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2020年1月

ケマチカソフトウエアは

 およそ5百万種類の合成の戦術的な組合せを発見してきた[1]。Corey先生のLHASA逆合成データベースが500程度の組合せであるのとは対照的である。ケマチカは、科学者によってエンコードされた10万以上の化学のルールに沿った合成を計画できる、威嚇はしないけど。ここでは22万程度の分子が対象となって標的分子あるいは中間体への二段階反応が提案されている。さらにそれを、副反応をもたらさない25万の戦術的な組合せに落とし込み、一段階反応では達成できない系に絞り込まれている。25万の合成シーケンスから、置換基や条件のバリエーションを入れると5百万の可能な組合せが見積もられる。例えばこのプログラムは、脂肪族三環式のジテルペン骨格へのルートを提案している。ちなみに学術機関ではこのデータベースはオンラインで使用可能である。Sarpong先生によれば「論理的でかつ一般的に適用できる組合せを見つけることができると、いい感じのバージョンアップである」とのことである。先生はミリポアシグマと共同で、シンチシアと呼ばれるケマチカの商用版を利用している。ケマチカ、待ち兼ねていました。

[1] Chemical & Engineering News 2020 January 13, p. 7.

DOI: 10.1016/j.chempr.2019.11.016

LHASA: Logic and Heuristics Applied to Synthetic Analysis

20.1.31

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遷移金属カーバイドは

 二酸化炭素を一酸化炭素、炭化水素や別の価値のある化合物に変換できる活性な触媒である。カーバイドは通常、炭化によって調製される。それは金属あるいは金属酸化物と炭素源や水素と混ぜて、時に800 °C以上の温度をかけて、かまどの中で行われる。それでもかまへんどではあるけど、この厳しい条件のために、粒子の大きさやモルフォロジーの制御が難しく、得られたカーバイドの触媒活性に影響するために、ほとんど触媒としては使われず、その研究もほとんど行われていない。その中研究者らは、温和な条件で金属カーバイドナノ粒子をつくる方法を開発した[1]。研究者らは、溶液層フロープロセスでモリブデンヘキサカルボニルを、純粋な層のモリブデンカーバイドに、およそ100 °Cで変換することに成功した。予備的な試験では、ナノ粒子カーバイドが、CO2をエタンのようなC2生成物に変換する反応で、バルクのカーバイドの二倍の活性と選択性を示した。今回の成果は、連続マイクロ流体合成が、通常の溶液法では、不可能な材料合成で達成している点、素晴らしい。カーバイドがや〜ばいど。

[1] Chemical & Engineering News, 2020 January 13, p. 5.

DOI: 10.1021/jacs.9b11238

20.1.30

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ペプチド合成に関する

 研究を行なっていた大学院生、三年ほど経った頃、薬品の重さを量っていたら、くしゃみをしたり、鼻水が出たりしてきた[1]。その兆候が何によるものか不明なままだったもののある日、アナフィラキシー反応が起きて、今ではその補助治療薬であるエピペンを離すことができない。ただしそれが何に由来するのかを特定するまでにはさらに時間を要した。それでも研究室に入るとアレルギー症状が出る。そのことから彼女が普段から使っていた脱水縮合剤であるHBTU、HATU、HCTUなどがその原因であると特定するに至った。これらはカルボン酸とアミンからアミド結合形成を促進するため、人へも増感作用をもたらし、アレルギーを引き起こす可能性がある。今では研究室で働くこともできなくて、友人が彼女とコンタクトする時には服を変えるようにしている。彼女の所属している研究室では、脱水縮合剤を使うための特定の局所排気装置を設置し、毎週の実験着の洗濯と実験室の清掃を促し、縮合剤を流している。

[1] Chemical & Engineering News, 2020 January 13, p. 4.

DOI: 10.1021/acs. joc.9b03280

20.1.29

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カイコの

 まゆをつくる絹フィブロインタンパク質は、その応力特性から珍重されている。ただし絹に強さと柔軟性を付与する水素結合のβ-シートの複雑なネットワークが加熱過程を難しくする。絹は、融解するよりもむしろ燃えてしまう。科学者はこれまで、絹タンパク質から材料を製造するために溶液過程法を利用しているものの、その場合大量の溶媒を必要とすること、絹タンパク質は時間が経つと溶液中で結晶化する傾向がある。その中今回研究者らは、絹タンパク質を、プラスチックのように融解できる絹ペレットに、ぺれっと変換できる方法を明らかにした[1]。絹タンパク質の水溶液を凍結乾燥すると、小さなペレットが出来上がった。ついでそれを加圧条件下で加熱によって融かして、より大きな材料に融合させた。これらから製造されたバルクの固体は、骨ねじや耳の管のような医療素子に加工された。それらは生体適合性、生分解性であり、酵素や薬にも入れ込むことも可能である。さらに絹フィブロイン溶液は、長期間の保存と、製造現場への輸送も可能である。フィブロイン、広いん場面で、ヒロインになり得るかな。

[1] Chemical & Engineering News, 2020 January 6, p. 9.

DOI: 10.1038/s41563-019-0560-8

20.1.28

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グリーンランドの氷は

 およそ3,000,000 km2の広さである。この氷のシートが、数十年に渡って減少し、さらにそれが加速している。そのため完全崩壊がありえるかも、と注視されている。大洋の堆積物からの最新のデータは、グリーンランドの氷のシートは、以前に考えられていたより不安定であることを示唆していた[1]。科学者は、海底に堆積していた有孔虫網と呼ばれる極めて小さな化石化したプランクトンを使い、グリーンランド付近の大洋の温度の記録を作成した。それには気力も必要だった。有孔虫網に含まれるマグネシウムとカルシウムの比を決定すると、過去四回の暖かい間氷期に渡る大洋の温度を類推することができた。その結果、それら四つのすべての時期は、現在よりも暖かかったものの、より暖かい温度が、より多くの氷の融解を引き起こしていたわけではないことがわかった。むしろ、より長い期間、わずかに暖かい状況が続くと、より深刻な退氷が引き起こされる。これはグリーンランドの安定化のための臨界温度は、予想していたよりも低い可能性があることを示唆していた。そのためすでにその崩壊は、不可避であるかもしれない。と述べられている。氷のシート、じ〜っとしておいてくれますように。

[1] Chemical & Engineering News, 2020 January 6, p. 9.

DOI: 10.1073/pnas.1911902116

20.1.27

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エネルギーを貯蔵できる

 新しい小さなバッテリーは、よりコンパクトな次世代ペースメーカーや別の医療用素子を稼働させ得る。今回開発されたLiCoO2バッテリーは、これまで報告されている薄膜バッテリーよりも、エネルギー密度が高く、サイズは3.1 mm x 1.70 mmである。さらにより分厚いLiCOO2層を作成して、薄膜バッテリーのパフォーマンスを向上させることにも成功している。薄膜バッテリーは通常、10μm以下の材料を利用しているが、この値が今回は二倍になり、電荷を運ぶリチウムイオンへの簡単なパスを用意できる良質のフィルムが達成されている。なおここでは最先端のパターンニングの方法が使われて、疾病をモニターできるスマートコンタクトレンズのような医療デバイスの試作品に必要なエネルギーを供給できるバッテリーも組み立てられた。将来はこのバッテリーを埋め込み身に装着できる、あるいはインプラントできる安全な医療デバイスを提供したいと研究者らは考えている。コンパクトでもインパクトは大きい。

[1] Chemical & Engineering News, 2020 January 6, p. 9.

20.1.26

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紀元前130年から

 数100年に渡って、中国の南海岸から、磁器、お茶、金を積載した船が航海していた。この海のシルクロードの始まる地点に近い場所にあった船の残骸で、ほんのわずかなシルクが初めて検出された[1]。シルクは暖かい水の中では素早く劣化する一方で、溶解しないシルクのタンパク質分子は、裂け目の間に残る。研究者らは、今世紀になって、そのような痕跡を検出できる電気化学免疫センサーを開発した。この素子は、抗体を使って標的分子を捕捉し、二つの分子がバインドした際に生じるわずかな電気信号を認識する。研究者らはこれを使って考古学的なシルクの跡を追った。フィブロインにバインドできる抗体をつくり、それを炭素電極でコートした金ナノ粒子に取り付けた。抗体がシルクのフィブロインを捕捉すると、素子からの電流が急上昇する。研究者らは、1127年から1279年の間に沈んだ商業船であるナンハイNo.1の残骸、何杯あったかはともかく、そこの異なる部分からの三つの土壌のサンプルで、繰り返しフィブロインの信号を検出できた。今回の結果は、大洋の厳しい環境下にある複雑な混合物から、非常に微量な量のシルクを見つけ出した前例のない成果である。シルクロード、苦労の度合いも大きかったでしょうか。

[1] Chemical & Engineering News, 2020 January 6, p. 8.

DOI: 10.1021/acssensors.9b01638

20.1.25

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メジャーリーグ(MLB)ベースボールでは

 2014年6月と2019年6月の間でホームランの割合が60%増えている。それに対して研究者らは、故意にボールが改変されたのか、あるいは選手が何かを使っているのかと言う疑問を持った。化学者は今回ボールを砕いて、その殻の中に隠されている秘密を明らかにした[1]。コンピューター断層撮影や別の技術を使った結果は、密度や殻の組成の変化を示していた。詳細の検証が必要だけど、これがホームランの増加を説明しうる。実際ここでは2014年と2015年の間のMLBのゲームで使われた四種類のボールがスキャンされて、それらは2017年に使われたボールよりも56.7%密度が大きかった。別の研究者らが別の技術を使って精査した結果は、より新しいボールは、昔のボールよりも多孔質で、シリコンの割合が10%程度少なくなっていた。低密度で多孔質コアは、ボールの弾性を向上させて、打ったときのスピードを増加させることができる。野球化学、野球物理が急に広がってきた。

[1] Chemical & Engineering News 2020 January 6, p. 7.

DOI: 10.1021/acsomega.9b00405

20.1.24

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20年ほど前には

 ミミズがカナダの北の森のような、寒くて酸性の土壌で見かけるとは考えられなかった。それに対してミミズが北進している。ミミズは土をかき混ぜて、土壌と植物の間の栄養サイクルをかき乱すこともある。このミミズ、自らの北進は十数年をかけたものであり、野外での調査が必要だった。そこで研究者らはカナダの北にある三つの森に入り、炭素貯蔵の変化を調査した[1]。その結果、いくつかの場所では、太陽の光が届きにくくて、普通は植物が生育する林床があるが、それがほとんどなくなっていた。ミミズの侵略まではアルバータのその土壌の上の層は、1ヘクタール当たり30トンの炭素が貯蔵されていたが、今では、2トンまで減少している。さらにこのミミズが引き金を引いた変化は、思わぬ方向で森全体のエコシステムに広がり得る。ミミズが穴を掘ってそこに炭素が戻るかもしれないけれども、逆のことも考えられる。他にも例えば、林床では、サトウカエデが芽生えるが、これを間食するシカが、しっかりと見つけるのが簡単にもなる。今回の報告は、これらの全体像が見えない中で、何をすべきかを考える好例が、ここにあることを示している。ミミズたち、耳が痛いで、その移動。

[1] Chemical & Engineering News 2020 January 6, p. 7.

20.1.23

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期待の合成反応が

 進行しなくて欲求不満の化学者なら、化合物を引っ張り出して、打ち負かすかもしれない[1]。一方でメカノケミカル反応では、この種の一撃が有効で、実際にいくつかの反応では、応力エネルギーが、使いたくはない溶媒の利用を抑えて、有機合成をより環境調和型にできる。北海道の研究者らは、このメカノ化学を、レドックス化学を含む様々な場面に展開してきた。ここではボールミルを使って80%以上の収率で、アリール化やボリル化を達成している。鍵は、圧電材料、チタン酸バリウムであり、これらに応力をかけると電荷が生じる。殿下がご存知かはともかく、この圧電効果を利用して18の官能基化アリールフラン、アリールチオフェン、10の官能基化フェニルピナコールボランが合成されている。5回の実験の後に触媒が回収されている。さらにこの反応は、卓上でハンマーを使っても再現できる。反応は、チタン酸バリウムの粒子の酸化的クエンチによって引き起こされ、応力で粒子の極性が向上、ラジカルが発生し、それが有機分子と反応すると考えられている。ハンマーを使った反応、ほんま〜半端じゃないです。

[1] Chemical & Engineering News, 2020 January 6, p. 5.

DOI: 10.1126/science. aay8224

20.1.22

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大環状化合物の合成に

 フォールダマー(foldamer)と名づけた合成ペプチドを利用する方法は、生成物を高い収率で導くことができることが報告された[1]。七つの残基を持つフォールダマーは。アルドール縮合による大環状化合物形成を触媒する。二つのアミノ基(一級と二級)が、基質の中のアルデヒドと中間体を形成し、フォールダマーの骨格が、アミノ基を支える足場となって、正しい配向が保たれて、中間体が閉環できる。二級アミンはおそらくエナミンを形成し、一級アミンはイミンとなってプロトン化を受けているはずである。これらはアルデヒドそのものよりも縮合反応では反応性が高い。研究者らは触媒を使って、14あるいはそれ以上の炭素を持つ環状化合物を84%以上の収率で合成している。12員環は環化でひずみが生じて、あかんかと思われたが、収率55%で生成物を与えている。研究者らはさらにこのフォールダマーがもとになった酵素を合成したいとしている。フォールダマーが黙って作用している。

[1] Chemical & Engineering News, 2020 January 6, p. 5.

DOI: 10.1126/science.aax7344

20.1.21

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1980年代半ば

 オゾンホールが発見された。これが社会全体に衝撃を与えた[1]。「おぞンマしいことが」そこで科学者はその現象を理解、さらに罪なものは何かを特定するために緊急発進した。その結果、クロロフルオロカーボン(CFCs)が浮かび上がった。それは冷凍の分野に革新的な変化をもたらすと同時に、これまで前例のない環境への負荷を与えていることがわかった。このことが国際的にCFCsを使用禁止するという流れをつくった。2019年10月NASAは、1982年以降で、オゾンホールが最も小さくなっていることを発表した。このエピソードについて、オゾンホールを発見し、それを修復するのに関わった数名の科学者や、私たちが気候変動と向き合う一助になるためのレッスンを考える科学者から話を聞くことができる。ステレオで聴くことができることからか(Stereo Chemistry)と記載されている。詳細はcenm.ag/ozoneで。25分ほど、興奮できるかどうかはわからないけど。

[1] Chemical & Engineering News 2020, January 6, p. 4.

20.1.20

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最後のセンター試験

 とはいえ、共通テストに名前が変更になっても、基本的には同様である。試験問題が大学に届けられて、担当者は試験会場ごとに、それを振り分ける。前日には全ての試験会場の清掃、机の中の点検、机の並び替え。前後・左右の幅は受験生にとって妥当か、などもチェック。机のぐらつきを段ボールで補正。乱暴なことはしない。ついでの部屋の暖房も確認。換気扇も同様、風の音は気にならないか。隙間風が入らないか。各部屋の掲示、試験会場や休憩場を記載したボードの設置、通常のイベント準備とは違う緊張感。試験当日、前日のセッティングがそのままであることで、しばし安堵。7時30分集合のチームは全員スタンバイ。この地は例年ほどの寒さではなくて、道路には微かに霜は降りていたものの凍結状態ではなかった。初日の試験終了。「再開テスト受験者なし」にホッとするも、リスニング器具をほっとくわけには行かない。ICプレーヤー、ICチップを数通り返却するための作業。過去には最後の一枚が、どこに行っちまったか、とICプレーヤーの入った箱をほとんどすべて開けては捜したこともあった。その時は、スタッフ全員がそのプレイヤーだった。

20.1.19

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有機リン系の

 いわゆる化学兵器は、最も有毒な化合物の一つである。ガスマスクや他の保護器具は、活性炭や金属酸化物を使っている。それに対して近年、ある種のMOFs(金属有機構造体)は神経ガスをトラップして中和できる可能性があることが示唆されてきた。そこでMOFsをガスマスクフィルターや織物に組み込む方法が研究されてきた。初期の研究ではMOFsは神経ガスを加水分解するものの大量のアルカリ溶液が必要であるため、神経もすり減らしてしまう。その中今回研究者らはZrをベースとしたMOFsとリンカーに比較的温和な固体塩基であるポリエチレンイミン(PEI)を使った材料が開発された[1]。MOFとPEIを混ぜることで得られるコンポジットは、十分な水を含み、これが加水分解に利用できる。試験の結果、有毒なソマンやVXガスを効果的に加水分解した。さらにMOF-PEIコンポジットを安価な市販の線維や大きな線維サンプルにコートした。これらは湿度が50%程度の場所で使われて従来のものと同様の効果を示した。しかも100日後も活性だった。新しいコンポジット、じっとはしていない。ソマンで染まらんようにガードできる。

[1] Chemical & Engineering News 2020, January 6, p. 4.

DOI: 10.1021/jacs.9b11172

20.1.18

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生きた細胞を

 埋め込んだ素材から製造した生きた材料は、センシング、化成品あるいは材料製造や、バイオエレクトロニクスへの応用が期待される。そのような材料への挑戦は、細胞を長期間、厳しい条件で、生存させなくてはいけない。そこで研究者らは、バクテリアの胞子を埋め込む物体を3-Dプリンターを使って作成した[1]。事前にバイオインクを混合する代わりに、プリントヘッドにアガロースと枯草菌を混合し、75 °C に保った。その温度はアガロースが上がろうとして流れる温度であり、胞子も生きている。プリントされた材料が、脱水、紫外光、X-線やγ-放射のような厳しい条件にさらされても胞子は生きたままだった。遺伝子改変したバクテリアの胞子は、これらの環境を感知して応答することもでき、黄色ブドウ球菌を殺す抗菌化合物の製造も行えた。さらにプリントして乾燥させた胞子を含む材料は、脱水条件でも一ヶ月以上活性だった。胞子が奉仕、しかも報酬なしで、方針に従っている。

[1] Chemical & Engineering News, 2019 December 16, p. 11.

DOI: 10.1038/s41589-019-0412-5

20.1.17

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小さなクモは

 強くて頑丈なシルクを簡単に紡ぐようにみえる、シルクの気持ちは知るくことはできないけど。一方で合成繊維をつくるときには、これら二つが二律背反の関係になる。もし材料が強いと変形が難しくて、頑丈さを失い裂けやすいし、その逆も同様である。そこで研究者らは、科学的さらには物理的な方法で、クモの糸のような特性を持つ糸の製造を目指した[1]。強さと頑丈さの組合せを達成するために研究者らは、ポリ(アクリロニトリル-co-メチルアクリレート)糸と少量のポリエチレングリコールビスアジドを電子的に紡いだ。ついで熱で得られた糸を伸ばし、その状態で冷やした。これによって糸の中のファイバーが配列し、いわゆるクリック反応で、お互いが共有結合し、目的の材料を得た。この基本的な原理は同様の強くて頑丈なファイバーをつくりだすにも応用可能で、バイオ医薬、衛星技術、織物、自動車のような分野での応用も見据えることができる。クモの糸を意図して、苦悶の日が続いたのでしょうか。

[1] Chemical & Engineering News, 2019 December 16, p. 11.

DOI: 10.1126/science.aay9033

20.1.16

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ケラチンを

 もとにした、髪の毛の特徴を模倣したバイオ材料は、タフで、重さに対しても強いけど、それがある日、医療デバイスや化成品で使われる可能がある[1]。ケラチンが他を蹴散らすんかもしれないものの、それを実現するためには、髪の毛の内部構造やそれらがお互いに繋がっている構成要素を複製する必要がある。髪の毛は、化学結合で連結し、角質と呼ばれる層で囲まれたケラチン線維からなっている。またこれらは髪の毛の種類によって異なる相互作用をしている。そこで人も含む複数の哺乳類から髪の毛を集めて、それらが切れるまで引っ張り試験を行った。ついで、切れた端を走査電子顕微鏡で検証した。その結果、人の髪の毛のような薄い毛は、長い裂け目で切れて、ケラチン線維はバラバラになっている一方、象の毛のようなより厚い毛は、まっすぐに切断されていた。直感に反して、薄い方が厚い方よりも強く、髪の毛にある裂け目の大きさと量と強さが関連していた。例外としてカピバラの毛は、真ん中にくぼみがあって、それが水を出す助けをしていた。そのため毛は中心線よりずれて弾力性が低下していた。カピバラ、バラ科の花ではなくて、南米の齧歯動物です。

[1] Chemical & Engineering News, 2019 December 16, p. 11.

DOI: 10.1016/j.matt.2019.09.019

20.1.15

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モバイルのカメラとして利用できる

 平らで軽いガラスレンズが、コンピューターチップを作成するのと同じプロセスで、労せず、製造できることが報告された[1]。従来のカーブしたレンズの代わりに新しいそれは、サイズと配列で光を巧みに扱うことができるナノ構造が組み込まれた材料の薄片がもとになっている。研究者らは以前、電子ビームリソグラフィーを使って、そのようなメタ表面を作成していたが、そのプロセスは遅くて、大量生産には不向きだった。それに対してここでは、コンピューターチップの大量製造に利用されている深紫外線投影リソグラフィーが使われた。直径1 cmのレンズそれぞれに、1億6千万個のナノサイズの支柱(nanopillar)がエッチングされた。高さは2μmで様々な直径である。ガラスの一種である融合シリカからできたウエハーに放射状のパターンが見える。平面メタレンズは、曲がったレンズに比べてより少ない材料ですみ、軽量である。これらの特性は、無人航空機、衛星のためのモバイルカメラや光学部品として利用するには重要な特徴である。メタレンズ、いずれ足れへんずになるかな。

[1] Chemical & Engineering News, 2019 December 16, p. 10.

DOI: 10.1021/acs.nanolett.9b03333

20.1.14

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新成人を祝い励ます会の

 お世話をしていた。市が用意した往復葉書を地区の対象者およそ80名に送る。数週間後に届いた返事、出席・欠席・他地域に分ける。他の地区からの参加希望も入る。その出入りを数えて、新成人のための申請書を作成して市に送る。その後、記念品が届けられて交付金が決定された。片や来賓の方。小学校六年生当時の担任の先生の連絡先を、小学校で教えていただいて連絡。お返事を待った。自治会からの記念品、バウムクーヘン、皆さんが食えへんものではいかんのでお店でお話も聞いた。来賓の方々の分も合わせて合計110。百獣の王になれるかも。式の当日、皆様の素早い働きで会場がセットされた。振袖姿、スーツ姿の新成人が集った。終了後恩師の先生方に、お車代をお渡ししようとするも、お二人が声を揃えて「いえいえ、呼んでいただいただけでも・・・」と固辞される。こちらも意固地になって「是非お受け取り下さい」と迫る。「教え子たちとの乾杯の足しにでも」で納めていただいた。二十歳(はたち)を祝う日、生立ちを振り返る。

20.1.13

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車の一年点検で

 ディーラーに行った。点検と同時に、冬用タイヤへの交換も行ってもらった。このエリアは、ある日突然雪が降り出して、時に積もることがある。なのでこの時期のルーチンで、工賃をお支払いする必要もある。終了後「実は」と言うことでこのディーラー店が4月に閉じることになったとのお話を聞いた。ここから車で30分ほど行ったところに次からは来て下さいとのこと。ここに比べてそのディーラーまで、デリャあ〜遠いなあ、である。で久しぶりに和風ラーメンのお店に行った。お店の中、机の上に椅子が積み上げられていた。一時休業かと思いきや12月末で閉店したと言う貼り紙があった。あっさり系のラーメンもあって、台湾からの先生がお越しになった時にも連れ立ってお店に入った。閉店もあっさりだったのか。話は変わる。久しぶりにDVDレンタル店に立ち寄った。ここは1月の半ば過ぎに閉店とのこと。中型総合スーパーにも立ち寄った。その一画のリラクゼーションのお店、誰もいてへんで。閉店の貼り紙だけがあった。

20.1.12

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何年もの研究を経て

 グラフェン製品が、ゆっくりだけど、市販されている。グラフェンは、応力、電子的、熱的に際立った特性を有しているけれども、これに加えて、もしそれが磁気になれば、じきに、スピントロニクスへの応用が展開されて、製品化のペースも加速される。ただしもとのグラフェンは、このご時世でなくても、磁性を示さない。そこで研究者らは、それに磁性を持たせるために、官能基化の付与の方法が試みられてきたものの、成功例は限定的だった。それに対して今回、多環芳香族炭化水素(PAH)であるグラフェン材料が合成された[1]。それは、結合様式の特徴から通常な状態で磁性を示す。50年ほど前、11の環が縮環したボール型PAHは、基底状態で不対電子を分子中に含み、磁性を持つことが予測されていた。今回その分子が、より単純な出発化合物の環化、閉環反応を経て、導かれている。様々な顕微鏡法や分光法を用いて研究者らは、分子の構造、組成、室温での磁性を確認した。グラフェン製品伸び率、いずれはグラフに

[1] Chemical & Engineering News, 2019 December 16, p. 10.

DOI: 10.1038/s41565-019-0577-9

20.1.11

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リチウムイオンバッテリーは

 私たちが使っているガシェット(目新しい小道具)に電力を供給する方法を革命的に変化させた。その結果2019年ノーベル化学賞の対象にもなった。それでも科学者は、より力強いヴァージョンを提供する努力を続けている。もしリチウムイオンバッテリーのグラファイトアノードをリチウム金属アノードに置換えることができると、バッテリーの充電容量を二倍にすることができる。ただし充電している間に、アノードに蓄積される先端の尖ったリチウム構造、いわゆる樹状突起が、時にしよ〜うとしなくても、バッテリーをショートさせてしまい、重大な安全性の危険に晒されてしまう。そこで科学者は、樹状突起問題の全貌を明らかにし解決するために、構造がいかに成長するのかを調査し、それらを抑える方法を開発することに取り組んでいた。樹状突起の成長を止めるための解決策として、物理的な障壁を構築したり、固体の電解質を利用することが行われている。詳しくはWebサイト[1]を見てくださいとのこと。

[1] Chemical & Engineering News, 2019 December 16, p. 10.

cenm.ag/dendrites

20.1.10

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湿った土あるいは

 雨が降った後、カビ臭い匂いを感じたら、それはゲソミンである。げっそりすることはない。それは土のバクテリアやシアノバクテリアが生産するテルペンである。人がなぜこの匂いへの感度があるのかはわからないけど、ネッタイシマ蚊も、この匂いに惹きつけられることがわかった[1]。ゲソミンは、蚊に対して卵を産みつける最適な場所であることを印象づけている。それはシアノバクテリアが幼虫には好ましいエサであるためである。ゲソミンについて広く研究していた研究者は、その匂いはビートの根の匂いであると感じていた。それをもとに探索したところ、ネッタイシマ蚊は、ビートの、とりわけ皮に卵を産むこともわかった。皮には茎よりも多くのゲソミンが含まれる。そこで研究者らは、水差し、ろ紙、ビートの葉からの抽出物で、誘惑剤を作成した。その結果、それはたくさんの蚊を引きつけていた。ビートの根はほとんど、食材とした後の廃棄物で安価であることからも、手頃な蚊の忌避剤を提供できる可能性もある。ビートを匂ってビートルズを聞く、ビビッときましたか。

[1] Chemical & Engineering News, 2019 December 16, p. 8.

DOI: 10.1016/j.cub.2019.11.002

20.1.9

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ジアゾ化合物

 カルベン前駆体などとして使われるが、安定性や爆発性があるとされている。ただしそれらについての系統的なデータが出〜たことはなかった。その中研究者らは、さまざまなタイプの置換基を有する44のジアゾ化合物を合成した。ついで示差走査熱量計(DSC)で化合物の分解温度を明らかにした。この値が低い場合には、化合物の安定性が低いとみなすことができるものの、DSCだけでは熱的安定性の全体像を描くことができないと研究者らは考えた。ジアゾ化合物の分解反応はDSC のその温度よりも低い温度で起こる。そこで加速熱量測定を、いくつかの化合物で行い、化合物の衝撃に対する感度を見積もった。ジアゾ化合物の分解過程は、カルベンと窒素ガスの発生であるが、見積もった結果は、発生したカルベンの反応性が高い要因は、ジアゾ化合物の安定性を向上させていることを示していた。例えば電子求引性置換基は、より高い安定性をもたらす。ジアゾ化合物、アジア象は持っていない、多分。

[1] Chemical & Engineering News, 2019 December 16, p. 7.

DOI: 10.1021/acs.oprd.9b00422

20.1.8

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Pd触媒を使っていた

 多くの反応で、Niを利用することが多くなってきた。ニッケルにおっける利点は、安価で、Pdよりも多くの種類の反応を触媒できる。ただしこれらの反応で使われるNiは、反応性が高すぎて、反応混合物の中で発生させなくてはいけない。代表例がNi(COD)2を、ホスフィンやビピリジンで置き換えて活性な触媒が提供される。これに対して今回の触媒前駆体(Ni(Fstb)3)は、Niを三つのトリフルオロメチル基を有するスチルベンが囲んでいて、酸素からNiが保護されている。実際に鈴木-宮浦カップリング、Buchwald-Hartwigアミノ化反応、Heck反応を含む、十数種類の異なる反応を行い、期待の生成物を高収率で得ている。Ni(Fstb)3は、Ni(COD)2の当座の代替品として利用可能である。ただしその調製段階で発火性のAlEt3を使っているため、より安全な還元剤の最適化や反応性の微調整が進行中である。ニッケルでいっける系が増えていく。

[1] Chemical & Engineering News, 2019 December 16, p. 6.

DOI: 10.1038/s41929-019-0392-6

20.1.7

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シュミット反応とは

 アルデヒドやケトンをアミドに変換する100年近く前に報告された反応である。ただしこの反応では揮発性を示す有毒で爆発性のアジドが必要だったため、適用範囲は広くはなかった。「アジドの味どうですか」では、すごせなかった。それに対して今回このアジドが、工業的に溶媒としても利用されているニトロメタンに置き換えた類似の反応が達成された[1]。この方法で合成されたアミドは、医薬品、農薬、汎用化学品として利用できる。シュミット反応は炭素–炭素結合の間に窒素原子を挿入するものであり、カルボン酸と求核剤とから風変わりな反応剤を使ったアミド合成の代替アプローチである。今回発見された反応は、ニトロメタンからニトロキシル種が発生してヒドロキシルアミン誘導体に変換されて、それがアジドと類似のプロセスに入る。またこのシュミット型反応では、ケトンに加えて、アルキンや単純なアルキルベンゼンからもアミドが導かれている。さらに反応条件次第では、アルデヒドから一級アミンあるいはニトリルも合成できる。反応の大スケール化には課題もあるものの、実験室スケールの反応では魅力的である。新型シュミット反応、サミットでもご報告を

[1] Chemical & Engineering News, 2019 December 16, p. 6.

DOI: 10.1126/science.aay9501

20.1.6

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昼の特急列車

 四人の若者が隣の席を含めて座られた。昼時なのでまずはお食事。その後、アイスの入ったコップと檸檬堂が登場した。動画に入れることはしないものの、写メを撮る。おつまみに、ゆがいたエビが供される。「車内でディップはないけどねえ」と皆様でシェア。しばらくして車内販売のカートが登場。「すみません、おつまみを」「おつまみは、柿の種、さきいか、ミックスナッツを用意してございます」しばらく考えて「じゃあ、じゃがりこで」「かしこまりました」菓子困りましたか。カートが去った後に別の方「つまみ買ったんか、侮ったらいかんよ」みたいな感じで、チーズの盛り合わせが登場した。「これ臭うやろう、ブル―チーズはさすがにないで」と言いつつ、楽しまれていた。当方は、指を加える素ぶりをしながら、そのチーズ欲しいわ〜と合図するも、アイスもこない。そのうちに降りる駅が近づいてきた。こちらの動きにスムーズに応対していただけた隣席の乗客「今年も、よい年でありますように」と、ほろ酔いの方へお礼を告げた。

20.1.5

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バス停の表示

 4分遅れ。お休みの日でも道が混んでいる?到着したバスに乗車。自分が座ろうと思っていた座席の後ろの方が立ち上がった。降車するかと思いきや、自分が座ろうとしていた席に、無理やり座られた。自分はその方の座席に落ち着く。よくみれば女性の高齢者、自分が降車するバス停に着いた時、バス専用の交通カードをかざす。「乗車したバス停を入力して下さい」みたいな機械音。運転手との、ちぐはぐなやりとり、界隈では聞けない会話がやっとのこと成立。バスが信号で停止した際、男性の高齢者。1000円チャージしたいのですが、とおぼつかない足取りで運転手さんに話しかける。信号待ちでバスは停止していたものの、時間切れで発車。運転手さん「手すりにおつかまり下さい」別の男性高齢者が身体を支える。大丈夫か。なんとかクリアした。観光地近くのバス停。観光客や中学生らが大勢乗車してきた。その後のバス停に着くたびに「満員ですので、次のバスをご利用下さい」とアナウンス。乗れるのは運です、が如くである。やっとのこと目的地に到着。普段ならほとんどの客人は、カードを「ピッ」と鳴らして降車なるも、お財布から10円、100円を取り出して、料金箱に入れる。箱からバス料金が溢れそうになっていた。これオフレコかも。

20.1.4

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今から思えば

 人生のほとんどが「使用前」だった20歳。でも当時、そんなことは全く思っていない。その年の夏「スター・ウォーズ」が公開された。その時は、フォースの日本語訳は「理力」だった。ダース・ベーターが闊歩する姿。艦船でレイヤ姫を助けた後、ゴミ処理場の中で押し潰されそうになるシーン。デス・スターを破壊するために、側溝のような細っいところを猛スピードで飛ぶ戦闘機、後ろからはダース・ベーダーが追跡。ルークが放った弾がついに命中してデス・スターは破壊された。と同時に小さなカプセルが飛んで出た。大学の吹奏楽団定期演奏会で、このオープニングを演奏することになった。トランペット奏者にはチャレンジングだった。音のレンジが広いわけではないけど、ハイ・トーンが入っとんだった(多分)。それから42年の間、エピソード〇〇と番号が付されてXI(ナイン)になった。これ以降ないんかどうかはともかく、壮大なストーリーにリアルタイムで、併走させていただけた。「へえ〜そうなんや」

20.1.3

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ファースト・オーダーの

 最高指揮官、レン騎士団も率いるカイロ・レン[1]。ダークサイドのパルパティーンから、「新たなスター・デストロイヤーと巨大艦隊を授ける。ただしレイを殺せと」いう命令が下る。これはファイナル・オーダーである。一方レイ、礼儀正しく、フォースの修行を繰り返す。その中、パルパティーンの計画を知ったオーガナ将軍率いるレジスタンス。その計画を阻止するために、パルパティーンが棲む惑星エグゼゴルに行かなくてはならない。その場が記された剣(ダガー・ナイフ)が、「かつてのデス・スターの残骸の中にある」という話を聞く。降り立った地には、ジャナたちが静かに暮らしていた。荒れ狂う海の向こうにある残骸。明日にした方がいいというジャナ。なかなかいいじゃない、そのムード。その中レイは、飛行船スキマーで残骸の隙間に入り込む。手に入れたダガー・ナイフだが〜、その文字をC3-POは認識できるものの、伝えることが禁止されていた。ハッカーに依頼して、図らずもC3-POが翻訳した位置を確認できた。近くの惑星に到達したレイら。レンも現れ、レイの生い立ち、両親や祖父のことが明らかになる。その頃、レジスタンスでは、オーガナ将軍が身罷った。その後をつぐポー。エグゼゴルに向かい、巨大艦隊と対峙するも数の多さに歯が立たない。レイは、パルパティーンの誘惑に、怒りと復讐の念を掻き立てられる。思い留まろうとしている。戦う力も気力を失ったレイに、かつてのジェダイたちの声が届く。ルーク「Rey、the force will be with you always.」(多分)再び立ち上がったレイ。戦い終えて、静かな惑星タトゥイーンに降り立つ。「こんな所に人が?珍しい、名前は?」「レイ・スカイウォーカー」

[1] スターウォーズ/スカイウォーカーの夜明け(2019.12.20公開)

20.1.2

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2020年1月1日

 新しい年が明けた。太陽の周りを地球が一周して、もとの位置に戻ってくることが繰り返される中、わずかなズレが生じるらしい。ウィキベディアよれば、365日におよそ4分の一日で、昨年と同じ位置に到達するとのこと。そこで四年に一度、余念なく、このくるうのを補正するため、うるう(閏)年がセットされている。「潤い」という漢字と混同して、そう呼ばれるようになったという説もあるらしい。この日、四天王寺さんを参拝した。おそらく50年ぶりくらいである。日本仏法最初の官寺(ちなみにこの漢字の読みは、かんじ)聖徳太子が建立した。色々な変遷の末、今は「和宗」既存の仏教の宗派にこだわらないとのこと。境内にある六時礼讃堂。長蛇の列の後ろにつき、ゆるりと移動。池に亀がいた。カメラで切り取ろうとした。いよいよ堂の前に近づいた。屋根に留まっていた鳩が一斉に飛び立つ。ハッとした。お賽銭を入れて手を合わせる。おみくじ:「・・・更に世の為 人のため 心して努めば・・・」子年、寝通しになりませぬように。

20.1.1

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