水熱合成プロセスに取り組む
米澤教授と米谷准教授に聞く！

■超臨界流体を反応場とする水熱合成プロセスでは、どのようにナノ粒子を作製するのですか？

どんな物質でも、縦軸に圧力、横軸に温度をとって、どの状態で気体・液体・固体となるかという状態図を作成できます。すると、あるところで気体と液体を分ける境界が消え、液体と気体の区別がつかなくなる状態があります。それを超臨界と言うのです。水などの超臨界流体を反応の場とした、金属ナノ粒子の作製に取り組んでいます。作り方はとても簡単で、溶媒となる水やアルコールと、金属塩と保護剤を混ぜ、超臨界の環境をつくれば、自動的に反応が起きて金属ナノ粒子ができます。圧力などの条件や保護剤を調整していけば、サイズや形のコントロールも可能です。

■この製法の特徴を教えてください。

この製法では有害な有機溶媒は使わず、主に水を使うため、無害で無尽蔵で環境に優しいという特徴があります。また、反応の速いプロセスで連続的に合成できるため、大型化・大量合成に向いており、応用展開しやすい方法です。現在は、効果的な還元剤の研究や反応システムの改良を行っており、より均質なナノ粒子を作ることができるようになってきました。また、反応器には窓をつけているため、ナノ粒子生成過程を観察したり、光を照射して光触媒反応を用いた研究も進めることができます。


■環境負荷を軽減するということも開発のポイントだったのですか？

私たちは環境に優しいグリーンケミストリーを軸に置き、反応化学という分野の研究をしています。これまで、化学はさまざまな発展を生むとともに、有害なものも生み出してきました。私たち化学者には、化学が生み出した有害なものを自分たちで分解し、再資源化していくという使命があると考えています。そのため、今回の金属ナノ粒子製法開発においても、環境負荷の少ない製法にはこだわっていきました。