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化学のラビリンスを照らす“光”。
鏡の国のアリスの世界に光で挑む

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回転する光：円偏光発光(CPL)

私たちの右手と左手のように、鏡に映したごとく対称な性質をキラリティー（*1）と言います。まさに、鏡の国のアリスの世界です。光にもそんな世界があって、左回転の光と右回転の光、2種類の円偏光発光(Circular Polarized Luminescence: CPL *2)が存在します。普通の発光には、左回転・右回転2種類のCPLが混在しているのです。
円偏光発光(CPL)は、私たち生命の起源とも密接に関係していると言われています。地球上の生命体はすべて、右あるいは左の構造からできた分子から構成されており、たとえば、アミノ酸では左利き（L型）のみであることは生命世界における大きな謎とされています。その説明の一つとして、地球にまだ生物が誕生する以前、超新星爆発後にできる中性子星を周回する高速電子からの円偏光シンクロトロン放射光が右利きアミノ酸（D型）を分解したため、地球上には宇宙から左利き優勢アミノ酸（L型）が降り注いだからだというものがあります。

我々のまわりの円偏光発光(CPL)

では、この円偏光発光(CPL)は我々のまわりにどのように利用されているでしょうか？一例をあげると、パッシブ方式（円偏光フィルター方式）と言われる、ディスプレイにおける3次元(3D)表示技術への利用があります。この方式では走査線1ライン毎に左回転CPL画像・右回転CPL画像を交互に映し出し、3Dメガネで左右それぞれの画像をフィルター分離することにより、立体的に画像が見えるのです。
また、植物の光合成はキラリティーを持った光学活性（*3）クロロフィル分子が関係しているため、CPLを利用した植物成長制御も大きく注目されています。近年、海藻の成長は、左回転CPLよりも右回転CPLで促進される。豆科の植物では左回転CPLのほうが右回転CPLよりも成長速度が大きい。などが報告されており、野菜の効率的なLED栽培への応用が期待されています。
さらに、ホタルの光はCPLであり、シャコの目はCPLを識別できるなど、身近な生物も実はこのCPLを巧みに利用しています。

学生と共に鏡の国のアリスの世界に挑む

現在この円偏光発光(CPL)は、円偏光フィルターを用いて直線偏光を変換することによって作り出しています。そこで、円偏光フィルターを用いずに、発光体自身からCPLを効率的に発することが可能となれば、高機能性光材料の創成が可能となります。

円偏光発光(CPL)によるモノづくりを目指して

メッセージ

化学の基本は実験です。実験が当初の計画通り進み、予想通りの成果が出た時の喜びはもちろんのこと、それのみならず、当初の計画通りに実験は進まなかったけれど、そこにまったく予想だにしなかった結果が出た時の喜びというものも、皆さんには味わっていただきたいと思います。ただし、どちらの喜びも体を動かして実験することと、しっかり観察することが重要です。
「科学を大いに楽しみましょう!!」

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