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マイクロスケール化学（小規模化学とも呼ばれ、ドイツ語：Chemie im Mikromaßstab）は、少量の化学物質を扱う、学校や大学レベルで広く使用されている分析方法および教育方法です。従来の化学教育の多くは数グラム単位の調製に重点を置いていますが、マイクロスケール化学ではミリグラム単位の物質で十分です。大学では、最新の高価な実験用ガラス器具が使用され、生成された物質の検出および特性評価のための最新の方法が非常に一般的です。学校や南半球の多くの国では、小規模な作業は低コストまたは無料の材料を使用して行われています。定性分析では小規模な作業が常に行われてきましたが、新しい開発により、学生が遭遇する可能性のある化学の多くを網羅することができます。
歴史
現代的アプローチには、2 つの主要な流れがあります。1 つは、一般化学 (酸と塩基、酸化と還元、電気化学など) に関連する実験の多くは、実験室の従来のガラス器具よりもずっと簡単な装置 (注射瓶、スポイト瓶、注射器、ウェルプレート、プラスチック ピペット) で実行できるため、安価であり、大規模なクラスの学生の実験経験を拡張し、標準的なタイプの作業を行うには設備が不十分な機関に実験室作業を導入できるという考えに基づいています。この分野における先駆的な開発は、エジプトの Egerton C. Grey (1928) [1] 、 Mahmoud K. El-Marsafy (1989) [2]、米国の Stephen Thompson [3]などによって行われました。これらのアイデアのさらなる応用として、南アフリカのブラッドリーによるラドマステキット[4]の考案が挙げられます。これは、多くの場所では当たり前の技術サービス (電気、水道) がない発展途上国の学校で、効果的な化学実験を可能にするために設計されました。もう 1 つの流れは、このアプローチを主に有機化学の合成研究に導入したことです。ここで、メイヨー、パイク、ブッチャー[5]とウィリアムソン[6]によって決定的な進歩が達成されました。ウィリアムソンは、経験の浅い学生が数十ミリグラムの有機合成を実行できることを実証しました。このスキルには、以前は何年もの訓練と経験が必要と考えられていました。これらのアプローチには、いくつかの特殊な機器の導入が伴いましたが、その後、ブロイアーによって汎用性を大きく損なうことなく簡素化されました。[7]
このようなスキームの導入に役立つ、機器、技術、準備実験の選択に関するアドバイスを提供する出版物が多数あり、そのような資料は、長年続いている化学教育ジャーナルの「マイクロスケール実験室」というコラムを通じて継続的に提供されています。実験の規模を縮小し、最新の投影技術を組み合わせることで、最も危険な種類の講義デモンストレーションを完全に安全に実行できる可能性が開かれました。[8] このアプローチは世界中で採用されています。米国の教育現場では大きな存在感を示し、英国でも程度は低いものの使用され、熱心なスタッフがいる多くの国の機関では使用されています。たとえば、インドでは、小規模化学/マイクロスケール化学が現在、いくつかの大学で実施されています。
利点
- 準備と片付けの時間を節約
- 発生源での廃棄物を削減
- より安全に
- 化学物質や設備のコスト削減
- 保管スペースが小さい
- 集中換気システムへの依存度の低減
- 快適な職場環境[9]
- 反応時間の短縮
- 評価とコミュニケーションのための時間が増えます。
センター
- オーストリア ヴィクトル・オベンドラウフ
- 中国 周寧懐
- エジプト マフムード・K・エル・マルサフィ
- ドイツ アンジェラ・ケーラー＝クルッツフェルト、ピーター・シュヴァルツ、ヴァルトラウト・ハベリッツ＝トコッツ、ミヒャエル・タウシュ 、 ジョン・マッカスキル、テオドール・グローフェ、ベルント＝ハインリヒ・ブランド、 グレゴール・フォン・ボルステル 、ステファン・マトゥーセク
- 香港 チャン・ウィンホン
- イスラエル・ モルデハイ・リヴネ
- 日本 荻野和子
- マケドニア メトディヤ ナドスキ
- メキシコ ホルヘ・イバネス、アルトゥーロ・フレゴソ、カルメン・ドリア、ローザ・マリア・マイネロ、マルガリータ・ヘルナンデス 他
- ポーランド アレクサンダー・カズブスキ、ドミニカ・ストルチンスカ、ウカシュ・スポルニー、ピョートル・ヴロブレフスキ
- ポルトガル M. エリサ マイア
- 南アフリカ ジョン・ブラッドリー マリー ・デュトワ
- スウェーデン クリステル・グルブベリ
- アメリカ合衆国
- [1]国立マイクロスケール化学センター
- 米国国立小規模化学センター
- 米国マイクロスケールガス化学;ブルース・マットソン
- ケネス・M・ドクシー
- タイ スパワン タンティアノン
- クウェート アブドゥルアズィズ・アルナジャール
- インド 政府ビクトリア大学、パラカッド、ケララ州
- イギリス Bob Worley、CLEAPSS、Chis LLoyd SSERC
会議
第 1 回マイクロスケール化学国際シンポジウム 2000 年 5 月、メキシコ・シウダード・イベロアメリカーナ大学にて
第2回マイクロスケール化学国際シンポジウム 2001年12月13日～15日 香港バプティスト大学 – 香港 [2]
第 3 回マイクロスケール化学国際シンポジウム 2005 年 5 月 18 日～20 日、イベロアメリカーナ大学 – シウダード・デ・メキシコ [3] """]]
第4回マイクロスケール化学国際シンポジウムバンコク、タイ 2009
第 5 回マイクロスケール化学国際シンポジウムマニラ、フィリピン、2010 年
第 6 回マイクロスケール化学国際シンポジウムクウェート市、クウェート、2011 年
第7回マイクロスケール化学国際シンポジウムベルリン、ドイツ、2013年
第8回マイクロスケール化学国際シンポジウムメキシコシティ、メキシコ、2015年
第9回マイクロスケール化学国際シンポジウム仙台、日本、2017年
第10回マイクロスケール化学国際シンポジウム、ノースウェスト大学、ポチェフストローム南アフリカ、2019年[10]
第11回 マイクロスケール化学国際シンポジウム。オンライン、イギリス、2021年[11]
参照
参考文献
- ^ Grey, Egerton C (1928).ミクロ法による実用化学. ケンブリッジ: W Heffer & Sons Ltd.
- ^ El-Marsafy, MK (1989). 「Microscale Chemistry Experimentation」. MicrEcol . MKEl-Marsafy. 2007-09-26 にオリジナルからアーカイブ。2006-12-30に取得。
- ^ Thompson, S. 「小規模化学」。国立小規模化学センター。コロラド州立大学。 2006年12月30日閲覧。
- ^ Bradley, JD (1999). 「すべての人のための実践的化学」(PDF) . Pure Appl. Chem . 71 (5): 817–823. doi :10.1351/pac199971050817 . 2006年12月30日閲覧。
- ^ Mayo, DW; RM Pike; SS Butcher (1986). Microscale Organic Laboratory . ニューヨーク、NY: John Wiley & Sons. ISBN 978-0-471-82448-0。
- ^ ウィリアムソン、KL（1989）。マクロスケールとミクロスケールの有機実験。レキシントン、マサチューセッツ州：DCヒース。ISBN 978-0-669-19429-6。
- ^ Breuer, SW (1996).マイクロスケール実用有機化学. ランカスター大学.この本のテキストは著者から電子形式で無料で入手できます。
- ^ “MicroMiniSympo06Web”. 2016年3月14日時点のオリジナルよりアーカイブ。2006年12月30日閲覧。
- ^ Aleya, HN (1974).アームチェア化学。プログラムされた実験マニュアル。ニュージャージー州：プリンストン大学。
- ^ 「第10回国際マイクロスケール化学会議」chemistrysymposium2019.registerevents.co.za . 2019年7月1日閲覧。
11. https://edu.rsc.org/rsc-education-news/entries-open-for-international-symposium-on-microscale-chemistry-2021/4013475.article
- オーベンドラウフ、V.デモンストレーション [4]