[スポンサーリンク]

一般的な話題

資金洗浄のススメ~化学的な意味で~

[スポンサーリンク]

面白い化学技術の応用例がIndustrial Engineering & Chemical Research誌に発表されていましたので紹介いたします。

Tshozoです。 日々我慢です。殴ったら負け。

今回、ちょっと見かけない形で化学技術を応用した例を見つけましたのでご紹介します。ぱっと見「なんだ、そんなことか」と思われるかもしれませんが、問題の見つけ方が面白く、特にその着眼点は実験室に籠っているだけではなかなか思いつかないのではないかと思います。基本的に科学は社会と直接の接点を持つと存在意義がより一層増すのですから、その視野を広げる意味でご一読頂ければと思います。

で、今回紹介する論文はACS Publicationの一部門紙であるIndustrial Engineering & Chemical Researchに掲載された「Supercritical Fluid Cleaning of Banknotes」(元論文 → )というタイトルのもの。直訳すると「超臨界流体による紙幣洗浄」ということになりますでしょうか。要は、「紙幣汚ねえからロンダしようぜ! 超臨界で!」ということです。経済的にではなく、化学的に。経済的なやり方は実施したり書いたりしたらお縄になりますので、ここは健全に化学的に洗うことに話のポイントを置くとしましょう。

まず、この紹介にあたって、超臨界とは一体どういうものかをざっとおさらいします。「超臨界とは物質(主に常温で気体のもの)の臨界点を超える高圧・高温状態」と定義できます。状態図で言うと下図の斜線エリアですが、面白いのはこの状態では物質が気体と流体の境目が無くなる」という特性を得ることです。

moneylaundering_02.jpg

超臨界の定義にあたる領域 

基本的に高圧・高温(CO2では比較的低温・低圧の32℃前後、70気圧程度で超臨界になる)

 歴史的(技術的)に超臨界状態まで持って行けるようになったのは、実はBASFによるハーバー・ボッシュ法の発明が大きく寄与しています。アンモニアの量産化を通じてコンプレッサ(昇圧器)とリアクタ(圧力容器)が飛躍的に発展。間違いなく当時の技術の上限を遥かに超えていた「100MPa、500℃」というとんでもない領域の気体を実現できるようになりました。しかし、窒素だけでは化学的にあんまりおもしろくない。では色々な気体で超臨界状態を試してみたら何が面白いか、という形で発展してきて超臨界流体の学問が発展してきたわけです。

で、話を今回の論文に戻します。

発表したのは名門ブラウン大学の物理化学工学専攻の研究者。新規性は、「1年あたりでオジャンになる紙幣に結構費用がかかっている」という問題に対し、「紙幣を綺麗に再利用するための新しい手法」を提案した点でした。論文が主張するところによると、世界中で年間1500億枚の紙幣が発行されますがこれにまず全世界で1兆円くらいかかっている、加えて毎年オジャンになってシュレッダー・リサイクルされる紙幣が年間全世界で15万トンもある。そこで、「紙幣の寿命を延ばしてやれば、発行紙幣数が減らせてリサイクルすべき紙幣数も減らせるのではないか」というところに目をつけたわけです。

そのオジャンになる理由の大半が「破れ」「黄変」といった劣化です。古い紙幣を見ると黄色くシミのようなものが付いていたりするのをよく見ませんか?(日本の紙幣は先進国の中でもかなり丈夫な部類に入りますので最近はあまりないかもしれませんが・・・) 実はこの黄変は人間の体から出た皮脂類が空気中の酸素と反応した結果で、見た目だけならまだしも紙幣の繊維を劣化させて破れやすくするという厄介な影響を起こします。なおこの「紙幣の劣化のもともとの原因が人間の皮脂である」という事実は元々オランダ中央銀行(De Netherlande Bank 論文中ではDNBと記載)が見出した知見であり、こちら→  の発表にその詳細が記載されています。今回の論文はそれに対し「皮脂が付いたら洗えばよい」と主張していることになります。

moneylaundering_04.jpg黄変・ヨレによる紙幣劣化の様子(左→右の順に継時劣化したもの) 画像はこちらより引用 → 

 しかし有機溶剤などを使用するとVOCの問題が発生しますし、環境負荷が高まる可能性も否定できません。また印刷の劣化やインクの溶出も発生してしまいかねない。ましてや水で洗ったりは出来ない。

そこで用いたのが上述の超臨界(本件ではCO2を使用)です。一番最初に述べたように、超臨界は気体と流体の境目が無くなる。ということは、超臨界になる物質をうまく選べば繊維は劣化させずに特定のモノを溶かし出せるということが可能です。つまり紙幣の奥の奥まで皮脂だけを取り去り、インクは飛ばない条件を探し出せることになります。しかも溶剤は使わない(使っても極少量)。後はCO2を分離できれば、皮脂類を燃やすだけになります。詳しい実験条件などは論文を直接見て頂くとして、処理前後で紙幣重量が4%も減少したということでした。

moneylaundering_05.jpg代表的な超臨界リアクタ(KOBELCOグループ 神鋼エアテック殿サイトより引用→ ) 

要は圧力釜のお化けみたいなもの

 本件、実際にはコストの問題や紙幣交換のサイクルとの兼ね合いにはなると思いますが、おカネと化学との間に意外と見つかりにくい面白い橋をかけたなぁ、と感じた次第です。

なお、蛇足ですが超臨界流体で最もメジャーなのが「コーヒー豆からのカフェインの抽出」です。要はデカフェコーヒーは超臨界技術を用いて作製されているわけです(この超臨界技術を用いる以前は何と塩化メチレン(CH2Cl2)を用いて抽出していました)。この工業化の成功以来、環境負荷が比較的低いCO2をうまく用いて色々な微量物質を抽出したり、先端分野では半導体のフォトリソ工程の洗浄(表面張力が事実上ゼロなので、極小・高アスペクトパターンの倒れ込みを防止できる)等の応用先の開拓が現在も進められています(下図)。

moneylaundering_06.jpg超臨界洗浄法による半導体のフォトリソグラフィパターン倒れ防止効果の例

超純水や有機溶媒単独での洗浄に比べてその差は一目瞭然(引用元 → 

 また系によっては超臨界状態で促進される反応もあるようで、もしなかなか反応が進まないと困っている場合にはヤケクソで試しに下記のようなリアクタで試してみるのもいかがでしょうか。「いっぺん、やってみる」のは思いもしない成果を生むこともあります! ただし超臨界反応は『高圧保安法』という法律に基づいた、きちんとした運用が必要になりますのでその点は十分にボスと相談してから実施してくださいね。

moneylaundering_03.jpg耐圧硝子工業殿によるミニリアクター(こちらより引用 → 

 最後に自戒も込めて書きますが、ややもすると研究対象が目的そのものなのか、また手段になり得るのかを時として見失う場合があります。そんな時には、研究対象が社会の中でどのように活用できるのかを常に考えて、今回のように異分野の間に「大小様々な素晴らしい橋」をかけられるようなビジョンを持って研究を続けられ、活躍されんことをお祈りいたします。

それでは今回はこんなところで。

Avatar photo

Tshozo

投稿者の記事一覧

メーカ開発経験者(電気)。56歳。コンピュータを電算機と呼ぶ程度の老人。クラウジウスの論文から化学の世界に入る。ショーペンハウアーが嫌い。

関連記事

  1. 東大、京大入試の化学を調べてみた(有機編)
  2. 100年以上未解明だった「芳香族ラジカルカチオン」の構造を解明!…
  3. 化学者のためのエレクトロニクス入門③ ~半導体業界で活躍する化学…
  4. 高分子のらせん構造を自在にあやつる -溶媒が支配する右巻き/左巻…
  5. インドールの触媒的不斉ヒドロホウ素化反応の開発
  6. 芳香族トリフラートからアリールラジカルを生成する
  7. Excelでできる材料開発のためのデータ解析[超入門]-統計の基…
  8. フェニル酢酸を基質とするC-H活性化型溝呂木-Heck反応

注目情報

ピックアップ記事

  1. 表裏二面性をもつ「ヤヌス型分子」の合成
  2. クラプコ脱炭酸 Krapcho Decarboxylation
  3. 大村氏にウメザワ記念賞‐国際化学療法学会が授与
  4. スイスの博士課程ってどうなの?2〜ヨーロッパの博士課程に出願する〜
  5. 梅干し入れると食中毒を起こしにくい?
  6. 高速液体クロマトグラフィ / high performance liquid chromatography, HPLC
  7. ケムステ海外研究記 まとめ【地域別/目的別】
  8. 第五回ケムステVシンポジウム「最先端ケムバイオ」開催報告
  9. ケイ素半導体加工に使えるイガイな接着剤
  10. アニリン類のC–N結合に不斉炭素を挿入する

関連商品

ケムステYoutube

ケムステSlack

月別アーカイブ

2014年2月
 12
3456789
10111213141516
17181920212223
2425262728  

注目情報

最新記事

日本化学会 第104春季年会 付設展示会ケムステキャンペーン Part I

まだ寒い日が続いておりますが、あっという間に3月になりました。今年も日本化学会春季年会の季節です。…

アムホテリシンBのはなし 70年前に開発された奇跡の抗真菌薬

Tshozoです。以前から自身の体調不良を記事にしているのですが、昨今流行りのAIには産み出せな…

反応操作をしなくても、化合物は変化する【プロセス化学者のつぶやき】

前回まで1. 設定温度と系内の実温度のお話2. 温度値をどう判断するか温度を測ること…

ジチオカーバメートラジカル触媒のデザイン〜三重項ビラジカルの新たな触媒機能を発見〜

第698回のスポットライトリサーチは、名古屋大学大学院工学研究科(大井研究室)博士後期課程1年の川口…

第5回プロセス化学国際シンポジウム(ISPC 2026)でポスター発表しませんか!

詳細・申込みはこちら!日本プロセス化学会は、約5年に一度、プロセス化学国際シンポジウムを開催して…

キラル金属光レドックス触媒の最前線を駆け抜けろ!触媒デザインの改良と生物活性天然物の前人未到の不斉全合成を同時に達成

第697回のスポットライトリサーチは、名古屋大学大学院工学研究科(石原研究室)博士後期課程1年の赤尾…

世界のバイオ医薬品CDMO市場について調査結果を発表

この程、TPCマーケティングリサーチ株式会社(本社=大阪市西区、代表取締役社長=松本竜馬)は、世界の…

ACS150 JACS Symposium Series: Advancing Molecular Transformations for Chemical Innovation開催のお知らせ

アメリカ化学会(ACS)創立150周年を記念した ACS150 JACS Symposium Ser…

有機合成化学協会誌2026年2月号:亜鉛ルイス酸触媒・短側鎖スルホニルフルオリドモノマー・大環状金錯体・キラルスピロπ共役化合物・ヘリセンの合成とキロプティカル特性

有機合成化学協会が発行する有機合成化学協会誌、2026年2月号がオンラインで公開されています。…

温度値をどう判断するか【プロセス化学者のつぶやき】

前回、設定温度と系内温度は一致しないことがあるという話をしました。今回はその続きとして、実務上ど…

実験器具・用品を試してみたシリーズ

スポットライトリサーチムービー

PAGE TOP