「光合成」水分子から酸素分子が作り出されるプロセス観測成功 | NHK
植物などが行う「光合成」で、水の分子から酸素の分子が作り出されるときのプロセスの一部を特殊なX線を使って捉えることに成功したと岡山大学などの研究グループが発表しました。光合成の反応の詳しいメカニズムの解明につながり、クリーンなエネルギー源として注目が集まる「人工光合成」の研究への応用が期待されるとしています。 これは岡山大学の沈建仁教授らの研究グループが国際的な科学雑誌「ネイチャー」に発表しました。 光合成で水から酸素が作り出される反応が起きる際にはマンガンなどの原子が「ゆがんだイス」のような形に結合した物質が触媒となって水を取り込むことが知られていますが、今回、研究グループは特殊なX線を使ってこの触媒に水の分子が取り込まれる様子を1億分の2秒から1000分の5秒までという極めて短時間で観測しました。 その結果、光を当ててから100万分の1秒後に触媒の構造が変化し始め、徐々に水の分子を取り
化学：化学者の直観を機械学習したモデルによる創薬支援 | Nature Communications | Nature Portfolio
プロの化学者がそれぞれのキャリアで得た集合的な知識（通常「化学的直観」と呼ばれる）を部分的に再現できる機械学習モデルについて報告する論文が、Nature Communicationsに掲載される。著者らは、この知見によって、今後の創薬キャンペーンをもっと効率的に遂行できる可能性があると考えている。 これまで、創薬と新規化学物質の発見を導いてきたのは、実験による試行錯誤と研究者がそれぞれのキャリアで得た知識だった。シミュレーションツール、特に機械学習を使用すると、研究者が有望な分子をより効率的に発見できるようになり、新しい医薬品の開発コストを大幅に削減することができる。機械学習によって分子の性質を予測するには、分子を数学的表現に変換する必要があり、この数学的表現は通常、性質や「特徴」の集合体によって構成される。正しい特徴を把握することは、こうしたデータ駆動予測モデルによる性質の予測を成功させ
2023年ノーベル化学賞：量子ドットの発見と合成に貢献した3氏に
2023年のノーベル化学賞は，「量子ドットの発見と合成」の業績で米マサチューセッツ工科大学のムンジ・バウェンディ（Moungi Bawendi）教授，米コロンビア大学のルイス・ブルース（Louis Brus）教授，旧ソビエト出身のアレクセイ・エキモフ（Alexei Ekimov）氏の3氏に贈られる。 高性能ディスプレー，安価な太陽電池，体内の物質動態を追いかける蛍光マーカーなど，今，極めて幅広い技術に応用されつつあるのが量子ドットだ。量子ドットとは，直径が数ナノメートルから数十ナノメートル（ナノは10-9，つまり10億分の1）ほどの半導体の微粒子のことだ。 物質をナノサイズに縮めると，中の電子が狭い範囲に閉じ込められ，物質の特性が大きく変わることは，量子力学が確立して間もない1930年代から理論的に予測されていた。 1980年代前半，旧ソ連の研究者エキモフ氏は，塩化銅を同じだけ添加した色ガ
ノーベル化学賞「量子ドット」発見のアメリカの研究者ら3人に | NHK
ことしのノーベル化学賞の受賞者に、「量子ドット」と呼ばれる、1ミリの100万分の1という「ナノ」サイズの極めて微細な結晶を発見するなどして、ナノテクノロジーの発展につながる基礎を築いたアメリカの大学の研究者など3人が選ばれました。 スウェーデンのストックホルムにあるノーベル賞の選考委員会は、日本時間の4日午後7時前、ことしのノーベル化学賞の受賞者を発表しました。 受賞が決まったのは、 ▽アメリカのマサチューセッツ工科大学のムンジ・バウェンディ教授、 ▽アメリカのコロンビア大学のルイス・ブルース教授、 ▽旧ソビエト出身のアレクセイ・エキモフ氏の3人です。 エキモフ氏とブルース教授は1980年代にそれぞれ別の方法で、同じ化合物でも1ミリの100万分の1という「ナノ」サイズの結晶になると、わずかな大きさの違いで、発する光の色が変わることを発見しました。 そして、バウェンディ教授は1990年代、発
鉱物ってなんぞい？ ― 北海道石を例に｜彩恵りり
と言うわけで (どういうわけで？) 先日発見報告が話題となった「北海道石 (Hokkaidoite)」について解説してみるよ！ 北海道石がなじみの薄い有機鉱物であることも鑑みて、とりあえず「そもそも鉱物って何？」ってところから説明をしてみるから、もし鉱物の基本的な部分について既に知ってるよって人は、下にある目次の「都道府県名を冠した「北海道石」」から読み進めてね！ (Copyright (サムネイル) : 田中陵二, 2023 (flickr) ) 鉱物と似た言葉との違い鉱物と何となく語感が似ていて、よく代わりに使われる「鉱石」と「岩石」という単語。実は全く別物の単語だよ！ここでは軽く説明するよ。 鉱物にはきちんとした学術的定義があり、その詳しい所は後で説明するけど、最も重要なのは、鉱物は1つの化学成分で定めることができる点だよ。理科の教科書的に言えば、鉱物は純物質であると言い換えることが
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
化学：月や火星で酸素を得るために水を分解する | Nature Communications | Nature Portfolio
月や火星で水を電気分解すると、地球で行う場合と比べて酸素の生成量が少なくなることを報告する論文が、Nature Communications に掲載される。今回の知見は、将来の宇宙旅行者たちが限られた資源をどのように使用するかを明らかにする上で役立つ可能性がある。 地球外の世界で人間の存在を確立するには、燃料と呼吸可能な空気が必要だ。その両方を得るために提案されている方法の1つが、電気を用いて水をその元素気体である水素と酸素に分解することで、水素は燃料に、酸素は呼吸するために使用できる。ただし、電気化学的水分解研究の大半は、地球の重力条件下で行われている。また、地球以外の天体の重力を探査する研究には、通常、超低重力状態しか再現できない高コストな飛行形での空中実験が必要となる。 今回、Beth Lomax、Mark Symesたちは、さまざまな重力が水の電気分解（水電解）に及ぼす影響を調べる
2021年ノーベル化学賞：不斉有機触媒の発展に貢献した独と米の2氏に
2021年のノーベル化学賞は，不斉有機触媒の発展に貢献したドイツのマックスプランク石炭研究所のリスト（Benjamin List）教授，米プリンストン大学のマックミラン（David W.C. MacMillan）教授の2氏に授与される。 化学工業や医薬品の製造など，触媒は人間社会に不可欠な道具となっている。特に，鏡像異性体（鏡に映した時に対称的な立体構造を持つ異性体）の一方だけを作る不斉合成反応は，医薬品の製造で重要になる。生物の体を構成するアミノ酸は片方の鏡像異性体（L体）だけでできており，同じ組成の物質であっても1対の鏡像異性体は体に及ぼす作用が互いに大きく異なるためだ。 1990年代の終わりまで，不斉合成の触媒は2タイプしかなかった。1つは生体内で働く酵素を用いる方法で，もう1つは金属錯体を用いた触媒だ。酵素は複雑な形状の分子で制御が難しく，金属錯体は制御しやすいもののコストが高く環
地球にない「熱い氷」初めて構造をとらえた
超イオン氷を形成させる様子を描いたイメージ図。ダイヤモンドの表面に照射した強力なレーザー光線が衝撃波を発生させ、この衝撃波がサンプルの水中を伝わりながら水を圧縮・加熱する。（ILLUSTRATION BY MILLOT, COPPARI, HAMEL, KRAUSS (LLNL)） 南極の海から家庭の冷凍庫まで、地球上にある氷はほぼ同じタイプだが、遠く離れた惑星では極端な温度と圧力によって、奇妙で多様な氷が形成されている。 研究者はこのほど、新しい種類と見られる氷をＸ線でとらえることに成功した。「超イオン氷」という導電性の高い氷だ。5月8日付けで学術誌『ネイチャー』に発表された論文によると、この氷は、太陽の表面温度の半分ほどの高温と、100万～400万気圧という高圧下で存在する。 「数千度という温度ですが、間違いなくこれは氷の話です」と、研究チームを率いた米ローレンス・リバモア国立研究所の
ケイ素生物は存在不可能なのか？ - 基本読書
『スプーンと元素周期表: 「最も簡潔な人類史」への手引き』という本を読んでいるのですがこれがおもしろい！ 化学なんてわけのわからない、面倒くさい暗記科目としか思っていなかった高校時代の自分に読ませてあげたい、素記号が意味を持って生き生きとしてくる本だ。元素、原子といったものを網羅的にカバーした本であり、それが世界そのものを形づくっているという根本的なイメージを抱かせてくれる。 「化学」で一冊あげるとしたらこれだというレベルの、オールタイムベストノンフィクションだ。まったく今まで知識がなかった分野なので少しずつ頭に回路を作りながら読んでいるため時間がかかる。ただ読んでいる途中でどうしても触れておきたいトピックが出てきたのでここにまとめておく。それがSFファンにとっては夢のひとつであるケイ素系の生物の可能性だ(というか、不可能性か)。 この可能性を探るためには前提知識がいくつか必要で、なかなか
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New material found by AI could reduce lithium use in batteries