大きさ２ナノメートル（ナノは１０億分の１）の電気自動車（ＥＶ）が３６時間の耐久レースに挑戦―。２８日からフランス国立科学研究センター（ＣＮＲＳ）で世界初の国際大会「ナノカーレース」が開かれる。ナノカーは２０１６年のノーベル化学賞に選ばれたテーマだ。ただ社会で役に立つにはまだまだ道のりは遠い。国際レースの開催で研究の活性化を狙う。日本からは物質・材料研究機構が参戦。トヨタ自動車がスポンサーとして協力する。

１００ナノメートルを走る

　ナノカーは化学合成した有機分子だ。金基板表面のうねりをコースとして利用し、１００ナノメートルを走るタイムを競う。駆動力は走査型トンネル顕微鏡（ＳＴＭ）の針先から照射される電気パルス。ナノカーを電子で励起して車輪を回したり、分子を変形させたりして前進する。分子設計とＳＴＭでの電子注入の技術が勝敗を分ける。

　ナノカーレースには６カ国６チームが参戦する。物材機構はチョウのような構造の分子を合成した。電子を注入すると羽根を羽ばたかせるように動き、金表面でジタバタしながら前進する。

　チョウ型分子の強みは左右対称で表裏もない点だ。ナノカーが横転して反転したとしても同じ体勢になる。チームリーダーを務める物材機構国際ナノアーキテクトニクス研究拠点（ＭＡＮＡ）の中西和嘉（わか）ＭＡＮＡ研究者は、「ＳＴＭで電子注入の場所をうまく選べば前進し続けられる」と説明する。

４輪が最適？

　対して６チーム中３チームは四つの車輪をもつ分子を採用した。４輪を回転させ、推進力とする設計だ。ただナノカーにとって金表面の凹凸は大きい。

　ナノカーの大きさは１ナノ―３ナノメートル程度だが、金原子一つの直径は０・２９ナノメートル。大きさ３メートルの車に対して１５センチ―３０センチメートルの段差を乗り越えながら進むことになる。中西研究者は、「ナノの世界でも４輪が最適なのか勝負したい」と意気込む。

　レースはＦ１のようにタイムを競う戦いではなく、完走を目指す耐久レースになりそうだ。ＳＴＭからの電子エネルギーが大きすぎるとナノカーが壊れたり、どこかに弾け飛んでしまったりすることもある。

　初めての国際大会だけに１００ナノメートルを何チームが完走できるかわからない。これは１８９５年にフランスで世界初の自動車レースが開かれた当時と似ている。１２００キロメートルのコースに対し、２２台が参加し完走は６台だった。

研究者が増え、研究の輪が広がる

　ナノカーは基礎研究だからこそ、国際大会というスタイルが有効に働く。ＭＡＮＡの有賀克彦主任研究者は、「大会に向けて各チームがいろんなアプローチを試し、大会が終わればそのノウハウを交換する。大型共同研究のように研究が活性化する」と説明する。

　自動車メーカーも応援する。フランスチームには仏プジョーシトロエン、ドイツチームには独フォルクスワーゲンがスポンサーについた。

　物材機構にはトヨタが研究費などを支援する。中山知信ＭＡＮＡ副拠点長は「企業が基礎研究を応援するのは珍しい。大会を機に研究者が増え、研究の輪が広がるだろう」と期待する。ナノの世界でもモータリゼーションが起きるかもしれない。
（文＝小寺貴之）