炭素でできた極細の筒・カーボンナノチューブは、夢の新素材、ナノテクの旗手として各方面の大きな注目を浴びています。化学・材料・物理学・生物など、ここ数年学術誌にナノチューブの文字が載らない日はまず一日もないというほど、各分野で盛んな研究が進められています。



しかしこうした応用研究を阻む大きな要因として、ナノチューブが各種の溶媒に溶けないという点が挙げられます。ナノチューブは互いに引きつけ合ってがっちりと絡み合った束を作る性質があり、これをほぐして溶媒に分散させるのは至難の業なのです。化学の世界において、反応や精製はたいてい溶媒に溶かして行うものですから、何にも溶けないという性質は極めてやっかいなものなのです。



また生物学方面の応用を考えるとき、生命を支える媒質である「水」に溶ける（分散させる）ことはほぼ必須の条件です。しかし炭素でできたナノチューブはまさに「水と油」で、ただの水には全く混じりません。これを克服するため、水や各種溶媒に分散・溶解させる技術が様々に工夫されてきました。



ところが最近になり、九州大学の中嶋直敏教授のグループが、実に意外なものにナノチューブが溶けることを報告して話題を集めています（Chem. Lett.36 (2007) , 1140 ）。研究室にあるあらゆる溶媒を受け付けないナノチューブを溶かしてしまう「魔法の液体」は、実はコンビニで150円も出せば容易に入手できます。その液体の名はなんとサントリーの緑茶「伊右衛門 濃いめ」です。



なんでまた伊右衛門茶にナノチューブが溶けるのか――。その秘密は緑茶の主要成分であるカテキン類にあるようです。一般に、芳香環（ベンゼン環など、いわゆる「亀の甲」）を持つ化合物同士は表面のπ電子によって引きつけ合い、積み重なるように寄り集まる性質があります（πスタッキング）。カテキン類は多数の芳香環を持っていますのでナノチューブ表面に引きつけられて集まりますが、一方でたくさんの水酸基をも保持しているため水ともうまくなじみます。要するにナノチューブと水の両方に似た部分構造を持つカテキンがうまく両者の仲立ちをし、本来犬猿の仲である両者をなじませてしまうというのが伊右衛門茶の秘密であるようです。





カーボンナノチューブ（薄桃）の周辺に吸着したカテキン（緑）が水（青）との間を仲立ちする（クリックで拡大）



論文では、代表的なカテキン類であるエピガロカテキンガレート（EGCG）の水溶液にナノチューブが溶けることも示されています。というわけですからこの現象は何も「伊右衛門」に限ったことではなく、「生茶」でも「一（はじめ）」でも同じことが起こると思われます。カテキン類の濃度が高い方が有利でしょうから、「ヘルシア緑茶」あたりにはもっとよく溶けるのかもしれません。





（カテキンの代表的成分・エピガロカテキンガレート）



しかしこんなことがどうやって発見されたのでしょうか？偶然こぼれてしまった昼ご飯のお茶に、そばに置いてあったナノチューブが溶けてしまった――というようなことなら面白いのですが、おそらくそうではなさそうです。中嶋教授のグループではナノチューブの分散・溶解について深い研究を重ねており、ピレンの誘導体などを使った可溶化の報告をすでに行っているからです。さらに入手しやすい成分での可溶化を追求するうち、カテキン類にたどり着いたと見る方が自然でしょう（このあたり詳しいことをご存じの方がおられたらご一報願います）。





（可溶化に用いられるピレン誘導体）



それにしてもユニークな研究です。「エピガロカテキンガレートによる単層カーボンナノチューブの可溶化」などというよりも「伊右衛門にナノチューブが溶けた！」の方がはるかにインパクトがあるのは言うまでもなく、このあたりは実験者のセンスによるところが大きいのではないでしょうか。



この発見が、ナノチューブの研究に実際に応用されるかどうかはまだ未知数です。しかしいずれにせよ非常に身近なものが、科学の最先端の難題解決に役立つ可能性があるというのは面白いことです。寒天などもそうですが、実験に行き詰まった時には身の回りのなじみ深い品に着目してみるのも時には有効なのかもしれません。





