なぜできたの？ どうやって働くの？ 思わず頭をかしげてしまうようなびっくり発明、おもしろ発明を、本サイト人気連載「さがせ、おもしろ研究！ ブルーバックス探検隊が行く」をベースとした『「あっぱれ！ 日本の新発明 世界を変えるイノベーション』から、ご紹介します。
前回ご紹介した顔料「プルシアンブルー」や、その類似体を利用したアンモニア吸着の発明。今回は、それらの吸着のカギとなる、分子構造上の「穴」について詳しく見ていきます。じつは、今回の開発、すでに一部で利用が始まってるそうです。
＊本記事は、『「あっぱれ！ 日本の新発明 世界を変えるイノベーション』（ブルーバックス）を抜粋・再編集したものです。
「穴」の大きさがカギ
アンモニアを除去するだけでなく、回収して再利用できるなら一石二鳥である。川本さんのダメ出しにもめげずに研究を進めた高橋さんは、プルシアンブルーの構造をナノメートル（10億分の1m）のオーダーで観察した。すると、05nmぐらいの幅の穴が開いているのが見つかった。
アンモニアの分子の大きさは0.26nmなので、この穴に入ることができる。つまり、アンモニアを吸着できるのだ（図「プルシアンブルーの空隙サイト」）。
プルシアンブルーの空隙サイト。空隙サイトの大きさは0.5nm、アンモニア分子の大きさは0.26nmだから、アンモニアを吸着できる
「吸着材といえば、一般的には活性炭が有名ですよね。活性炭が優れているのは、いろいろな大きさの穴が開いている点です。小さい穴から大きい穴まであるので、多様な分子を吸着できる。一方、プルシアンブルーは穴の大きさが均一なので、吸着できるもののサイズも限られています」
「だから、いろいろな物質を吸着したいなら活性炭が有効ですが、狙いをアンモニアに絞って選択的に吸着したいなら、プルシアンブルーのほうが有効です。活性炭はアンモニアの吸着力があまり高くないんです」（高橋さん）
また、活性炭はヤシの実や木片など天然の原料からつくるので、いつも同じものができるとはかぎらない。穴の開きかたが違えば、何をどれぐらい吸着するかも変わってくる。それに対してプルシアンブルーは人工的な合成物なので、再現性が高い。しかも、分子構造に手を加えることで、吸着力を上げることもできる。じつはその方法を見つけたことが、この研究における大きなブレイクスルーだった。
