結晶構造解析という仕事

唐突ですが、 #私の仕事  のことを紹介してみようと思います。

#私の仕事

このハッシュタグ（投稿企画）が生まれたきっかけを読んでみると、どうやらnoteの『仕事依頼』の機能が実装されたときにできたタグのようです。

今日は、今まで書いたことのなかった本業の話を書いてみようと思います。

結晶とは

かなりマニアックな（？）仕事をしている気がするので、どこからお話ししようかな・・って迷うのですが、まずは「結晶とは何か？」から始めたいと思います。

以降、厳密性よりもわかりやすさを重視して表現しておりますので専門家の方におかれましては不十分な表現であること、ご容赦ください。

僕たちの身体も、あなたが今見ているそのパソコンやスマホのディスプレイも、スマホの中に入ってる電池も、すべての物質は”原子”や”分子”という物質からできています。

中学生くらいの頃に習った記憶がある方もいらっしゃるかもしれません。理数系を重視する高校に通ってた人なら元素の周期表を暗記した覚えがある人もいるかもしれませんね。スイ（H）・ヘー（He）・リー（Li）・ベー（Be）・・・ってやつです。HやHeというのは”元素記号”ってやつですね。

目には見えないけどあなたの目の前にある空気も、何もかもすべてはこの原子や、原子と原子がくっついた分子から成り立っているわけです。

その中でも、規則正しく原子や分子が整列しているモノが世の中には存在します。小学生が前ならえして一列にビシッ！と並ぶように、等間隔にきれいに原子や分子が整列してるんです。

それが、”結晶”です。

ちなみに、スマホの中に入ってるリチウム電池の代表的な結晶（整列の仕方）はこんな感じです。

▲　リチウムイオン電池の材料として最も一般的なコバルト酸リチウムという物質の結晶。青はコバルト（元素記号はCo）、赤は酸素（元素記号はO）、緑はリチウム（元素記号はLi）です。スマホを使用するとこの中の緑の玉（リチウム）がどんどん無くなっていき、充電するとまた元の場所に戻ってくるという不思議な物質です。2019年に日本人としてノーベル賞を受賞された吉野先生のご研究もリチウム電池ですね。

結晶構造解析という仕事

それで、僕の仕事（本業）は何かって言うと、この原子のつぶつぶの並び方を調べることです。

上の図で言えば、青と赤の玉はどれくらいの距離離れているのか？とか、スマホをフル充電したとき、緑の玉はちゃんと全部詰まってるのか？とか、そんなことを調べています。

どうやって調べるか？というと、調べたいモノに対してエックス線をぶち当てると調べることができるんです。あなたも一度はお世話になったことがあるレントゲン撮影で使ってるのと同じエックス線です。（レントゲン撮影よりはもうちょっと協力なエックス線を使います）

この分野になじみのない人からしたら、「そんなこと調べて何の役にたつの？」って話だと思います。でも、実は赤と青の玉がどれくらい離れているかとか、緑の玉がどれくらい詰まってるかって、とっても大事なことなんです。

あなたの手元にあるスマホやパソコンは毎年のように性能が少し良くなって今年モデルが発表されてますよね？（変わらないこともありますがw）その性能アップの裏では、こういった原子レベルでモノの成り立ちを調べることが日々おこなわれているのです。

こういうことを調べることを、”結晶構造解析”と専門的な言葉では言います。平たく言えば、つぶつぶの並び方を調べてるだけです。

原子というのはもちろん肉眼では見えないものです。1メートルという単位はあなたにもなじみがあると思います。我が家の3歳児が1メートルくらいです。

その1000分の1が1ミリメートルです。シャーペンの先っちょくらい。これくらいまでは目で見えますね。

さらにその1000分の1が1マイクロメートルと呼ばれます。もう目には見えません。”マイクロメーター”という超精密なモノサシがあって、それを使えば僕たちの手で測れるギリギリの単位です。イメージは、小麦粉のつぶつぶ1つくらいの大きさです。

さらにその1000分の1が1ナノメートルです。女性が使うお化粧品の粉なんかはこれくらいのサイズ感だと思います。ここまでくると、1台数億円するすごい顕微鏡で見ないと分からないレベルです。

で、さっきお見せした赤と青と緑のつぶつぶの絵は、目に見えるように描いてありますが、実際にはこのナノメートルのサイズのものたちです。イメージしやすいように目に見えるサイズに描いてるだけです。

そんな目には見えないレベルのつぶつぶの並び方で、僕たちの身の回りの電化製品やらお化粧品の性能が決まってるって、不思議ですよね。（そうでもない？｝

そんなことを調べるのが、わたしの仕事です。

新物質を発見する喜び

この仕事、何が面白いの？って言われると、つぶつぶの並び方を調べる過程は（詳述しないけど）実はすごく地味です。日常の仕事において、ぶっちゃけそんなに面白さはありません（笑）

でも、今まで誰も知らなかった物質（つぶつぶの並び方）を自分が世界でいちばん最初に見ることができる、という醍醐味があります。

まずそんな物質をつくることは容易なことじゃないし、それを解き明かすことも容易ではありません。（地味な作業をひたすら積み上げます）

でも、発見したときは、とっても嬉しくなります。それがこの仕事の面白さかもしれません。

ということで、長くなってきたのでこの辺にしておきます。誰が興味あるかわからないけど、育休中、久しぶりに会社の先輩からメールをもらって仕事の話をしたくなったので書いてみました。

このご時世、会社のことはあまり書けないのでこれ以上書きませんが、とにかく、これが #私の仕事 （本業）です。

そして、本業以外にいろんなことをやろうとしているマルチ・ポテンシャライトな #わたし です。

このnoteは、日々の暮らしのことや、小さな気づき・学びを綴っています。僕の日常のひとコマがあなたの行動のきっかけになればうれしく思います。