超臨界流体5

未来を開く技術として

物質の三態を超えた｢超臨界流体｣は、実に多くの可能性を秘めてい
る。その可能性について、現在世界各国でその研究が進められてお
り、基礎研究、応用研究ともに毎年多数の論文が発表されている。
こうした状況の中で、わずかの紙数を用いてその全貌を語ることは
到底不可能といえるだろう。ここでいつもなら、その代わりにお勧
め本を示すのだが、｢超臨界流体について語った入門書｣を寡聞にし
て知らない。ご存じの方には、ぜひご教示いただきたい。

｢超臨界流体について語った入門書｣が楽しみな理由のひとつは、超
臨界流体が、有機廃棄物処理の高速酸化処理等に力を発揮するとさ
れているからだ。そういう世界を理解するための書物がもっと手近
に広がって欲しいのだ。有機廃棄物処理の高速酸化処理の原理は以
下のようになっているといわれる。

水を超臨界流体の状態にすると、単なる熱水より、有機物の加水分
解、熱分解、酸化反応などの化学反応が実に速やかに行われるよう
になるといわれている。そうした点から、生物エネルギー資源とし
てのバイオマスや廃プラスチックの高速分解などにより、化学原料
の回収も可能になる。

例えば、回収した古紙の主成分である植物繊維素(セルロース)を超
臨界流体を用いることでオリゴ糖、ぶどう糖などをはじめとするさ
まざまな原料を手に入れることができるという。また、ペットボト
ルの原料である重合ポリマーからは、ポリエステル系合成繊維や合
成樹脂の原料となるテレフタル酸、合成繊維やフィルム原料となる
エチレングリコールなどの化学原料を得ることができ、再生利用へ
の期待が高まっている。事実、近年、高温高圧流体研究所の建設が
進められており､こで｢臨界点近傍の熱水を反応場とした有機廃棄物
の高速酸化分解｣が進められようとしている。

これまでになかった物質の新たな状態である超臨界流体。その発見
そのものはおよそ100年ほど溯ることができるが､その価値が見出さ
れ、活用についての研究が始まったのは1970年代に入ってからであ
る。石油危機後の省資源、省エネルギーの要求が高まる中で研究テ
ーマとして取り上げられるようになった。

さらに、その研究が学会で活発に取り上げられるようになったのは
1980年代以降のことである。その歴史はまだ浅いものの、研究報告
例は、国内ばかりでなく、諸外国においても非常に多くのものが提
出されている。そのことは、サイエンスやエンジニアリング世界に
おける専門的関心だけではなく、背景に社会的な関心とニーズが濃
厚にあるからに相違ない。

高温、高圧下での扱われなければならない超臨界流体は、その取り
扱いに難しさが伴うという側面もあり、これまで高校の化学教育で
も取り扱われてこなかった。物質の三態がこれまでの化学の常識で
ある。しかし、限定された状況下で立ち現れるとはいえ、物質の新
たな側面である超臨界流体も、やがてはその常識の範囲に組み込ま
れなければならない日がくるのではないだろうか。

事実が知識としての普遍性を獲得するとき、その事実により多くの
人が接する状況が生まれ、そこから新たな発見が生まれる可能性が
さらに高まる。きわめて機能性の高い溶媒特性を有する超臨界流体
は、その特性によって、化学工業に大きな福音をもたらすだろう。
そして、人の暮らしの未来をその中に溶け込ませるように活躍の場
を広げていくようになるのではなかろうか。

[データ]
｢超臨界流体の化学と技術｣齋藤正三郎監修／三共ビジネス刊
｢目で見る超臨界流体｣西川恵子／｢現代化学｣1995年９月号／東京化学同人刊
｢超臨界流体の構造とゆらぎ｣西川恵子／｢高圧力の科学と技術｣第5巻第1号／日
本高圧力学会刊
｢超臨界流体で何ができるか｣猪俣宏・齋藤正三郎／｢応用物理｣第64巻第８号／
日本応用物理学会刊
｢超臨界流体の微視的状態｣岡崎進／｢化学と教育｣第43巻第3号／日本化学会刊