秀光中等教育学校と仙台育英高等学校の特別進学コースによる理科の共同実験講座『サイエンス・コ・ラボ』。11月16日（土）、今年度の第6回目が実施されました。前編として行われた第４回サイエンス・コ・ラボ（リンク参照）の続きとなる今回は、東北大学を訪問し、前編で生徒が合成した“ナノ光触媒”を機器分析するという内容です。引き続き、東北大学大学院環境科学研究科の准教授である高橋英志先生と、４名の大学院生の皆さんにご指導いただきました。参加したのは秀光の4・５年生および特別進学コースの１・２年生の希望生徒。全員でバスに乗り、青葉山にある東北大学大学院環境科学研究科を訪れました。

東北大学を訪問し、いつもと違う環境に
身を置いて、期待でいっぱいです

　東北大学に到着後、生徒たちは木造エコハウス『Ecollab.』に案内していただき講義を聞きました。高橋英志先生は「今日は、前回合成したナノ光触媒材料がどういったものかを測定します。特性の一つとして“物質としての形態”を走査型電子顕微鏡(SEM)で観察することと、化学的な特性として“どれだけ水素を出す能力があるのか”を実際に測定してもらいます」とスクリーンの図を示しながら説明してくださいました。SEMは人間が見ることのできない、可視光線の波長よりも小さいものを見ることができます。 実験は班ごと２組に別れて、交互にすすめられました。

光触媒反応の観察と、
再生可能エネルギーシステムの設備の見学

　１班と２班のグループは、まずナノ光触媒に紫外線を当て、光触媒反応により水素が発生する様子を観察しました。大学院生の方々に指導をしていただきながら光触媒をセットします。その反応を待つ間に高橋先生から、太陽光発電とリチウムイオン蓄電池を組み合わせた『スマートビルDC/ACハイブリッド制御システム』のエネルギーマネジメントシステムを案内していただきました。蓄電池・機器制御ルームでスクリーンに向かって手をかざすと、センサーによってリアルタイムでエネルギー利用情報が映し出され、生徒たちから驚きの声が上がっていました。
　その後ナノ光触媒を確認すると、反応が進み水素の泡が発生していました。生徒たちは大学院生の方の詳しい解説に何度も頷きながら、光触媒を見つめていました。

SEMでナノ光触媒と一緒に、
自分たちの髪の毛も観察！

　SEMを使用した観察では、ナノ光触媒と一緒に生徒たちの髪の毛を観察することに。１㎝ほどに切った髪の毛を白金でコーティングし、生徒の手でSEMにセットします。一人ひとりSEMを自由に操作させていただき、パソコン画面上に写されるナノ光触媒や、髪の毛の映像を思う存分見ることができました。
　最後に、 特別進学コース１年生の生徒が「今日は実際にSEMで髪の毛のキューティクルや、ナノ光触媒の一つひとつの粒子まで見ることができました。学校や家庭では体験できないミクロの世界を体験できて、本当におもしろかったです。東北大学の工学部をめざしたくなりました！」と丁寧にご指導していただいたことへの感謝とともに感想を述べました。また、大学院生の皆さんからも「よく遊び、よく学んで、メリハリを付けた生活を送ってください」と勉強や高校生活についてメッセージをいただきました。
　東北大学の最新の設備に触れ、大学生活についてのお話を聞くなど、本当に貴重な時間を過ごすことができた様子です。准教授の高橋英志先生、大学院生の方々をはじめとする東北大学の皆様、ありがとうございました。