触媒として未知の可能性を秘めた期待の物質「バナジウム」

触媒の基本的な働きを人間関係で説明すると

お互いにぜんぜん会話をしない田中さんと鈴木さんがいるとします。そこに佐藤さんが入って仲介すると、みんなで仲よく会話をするようになり、田中さんと鈴木さんの間につながりが生まれ、両者の関係が変化しました。やがてそこからサークルや会社などの組織が生まれ、個人ではできなかったことができるようになりました。
ここでの佐藤さんの役割は、化学の授業で習う「触媒」です。人間に個性があるのと同様、水素、酸素、鉄、コバルトなどの原子もそれぞれ異なる個性を持っています。触媒は、そんな物質同士の化学反応を促進させて、まったく別の物質に変化させる働きを持っているのです。

元素として微妙なサイズ

原子番号23のバナジウムという金属は、触媒としてさまざまな働きを持っています。酸化バナジウムは硫酸やプラスチックを作るときの触媒として欠かせないものです。鉄鋼にバナジウムを添加すれば強度を上げることもできます。
元素の周期表は重さの順に並んでおり、重くなればなるほど多くの電子を持っていて、サイズも大きくなります。原子番号1の水素は1つの電子、原子番号2のヘリウムは2つの電子、原子番号23のバナジウムは23個の電子を持っています。このサイズが元素としては中途半端で、条件によってほかの元素と結合できたりできなかったりします。果物を例に説明すると、メロンを詰めた段ボール箱のすき間には、みかん程度の大きさなら入れられるでしょう。バナジウムはこのすき間に入るか入らないかの微妙なサイズなのです。

バナジウムは多感な十代の少年？

バナジウムはすでに触媒としてさまざまに活用されていますが、その微妙さゆえに、さらに新たな触媒としての用途が発見されれば、新素材の開発につながるかもしれません。バナジウムは海水に多く含まれており、採取も比較的容易です。まだまだ未知の可能性を秘めた、多感な十代の少年のような物質、それがバナジウムなのです。

※夢ナビ講義は各講師の見解にもとづく講義内容としてご理解ください。

※夢ナビ講義の内容に関するお問い合わせには対応しておりません。

先生情報 / 大学情報

金沢大学理工学域物質化学類教授林宜仁先生

興味が湧いてきたら、この学問がオススメ！

無機化学

先生が目指すSDGs

メッセージ

化学に苦手意識を持っている人は多いかもしれませんが、元素を擬人化すると、人間関係を考えるように楽しい世界が広がってきます。人間関係と同じで元素同士の組み合わせは無限に存在します。その組み合わせを仲介することが化学の研究になるのです。
現在はインターネットで調べれば誰でもテストの答えがわかる時代です。これからは価値観が大きく変わる時代がやってくるでしょう。自分から新しい知識を作り出す、誰も成し遂げていない新しいモノを作り出す、そういった勉強の仕方をしてほしいと思います。

先生への質問

先生の学問へのきっかけは？
先輩たちはどんな仕事に携わっているの？

金沢大学に関心を持ったあなたは

金沢大学は150年以上の歴史と伝統を誇る総合大学であり、日本海側にある基幹大学として我が国の高等教育と学術研究の発展に貢献してきました。本学が位置する金沢市は、日常生活にも伝統文化が息づき、兼六園などの自然環境に恵まれ、学生が思索し学ぶに相応しい学都です。江戸時代から天下の書府とも呼ばれ、伝統の中に革新を織り交ぜて発展してきた創造都市とも言えます。「創造なき伝統は空虚」との警句を胸に刻み、地域はもとより幅広く国内外から来た意欲あるみなさんが新生・金沢大学への扉を共に開くことを期待しています。