んでいる卒研生数名から、「『人工光合成ってなんですか？』と面接官から聞かれたのですが、どう答えれば一番よいですか？」と質問されました。これは、化学系企業はもちろんのこと、化学とは関係ない他業種の会社の面接でも質問されたようです。「人工光合成」は異分野の方々にとっても目が引かれる言葉なのだと・・・ リード文つづき
CanAppleニュース　第63号（2019.01.18）
電子が先かプロトンが先か：光合成水分解反応のメカニズム
天然光合成の水分解触媒であるMnクラスター（Mn4CaO5）の構造は、少なくとも暗中で安定な状態（S1状態）については、高分解能X線結晶構造解析により、ほぼ明らかとなったものの、実際の水分解・酸素発生反応の機構については、未だ解明には程遠い状況にある。一見、Mnクラスターを４回酸化してホールを溜めておいて・・・ リード文つづき
CanAppleニュース　第62号（2019.01.11）
太陽光フォトン・・・って何？
井上晴夫先生を代表とする新学術領域研究「人工光合成」が多くの実りある成果を上げて平成28年度で終了しました。幸いな事に、沈先生を代表とした、新たな新学術領域研究「革新的物質変換」が採択され，人工光合成研究に関する新たな挑戦が許される事となりました。この新学術領域研究には、２つの大きな柱があります。・・・ リード文つづき
CanAppleニュース　第61号（2019.01.04）
「炭酸水」と「二酸化炭素水」の違い
皆様は、日ごろ慣れ親しんでいる「炭酸水」というものが、実は「二酸化炭素水」と呼ぶ方が化学的には適切であることをご存知でしょうか？確かに、「炭酸水」は高圧の二酸化炭素ガスを水に吹き込むことによって作られ、実際、液性は酸性になりますが、理科の授業で習うような典型的な酸である塩酸が示す酸性とは・・・ リード文つづき
CanAppleニュース　第60号（2018.12.28）
山の陰で人工光合成研究
私の所属する島根大学は、その名の通り島根県に設置されており、鳥取県と共に「山陰地方」に分類されています。シンポジウム等で人工光合成研究を重視している事を説明しますと、「島根県は、山の陰で日照時間が少ないのでは・・・」と苦笑コメントをされる事もありますし、地域の高校生からは、・・・ リード文つづき
CanAppleニュース　第59号（2018.12.21）
ナノ材料と人工光合成
光触媒を用いて太陽光を化学エネルギーに変換する試みは、クリーンで持続的なエネルギー供給プロセスとして大きな注目を集めている。半導体ナノ粒子は、有力な光触媒であり、その触媒活性を制御するために様々な半導体ナノ粒子の・・・ リード文つづき
CanAppleニュース　第58号（2018.12.14）
太陽光発電を利用した水素・メタン生産
宮崎県では、快晴日数が全国第2位、日照時間と平均気温が全国第3位とトップクラスであることから「日本のひなた」というキャッチフレーズが付いている。まさに太陽光に恵まれた環境ということで、宮崎大学工学部では、特色ある研究の・・・ リード文つづき
CanAppleニュース　第57号（2018.12.07）
光を使わない生態系
毎日、私たちが目にする光景は、光合成によって支えられている生態系です。一方で、地球上には、光エネルギーから隔離された生態系もあります。それは、今から40年程前のガラパゴス沖の海底調査によって見つかった深海熱水噴出孔（チムニー）に・・・ リード文つづき
CanAppleニュース　第56号（2018.11.30）
珪藻の魅力
現在の地球上にたくさんの生命が存在するのは、世界各地に化石として残っているストロマトライトを形成したシアノバクテリアが、光合成により太古の昔に大気中に多くの酸素を放出し、大気中の酸素濃度が上昇したためであると・・・ リード文つづき
CanAppleニュース　第55号（2018.11.23）
光を利用した有機合成
合成ポリマーの場合、ポリエチレン、ポリプロピレンなど単一のモノマー組成を持つものや、PETやナイロンなど二種類のモノマーの重縮合体が材料として主流です。これに対して自然界では、DNAやたんぱく質など様々な機能を持つ・・・ リード文つづき
CanAppleニュース　第54号（2018.11.16）
「日本光合成学会」
日本光合成学会（The Japanese Society of Photosynthesis Research）は光合成の基礎および応用分野の研究発展を促進し、研究者相互の交流を深めることを目的とする学会です。本会のおもな活動は、毎年5月の年会開催で・・・ リード文つづき
CanAppleニュース　第53号（2018.11.09）
「人工光合成と天然光合成研究の関係性」
地球誕生から現在までの期間を1年間として換算して考えてみると、人類の祖先の出現は大晦日の午後6時30分、産業革命は大晦日の午後11時59分58秒くらいに対応します。この換算では、光合成を行う生物の誕生は3月末ごろに対応します。・・・ リード文つづき
CanAppleニュース　第52号（2018.11.02）
「新たなコンセプトの光還元反応を目指して」
二酸化炭素光還元分野の研究に参画し、約7年が過ぎようとしています。丁度年度の変わり目に原稿の執筆を依頼されましたので、初心に帰る意味で少しこれまでの研究を振り返ってみたいと思います。・・・ リード文つづき
CanAppleニュース　第51号（2018.10.26）
「化学のBig Questions」
Does chemistry have any big questions left? ― 2006年、Nature誌はこんな問いを投げかけました [1]。物理学の「宇宙はどのように始まったのか？」や生物学の「生命とは何か」のような解決すべき大きな問題があるのか？と。マルセラン・・・ リード文つづき
CanAppleニュース　第50号（2018.10.19）
「酵素固定のためのプラットフォーム」
天然の光合成系では、光エネルギーを利用して、最も安定な化合物の一つである水から電子を引き抜き、酸素を作る。その際取り出された電子はCO2を還元するために利用され、光エネルギー物質である糖の合成に使われる。この反応を行うためには、・・・ リード文つづき
CanAppleニュース　第49号（2018.10.12）
「固液界面の可能性」
人工光合成は「夢の反応」と言われ、世界中で活発に研究されている。私はその中で半導体光触媒材料を電極化した光電極の研究を行ってきた。本稿では自分のバックグラウンドと、私の感じる固液界面の面白さについて簡単に述べさせていただく。・・・ リード文つづき
CanAppleニュース　第48号（2018.10.05）
「光捕集作用の効率を上げるには」
光合成初期過程では太陽光のエネルギーを効率よく集める光捕集作用が働いている。これを担う物質はアンテナ色素分子と呼ばれており、カロテノイドはその代表である。ここでは光合成細菌の光捕集作用を例として、その効率について・・・ リード文つづき
CanAppleニュース　第47号（2018.09.28）
「犠牲試薬ってなに？」
分子触媒ネットワークでは、様々な機能性分子を協同作用させることにより、人工光合成を構築しようとしています。気の遠くなりそうな話かもしれませんが、光合成がクロロフィルや光合成系Ⅰ,Ⅱといった多数のタンパク質群が協同作用する・・・ リード文つづき
CanAppleニュース　第46号（2018.09.21）
「電極上での光合成反応」
｢クロロフィルは光合成をする色素｣だと理科の時間に聞いた。｢あの緑のヤツね。水と二酸化炭素と光で糖ができるらしいが、クロロフィルは何をしているんだろう？｣当時は生物の教科書を眺めても全く理解できず、興味も持てず。その仕組みを・・・ リード文つづき
CanAppleニュース　第45号（2018.09.14）
「光化学系超複合体の機能解明」
屋外で光合成反応のエネルギー源となるのは太陽光ですが、光合成生物にとっては、この太陽光が最大のストレス源ともなり得ます（光傷害）。過剰な太陽光が降り注いだ時、あるいは、太陽光を吸収することにより得た励起エネルギーを・・・ リード文つづき
CanAppleニュース　第44号（2018.09.07）
「光化学系Ⅱとβカロテン」
光合成の中核をなす電荷分離を担うのは、葉緑素、クロロフィルである。一方、知名度は落ちるがカロテノイドも代表的な光合成色素である。近年、カロテノイドの欠損により、光化学系II（PSII）複合体に重篤な機能不全が起こる事が・・・ リード文つづき
CanAppleニュース　第43号（2018.08.31）
「カーボンをできるだけ多く使った有機系太陽電池」
有機系太陽電池に用いる材料をどんどんカーボンリッチ化していくとどうなるか．フラーレンやカーボンナノチューブなどのカーボン材料は水にも安定で，水素製造などの人工光合成との接点が見えてくるのではないかと期待しています。・・・ リード文つづき
CanAppleニュース　第42号（2018.08.24）
「細胞は小さな電池」
和英辞典で「電池」の項を引くと“battery”の他に“electric cell”という訳語が出てくる。このelectric “cell”というのは、電気の詰まった小さな円筒状の容器というイメージから来るものなのだろうが、生物学で言う（一般的にも？）cellは・・・ リード文つづき
CanAppleニュース　第41号（2018.08.17）
「研究は人との出会い」
高エネルギー加速器研究機構（KEK）物質構造科学研究所の足立伸一です。先日、さきがけネットワークご担当の京都大学・寺村謙太郎先生から原稿の執筆依頼をいただきました。何を書こうかとかなり悩んだのですが、執筆内容は執筆者にお任せ・・・ リード文つづき
CanAppleニュース　第40号（2018.08.10）
「新しい光捕集系材料の探索と人工光合成への展開」
新学術領域「人工光合成」では、A01班「光捕集機能を有する人工光合成システム」の班員として４年間公募研究を行い、主に２つのテーマについて研究を進めました。一つは「グラフェン／ペプチド複合体を用いた巨大光捕集系の構築」（図１）、・・・ リード文つづき
CanAppleニュース　第39号（2018.08.03）
「水素はどこから発生する？」
半導体粉末を用いた水分解光触媒の研究が始まって約35-40年が経過した。太陽光と光触媒を用いた水からの水素製造は現在でも大きな研究対象である。光触媒の開発において、適切なナノ粒子（助触媒）担持が非常に重要な役割を果たす。・・・ リード文つづき
CanAppleニュース　第38号（2018.07.27）
「水の酸化触媒活性を示すポリオキソメタレート」
人工光合成研究において水の酸化反応の効率を上げることは最重要課題の1つです。有機金属錯体、金属、金属酸化物など様々な水の酸化触媒が研究されています。私は、ポリオキソメタレート(Polyoxometalate: POM)と呼ばれる分子性の・・・ リード文つづき
CanAppleニュース　第37号（2018.07.20）
「光合成明反応と暗反応の仲人、NADP+」
皆様は、生物無機化学(bioinorganic chemistry)という研究分野があることはご存知でしょうか？一見、奇妙な名前のようにも思えますが、これは生物無機化学の成り立ちと関係しています。有機物は人の手によっては作ることができないと・・・ リード文つづき
CanAppleニュース　第36号（2018.07.13）
「リケジョイベントを通して」
平成28年8月28日、女性の職業生活における活躍の推進に関する法律、女性活躍推進法が成立した。この法律は、働く場面で活躍したいという希望を持つすべての女性が十分能力を発揮できる社会を実現するために制定されたもので、女性採用比率の・・・ リード文つづき
CanAppleニュース　第35号（2018.07.06）
「新しい光触媒を見つける」
中学や高校の理科で周期表を習ったことがあると思います。周期表は元素について多くの情報を提供してくれます。光触媒材料を開発する上でも，無くてはならないものです。今までに光触媒として報告されている化合物を構成している元素について・・・ リード文つづき
CanAppleニュース　第34号（2018.06.29）
「生体触媒機能を最大限に利用するには」
人工光合成研究の歴史を見てみると有機色素と生体触媒を組み合わせた研究も長年続けられていることをCanAppleニュースの酵素エンジニアネットワーク紹介時に述べさせていただきました．二酸化炭素をギ酸に還元する反応を触媒する・・・ リード文つづき
CanAppleニュース　第33号（2018.06.22）
「人工光合成過程を実時間で解析する」
人工光合成過程は、光励起により生じる高いエネルギー状態を経由し、多電子が関与する酸化還元過程であることから非常に複雑なものになります。このような過程を解析するためには、高い時間分解能を有し、なおかつ多くの・・・ リード文つづき
CanAppleニュース　第32号（2018.06.15）
「まだまだ進化する半導体光触媒」
人工光合成を指向した水分解半導体光触媒の研究では、1) 太陽光に含まれる可視光を吸収できる半導体の開発、2) 光励起キャリアの効率的移動を可能にする半導体構造・物性の実現、3) 水の酸化還元を効率良く進行する触媒活性サイト・・・ リード文つづき
CanAppleニュース　第31号（2018.06.08）
「炭素の取扱いはバイオで」
人工光合成には、大きく分けて、光エネルギー捕集ユニットと、光エネルギー変換ユニット、化学合成ユニットの３つがある。それぞれのユニットには様々な技術が存在し、その組み合わせで、多様なシステムを構築できる。例えば、・・・ リード文つづき
CanAppleニュース　号外（2018.06.05）
「井上晴夫先生 Porter Medal受賞」
この度、CanAppleの共同代表である井上晴夫先生（首都大学東京）がPorter Medal 賞を受賞されました。Porter Medal賞は George Porter先生（1967年ノーベル賞）を記念して創設された国際賞で、光化学の分野で特に顕著な業績をあげられた研究者に2年に一度贈呈される大変名誉な賞です。今回の受賞を皆様にお知らせすると共に、この場をお借りして、井上晴夫先生に心よりお祝い申し上げます。 Porter Medal賞 web site: http://www.portermedal.com/index.html
CanAppleニュース　第30号（2018.06.01）
「溶媒和の速度に依存しない超高速の電荷分離反応」
光誘起電荷分離(CS)反応は、光合成の初期過程のひとつでもあり、光エネルギー変換には欠かせない化学プロセスである。その反応速度がどのような要因によって決定するのか解明するため、昔から多くの研究がなされている。・・・ リード文つづき
CanAppleニュース　第29号（2018.05.25）
「水を電子源とする二酸化炭素の光還元とは？」
最近，水を電子源として二酸化炭素から有用な化学品（例えば，メタノールやメタン）などに変換することが可能となったと報告する論文が増えている．そこで，再現性を確かめてみると，まったく反応が進行しないか，もしくは多量の水素と・・・ リード文つづき
CanAppleニュース　第28号（2018.05.18）
「人工光合成とメタン生産」
人工光合成で燃料物質を生産するには、二種類の反応を考える必要があります。ひとつは光エネルギーを使って水を分解し、電子を取り出す反応です。もうひとつは得られた電子を物質生産に利用する反応です。・・・ リード文つづき
CanAppleニュース　第27号（2018.05.11）
「光触媒上の反応する場所を造り分ける」
私は某大学で、ビタミンB12人工酵素（國武豊喜先生が発見したことで有名な人工二分子膜誘導体と私が開発した疎水性ビタミンB12によって構成されています。）の研究で学位を取り、すぐに出身研究室で大学教員となりました．その際・・・ リード文つづき
CanAppleニュース　第26号（2018.05.04）
「人工光合成の補助電池としてのロドプシン」
天然の光合成では、光化学系ⅠとⅡの連携により、水を電子源として、還元力となるNADPHを合成するというZスキームが完成しています。さらに、その際にプロトン濃度勾配を形成し、生体エネルギー通貨とも呼ばれるATPを合成しています。・・・ リード文つづき
CanAppleニュース　第25号（2018.04.27）
「みそ汁の海藻と海中の光」
採れたばかりのワカメは黒っぽい褐色に見えるが、味噌汁を作ろうとワカメを熱湯に入れると、急に鮮やかな緑色になる。これは、光合成アンテナというタンパク質に結合していたフコキサンチンが、タンパク質から解離することによる。・・・ リード文つづき
CanAppleニュース　第24号（2018.04.20）
「結論ありき、にならない」
「photosystem II (PSII)の水分解触媒部位の構造は、2011年に初めてMn4CaO5と同定されるに至りました。Mn4CaO5の形状は「歪んだ椅子」にたとえられます。この形状を見れば、3つのMn原子だけでなく、（酸素発生に必須である）Caにも・・・ リード文つづき
CanAppleニュース　第23号（2018.04.13）
「光合成と窒素固定の両立形式の多様さを見る細胞個別の分光学」
「なぜ多くの動物は体内で光合成をしないのか」と、ある学生から質問されたことがあります。人間を含む多くの動物は他の生物が作った栄養を奪うことに磨きをかけてきました。人間には奪うだけではなく、持続可能なエネルギーを作り出す能力が・・・ リード文つづき
CanAppleニュース　第22号（2018.04.06）
「百聞は一見にしかず!?」
概要：近年の構造解析技術の急速な進展によって、実際に反応が行われる場であるタンパク質複合体の超分子構造が、色素や酸化還元コファクターの精密な配置まで見えるようになっています。一方、生体内においては、いわゆる・・・ リード文つづき
CanAppleニュース　第21号（2018.03.30）
「人工光合成研究について思うこと」
先の人工光合成に関する新学術領域研究(AnApple)に４年間お世話になり、おかげさまで、私たちが行ってきたCO2の光還元や水素発生に関する研究もようやく面白くなりつつある。私はこれまで金属錯体化学を主たる専門分野として・・・ リード文つづき
CanAppleニュース　第20号（2018.03.23）
「光触媒を薄くしてみると」
水分解光触媒の反応モデルとして、図１に示すようなポンチ絵を良く目にする。光励起によって生成した電子と正孔が、それぞれ水を還元、酸化して水素と酸素を発生するモデルである。これだけを見ると、この反応は非常に簡単に見えるが、・・・ リード文つづき
CanAppleニュース　第19号（2018.03.16）
「太陽光を使った水素製造の世界記録への挑戦」
世界記録という言葉にはインパクトがある。スポーツ好きな私は陸上競技やスケートなどで世界記録が出るとワクワクする。スポーツに興味がない方でもウサインボルトが何をやってのけたかを知らない人はあまりいないはずだし、何か鼓舞される・・・ リード文つづき
CanAppleニュース　第18号（2018.03.09）
「光合成ネットワークより」
光合成ネットワークから二つ目のニュースレターです。今回は、「光合成生物の多様性」について簡単に紹介します。光合成生物と言えば多くの人が青々とした植物を思い浮かべると思います。光エネルギーを還元力へ変換する光合成初期過程に・・・ リード文つづき
CanAppleニュース　第17号（2018.03.02）
「人工光合成と化学研究」
もちろん大学や研究機関における研究は、そのPI (Principal Investigator) が自由闊達に進めるべきである。奥深い基礎研究でも、実用に結びつく応用研究でも、そのPIが最大の力を発揮できる形態で行われるべきだと考える。・・・ リード文つづき
CanAppleニュース　第16号（2018.02.23）
「加速器を使ったX 線分子動画撮影について」
光化学反応における高速な構造変化を可視化するため、現在、様々な実験的アプローチによる試みが行われています。その中で今回は、近年急速に発達してきた、放射光X線やX線自由電子レーザー(XFEL)を用いた、X線分子動画撮影技術について・・・ リード文つづき
CanAppleニュース　第15号（2018.02.16）
「半導体単結晶の進展」
名古屋工業大学の加藤正史と申します。私はもともと電子デバイス用半導体の研究をしていたのですが、AnAppleの公募班員として参画させていただいて、人工光合成の分野を勉強させていただきました。・・・ リード文つづき
CanAppleニュース　第14号（2018.02.09）
「ニュースレターネットワークの紹介」
CanAppleニュース第6号での「光合成で発生する酸素は何から作られるか？　水、それとも、二酸化炭素？」という質問を覚えているでしょうか？　多くの人は、「二酸化炭素」、あるいは「どちらとも言えない」と答えるのではないでしょうか。・・・ リード文つづき
CanAppleニュース　第13号（2018.02.02）
「分子触媒ネットワークの紹介」
人工光合成研究において、水分解もしくはCO2を還元するための主役を演じるのが光触媒である。光触媒反応系を大きく区分すると、光触媒として半導体を用いた不均一系、金属錯体等を用いる、もしくは一部酵素を活用する均一系になるだろう。・・・ リード文つづき
CanAppleニュース　第12号（2018.01.26）
「光化学系II（PSII）のモノマーとダイマーにおける光合成初期過程の比較」
時間分解分光法による光化学系II (PSII)蛋白質複合体のモノマーとダイマーの比較について簡単に報告する。過渡吸収スペクトルの時間変化を観測しても、モノマーとダイマーの差はまったく見られない。・・・ リード文つづき
CanAppleニュース　第11号（2018.01.19）
「反応機構から水の酸化触媒を組み立てる」
人工光合成とは、
　①太陽光をエネルギー源とする
　②水を原料とする
　③上り坂反応で有用生成物を得る
の三つの条件を満たす反応系と定義されています。・・・ リード文つづき
CanAppleニュース　第10号（2018.01.12）
「火の無い所に煙が･･･？」
「火の無いところに煙は立たぬ」という諺の本来の意味は，「まったく根拠がなければうわさは立たない。うわさが立つからには，なんらかの根拠があるはずだということ。」らしいですが，人工光合成とは，端的に言うと「火のないところに煙を立てる」技術開発のことではないでしょうか･･･？・・・
CanAppleニュース　第9号（2018.01.05）
「太陽電池ネットワークの紹介」
人工光合成の研究を主体としたCanAppleの中で「太陽電池ネットワーク」が発足することになった。井上先生からこのネットワークの代表就任の打診があった際に、少し戸惑いながらも謹んで受けさせていただいた。・・・リード文つづき
CanAppleニュース　第8号（2017.12.29）
「粉末系光触媒の謎と可能性」
水に混ぜて太陽光に当てると水素が発生する光触媒が注目を集めている。この光触媒の面白さは、粉末が一種の太陽電池として機能するので、安いコストで“水の電気分解”を起こせることにある。・・・リード文つづき
CanAppleニュース　第7号（2017.12.22）
「酵素エンジニアリングネットワーク」
太陽光を利用する再生可能エネルギーシステム、人工光合成の実用化を目指すカーボン・エネルギーコントロール社会協議会(CanApple)が発足し、いよいよ活動が開始されました。この協議会の中での 酵素エンジニアリングネットワークの内容をご紹介いたします。・・・リード文つづき
CanAppleニュース　第6号（2017.12.15）
「光合成ネットワークより」
今回は、光合成ネットワークからの初めてのニュースレターですので、今回は、「光合成」について簡単に紹介させていただきたいと思います。皆さんは、「光合成とはどんな反応ですか？」と尋ねられるとどのように答えますか？・・・リード文つづき
CanAppleニュース　第5号（2017.12.08）
「CanApple役員一覧」
CanApple の役員をお知らせいたします。 この度、新たにCanAppleのAdvisory Board、監事として次の方々にご就任頂くことになりました 。・・・リード文つづき
CanAppleニュース　第4号（2017.12.01）
「カーボンコントロールと人工光合成」
人類は18 世紀後半の産業革命までは、主に植物の光合成産物である薪を燃やしてエネルギーを得ていた。緑色植物が営む光合成は、光のエネルギーを利用して二酸化炭素(CO2)と水(H2O)から炭水化物((CH2O)n)を生成してエネルギーを貯める。・・・リード文つづき
CanAppleニュース　第3号（2017.11.24）
「人工光合成とは何か」
CanAppleニュース　第2号（2017.11.17）
「金魚鉢と地球」
CanAppleニュース　第1号（2017.11.10）
「人工光合成の実現を目指す『カーボン・エネルギーコントロール社会協議会(CanApple)』設立のご挨拶 」