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元素戦略
【第8回】 2014年3月14日
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中山智弘

「元素間融合」と対になるMOF研究
【特別対談】 京都大学・北川宏教授(4)

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レアメタルと呼ばれ、日本を支える高度技術の要となる希少元素。その機能を、鉄やアルミなどのありふれた元素で置き換え、日本を資源大国へと変貌させる国家的なプロジェクト「元素戦略」が注目を集めている。
その立役者である中山智弘氏(科学技術振興機構 研究開発戦略センター・フェロー/エキスパート)と、「元素戦略」の代表的な研究成果の1つであり、現代の錬金術とも呼ばれる「元素間融合」技術を開発した京都大学・北川宏教授をお迎えし、「元素戦略」の現在を具体的に語ってもらった。(構成:畑中隆)

MOFとは何か?

──北川先生というと、「元素間融合」が有名ですが、もう1つ大きな研究がありますね。「MOF(金属有機構造体:Metal−Organic Framework)」と呼ばれる不思議な空間をつくられていて、この2つは無関係なテーマと思っていたのですが、「元素間融合」の研究が水素吸蔵からスタートしたと聞くと、2つの研究はもしかすると密接な関係があるのではないかと思いはじめています。MOFとはどういうもので、どういう発想からスタートしたのでしょうか?

北川宏(きたがわ・ひろし)
京都大学教授・博士(理学)。昭和36年12月5日生まれ。1991年3月京都大学大学院理学研究科博士後期課程単位取得退学。1991年4月岡崎国立共同研究機構(現自然科学研究機構)分子科学研究所に着任、助手として分子素子研究に従事。1992年3月「ペロブスカイト型混合原子価錯体の研究」にて博士(理学)京都大学、1993年英国王立研究所客員研究員、1994年4月北陸先端科学技術大学院大学材料科学研究科助手、2000年1月筑波大学化学系助教授、2003年5月九州大学大学院理学研究院教授。2005年から2012年まで科学技術振興機構科学技術振興調整費研究領域主幹、2005年から2008年まで九州大学総長特別補佐(構造改革担当)、2009年4月京都大学大学院理学研究科教授に就任、2013年第5回化学サミット議長(テーマは元素有効利用)。現在、文部科学省研究振興局科学官、南京大学併任教授。4月から京都大学理事補(研究担当)。日本化学会学術賞、井上学術賞、マルコ・ポーロイタリア科学賞などを受賞。原著論文200報余。

北川 MOFとはジャングルジムのような構造をもった化合物のことで、その内部の1ナノメートルほどの小さな空間の中に窒素や水素、酸素、二酸化炭素などの気体を吸い込み、貯め込みます。また、その内部で何らかの反応をさせた後に吐き出す、いわば「気体の反応炉」のようなことも可能です。
 MOFは文部科学省の「元素戦略」プロジェクトとして大きくカウントされていませんが、これも「元素戦略」の1つのテーマだと思います。よく、「北川さんはMOFと元素間融合という、まったく別々のテーマを、立て続けに研究されているんですね」と言われるのですが、僕としては2つは以前から密接に関係しているものとして捉えています。もともとは、私のMOF研究はJST(科学技術振興機構)のクレストという研究資金プログラムからスタートしたものです。

中山 JSTのクレストについては、私のほうから簡単に説明をしておきましょう。JSTというのは文部科学省所管の組織で、日本の優れた研究者に比較的多額の研究資金を提供することを主な業務としています。支援プログラムとしては、大きく3つのものがあって、「さきがけ」は主に若手研究者に、「クレスト」は日本のきわめて優秀な研究者に、「エラトー」は将来のノーベル賞狙いのような研究者を選んで、それぞれに研究支援を行なう制度なんです。北川先生は、その「クレスト」に応募され、採択されたわけですね。プロジェクトの期間はだいたい5年、1年に1億円くらいの資金提供を行ない、その期間に成果をあげてもらおうということになっています。

北川 私がクレストの中にできた「元素戦略」プロジェクト(総括リーダー:玉尾皓平氏、現在、日本化学会長)に参加したのは2011年のことで、「元素間融合」をテーマに応募しました。その前にも、やはりクレストの別のプロジェクト(総括リーダー:新海征治氏)において「多孔性材料」というテーマで研究を進めていました。僕は本当に運がよくて、2つのテーマが切れ目なくクレストに採択されたのです。ふつうはJSTのクレストの支援を受けるなんて宝くじにあたるようなものですから、一生に一度あればいいほうなのに、連続して2つも取れたものですから、幸運としかいいようがありません。しかも内容は「多孔性材料」「元素間融合」と、一見、無関係なテーマに見えますよね。

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中山智弘(なかやま・ともひろ)
1997年千葉大学大学院自然科学研究科博士課程修了。博士(工学)。民間企業の研究員から2002年に科学技術振興事業団へ。独立行政法人科学技術振興機構(JST)研究開発戦略センター(CRDS)フェロー、内閣府政策統括官(科学技術政策・イノベーション担当)付、内閣官房国家戦略室政策参与を経て、現在、JST科学技術イノベーション企画推進室参事役、JST・CRDSフェロー/エキスパート、文部科学省元素戦略プロジェクト・プログラムオフィサー。各種の政府委員等も務める。
 


元素戦略

「レアメタル」と呼ばれ、日本を支える高度技術の要となる希少元素。その機能を、鉄やアルミなどのありふれた元素で置き換え、日本を資源大国へと変貌させ る「元素戦略」が、産官学が連携したオールジャパン体制で進められている。科学と産業に革命的なインパクトを与える「元素戦略」の全体像を、その立役者と も言われる中山智弘氏(科学技術振興機構 研究開発戦略センター・フェロー/エキスパート)に解説してもらう。

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