プラチナ: 見た目の美しさだけでなく、実力もかなりあります!

プラチナ、周期表の78番目の元素。

プラチナは金よりも後に使用されました。紀元前700年以上前、古代エジプト人はプラチナ製の宝飾品を加工することができました。プラチナ製のジュエリーは、コロンブスが新大陸を発見する以前、中央アメリカのインディアンの間でも人気がありました。スペイン人がアフリカとアメリカを探検したとき、エクアドルの川で金と混ざった白い金属を発見し、それは「劣った銀」と呼ばれました。 1748年、科学者たちは研究を通じてそれが新しい元素であることをついに確認しました。

地殻中のプラチナの含有量は金よりも少ない。多くの場合、他の白金族元素とともにさまざまな鉱物に分散しています。単一元素の形の天然プラチナは、金鉱山またはパラジウムプラチナ鉱石などの他の白金族元素鉱山で発見されます。

100年以上前、イギリスの化学者デイビーはプラチナフィラメントのアルコールランプを発明し、それはヨーロッパで長年人気がありました。このアルコールランプは、アルコールに浸した白金線を燃焼させて使用します。アルコールを燃やすと白金線の温度が赤熱レベルに達し、通常の炎よりも明るい光を発します。この原理を研究した人たちは、白金線がアルコールの酸化を触媒し、白金線の表面でアルコールがより激しく燃えることを発見しました。この考えに従って、人々はアルコールの入った容器の蓋の中に白金線を入れました。ボトルのキャップを開けると、白金線の表面にあるアルコールが空気中の酸素と反応します。しばらくするとアルコール蒸気に点火され、照明として使用されます。

白金線の優れた触媒特性は、その特殊な核外電子配列構造によるものです。白金などの白金族元素は触媒として使われる特性を持っています。特に、白金は多くの荷電種を吸着して活性物質を形成し、それによって反応を促進することができます。自動車業界では、プラチナは自動車の排気ガス中の低濃度の未燃焼炭化水素を触媒し、二酸化炭素と水に酸化するのに使用されています。石油化学業界では、プラチナは石油改質の達人であり、ガソリンの品質を向上させることができます。プラチナは水素を吸着する能力があり、新しいエネルギー源の中でも際立っています。プラチナは、水素と酸素の常温反応を促進する燃料電池の電極の製造に使用されます。しかし、白金触媒には、高価であったり、触媒被毒を起こしやすいなどの欠点もあります。触媒中毒は実際の中毒ではありませんが、特定の物質に遭遇すると、白金はまずこれらの物質と反応し、触媒特性を失います。そのため、人々はプラチナ触媒の代替品を常に探しています。もちろん、プラチナ触媒のリサイクルを専門に行う企業もあります。燃焼などの方法により、毒性のあるプラチナ触媒を再生し、その活性を回復させます。

プラチナのもう一つの用途は、プラチナを含む医薬品の開発です。貴金属から作られた医薬品は非常に高価になるのではないかと心配する人もいますが、実際にはそうではありません。 1969年、科学者ローゼンバーグは抗腫瘍薬シスプラチンを発表しました。この発見は、プラチナ含有薬剤のメカニズムの研究に多くの科学者の興味を喚起し、その後第 2 世代、第 3 世代が登場しました。現在、シスプラチン注射剤は、がん治療において第一選択の化学薬剤として広く使用されています。がん細胞のDNA複製を阻害することができますが、副作用が強く、ひどい吐き気や嘔吐などの副作用を伴います。現在、研究者たちはプラチナ含有薬剤の忍容性を改善することに取り組んでいます。

近年、二価白金化合物が人気を集めています。光活性化癌化学療法を補助するために、二価白金化合物に光感受性基が追加されます。平面四辺形構造を持つ二価白金化合物は、白色光を発する有機発光ダイオードの製造に使用されます。これらの二価白金化合物とポリマーは光増感剤や有機光起電材料に加工され、白金の新たな用途がさらに発見されるようになりました。

（著者は武漢第20中学校の化学教師であり、武漢科学者科学普及グループのメンバーです）