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2007年ノーベル化学賞『固体表面上の化学反応の研究』

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?スウェーデン王立科学アカデミーは10日、今年のノーベル化学賞を、独マックス・プランク財団フリッツ・ハーバー研究所のゲルハルト・エルトゥル氏に贈ると発表した。授賞理由は「固体表面上の化学反応の研究」。

 

固体表面の化学反応の知識は、鉄がさびる理由から燃料電池の仕組みまで、幅広い分野におよんでいる。化学肥料や半導体など産業的にも幅広く活用されているほか、オゾン層の破壊や自動車排ガスの浄化など環境の分野でも重要な意味をもっている。(引用:asahi.com)

 

今年のノーベル化学賞が発表になりました!「化学者のつぶやき」でも予想していた、ゲルハルト・エルトゥル教授が単独受賞となりました。余談ですが、エルトゥル教授は本日(10月10日)が71歳の誕生日だそうです。おめでとうございます!

 

受賞理由は“for his studies of chemical processes on solid surfaces”(固体表面の化学反応過程についての研究)です。

 

表面科学(Surface Science)とは、その名前が示すとおり、異相間の界面で起きる物理・化学現象を扱う学問の総称です。すなわち、

 

固体表面に接する気体や液体はどのような相互作用をするのか?なぜパラジウムや白金、様々なナノ粒子などの不均一系触媒は固体にも関わらず反応に関与するのか?その表面ではどのように反応が進行するのか?

 

こういった疑問を扱い、解決していくことがその学術的到達点になります。表面科学のパイオニアであるエルトゥル教授は、金属表面と気体間の相互作用に特に注目し、研究を行ってきました。

 

1960年頃から、低エネルギー電子回折(LEED)、UV・IR分光、X線回折、電子顕微鏡などを用い、その相互作用の様子を明らかにしてきました。

 

1980年代には、ハーバー・ボッシュ法(リンク:Wikipedia)に用いられる鉄触媒表面上での、窒素・水素の挙動を分子レベルで解明しました。これは化学肥料の原料となるアンモニア製造への理論面からの貢献になります。

 

そして1990年代にかけては、一酸化炭素がパラジウム・白金触媒表面で酸化され、二酸化炭素へと変換される反応の詳細を研究しました。この成果により、自動車排ガスの浄化技術の発達にも貢献しています。

 

表面科学はまた、最近の花形研究でもあるナノテクノロジーにおける重要な理論基礎ともなっています。ナノスケールでは比表面積の大きな物質が扱われます。つまりバルクスケールと異なり、物質表面の特性が全体に比して無視できないことが多いのです。

 

このように現在では必要不可欠な学問分野となっている「表面科学」の発展に寄与した業績が称えられ、エルトゥル教授には日本国際賞(1992年)、ウルフ賞(1998年)という大きな国際賞が過去に授与されていました。そしてこのたび、研究者にとって最高の栄誉であるノーベル化学賞が与えられる運びとなりました。

 

固体表面化学分野で同じくノーベル賞有力候補であった、ケンブリッジ大・キング教授やUCバークレイ・ソモライ教授(2008年プリーストリーメダル受賞者)は選考から漏れる結果となっています。このあたりの差異・選別基準がどういうところにあるのかは、正直なところよく分からないですが(筆者が非専門というのもあります)。?

 

関連文献

[1] GERHARD ERTL FESTSCHRIFT: J. Phys. Chem. B 2004, 108, 14183-14788.

 

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博士(薬学)。Chem-Station副代表。国立大学教員→国研研究員にクラスチェンジ。専門は有機合成化学、触媒化学、医薬化学、ペプチド/タンパク質化学。
関心ある学問領域は三つ。すなわち、世界を創造する化学、世界を拡張させる情報科学、世界を世界たらしめる認知科学。
素晴らしければ何でも良い。どうでも良いことは心底どうでも良い。興味・趣味は様々だが、そのほとんどがメジャー地位を獲得してなさそうなのは仕様。

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