BMWに「ほぼ接着剤で組み立てられているクルマがある」と聞いて、どう思う…？すでに産業界で急速普及中も、じつは「謎だらけ」の接着剤（ブルーバックス探検隊,深川 峻太郎）
あの人気シリーズが本になった！ 「冷やすメカニズム」を根底から覆す冷蔵庫、意外な魚のおかげで完成した高温でも触れるレンガなど、なぜできたの？ どうやって働くの？ と、思わず頭をかしげてしまうようなびっくり発明の数々をご紹介してきた、本サイト人気連載「さがせ、おもしろ研究！ ブルーバックス探検隊が行く」。 なんと、1世紀半近くにもわたって日本の産業支えてきた「産業技術総合研究所」の全面協力のもと、この度、『「あっぱれ！ 日本の新発明 世界を変えるイノベーション』として刊行されました！ それを記念して、厳選おもしろ発明をご紹介します。 今回は、接着剤です。じつは、なじみの日用品である接着剤ですが、じつは、ものとものをくっつけるしくみは、いまだ謎なのだとか。この「くっつくしくみ」の研究をレポートします。 意外に多い「じつは、わかっていないこと」 「飛行機はなぜ飛ぶのか」は、じつは、いまだにちゃん
“牛乳”でマザーボードから「金」を取り出す方法 純度90％以上金塊22カラット相当の抽出に成功
このコーナーでは、2014年から先端テクノロジーの研究を論文単位で記事にしているWebメディア「Seamless」（シームレス）を主宰する山下裕毅氏が執筆。新規性の高い科学論文を山下氏がピックアップし、解説する。 Twitter: ＠shiropen2 スイスのETH Zurichに所属する研究者らが発表した論文「Gold Recovery from E-Waste by Food-Waste Amyloid Aerogels」は、牛乳を利用して古いコンピュータのマザーボードなどの電子廃棄物（E-waste）から金やその他の金属を抽出する方法を提案した研究報告である。 廃棄したコンピュータのマザーボードには、金やその他の重金属が豊富に含まれており、金を回収する需要は着実に増えている。これらの貴重な金属を回収するための方法が開発されており、現在の金回収方法には、活性炭を使用した吸着法などが一
ミネラルの多い硬水を噴霧すると軟水に近づく、岐阜大などが発見
ミネラルを多く含む硬水を噴霧するとカルシウムイオンが減って軟水に近づくことを、岐阜大学教育学部の久保和弘教授（栄養学）と水回り部品を製造する企業TKS（本社岐阜市）のグループが明らかにした。今後数年、硬水を産出する地域が広がる北米の展示会に、霧をつくるノズルのプロトタイプを出品するなどして需要がどこまであるかを探り、実用化の可否を判断したい考えという。 日本の水はほとんどが軟水だが、欧米やアジアでは硬水が多い。洗剤・石けんの泡立ちが悪い、配管内に無機質の垢（あか）がたまって詰まりやすくなる、過剰摂取すると健康リスクが高まるといった不都合がある。このため硬水地域では、アルカリ剤を投入したり膜で濾過したりして軟水に近づけることがある。 久保教授らは以前から、ノズルから噴霧する水に含まれる微細な泡について研究しており、硬水で実験すると白い析出物ができることに気がついた。硬水を加熱して（エネルギー
地球を救う未来エネルギー『アンモニア』、その合成法に逆転の発想で100年ぶりのイノベーションを起こす（リケラボ）
アンモニアは、人口が急増し始めた100年前の地球を食糧危機から救いました。工業的な人工合成法が発明された結果、アンモニアを原料とする肥料が大量生産されるようになり、食料の増産につながったのです。そのアンモニアが今、地球温暖化を防ぐ未来エネルギーとして注目されています。 名古屋大学工学研究科の永岡勝俊教授が取り組むのは、再生可能エネルギーであるアンモニアを、より安価にしかも高速で合成するための新たな触媒開発です。学界の通説に対して「それは、本当だろうか」と常に疑問を持ち、新たな仮説の検証を通じて画期的な成果を出してきた永岡教授に、教科書を書き換える可能性のある研究についてうかがいました。 他の研究者がやっていない、つまりチャンスがある ――大学（東京工業大学）時代に所属していた研究室の先生が、アンモニアの大家だったと伺いました。 永岡：その秋鹿研究室に配属されたのが1995年でした。アンモニ
「有機農業は健康的か」は的外れ、より体にいい野菜や果物は？
この有機栽培のリンゴは健康な土壌で育ったのかどうか？ それで大きな差が生まれることもある。（PHOTOGRAPH BY BECKY HALE, NATIONAL GEOGRAPHIC） 夏になると農産物直売所やスーパーマーケットには季節の野菜や果物が並ぶが、有機（オーガニック）農産物の値段の高さには驚かされる。そして、有機農産物なら一般的な野菜や果物（慣行農産物）より栄養豊富なのだろうか、という疑問が浮かぶ。その答えは、ひと言でいえば「イエス」だが、詳細な答えは意外に複雑だ。 実は、米国農務省（USDA）の有機食品に関する規定は、その作物を食べて得られる健康上のメリットを重視しているわけではない（編注：日本も同様）。重要なのは有機農産物の栽培方法で、主として堆肥や家畜の糞を使用して土壌を保護し、化学的に合成された物質は使用しないことになっている（ただし、自然な方法で害虫を抑えられない場合は
光合成による水の分解、「最大の疑問」をついに解明、定説覆す
植物のタンパク質にレーザーで刺激を与え、その結果起こるプロセスをX線で捉えることによって、科学者らは光合成反応に未知の段階が存在することを発見した。画像はX線で透視したハグマノキの葉。（IMAGE BY NICK VEASEY, SCIENCE PHOTO LIBRARY） 光合成は地球の生命にとって不可欠だ。生態系の基礎をになう植物は、これによって自らの栄養を得ている。しかし、光合成がどのような仕組みで行われているのかについては、まだ正確にはわかっていない。 今回、ふたつの新たな実験によって、光合成の中でも特に難しい反応のひとつである水の分解における謎の一端が明らかになった。 水の分子が分解されると、酸素が空気中に放出される。「われわれ全員が依存している、あらゆる高等生物にとって不可欠な酸素は、まさに光合成の副産物なのです」と語るのは、米ローレンス・バークレー国立研究所の化学者で、ひとつ
食塩に実は隠れた甘さ、塩化物イオンによる味覚を発見
食塩（塩化ナトリウム）はナトリウムイオンと塩化物イオンが結びついている。このうち、ナトリウムイオンは口の味細胞にある塩味の受容体に結合し塩味として感じられるが、一方の塩化物イオンは甘味やうま味の受容体に結合していることが分かった。岡山大学などの研究グループが、メダカやマウスの実験で発見した。ヒトにも、同様に塩化物イオンが結合するタイプの受容体があるという。 ヒトの口の中には甘味、うま味、塩味、苦味、酸味を起こす物質と結合する受容体がある。それぞれの味を起こす物質と対応する受容体の構造が、鍵と鍵穴の関係のようにぴたりと結合して味を識別する。こうして甘味受容体は砂糖、塩味受容体はナトリウムイオンを感知する。糖は塩味受容体には結合しない。この仕組みはヒトや魚類など脊椎（せきつい）動物に共通するという。 ヒトはみそ汁に近い0.8～1％ほどの濃度の食塩水はおいしい塩味として感じるが、その10～20分
タンパク質設計問題を解決する数学公式を名古屋大学が発見、圧倒的な高速化を実現
タンパク質設計問題を解決する数学公式を名古屋大学が発見、圧倒的な高速化を実現 大学ジャーナルオンライン編集部 名古屋大学大学院の高橋智栄博士後期課程学生らの研究グループは、シミュレーションや実験をせずにタンパク質設計をするための数学公式を世界で初めて導出することに成功した。この数学公式により、膨大な計算量のシミュレーションの必要がなくなり、圧倒的に高速な設計が可能になった。 研究グループは昨年、タンパク質進化に関する新しい仮説と機械学習の手法を組み合わせることで、従来手法に比べて圧倒的に高速なタンパク質設計を実現することに成功していた。今回さらに、複雑系物理学・情報統計力学の理論を適用することにより、シミュレーションが不要なアミノ酸配列の推定のための数学公式を導出することに成功した。 これにより、タンパク質設計にかかる時間を昨年発表した効率的な設計手法を用いた場合より、さらに10分の1 程
産総研：水/氷の界面に2種目の“未知の水”を発見!
発表・掲載日：2022/05/12 水/氷の界面に2種目の“未知の水”を発見! －水の異常物性を説明する“2種類の水”仮説の検証に新たな道－ 発表のポイント 氷と水の界面に、通常の水より低密度な水を発見 密度の異なる2種類の未知の水の流れやすさの測定に成功 水の異常物性の解明と水の関わる多くの分野に影響を与える画期的な成果 水は、ありふれた存在ですが、特異な物性を示す奇妙な液体であり、多くの自然現象を支配しています。 東北大学多元物質科学研究所の新家寛正助教、北海道大学低温科学研究所の木村勇気准教授、東京大学大学院総合文化研究科 広域科学専攻／附属先進科学研究機構の羽馬哲也准教授と産業技術総合研究所環境創生研究部門の灘浩樹研究グループ長を中心とする研究グループは2年前、水と高圧氷注１との界面にできる、通常の水と混ざり合わない高密度な未知の水（高密度水）を発見しています※。今回、一般的に知ら
周期表にない架空の原子からできているかの様に振る舞う物質、愛媛大が発見
愛媛大学は3月10日、118種類の原子すべてをまとめた周期表に記載されていない、仮想的な原子からできているかのように振る舞う物質を発見し、その物質中では質量がゼロの特殊な電子が光速に近い速度で動き回っていることも発見したと発表した。 同成果は、愛媛大大学院 理工学研究科の内藤俊雄教授らの研究チームによるもの。詳細は、結晶学に関連する全般を扱う学術誌「Crystals」にオンライン掲載された。 現在の科学では原子番号1の水素から同118のオガネソンまで、118種類の原子の存在が確認されており、それらはすべて周期表に記載されている。研究チームは、さまざまな分子からなる伝導性物質や磁性体などを長年にわたって研究してきており、これまでも、紫外線を当てたときだけ金属に変わる有機物など、ほかの物質には見られない機能を持った新しい物質を発見してきたという。今回の研究もそうした一連の流れとして、新しい物質
世界初！ 接着剤がどう剥がれるかをリアルタイムで撮った！（深川峻太郎,ブルーバックス編集部）
「飛行機はなぜ飛ぶのか」は、じつは、いまだにちゃんとわかっていないそうです。なのに私たちが平気で乗っているのは考えてみたら恐ろしい気もしますが、科学技術の世界では、そんな「結果オーライ」が意外とまかり通っているようです。 驚くべきことには「接着剤で物と物がくっつく理由」も、こんなに科学が発展した現在でも謎なのだとか。接着のメカニズム解明に立ち上がった研究者がなしとげた、世界初の成果とは？ 身近なようで知らなかった「接着の世界」を探検してきました！ 「なぜくっつくのか」は、いまだにわかっていない！ 古来、人類は物と物が「くっつく」現象について、考えに考え抜いてきた。たとえば全3巻の大著『磁力と重力の発見』（山本義隆／みすず書房）を読むと、古代ギリシャ以来、磁石が鉄とくっつくことがいかに大きな謎だったのかがよくわかる。 正確には「くっつく」ではなく、離れた物体を磁石が謎の遠隔作用によって「動か
ヨウ素の結合エネルギー計算、AIで1.3億倍の速さに 他の物質への応用も 千葉大
千葉大学は10月13日、同大の中島誠也助教（大学院薬学研究院）と根本哲宏教授（同）が、ヨウ素を含む化合物について、化合物内の原子同士が結び付く力である「結合エネルギー」の強さを高速に算出するAIを構築したと発表した。従来の手法に比べて約1.3億倍の速さで結合エネルギーを算出できる他、計算マシンは一般的なPCで十分という。学習データを増やせば他の物質への応用も期待できるとしている。 従来の結合エネルギー計算には、分子が最も安定する構造をコンピュータで算出した上で、その分子構造から数値を導き出す「DFT計算」という手法を使っていたという。しかしDFT計算では分子1つの結合エネルギーを算出するのに数時間から数日が必要になる他、高性能なコンピュータやソフトウェアと、計算に関する専門知識が必要だった。 そこで中島助教らは、結合力が弱く多彩な化学反応を起こす「超原子価ヨウ素」を含む化合物に注目してAI
生物の先祖はどうやって増殖する能力を得たのか 100年前の仮説を広島大が初解明
広島大学の研究チームは9月24日、生物の先祖がどのように増殖する能力を得たのかを実験を通して解明したと発表した。太古の地球で原子生物につながったとされる分子の集合体が増殖する過程を初めて解明したという。 生命の始まりを論ずる仮説に「化学進化」がある。これは、単純な小さい分子から複雑で大きな分子ができ、それらが集まって増殖する分子集合体になり、生命誕生の出発点になったとするもの。ロシアの生化学者であるオパーリンが1920年代に提唱し、高校の生物の教科書でも紹介されている。 現在まで、この仮説を実証する研究が進められてきたが、小さな分子から増殖する分子集合体がどのように作られたのかは約100年間解明できず、「化学と生物学の溝」となっていたという。 この謎を解明するため、研究チームが注目したのは環境の違いであった。これまでの研究では、小分子から高分子を作る環境は高温・高圧で、高分子から分子集合体
元素の「周期律」にほころび？ 金属元素「ドブニウム」が金属の性質持たず
重い金属元素「ドブニウム（Db）」の性質を調べた結果、周期表から予想できる性質に反して金属的な性質を失っていることが分かった──日本原子力研究開発機構が、7月7日にこんな研究結果を発表した。この元素の化合物を分離して調べたのは世界で初めてのことで、今回分かった性質から、いまだに完成していない周期表の理解が進むことが期待できるという。 ドブニウムは1967年に発見された、原子番号105番の元素。核融合反応で人工的に生成できるが、生成率が5分当たり1個と低いことと、寿命（半減期）が約30秒と短いため、実験で扱うのが難しく、その化学的性質は明かされていなかった。 研究チームは、同機構の加速器を使ってドブニウムを合成し、独自に開発した分離装置によってドブニウムの純粋な化合物を分離。この化合物と、ドブニウムと同じ周期表第5族の元素（ニオブやタンタル）の化合物について、気体になりやすさを比較したところ
塩化ナトリウムを減らしつつ、変な味にならないよう塩を配合する研究 | スラド サイエンス
塩の塩化ナトリウム(NaCl)を減らして塩化カリウム(KCl)や塩化カルシウム(CaCl2)を配合しつつ、変な味にならない比率に関する研究成果を米ワシントン州立大学の研究グループが発表した(WSU Insiderの記事、 SlashGearの記事、 論文アブストラクト)。 食事を減塩にする場合、単に塩を減らしただけではまずくなるので、他の味や香りを加えて補うことになる。しかし、その味が好みに合わないこともある。高血圧対策ではNaClを減らせばよく、KClやCaCl2は血圧に影響しないが、美味しくはないのが難点だ。カリウムには血圧を低下させる効果が期待できるものの、KClは特に苦みが強く、好む人は少ない。そのため、KClを配合した減塩用の製品では他の成分を加えて苦みを抑えることが多い。 研究グループではさまざまな比率で3つの塩を混ぜ、水溶液とトマトスープの味付けに使用。ワシントン州立大学の味
水の持つ特別な性質について、東京大学が従来の通説を覆す発見
東京大学生産技術研究所の田中肇教授らの研究グループは、これまで特異なガラス転移現象として説明されてきた水の動的異常性が、実はガラス転移と無関係であり、液体の正四面体構造形成に起因していることを初めて突き止めた。 この成果は、従来のガラス転移に基づく水の動的異常性に関する定説を覆しただけでなく、水の熱力学的異常と動的異常が、ともに正四面体構造形成という共通の起源に基づくこと明らかにした点にも大きなインパクトがある。 水は、人類にとって最も重要な液体であり、本研究成果は、水の特異な性質そのもの理解に留まらず、生命活動、気象現象などとのかかわりの理解にも大きく貢献するものと期待される。 論文：【Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America】Origin of the emergent
東京大学が水の特異性の起源を解明
東京大学の田中肇教授らの研究グループは、さまざまな正四面体構造を形成する傾向を持つ液体の中で、水が極めて特異的である物理的な起源を解明するとともに、温度・圧力相図と特異性の関係を明らかにすることに成功した。 4℃で密度の最大を示し結晶化の際に体積が膨張するなど、他の液体にない極めて特異な性質を持つ水は、気象現象、地球物理現象、生命現象などに大きな影響を与える。このような異常性は水に限らずシリコン、ゲルマニウム、炭素、シリカなど正四面体的な局所的な構造を形成する傾向を持つ液体に共通してみられる。これらの液体は、水素結合、共有結合などの方向性の結合を持ち、それが局所的に正四面体的対称性を好むことがその起源であることは知られていた。しかし、正四面体形成能や温度・圧力相図の形とこれらの液体の示す特異性との間の関係は不明であった。 研究グループは、正四面体構造を形成する傾向の強さを系統的に変えられる
量子力学が予言した化学反応理論を初めて実験で証明 - 東京大学 大学院理学系研究科・理学部
中村 栄一（化学専攻 特任教授） 原野 幸治（化学専攻 特任准教授） 発表のポイント 19世紀以来、化学者はアボガドロ数（10の23乗）個の分子の平均像から化学反応の速度を決定してきた。今回、数十から数百個の分子の反応を調べるだけで速度と反応機構を決定できた。 一次元に並べた数十の分子の反応を逐次的に原子分解能顕微鏡で追跡して「分子一つ一つはランダムだが総和を取ると一次反応速度式に従う」という量子力学理論の予測を実証した。 顕微鏡を用いて化学反応を記録し解析できることを実証した本成果は、従来の顕微鏡科学の常識を凌駕し、今後、化学、生物学、材料研究における超微量、超高分解能の構造決定の革新的分析手法として新たな研究分野および産業応用を切り拓くことが期待される。 発表概要 東京大学大学院理学系研究科化学専攻の中村栄一特任教授、原野幸治特任准教授、山内薫教授らの研究グループは、確率論的に起こる一
およそ200年にわたる謎が解明 - 産総研、ガラスの基本構造「オルトケイ酸」の構造解析に成功
レポート およそ200年にわたる謎が解明 - 産総研、ガラスの基本構造「オルトケイ酸」の構造解析に成功 産業技術総合研究所(産総研)は7月27日、ガラスや多くのシリコーンの基本単位構造であるオルトケイ酸(Si(OH)4)の結晶を作製、19世紀のシリカの存在の発見、ならびにアルコキシシランの加水分解によるオルトケイ酸の重合物の存在について言及されて以降、謎のままとなっていた分子構造の解析に成功したことを発表した。 産総研 触媒化学融合研究センター ヘテロ原子化学チームの五十嵐正安 主任研究員、新エネルギー・産業技術総合開発機構(NEDO)、日本原子力研究開発機構、J-PARCセンター、総合科学研究機構などで構成される共同研究グループによるもの。詳細は、英国の学術誌「Nature Communications」に掲載された。 無機ケイ素化合物(ガラス、シリカ、ゼオライトなど)や、有機ケイ素化合
急速冷凍して作った氷、液体だったことが判明 - ストックホルム大など
水は私たちにとってもっとも身近な物質の1つだが、「固体より液体のほうが密度が高くなる」「4℃以下で負の膨張率をもつ(冷やせば冷やすほど膨らむ)」など、他の物質にはあまりみられない変わった性質を数多くもっていることでも知られる。このため水の物性に関する研究は今でも活発に続けられている。 ストックホルム大学をはじめとする国際研究チームはこのほど、従来「アモルファス氷」と呼ばれていた特殊な状態の氷が、固体ではなく、実際には液体であることを確認したと発表した。アモルファス氷には低密度と高密度の2つの種類があるため、極低温では液体の水が2種類存在していたことになる。研究論文は、米国科学アカデミー紀要(PNAS)に掲載された。 水分子が規則的に配列した氷の結晶とは異なり、秩序が乱れた乱雑な構造をもった氷が存在することは以前から知られていた。こうした乱雑な氷は、ガラスにみられるアモルファス構造と似ている
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