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07年ノーベル化学賞 Gerhard Ertl氏



Gerhard Ertl

「固体表面の化学反応過程の研究」


2007年ノーベル化学賞は、固体表面の化学反応の過程を研究したドイツのゲアハルト・エルトル(Gerhard Ertl)氏(71)に授与されることが10日決まった。

 スウェーデン王立科学アカデミー(Royal Swedish Academy of Sciences)は、「化学産業にとって重要な研究で、鉄が錆びる過程から、燃料電池や車で使われている触媒の機能など、さまざまな化学反応に関する理解を促進した」とたたえている。選考委員会は同氏を表面化学の第一人者と評価した。

 「表面化学」の研究には、実験要素以外のあらゆる影響を完全に排した研究室で、それぞれの原子や分子の層を純粋物質の表面に適用する必要があるため、厳密な実験環境が求められる。
(AFPBB News より引用)


 金属などの表面は、空気中に置くと、酸素などさまざまな分子に覆われてしまうため、表面で起きる化学反応を調べることは困難だった。エルトゥル博士は、真空に近い状態に実験材料を置くなど、表面化学反応を原子レベルで正確に調べる方法を確立した。

 この方法をもとに、鉄の表面の化学反応を観察し、詳しく解明。その結果、空気中から窒素を取り出し、人工肥料の作成に利用できる反応の効率が上がった。白金表面で有毒な一酸化炭素が二酸化炭素に変わる反応を初めて画像化することにも成功 【送料無料】 175/65R15 15インチ MANARAY マナレイ ユーロスピード S810 5.5J 5.50-15 DUNLOP ダンロップ エナセーブ EC204 サマータイヤ ホイール4本セット フジコーポレーション、白金が自動車の排ガス浄化装置に広く用いられる契機となった。

 エルトゥル博士は、固体表面の化学反応の重要性にいち早く気付き、1960年代から研究を開始。「表面化学」を 、大きな研究分野に育てた。その成果は、燃料電池や半導体の製造など最先端技術にも応用されている。オゾン層が破壊される仕組みの解明など環境分野にも貢献している。



[表面化学]



表面化学は固体物理化学の中でも界面を取り扱う点で、

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[表面分析]
物体の内部に手が届く事は有り得ず、触ってる手の表面が物体の表面に触れているだけ。もし表面同士が干渉しなかったら、つまり「相互作用」しなかったら、我々の手は幽霊の様に物体の内部に侵入してしまい、触れる事はおろか立っている事さえ出来なくなる。このように我々の生活その物は、表面と表面の接触によって成り立っている。
従って、様々な場面でこの表面が物事の本質を捉える重要な要因となっており、その様な表面化学反応を捉える分析手法として表面分析が存在する。

             ex. 製造設備に使用されてる素材が何かに汚染されて
               いないかや、どこが汚染されているのかを調べる
               必要が有る。

               汚染物質や異物を発見してもそれが何なのか調べ
               る為には、分析をしなくてはならない。今日の表
               面分析装置は カーマット フロアマット 日産 クリッパー/クリッパーリオ 24年12月~25年12月 AT-LUXループブラック、表面を何万倍にも拡大して、その       
               一部分のみに存在する物質の元素や濃度を測定す
               る事が出来る。

               他の溶かして分析するような湿式の化学分析で
               は、分析出来ないくらい、表面の数原子層にあ
               る、ほんの少しの汚染も、表面分析なら見つける
               事が可能。


表面を観察する方法:
       1.表面の形を見る:表面の形状を直接的に、顕微鏡を使って観測。
        (ホモロジー)
           →実体顕微鏡等を使って数百倍までの拡大像を見る事が出
            来るが、表面の反応が起こる微細な表面形状を探る事は
            絶望的。解像度が上がらない理由は、光を使っている為
            でその分解能は波長によって制限されているため。
            従って、電子を使う。

       2.表面を刺激して:表面に光、熱等の刺激を与えて、表面から出て
        表面を見る   くる光等をスペクトルを用いて観測。
                           ※基本的には非破壊的
           →表面の配列、元素濃度、表面の結合等 KYB(カヤバ) New SR SPECIAL リア[L] ムーヴ(LA100S) X Limited、X、L(除くカスタム) NSF1130、他にも様々な物
            性を得る事が出来る。表面に電子・X線・光等を入射し
            て出てくる電子・X線・光等を検出器で測定する事によ
            り、そのエネルギーと強度を記録するとスペクトルを描
            ける。それを解析する事で様々物性値を割り出す事が出
            来る。

       3.表面を刺激して:表面に光、熱等の刺激を与えて、表面から出て
        飛び出した分子 くる分子をスペクトルを用いて観測。
        を見る                ※基本的に表面を破壊
           →表面に光、熱、電子、イオン等の刺激を与えて、表面か
            ら出てくる分子等をスペクトル法を用いて観察する。基
            本的に表面を破壊するが、

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、2に比べて感度が高い事が多い。


[参照]                    



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