研究室はダイバーシティ！
～世界のエネルギー事情に新たな変革を起こせるか!?～

自ら「ダイバーシティ」と表現するほど、多彩で多才な宇治原研究室は、結晶成長、つまり、きれいな結晶を作ることをキーワードとして、世界のエネルギー事情に変革をもたらす、様々な材料の研究を進めています。
今回のインタビューでは、なぜきれいな結晶づくりが必要なのかといったことも含め、3人の先生にそれぞれの研究についてのお話などを伺いました。

宇治原研究室では、主にSiC（炭化ケイ素）という化合物の研究をされていますね。

SiCだけじゃないですけれど、SiCが第一です。SiCって、エネルギー問題を解決する半導体として、めちゃくちゃ大切なんですよ。今、世界の3大課題は、水、食料、エネルギーですよね。僕の研究室では、ほとんどがエネルギーに関する結晶成長、要するにきれいな結晶を作る研究をしています。

性能が良いきれいなSiCの半導体ができたら、どれくらいの省エネになりますか？

半導体は、電車やエレベーター、電気自動車、大きな工場のモーターなどあらゆるところにあるので、国の試算によると、日本だけで、原発10機分くらいの省エネになるといわれています。今はまだ価格が高いことが難点です。価格を下げるためには、結晶の品質を良くすることが必須なんです。

言うは易しですけれど、それが大変なんですよね。

僕たちが作っているSiCの結晶は、間違いなく世界一きれい。でも、大きな問題は、まだ10mm角か15mm角位の小さなものしか作れないということ。でも、製造のシミュレーションにAIを使い、従来のものに比べたら圧倒的なスピードアップになりました。20年かかりそうだった開発が、2～3年でできそう。しかも、1000℃を超える高温の内部をアニメーション投影して「見える化」。「その場測定」までで可能になったんです。

DNA分子の結晶化とは？

私たちの中にもあるDNA分子をナノ粒子に結合させて、DNAで思い通りに結晶化させることです。DNAって、塩基配列を持っているので、相手とくっつけるかくっつけないかみたいな並び方を、人間が設計してコントロールすることができるんです。結晶化の際、保温する必要があるんですが、カレーがおいしくできますみたいな真空保温鍋を使ったりして、チャカチャカって混ぜるだけ。すごく安くできるし、環境に優しいです。

ちなみに、どういったことができるんですか？

例えば、光って波長の長さが決まっていて、扱える限界ってあるんですが、私たちが作っているナノ粒子の集合体の、ナノの領域に閉じ込められた光っていうのは、普通の光には考えられないような性質があるんです。そういうことを使うと、この光学顕微鏡では見えないはずの原子や分子が見えるとか、原理的には可能になるんです。

ところで、宇治原研究室は女性研究者を含め、層が厚いですね。

ダイバーシティですから！ 今、うちの研究室でいないのは、10代と60代だけじゃない？ ひとケタもいるし（笑）、70代もいるし、外国人も。今は、中国、台湾、韓国、一時期インドもいたね。本当はもっと世界中に広げたい。若い人は多分、研究室内で田川先生の子供が遊んでたら、そっちの方が普通だと思って社会に出ることになるよね。もしもそこではそういう環境が整っていなかったとしても、その子たちが変えてくれるかもしれない。「何でダメなんですか？」って。