「なんで反応しないの?」
透馬が不満そうに試験管を振った。
奏が覗き込む。「試薬は全部入ってる?」
「入ってる。でも、何も起きない」
零が近づいた。「エネルギーが足りないんだ」
「エネルギー?」透馬が聞き返す。
「活性化エネルギー。反応が始まるための最小エネルギー」
奏がノートを開いた。「なんでエネルギーが必要なの?」
零がホワイトボードにグラフを描いた。「山を越えるようなもの」
「山?」
「反応物から生成物に行くには、エネルギーの山を越えなきゃいけない」
透馬が指差した。「山の頂上は?」
「遷移状態。最もエネルギーの高い状態」
奏がメモした。「遷移状態?」
「反応の途中の、不安定な状態。すぐに崩れる」
ミリアがやってきた。「Like climbing a hill」
「坂を登る?」奏が聞く。
「頂上まで行かないと、向こう側に降りられない」
零が説明を続けた。「多くの分子は、エネルギーが足りなくて山を越えられない」
「じゃあ、どうやって反応するの?」透馬が尋ねる。
「熱運動で、たまたまエネルギーを持った分子が反応する」
奏が理解した。「だから温度を上げると反応が速くなる?」
「正解。高エネルギーの分子の割合が増える」
零が式を書いた。「アレニウスの式。k = A・exp(-Ea/RT)」
「なにこれ?」透馬が首を傾げる。
「反応速度定数k。Eaが活性化エネルギー、Tが温度」
ミリアが補足した。「温度が上がると、exponentialに速くなる」
奏が計算した。「10度上がると、2倍くらい?」
「多くの反応でそう。でも、Eaによる」
透馬が加熱しようとした。「じゃあ、温めよう」
「待て」零が止めた。「副反応や分解が起きる可能性がある」
「じゃあ、どうすれば?」
「触媒」ミリアが答えた。
「触媒?」奏が聞く。
零が新しい図を描いた。「活性化エネルギーを下げる」
「山を低くする?」
「そう。別の経路を提供して、低い山を通る」
透馬が興味を持った。「どうやって?」
「遷移状態を安定化する。または、複数の小さなステップに分ける」
ミリアが例を示した。「酵素は完璧な触媒」
「酵素は何をするの?」奏が聞く。
「基質を結合して、反応しやすい環境を作る」
零が詳しく説明した。「活性部位で、基質を適切な配置にする」
「配置?」
「反応が起きやすい向きと距離。遷移状態に近い形」
透馬が理解しようとした。「つまり、反応の準備を手伝う?」
「そう。遷移状態の安定化が鍵」
奏が疑問を持った。「でも、活性化エネルギーを完全にゼロにはできない?」
「できない。そうしたら、逆反応も同じくらい速くなる」
ミリアが補足した。「触媒は平衡を変えない。速度だけを変える」
「平衡?」
零が説明した。「最終的な反応物と生成物の比率。これは熱力学で決まる」
「活性化エネルギーは?」
「速度論。どれだけ速く平衡に達するか」
透馬が整理した。「触媒は、ゴールを変えずに、道を楽にする」
「良い表現」零が認めた。
奏が別の疑問を持った。「生体内の反応は全部触媒がある?」
「ほとんどが酵素に触媒される。でも、自発的な反応もある」
ミリアが例を挙げた。「ATPの加水分解。酵素なしでも起きる」
「でも遅い?」
「非常に遅い。細胞は酵素で制御してる」
零が続けた。「制御が重要。反応が勝手に起きたら困る」
透馬が理解した。「だから、高い活性化エネルギーは必要なんだ」
「そう。必要な時だけ、触媒で加速する」
奏が感心した。「活性化エネルギーは障壁であり、制御手段でもある」
「正確」零が頷いた。
ミリアが実験を提案した。「では、白金触媒を使ってみましょう」
透馬が試薬を準備した。白金を加えると、反応が急激に進んだ。
「すごい!」奏が驚く。
零が説明した。「白金表面で、水素が活性化される。活性化エネルギーが大幅に下がる」
「表面?」
「触媒は表面で働くことが多い。吸着、反応、脱離」
透馬が感動した。「山を越えられた」
「触媒の力」ミリアが微笑んだ。
奏が窓の外を見た。「体の中でも、無数の酵素が山を低くしてる」
「そして、生命が動く」零が言った。
透馬が決意した。「俺も、活性化エネルギーを超えたい」
「何の?」奏が笑った。
「人生の」
三人が笑った。触媒を見つければ、どんな山も越えられる。