物質機能工学講座

医療支援先進セラミックス研究室

齋藤 秀俊 教授  
小松 啓志 助教  
ディスプレイや証明に用いられれる新規金属酸化物蛍光体を物質設計を基に創成しています。蛍光体は電子や紫外線の照射により光を発する材料です。右図は水中で使用できるSrO系の高輝度青色蛍光体で、紫外線照射により水中で輝いています。高性能蛍光体は構成原子、結晶の構造や形態を最適化することで、高効率での発光を得ることが出来ます。よりきれいに明るく輝く高効率蛍光体として応用されます。

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光・磁性材料工学研究室

走査型近接場磁気光学顕微鏡

石橋 隆幸 教授    
磁性材料や超伝導材料の薄膜作製、物性評価、デバイス応用に関する研究と教育を行っています。当研究室では、磁性材料をつかったホログラフィック3次元映像表示用ディスプレイや磁気信号を光信号に変化する磁気光学素子などの開発を行っています。また、光の回折限界を超える10nmの分解能をもつ近接場顕微鏡技術などの評価技術を開発しています。

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超分子物性化学研究室

左 白金電極上で成長中の単結晶
/ 右 ヨウ素結合による超分子構造

今久保 達郎 教授 
有機半導体の結晶構造制御法の開発と、それに基づく電子物性の制御および物性発現機構の解明、そしてその先に期待される新機能・新物性の発見を目指して研究を進めています。今までに、独創的な分子間相互作用である「ヨウ素結合」、超分子構造を有する新超伝導体、リサイクル可能な有機伝導体、等々の開発に成功しており、今後は単結晶素子の開発なども行っていきます。

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機能材料化学研究室

レーザーを用いた成膜プロセスの特徴

西川 雅美 准教授
当研究室では、「フレキシブルコーティング」をキーワードに、低温で、高品質に、セラミック薄膜が作成できるように、レーザーを用いた成膜手法の開発を行っています。これまでに、金属酸化物の低温成膜に聖子していますが、今後は金属窒化物の低温成膜の実現も目指しています。主に、センサー材料、光触媒材料、磁性材料のコーティングへの応用を行っています。


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表面・界面化学研究室

船津 麻美 准教授

新規二次元ナノシートを利用した研究展開イメージ図

当研究室では、ナノシートと呼ばれる極薄二次元材料を研究対象とし新しい材料の提案を目指しています。ナノシートとは、約1nm程度の厚さ(単分子または単位格子程度:物質の最薄)に特徴を持ち、多材料群とは異なり表面のみからなる材料とも言えます。よってこの材料にしか見られない新規特徴を示すことも明らかになりつつあり、多方面での活用が期待されています。私たちは、この材料の特徴である表面や界面といった面からの研究を深め、新しい材料の創出及び機能発現へ繋げていきます。

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材料設計工学講座

高分子材料化学研究室

竹中 克彦 教授   
戸田 智之 助教 
宮 正光 技術専門職員
近年の高分子材料に対する性能ならびに機能向上の要求に応じるには、目的に応じた種類の官能基の導入や異なるセグメントの結合など分子レベルでの構造制御が不可欠です。当研究室では共役ジエン類を主な研究対象としながら、新規モノマーの合成とそれらの重合制御、有機ー無機ハイブリッド材料創製などのテーマに取り組んでいます。

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有機反応設計研究室

二重収束型質量分析計による有機化合物の構造解析

前川 博史 教授  
河原 夏江 技術専門職員
本研究室では有機電極反応およびマグネシウム金属による電子移動型反応を用い、環境に優しく、高効率で簡便な新しい有機合成プロセスの開発を行っています。最近は通常の反応では困難な求電子剤同士や求核剤同士のクロスカップリング反応により生理活性の発現や材料としての利用が期待できる含フッ素有機化合物を合理的に合成する手法を開発しています。(電子移動型反応を利用した環境調和型機能物質合成)

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セラミックス構造設計研究室

共焦点レーザー走査型蛍光顕微鏡

田中 諭 教授
 「セラミックス」は光情報通信、バイオ、半導体など、先端技術分野では、必要不可欠な高性能材料ですが、特に超高出力エンジン等の耐熱高強度材料としての応用は、信頼性が低く、また価格も高いため、現在でも実際には使えません。本研究室では独自開発の高性能評価技術を駆使して、製造法に関する独自の科学体系を構築するとともに、これらの問題の解決に正面から取り組み、その成果を我国企業の技術指導に活用しています。

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分子・プラズマ物理化学研究室

プラズマCVDを用いたアモルファス窒化炭素薄膜の合成

伊藤 治彦 准教授
「プラズマCVDの物理化学とそれにもとづいた材料開発」に関する教育・研究を行っています。窒素炭素、炭化ケイ素などのアモルファス炭素系材料について、以下の研究を進めています。
(1) 高波長分解能レーザーおよび発光分光法を用いた薄膜形成過程の反応解析
(2) プラズマ誘起化学反応を用いた薄膜材料の合成と化学構造および物性の解析

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分子機能シミュレーション研究室

内田 希 准教授
無機材料を対象に計算機化学(分子軌道法<MO>、分子動力学法<MD>、ニューラルネットワーク解析)と熱力学(熱量測定)により解析を行っています。セラミックスの焼結挙動のMDによる解析や、ガラスの応力腐食のMOを用いた解析など、原子、電子レベルでの解析から新規材料の開発指針の提案に寄与し、また粉末表面の特性について浸漬熱を用いた表面科学的アプローチを続けています。

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エネルギー・環境材料工学講座

エネルギー変換ナノ構造材料研究室

閉鎖型循環装置による水分解反応

齊藤 信雄 准教授 
エネルギー・環境に関連する材料として「光触媒」に注目し、以下の研究を行っています。
(1) 金属酸化物、金属窒化物などを用いて、半導体粒子の電子的構造(バンド構造)や幾何学的構造(ナノ構造)を制御することにより、「太陽光+水」から水素を生成できる光触媒の開発
(2) 工業排水、干潟、および運河などに含まれる低濃度の鉛、カドミウム、ヒ素などの有害金属を光触媒により除去する研究

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環境ナノ材料研究室

(上)カドミウムイオン試験紙,(下)色素ナノ粒子,ナノ繊維

高橋 由紀子 准教授 
当研究室では有機色素のナノ粒子およびナノ粒子からなる薄膜の研究を行っています。カドミウムや水銀等の有害イオンを規制値レベルで検出可能な高感度試験紙の開発や活性酸素の発生膜等へ応用し、環境分析および環境浄化への貢献を目指します。併せてナノ粒子という分子集合体の意味、機能や安定性、反応性等の基礎化学を探究し、有機ナノ粒子製作法の開発も行っています。

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機能ガラス工学研究室

低温でも動作するリン酸系結晶化ガラスを用いた全固体ナトリウム電池

本間 剛 准教授  
熱力学的に非平衡な状態であるガラスは、学問的にも材料科学的にもまだ発展途上にあります。非晶質特有の構造や各種物性(光学的、熱的、機械的、電気的性質)に関する基礎研究を進めながら、ガラスの結晶化を積極的に利用して新規なハイブリッドセラミックスの開発と、この分野での世界的な研究拠点形成を目指しています。近年の二次電池は用途が大容量向けの開発へシフトしています。安全で希少資源に依存しない次世代全固体電池の実現に向けて、材料創製とプロセス開発を進めています。

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エネルギー材料科学研究室

グローブボックスでの実験風景

白仁田 沙代子 准教授 
金属材料表面を利用したエネルギー社会に貢献できる材料研究を行っています。化学エネルギーは反応させて利用すること、一方で、化学エネルギーは長期的に安定貯蔵することが求められています。早く反応させるためには触媒材料が用いられ、金属ナノ粒子表面と反応する物質との間での吸着反応と脱離反応を利用します。一方、安定貯蔵には化学物質と反応しない材料が必要です。エネルギー関連材料であるリチウムイオン二次電池の集電体材料や燃料電池セパレータ材料への応用を目指し、ステンレス鋼のさらなる安定性の研究を進めています。

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バイオ複合材料工学講座

環境共生材料機能工学研究室

■ナノインプリント材料埋め込み中空糸膜(左上)、自己保持性導電性フィルム(右上)、生体適合性バイオマスフィルムに接着した細胞(下)

小林 高臣 教授
Siriporn Taokaew 助教   
高分子やセラミックス材料に新しい機能を付与する過程で、超音波、光、電気、磁場などの外部刺激制御やナノテクノロジー、有機合成等の工学的手法と融合させて、インテリジェントな機能を発現させた新素材の創製と実用化を行う。
(1) 環境汚染防止材料・分離膜
(2) ナノ構造制御と表面機能化による生体適合性材料
(3) 音・光による機能発現素材
(4) バイオマス資源の持続的有効活用材
(5) 次世代エレクトロニクス材料

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グリーン資源化学研究室

河原 成元 教授  
天然ゴムは、構成単位であるイソプレン単位が直鎖状に連結した単純な構造の高分子であり、イソプレン単位あたり1個の二重結合を化学反応に利用できる植物資源由来の炭化水素です。この天然ゴムを原料として、種々の材料をつくるための化学(天然ゴム化学)を創成することを目指し、研究を行っています。超軽量タイヤ、低燃費タイヤ、高性能自動車用部品、導電性ゴム、ナノマトリックス材料の開発に取り組んでいます。

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ナノバイオ材料研究室

多賀谷 基博 准教授  
ナノバイオ材料による細胞機能制御テクノロジーの構築を目指しております。生体に類似な穏和な条件でバイオセラミックスを合成し、高次構造形成技術と表面・界面制御技術によって、細胞へ積極的に働き掛けるナノバイオセラミックスの新機能創出を探究しております。ナノバイオニクス分野の発展により、社会をより良く豊かにする信念をもち、研究に邁進しております。

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センター

分析計測センター

センター長 竹中 克彦 教授 (物質材料工学専攻長)
副センター長 齊藤 信雄 准教授
高橋 美幸 技術専門職員 
小杉 健一朗 技術職員
上野 悠一 技術職員 

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