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
若い星を取り巻く「生命の原料」 400光年先に発見 研究
南米チリ北部の砂漠にあるアルマ電波望遠鏡（2013年3月12日撮影）。(c)AFP/Martin BERNETTI 【6月9日 AFP】惑星が形成される前の太陽に似た誕生間もない星の周囲で、生命に欠かせない要素とされる化学物質を初めて検出したとする2件の研究報告が8日、発表された。 「英国王立天文学会月報（Monthly Notices of the Royal Astronomical Society）」に発表された論文の共同執筆者で、イタリア・フィレンツェ（Florence）にあるアルチェトリ天文台（Arcetri Astrophysical Observatory）の科学者ビクトル・リビッラ（Victor Rivilla）氏によると、今回検出された分子「イソシアン酸メチル（C2H3NCO）」は「生命の基本構成要素であるタンパク質の形成において極めて重要な役割を果たす」という。 この研
世界最高強度の物質、３次元に転換成功 実用化へ前進か
（ＣＮＮ） 地球上で最も強度が高い物質とみられている２次元の極薄炭素シート、「グラフェン」の発見から１５年。グラフェンは鉄よりもはるかに強度が高いが、建築資材として有用な３次元の物質に転換するのは至難の業とされてきた。 米マサチューセッツ工科大学（ＭＩＴ）の研究チームの発見により、こうした状況が変わるかもしれない。 ＭＩＴの研究者らはコンピューターモデルを活用し、新物質の構成に成功。鉄のわずか５％の密度でその１０倍ほどの強度を持ったスポンジ状の構造を作り出した。新物質はこれにより、非常に軽量でありながら大きな重量を積載できるようになった。 開発に携わったＭＩＴのチャオ・チン氏は「橋のようなインフラで使用される多くの物質や、鉄やコンクリートに代わるものとしてこの種の物質を使うことができる」と指摘する。 グラフェンは２００２年、英マンチェスター大学のアンドレ・ガイム教授により発見された。 同氏
世界で初めて生成に成功したとされる「金属水素」が実験室から消失
2017年1月にハーバード大学の研究者が「世界で初めて金属水素の作製に成功した」と発表し、常温超伝導などの革新的な技術の誕生に世界中から大きな期待が集まりました。しかし、誕生したはずの金属水素が消えてしまったことが明らかになっています。 The world's only metallic hydrogen sample has disappeared - ScienceAlert http://www.sciencealert.com/the-world-s-only-metallic-hydrogen-sample-has-disappeared World's Only Sample Of Metallic Hydrogen Disappears In Lab : SCIENCE : Tech Times http://www.techtimes.com/articles/199274
世界で初めて「金属水素」の生成に成功したとハーバード大の研究者が発表、常温常圧で金属状態を維持できるかに注目が集まる
水素に極めて高い圧力をかけることで、地球上で初めて金属状の水素「金属水素」の生成に成功したとハーバード大学の研究者が発表しました。金属水素が実用化すれば、常温の超伝導の実現や高エネルギーのロケット燃料、超高速コンピューターの開発など、さまざまな分野での応用が期待されています。 Observation of the Wigner-Huntington transition to metallic hydrogen | Science http://science.sciencemag.org/content/early/2017/01/25/science.aal1579 Hydrogen turned into metal in stunning act of alchemy that could revolutionise technology and spaceflight | The
MIT、カーボンナノチューブ内部で100℃超の水が凍結する現象を発見
マサチューセッツ工科大学(MIT)の研究チームは、カーボンナノチューブ(CNT)の内部に入った水が100℃超の高温で固体化する現象を発見した。ナノスケールの微小空間に水を閉じ込めたときの挙動について、これまでに得られていた知見とはまったく異なる現象であり、驚きをもって受け止められている。研究論文は学術誌「Nature Nanotechnology」に掲載された。 日常生活では、水は0℃を境に固体(氷)から液体の水になり、100℃で沸騰して気体(水蒸気)になる。ただし、固体・液体・気体という変化が起こる温度は、圧力など環境条件の変化によって変動する。その身近な例は、気圧の低い山の上では水の沸点が下がる現象だろう。また、圧力・温度条件の違いによって、結晶構造の異なる何種類もの氷が存在することも知られている。このように、置かれた環境の違いによって、水はその挙動をさまざまに変える。 ナノスケールの
水中で光を当てると水素が湧き出るフィルム | Chem-Station (ケムステ)
化学者のつぶやき 水中で光を当てると水素が湧き出るフィルム 2016/5/11 化学者のつぶやき, 論文 光触媒, 水分解, 水素 コメント: 0 投稿者: Ohno 水素はアンモニアやメタノールの製造だけでなく、オレフィンやガソリン等の製造にも用いられている、現代には欠かせない原料の一つです。将来的には水素を用いた製鉄や、アンモニア、ギ酸、メチルシクロヘキサン等の形での貯蔵可能なエネルギーとしても注目されています。 現在水素は８００～１０００℃で化石燃料のスチーム・リフォーミング反応、つまり高温でC-H結合を切ることで製造されており、大量のエネルギーを用いて製造しています。この問題を解決すべく「太陽エネルギーを使って光触媒で水を燃料（H2）に変える」という夢のような概念1,2が約４５年前に日本の研究者から提唱されました。現在、この文献２の引用はなんと1万7千回を超え、これまでに様々な発見
化学小説まとめ | Chem-Station (ケムステ)
化学が主題となる小説は世の中にあまり多くありません。ケムステでは数少ない「化学(科学)小説家」として活躍している、喜多喜久氏の著書を紹介してきました。その記事のまとめです。喜多氏の全著書と、その他の化学関連小説も紹介しています。 喜多喜久氏の著書に関する記事 有機化学者のラブコメ&ミステリー!?:「ラブ・ケミストリー」 「ラブ・ケミストリー」の著者にインタビューしました。 【書籍】10分間ミステリー 化学エンターテイメント小説第２弾！『猫色ケミストリー』 化学エンターテイメント小説第３弾！『ラブ・リプレイ』 小説『ラブ・ケミストリー』聖地巡礼してきた 恋する創薬研究室 【書籍】化学探偵Mr. キュリー 【書籍】化学探偵Mr.キュリー２ 捏造のロジック 文部科学省研究公正局・二神冴希 【書籍】化学探偵Mr.キュリー3 喜多氏新作小説!『美少女教授・桐島統子の事件研究録』 【書籍】化学探偵Mr
東京大学の研究者ら、「一方向透明現象」を発見 | スラド サイエンス
東京大学の研究者らが、「一方向透明現象」なる現象を発見したそうだ。 この現象は、「メタホウ酸銅」という物質が、ある方向に進む赤外光に対しては透明なのに対し、逆方向に進む同じ波長の光に対しては不透明であるというもの。つまりこの物質は、片側から見たら透明なのに対し、その逆側から見ると不透明ということになる（東大の発表）。 以前から光の方向によってその透過率に差があるという現象は確認されていたが、この差が無限大になると「一方向透明現象」が起こるという。ただ、この現象が確認されたのは摂氏マイナス269度、53テスラ磁場という低温強磁場下であり、現時点ではそのままの応用は難しいという。
ダイヤモンドしのぐ硬さと輝き 米大学が新物質を開発
（ＣＮＮ） 米ノースカロライナ州立大学の研究チームはこのほど、ダイヤモンドより明るく輝き、しかも硬度が高い新物質を開発したと発表した。 応用物理学専門誌「ジャーナル・オブ・アプライド・フィジクス」の最新号に発表された論文によると、新たな物質の名前は「Ｑカーボン」。炭素原子に瞬間的にレーザーを当てて超高温まで熱し、その後急速に冷やすという方法で作ることができる。 レーザーを照射する時間は２００ナノセカンド。１ナノセカンドは１秒の１０億分の１を示す単位だ。熱した炭素の温度は約３７００度と、地球内部で天然ダイヤモンドが生成された時の高温状態をはるかに上回る。 チームによると、こうして作られた物質はダイヤモンドと同じく炭素原子で構成される固体だが、これまで地球上に存在したことはないとみられる。論文の執筆を率いたノースカロライナ州立大学のジェイ・ナラヤン氏は「自然界に存在するとすれば、どこかの惑星の
「Natureダイジェスト」で化学の見識を広めよう！ | Chem-Station (ケムステ)
一般的な話題 「Natureダイジェスト」で化学の見識を広めよう！ 2015/10/14 一般的な話題, 化学者のつぶやき, 製品情報 Natureダイジェスト コメント: 0 投稿者: webmaster 学際的研究の重要性が叫ばれている昨今、新分野をつくることに目を向けて、開拓していくことはその分野の第一人者ともなる近道であるともいえます。基礎化学研究はもちろん重要ですが、自分の持っている知識をバックグラウンドに他の分野の研究を覗いてみると、意外に解決法や面白いアイデアがでてくることはよくあることです。ただなかなか時間もかけれないですし、そもそも最新研究は英語で配信されているため、専門分野ならまだしも、日本語でも困難な他分野の研究を読み取るのは一苦労。 さてそんな、化学研究を行っている研究者やその卵たちに今回オススメしたいのが「Natureダイジェスト」。今回はこれについて紹介したいと
1kgの定義、原器から「原子の数」へ | ナショナルジオグラフィック日本版サイト
このシリコン球は何個の原子からできているのだろう？その答えからキログラムの新しい定義が決まるかもしれない。（PHOTOGRAPH BY JULIAN STRATENSCHULTE, DPA/CORBIS） フランスのセーブルにある国際度量衡局（BIPM）には、直径・高さともに約39mmの円柱状の金属塊が厳重に保管されている。100年以上にわたり全世界の質量の基準になっている「国際キログラム原器」だ。 キログラム原器は白金とイリジウムの合金でできている。国際単位系の基本単位を定義するために現在も使われている唯一の人工基準器だ。国際単位系は基礎物理定数による再定義が進んでいる。例えばメートルの場合、もともと合金製のメートル原器で定義されていたが、1983年に、299,792,458分の1秒間に光が真空中を進む距離として再定義されている。 世界各国の科学者たちは、キログラムについても時代遅れの定
水についてまだよく分かっていない5つのこと
By Janet Ramsden 生き物が生きていく上で必要な「水」は、あまりにも身近過ぎる存在のため、水についてじっくりと考える機会は意外と少ないものです。しかし、誰もが当たり前の存在に感じる水について、まったく解明されていない代表的な5つのものをまとめるとこうなります。 Five Things We Still Don’t Know About Water—Richard Saykally Takes Us Inside Waters’ Mysteries http://nautil.us/issue/25/water/five-things-we-still-dont-know-about-water ◆1：いくつも種類がある「氷」 水が凍ると「氷」となるのは誰もが知るところ。このような固体状態の水である氷は、極めてめずらしいことに、液体状態よりも体積が増加することが知られています。
科学を伝える-サイエンスコミュニケーターのお仕事-梅村綾子さん | Chem-Station (ケムステ)
ケムステしごと 科学を伝える-サイエンスコミュニケーターのお仕事-梅村綾子さん 2015/6/8 ケムステしごと, 一般的な話題, 化学者のつぶやき, 日常から, 講演・人 コメント: 0 投稿者: webmaster 最近科学（サイエンス）コミュニケーターという職業をよく耳にします。国立博物館や科学未来館などでは積極的に養成講座も行っているようです。化学者へのインタビューでは大学の研究者を紹介していますが、化学に携わる仕事は新しい科学を開拓する研究者だけはありません。ケムステでは、ケミストリー（もしくはサイエンス）に関わるお仕事を積極的に紹介・応援したいと考えています。それを実行に移すべく、時間のある限りそれらの方々への取材記事を作成し、この「化学者のつぶやき」で紹介することを始めます（否が応にも筆者の周りの方々中心になってしまいますが）。 栄えある第一回目は名古屋大学学術研究・産学官連
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世界初、分子を組み立てられる「分子ロボット」：英大学が開発に成功
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