目

研

究

報

次

告

１．結晶性ナノピラー構造の構造解析および有機薄膜太陽電池への応用
平出

千波矢…………… 1雅哉，安達

２．熱重量分析を用いたディーゼルパティキュレート燃焼触媒の研究
寺岡

靖剛，下川

弘宣，林

哲範，草場

一，永長

久寛…………… 8

３．4'-N,N-dimethylamino-3-methoxyﬂavone 微結晶に特異的な蛍光スペクトル
清田

一穂，川原

みよ子，高須賀

日野

和之，新谷

理恵，中野

有紀，中垣

博文，中島

雅之，関谷

清彦，斉田

博，

謙一郎，南部伸孝 ………………17

４．デンドリマー自己組織化膜を利用した生体機能材料の開発
三浦

佳子，福田

知博……………24

５．電子・振動分光による 2-(2'-hydroxyphenyl)benzimidazole 結晶の異性化反応の研究
永尾

沙緒梨，清田

一穂，関谷

博，網本

貴一，関根

正彦，中田

宗隆……………31

中央分析センター機器の利用状況……………………………………………………………………………37

関

係

委

員 ……………………………………………………………………………………………………53

大型装置を利用した研究成果 …………………………………………………………………………………56

分析センター業務記録……………………………………………………………………………………………64

九州大学中央分析センター報告

−研

究

報

第 28 号（2010）

告−結晶性ナノピラー構造の構造解析および有機薄膜太陽電池への応用
平出 雅哉 1,2，安達 千波矢 1,2
1
九州大学大学院工学府応用化学部門
2
最先端有機光エレクトロニクス研究センター

Structural Analysis of Crystalline Nano-pillar Structures and their Application to
Organic Photovoltaics
Masaya Hirade 1,2, Chihaya Adachi 1,2
1
Department of Applied Chemistry, Graduate School of Engineering. Kyushu University,744, Motooka Nishi Fukuoka, Japan,
2Center for Organic Photonics and Electronics Research (OPERA)
744, Motooka Nishi Fukuoka, Japan,

Abstract
To enhance the performance of organic photovoltaic (OPV) cells, preparation of organic nm-sized pillar arrays isfascinating since signiﬁcantly large area of a donor/acceptor heterointerface having continuous conduction path to bothanode and cathode electrodes can be realized. In this study, we grew cupper phthalocyanine (CuPc) crystalline nanopillar arrays by conventional thermal gradient sublimation technique using a few nm-sized trigger seeds composed ofa CuPc and 3,4,9,10-perylene-tetracarboxylic-dianhydride (PTCDA) stacked layer. We optimized the pillar density bytuning crystal growth condition in order to apply it to OPV cells.

１．はじめに
近年の環境問題、エネルギー問題により、石油、石炭に代わるエネルギー源として太陽光発電が注目されている。現在、シリコンや化合物半導体を用いた太陽電池が主流であるが、コストが高く、コストの回収には数十年かかるといわれている。このような問題から、低コストな太陽電池として有機太陽電池（Organic
Photovoltaic Cell : OPV）が注目を浴びている。OPV は低温・低コストでの低環境負荷による作製が可能であり、軽量・フレキシブルな構造の作製が可能である等、従来の無機系材料を用いた太陽電池にはない特長を有しており、次世代の太陽電池として期待されている。OPV の研究の歴史は長く、1950 年代から単層膜からなるショットキー接合型で研究が進められていたが 1、有機分子は励起子の束縛エネルギーが大きく、効率的な電荷分離が行われなかったために、変換効率は低く 1% を超えることはなかった。変換効率を向上させるブレークスルーとなったのは、1986 年、C. W. Tang によって報告された銅フタロシアニンとペリレン誘導体の積層膜からなるヘテロ接合型の素子である 2。このヘテロ接合素子を用いることで、変換効率～ 1%の高い値が得られた。もう一つのブレークスルーとして、平本らによって報告されたバルクヘテロ接合型の――

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第 28 号（2010）

素子が挙げられる 3。この構造では、活性層にドナー性、アクセプター性の材料の共蒸着膜を有しており、この共蒸着層において効率的な電荷分離を実現することができる。その後、ポリマーの相分離構造やタンデ
ム構造などを用い、現在では 8% 程度まで変換効率は向上し、実用化の目安とされている変換効率 10% に迫る勢いである 4-10。
次に、OPV の発電機構ついて述べる。動作機構は、以下の過程からなる（Fig. 1）。
① 光吸収による励起子生成② 励起子のドナー・アクセプター（D/A）界面への拡散③ D/A 界面での電荷分離④ 外部電極への電荷移動
陰極
アクセプター層
ドナー層
陽極Fig. 1. Schematic images of operation mechanism of OPV.
ここで、OPV の外部量子効率（ηEXT）は以下のように表される。

ηEXT = ηA ηED ηCT ηCCそれぞれ、ηA：入射光の吸収効率、ηED：生成した励起子の D/A 界面への拡散効率、ηCT：D/A 界面における電荷分離効率、ηCC：外部電極への電荷の取り出し効率を示している。
OPV がη～ 8% と無機系の太陽電池（η～ 20%）と比較して低効率に留まっている原因としては、有機材
料の励起子拡散長が短いことが挙げられる。平面ヘテロ接合型素子においては、ηCT、ηCC は 1 に近い値が得られており 11、更なる高効率化のためにはηA、ηED の向上が必要である。ηA の向上には有機層の厚膜化が有効であるが、光吸収により生じた励起子の拡散長は長くとも数十 nm 程度であるため 11、厚膜化により、D/A 界面へ到達できる励起子の割合が低下してしまう。効率的に D/A 界面に励起子を到達させるためには、
n 型半導体層と p 型半導体層が入り混じったバルクヘテロ接合型素子が非常に有効である。これにより D/A

界面に到達できる励起子の割合を著しく増加させることが可能であり、 ηED が向上し、変換効率の向上が可能となる。しかしながら、共蒸着膜を用いたバルクヘテロ接合型素子では、電極と不連続な相が存在する
ため、ηCC が低下する。また、厚膜化が困難となるためηA の更なる向上は期待できない（Fig.2(a)）。また、ポリマーなどの相分離を利用した場合においても、電極への連続な相が形成されるが、有機半導体はキャリ
ア移動度が低く内部抵抗が大きくなるために、厚

(a)

(b)

膜化は困難である。
これらの問題を解決するために、本研究では結晶性のナノ構造体に注目した。ナノピラー構造
や、ナノポア構造などのナノ構造体を素子内への導入することはηED、ηCC を両立させるためには非常に有効である 12-14。すなわち、Fig. 2(b) に示
すように、広い D/A 界面を有しつつ、キャリア

Fig. 2. Schematic images of (a)bulk heterojunction typeand (b)nanopillar type OPV structures, respectively.

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第 28 号（2010）の伝導パスも確保できるために、ηED、ηCC との両立が可能である。また、結晶性の構造体を用いることによってキャリア移動度の低さを補うことができ、厚膜化が可能となりηA の向上が実現できると考えられる。
本研究では、結晶性のナノ構造体を構築し、OPV へ展開することを目的とした。
本研究では結晶性ナノピラー構造の構築手段として、気相成長法を用いた。また、基板に選択的に結晶を成長させるために、基板に数分子層程度結晶核を蒸着し、これを用いて結晶成長させた。この結晶核には
cupper phtharocyanine（CuPc、Fig. 3）を用いた。この材料はドナー性材料であり、針状結晶が得られるためにピラー構造が容易に得られると考えられる。また CuPc 分子は 3,4,9,10-perylene-tetracarboxylic-dianhydride（PTCDA、Fig. 3）層に積層させることによって基板に対し平行配向することが知られて
おり 15-19、この性質を利用し、配向制御を行った CuPc 分子を結晶核とし、結晶成長させることでピラー構造の構築を目指した。これにより、基板に対して垂直方向に成長した CuPc のピラー構造が得られると考えられる（Fig. 3）。

Fig. 3. Schematic images of formation of nanopillar structures.

２．実験方法Indium-tin-oxide（ITO）電極を有するガラス基板を 13mm 角に切り、窒素ブローにより切り屑を取り除いた後、中性洗剤、イオン交換水、アセトン、イソプロパノールを用いて超音波洗浄を行った後、イソプロパ
ノールを煮沸させ、基板を引き上げ乾燥させた。その後、UV/O3 処理を行い、基板上の有機物の除去を行った。
その基板上に真空蒸着法をにより PTCDA (3nm) / CuPc (3nm) を順次積層させ、配向制御された結晶核を得た。
この基板を昇華精製装置へ導入し、～ 1 × 10-2 Pa の真空下において CuPc の結晶成長を行った。装置の概略
図を Fig. 4 に示す。材料の加熱温度（TS）、基板部分の温度（TG）を変え、様々なナノピラー構造を得た。

Fig. 4. Schematic image of vapor phase deposition system.
このナノピラー構造をドナー層とし、ここにアクセプター層として 6,6-Phenyl-C61-Butyric Acid Methyl Ester（PCBM、フロンティアカーボン、Fig. 5）層をスピンコート法により嫌気雰囲気下で成膜した。塗布には30mg/ml のクロロベンゼン（シグマアルドリッチ）溶液を用いた。スピンコートの条件は 2500rpm、60 秒であり、ガラス基板上に成膜した場合の膜厚はそれぞれ、約 50nm であった。さらに、ホールブロッキング層として bathocuproine（BCP、Fig. 5、10nm）を真空蒸着法によって成膜した
のち、1mmφのシャドーマスクを通じ、陰極の Ag（50nm）を蒸着することでデバイスを作製した。蒸着速度は、BCP は 0.03nm/s、Ag

PCBM

BCP

Fig. 5. Chemical structures of PCBM and BCP, respectively.

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第 28 号（2010）は 0.2nm/s であった。材料の精製には昇華精製法を用い、CuPc、BCP は 2 回、PTCDA は 1 回精製を行った。
デバイス作製後、真空下において、AM1.5G、100mW/㎠の疑似太陽光（OTENTO-SUN II、分光計器）の照射下で直流電源（R6243、Advantest）を用いて光電流の測定を行った。作製したナノ構造体の観察は、電界放出型走査電子顕微鏡（Field Emission Scanning Electron Microscope : FE-SEM、JSM-6701F、日本電子、中央分析センター所有）を用いて行った。また、結晶性、配向の評価には、X 線回折装置（X-ray Diffraction :XRD、ultima IV、Rigaku）を用いた。

３．気相成長法によるナノピラー構造の形成、および OPV の光電変換特性
PTCDA 層による CuPc 層の配向制御層を用いて結晶成長を行った CuPc の結晶性ナノピラー構造の FESEM 像を Fig. 6 に示す。この時の成長条件は TS ＝370℃、TG ＝180℃であった。また、PTCDA 層を用いていない場合も同時に示す。このように、PTCDA 層を用いていない場合は、基板に対して平行方向に成長したのに対し、PTCDA 層を用いた場合は基板に対し垂直方向に成長した結晶が得られた。また、これらのサン
プルの XRD 回折パターンを Fig.7 に示す。

Fig. 6. SEM images of CuPc crystals on a CuPc seed layer (a) and on a PTCDA/CuPc seedlayer (b) at source temperature of TS=370℃ and a growth temperature of TG=215℃.

Fig. 7. XRD patterns of CuPc crystals on CuPc and PTCDA/CuPc seed layers. Inset:
Schematic view of the growth direction of CuPc crystals. Inset : Close-up XRD
pattern of CuPc crystals on PTCDA/CuPc seed layer and Miller indices of peaks.

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第 28 号（2010）

PTCDA を用いた場合は、2φ=7.02°に CuPc のβ（001）に相当するピークが得られた 20。このことは、
CuPc 分子のスタック方向である b 軸が、結晶中では基板に対して平行方向を向いていることを示しており、結晶は基板に対して平行方向に成長していると示唆される。一方で、PTCDA 層を用いた場合はこのピークは見られなくなったが、2φ=24.03°、24.92°、26.35°、26.70°、27.67° に新たなピークが得られた。それぞれの面間隔は d =0.370nm、0.357nm、0.338nm、0.333nm、0.322nm であり、α（11-1）、α（11-2）、β（41-2）、α（31-2）、
α（31-3）に帰属される 20。これらのピークは、結晶中の b 軸が基板に対し垂直方向を向いていることを示している。以上より、PTCDA の配向制御層を用いることで CuPc の結晶の成長方向が制御可能となり、ナノピ
ラー構造を容易に形成できるということが示された。しかしながら、Fig. 6 に示すような結晶は長すぎるた
めに、デバイスには不向きである。そのため、TS=350℃、TG=150℃とし、結晶成長を行うことで、長さが数100nm 程度の結晶を得た。得られた結晶の FE-SEM 像を Fig. 8(a) に示す。

Fig. 8. SEM images of CuPc crystalline pillar structures grown on an ITO substrate. (a) TS=350℃ and
TG=150℃ , (b) TS=380℃ and TG=85℃ , (c) TS=380℃ and TG=85℃ on a MoOX/PTCDA/CuPc layer,(d) Cross-sectional view of (c), (e) TS=380℃ and TG=85℃ on a MoOX/CuPc layer, and(f) OPV active layer fabricated by deposition of PCBM on the array shown in (d).
しかしながら、ここで得られてピラー構造では、励起子拡散長（CuPc : ～ 10nm11、PCBM : > 5nm21）に対しピラーの間隔が広すぎるため、素子にした場合に高効率は得られないと考えられる。ピラーが低密度になる原因として、結晶核の凝集が考えられる。結晶を成長させる際に、基板部分の温度は 150℃程度に達しており、このため結晶が成長する前に結晶核が熱により凝集し、核の低密度化が生じることが考えられる。また、析出した分子も基板上で拡散し、結晶核を起点に結晶成長するために、低密度なピラー構造が得られると考えられる。そこで、結晶核の凝集を抑制するために、低温度領域での結晶成長を試みた。結晶成長時の――九州大学中央分析センター報告

第 28 号（2010）

基板部分の温度を 85℃程度にし、ピラー構造の作製を行った。低温度領域で得られた結晶の FE-SEM 像を
Fig. 8(b) に示す。このように、低温度領域で結晶成長させることで、ピラー構造の高密度化に成功した。また、デバイス化した時のリーク電流、およびアクセプター層と ITO 電極の接触を防ぐため、MoOX のバッファ層を用いた。Fig. 8(c)、(d) に 3nm の MoOX バッファ層上に成長させたピラー構造の SEM 像、およびその断面
SEM 像を示す。このように、MoOX バッファ層上においても同様の構造を得ることに成功した。また、断面像からこれらの構造は直径：～ 30nm、長さ：10nm ～ 100nm であることが分かった。一方で、PTCDA 層を用いなかった場合はピラー構造は得られなかった（Fig. 8(e)）。また、ここで得られたピラー構造上に PCBM
層を塗布法を用いて成膜したサンプルの断面 SEM 像を Fig. 8(f) に示す。この SEM 像が示すように、PCBM
がピラーの隙間に浸透しており、空隙等は見られなかった。
次に、得られたピラー構造を用いて OPV の作製を行った。作製したデバイスの構造を以下に示す。
Device A : ITO / MoOX (3nm) / CuPc crystal / PCBM (50nm) / BCP (10nm) / Ag (50nm)
Device B : ITO / MoOX (3nm) / PTCDA (3nm) / CuPc nano-pillar structures / PCBM (50nm) /BCP (10nm) / Ag (50nm)
こ れ ら の デ バ イ ス の J-V 特 性 を Fig. 9 に 示 す。Device A で は JSC=-1.54mA/㎠、VOC=0.60V、FF=0.44、

η=0.40% で あ っ た の に 対 し、 ピ ラ ー 構 造 を 有 す る Device B に お い て は JSC=-1.44mA/㎠、VOC=0.55V、
FF=0.43、η=0.34% の値が得られた。このように、Device B はピラー構造の導入により、広いドナー／アク
セプター界面を有しているにもかかわらず、Device A とほぼ同様の特性が得られた。詳細な原因は明らかではないが、作製プロセス上、不可避な大気暴露により、酸素もしくは水が界面に吸着したためであると考えられる。Fig. 8(f) からも明らかなように、ピラーの長さが不均一でるために、PCBM 塗布後の表面のラフネスが大きいこと、深い HOMO（～ 0.68eV22）を有している PTCDA 層がホールのトラップサイトとして働いているということも原因として考えられる。また、電荷分離には電界のアシストが必要であるが、Device A、 お よ び Device B に お
いては D/A に対してそれぞれ垂直、平行方向に電界が印加されるために電荷分離効率が異なると予想される。今後は、大気暴露を行わず、均一な長さのピラー構造を作製する手法の構築、およびピラー構造を有するデバイスにおける電荷分離機構の解明が必要である。

Fig. 9. J-V characteristics of OPV cells using MoOX/PTCDA/CuPc (red) andMoOX/CuPc (black) seed layers under illumination (open circles) andin the dark (ﬁlled circles). Inset: Cell performance of the devices.

４．ま と め本研究では、PTCDA の配向制御層を用い、配向制御がなされた CuPc の結晶核を起点に気相成長法で結晶性ピラー構造を得た。PTCDA の有無での結晶の成長方向は XRD からも違いが見られており、ピラー構造中では、CuPc の b 軸は基板に対し垂直方向を向いており、キャリア輸送に有利な構造を有していることが明らかになった。また、デバイス化を実現するために、低温度領域（～ 85℃）で結晶成長を行った。これに――九州大学中央分析センター報告

第 28 号（2010）より高密度かつ直径 30nm 程度、100nm 以下の長さのピラー構造の構築に成功した。これは、成長温度を下げることで、結晶核の凝集、および分子の拡散を抑制することができたためであると考えられる。
次に、この構造を OPV と応用した。ピラー構造を導入したにも関わらず、変換効率の向上は見られなかった。これは、断面の SEM 像からも明らかなように、ピラーの長さが不均一であるために、PCBM 塗布後の表面のラフネスが大きいこと、大気暴露の際の酸素、水分の吸着などが考えられる。また、D/A 界面に対する電界の向きが異なるために、ピラーの有無により電荷分離効率が異なるためと予想される。
今後、ピラーの長さの均一化、大気曝露を行わない新規プロセスの開発、およびピラー構造を有するデバ
イスにおける電荷分離機構の解明が必要であると言える。

参考文献
1. D. L. Morel, A. K. Ghosh, T. Feng, E. L. Stgryn, P. E. Purwin, R. F. Ahaw, and C. Fishman, Appl. Phys. Lett., 32,
495 (1978).
2. C. W. Tang, Appl. Phys. Lett., 48, 183 (1986).
3. M. Hiramoto, H, Fujiwara, and M. Yokoyama, Appl. Phys. Lett. 58, 1062 (1991).
4. J. Xue, B. P. Rand, S. Uchida, and S. R. Forrest, Adv. Mater., 17, 66 (2005).
5. M. R. Reyes, K. Kim, and D. L. Carrol., Appl. Phys. Lett., 87, 083506 (2005).
6. R. J. Tseng, R. Chan, V. C. Tung, and Y. Yang, Adv. Mater., 20, 435 (2008).
7. J. Huang, J. Yu, H. Lin, and Y. Jiang, J. Appl. Phys., 105, 073105 (2009).
8. F. Yang, K. Sun, and S. R. Forrest, Adv. Mater., 19, 4166 (2007).
9. F. Padinger, R. S. Rittberger, and N. S. Saricifti, Adv. Mater., 13, 85 (2003).
10. Y. Liang, Z. Xu, J. Xia, S. T. Tsai. Y. Wu. G. Li, C. Ray. And L. Yu, Adv. Mater., 22, 1 (2010).
11. P. Peumans, A. Yakimov, and S. R. Forrest, J. Appl. Phys., 93, 3693 (2003).
12. F. Yang, M. Shtein, and S. R. Forrest, Nat. Mater., 4, 37 (2005).
13. M. Aryal, F. Buyukserin, K. Mielczarec, X. M. Zhao, J.Gao, A. Zakhidov, and W. Hu, J. Vac. Sci. Technol. B, 26,
2562 (2008).
14. J. S. Kim, Y. Park, D. Y. Lee, J. H. Lee, J. H. Park, J. K. Kim, and K. Cho Adv. Funct. Mater., 20, 1 (2010).
15. S. R. Forrest, Chem. Rev., 97, 1793 (1997).
16. W. Chen, H. Huang, S. Chen, X. Y. Gao, and A. T. S. Wee, J. Phys. Chem. C, 112, 5036 (2008).
17. S. Heutz and T. S. Jones, J. Appl. Phys., 92, 63039 (2002).
18. W. Chen, H. Huang, S. Chen, L. Chen, H. L. Zhang, X. Y. Gao, and A. T. S. Wee, Appl. Phys. Lett., 91, 114102(2007).
19. P. Sullivan, T.S. Joenes, A. J. Ferguson, and S. Heutz, Appl. Phys. Lett., 91, 233114 (2007).
20. M. K. Debe and K. K. Kan, Thin Solid Films, 186, 289 (1990).
21. S. Cook, A. Furube, and L. Han, Chem. Phys. Lett., 478, 33 (2009).
22. T. Maruyama, A. Hirasawa, T. Shindow, K. Akimoto, H. Kato, and A. Kakizaki, J. Luminesence, 87, 782 (2000).

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第 28 号（2010）

熱重量分析を用いたディーゼルパティキュレート燃焼触媒の研究
寺岡 靖剛 1，下川 弘宣 2，林 哲範 2，草場 一 1，永長 久寛 1
1
九州大学大学院総合理工学研究院，2 九州大学大学院総合理工学府

Catalytic research for the combustion of diesel particulate matters by
thermogravimetry
Yasutake Teraoka 1, Hironobu Shimokawa 2, Cheol-Beom Lim 2,
Hajime Kusaba 1, Hisahiro Einaga 1
1Faculty of Engineering Sciences, Kyushu University
2
Interdisciplinary Graduate School of Engineering Sciences, Kyushu University

Abstract
The development of catalytic control technology of the emission of diesel particulate matter (PM) is challenging
but very important for environmental issues as well as the survival of diesel vehicles. Thermogravimetry is the mostcommon technique for the investigation of the catalytic oxidation of PM which is a three-phase reaction between agaseous reactant (O2), a solid reactant (PM) and a solid catalyst, and careful analysis of the results from a view point of
the three-phase reaction is required. This paper reports evaluation methods of the catalytic performance and apparent
activation energy for catalytic PM combustion from TG results.

１．緒

言ディーゼル車は，ガソリン車に比べてエネルギー効率が高く低炭素化の観点からは優れている．しかし，
ディーゼル車から排出される窒素酸化物（NOx）とパティキュレート（PM）による都市部の大気汚染が深刻化しており，これらの排出抑制技術の開発が環境改善はもちろんのこと，ディーゼル車の存続の鍵を握っている．PM の除去に対しては，ディーゼルパティキュレートフィルター（DPF）が大型車を中心に実用化されている．DPF は多孔質壁からなるウォールフロー型ハニカムのチャネルを交互に目封じすることにより，ガスは通過するが PM は捕集される構造になっている．捕集量とともに圧力損失が増加するために，PM を燃焼除去して DPF を再生する必要があり，電気ヒーターによる加熱（間欠再生式）や DPF の上流の排気中にポスト噴射した燃料の燃焼熱を利用する方式（連続再生式）が採用されている．しかし , ポスト噴射による燃費の低下やエミッションの悪化を回避するためには燃焼温度の低下や燃焼時間の短縮が可能となる触媒付 DPF の開発が不可欠である．
PM 除去反応は，固体反応物である PM を捕集機能付流通系固定触媒床で（半）連続的に除去する触媒技術である．その核心は固（触媒）― 固（PM）― 気（O2, NOx）触媒反応であり，反応（開始）点となる三者が接する界面（三相界面）を形成するための固体触媒と固体 PM との接触が極めて重要になるため，高活性触媒の探索のみならず，PM ／触媒の接触を念頭に置いた触媒開発，触媒調製が重要である．一方，PM除去触媒反応の基礎研究を行う場合，実験室で固体反応物を流通させる反応条件を実現するのが極めて困――九州大学中央分析センター報告

第 28 号（2010）

難であるため，触媒と PM の機械的混合物を用いた反応ガス流通下での熱重量分析（Thermogravimetry）測定や定速昇温反応（Temperature Programmed Reaction; TPR）法が多用される．さらに，実際の PM にはスス（Soot）に加えて，金属硫酸塩や未燃焼燃料成分（Soluble Organic Fraction；SOF）が含まれているが，発表されている研究ではカーボンブラックが PM の代替として多用されており，燃焼除去対象物である SOF の影響については情報が乏しいのが現状である．
以上のように，固体反応物が関与する PM 除去触媒反応は，触媒開発の考え方や実験手法が，従来の気相，液相系触媒反応とは大きく異なる．本稿では，我々が長年行ってきた PM 除去触媒研究の結果を，主に「固体触媒による固体反応物の燃焼反応」に特徴的な実験的観点から報告する．

２．実

験

２．１

触媒調製

複合金属酸化物触媒として，CuFe2O4 および La0.8K0.2MnO3 をクエン酸添加蒸発乾固法 [1, 2] により調製した．
CuFe2O4 は，酢酸銅，酢酸鉄の混合水溶液中に，金属イオンの総モル数と等モル量のクエン酸を添加し，撹拌下で蒸発乾固後，400℃で 1 時間，次いで 700℃で 4 時間焼成して調製した．La0.8K0.2MnO3 は，硝酸ランタン，
硝酸カリウム，硝酸マンガンを出発原料として，一次焼成条件を 350℃で 4 時間，二次焼成条件を 850℃で10 時間として，CuFe2O4 と同様にして調製した．生成物の同定は粉末 X 線回折法（RINT2200, Rigaku）により行い，CuFe2O4 はスピネル型構造，La0.8K0.2MnO3 はペロブスカイト型構造をとり，いずれも単一相であることを確認した．
5wt% Pt/TiO2，5wt%Ag/TiO2，4.5wt%K/TiO2 は，TiO2（触媒学会参照触媒 JRC-TIO-4）をジニトロジアミン白金（II），硝酸銀あるいは CH3COOK の水溶液中に分散し，蒸発乾固後，乾燥（100℃，20 時間），空気
中 5 時間焼成して調製した．焼成温度は，Pt，Ag 担持触媒は 700℃，K 担持触媒は 500℃とした．

２．２

ディーゼルパティキュレート燃焼反応用試料の調製

カーボンブラック（CB と略記，Sigma-Aldrich 製）をススの代替として用いた．また，SOF の代替として用いたエイコサン（C20H42，東京化成）の n- ヘキサン溶液中に，重量比で CB：エイコサン＝ 3：2 になるよ
うに CB を添加し，常温で撹拌しながら n- ヘキサンを蒸発させることで，CB 表面にエイコサンが吸着した
模擬 PM を調製した．以下では，CB や模擬 PM を特定する必要のない場合は，総称として PM を用いた．
PM の触媒燃焼試験用試料は，触媒と PM を乳鉢により 10 分間混合（タイトコンタクト；TC）あるいはスパチュラで 10 分間軽く混合（ルーズコンタクト；LC）することにより作製した．PM 含有量は 5wt% を標準とした．PM の触媒燃焼反応は固体触媒と固体 PM の接触状態に大きく依存することが知られている [3, 4]．
タイトコンタクトは，酸化反応特性が触媒と PM の混合状態に依存しなくなるまで強く接触させた状態で，実験的に混合時間 10 分の条件を決定した．一方，ルーズコンタクトは，実排ガス中での PM と触媒の接触状態を模擬したものとされており，本研究で用いたスパチュラでの混合が多用されている．

２．３

ディーゼルパティキュレートの燃焼反応

PM の 触 媒 燃 焼 反 応 は， 示 差 熱 分 析（DTA；Differential Thermal Analysis） を 備 え た 熱 重 量 分 析（TG；
Thermogravimetry）装置（㈱島津製作所 DTG-60，DTG-60H，セイコーインスツルメント㈱ TG/DTA6300）
を用いて行った．約 10 mg の触媒と PM の混合物をアルミナパンにのせ，合成空気流通下（100mL min-1），
10℃ min-1 で昇温した．参照試料にはα-Al2O3 粉末（約 10mg）を使用した．CB のみを混合した場合には，――九州大学中央分析センター報告

第 28 号（2010）

物理吸着水を除去する目的で，合成空気流通下，120℃で 1 時間保持した後に昇温して TG-DTA 測定を行った．排出ガス中の CO2 の検出を同時に行う場合には，四重極質量分析計（MS；Omnistar, Pfeiffer Vacuum）
を TG/DTA6300 の出口ガスラインに接続して測定した．また，PM と触媒の混合物を固定床反応装置に充填し，合成空気流通下，1℃ min-1 で昇温しながら生成する CO2 ガスを TCD ガスクロマトグラフ装置（GC-8A，㈱島津製作所）で測定する TPR 法も用いた．

３．結果と考察
３．１

TG による PM 燃焼反応

Fig. 1 は，触媒に対して約 5wt% の割合で混合した CB の燃焼反応（C+O2 → CO2）を TG および TPR 法で追跡した結果を比較したものである [5]．TG 曲線では，約 350℃から重量減少が開始し，約 500℃で CB 添加量に相当する約 5% の重量減少が完結している．DTA 曲線では発熱ピークが観測され，その極大温度約 430℃は TG 曲線の傾き，即ち CB 燃焼速度が最大になる温度と一致す
る．Fig. 1 中の TGGC は，TPR における CO2
生成量から CB 消費量を計算し，重量減少で表現したものである．TG 曲線と概ね一致しており，CB の燃焼反応は TPR，TG-DTA
法の何れでも追跡できることがわかる．Fig.
1 の結果では CO 生成量が極めて少ないた
生成量が無視できない場合（C+[(1+α)/2]O2→ CO2+(1-α)CO） に は，CO 生 成 量 も 考 慮する必要がある．一方，TG 曲線は C 量の減少，即ち「CB の燃焼反応の進行」に対応しFig. 1. Soot combustion in air with the tight mixture of soot and
CuFe2O4 measured by TG-DTA and TPR using gas
chromatography (GC). Heating rate: 1℃ min-1. CO2,GC:
outlet CO2 concentration measured by GC. TGGC:
TG curve calculated from CO2,GC.

ており，CO/CO2 の選択性に関する情報は得られないが，簡便であるため触媒活性評価
法として多用される．PM の酸化は NO2 ガ
C の燃焼と同時に NOx が N2 に還元されれ
ば，ディーゼル排ガス中の除去対象物質である PM と NOx が同時に無害化できる．この PM-NOx 同 時 除 去 反 応 で は，CO2，CO，
N2O，N2 が生成するため各成分の同定が不可欠であり，ガス分析が可能な MS-TG 法や
TPR 法

[6]

が適している．

Fig. 2 に，CB 燃焼反応の典型的な TG 曲
線とその微分（DTG）曲線，およびそれらからの CB 燃焼活性指標（特性温度）の決

Tmax

Tf

- 5.0

-2.0

- 4.0

-4.0

- 3.0

-6.0

- 2.0

-8.0

- 1.0

-10.0

0.0
650

Weight change / %スの存在で促進されることが知られており，

Tig

0.0

250

350
450
550
Temperature / oC

Rate of weight change / 103 mg sec-1

め CO2 のみを考慮して解析できたが，COFig. 2. Typical TG and DTG curves of soot combustion andthe determination of performance parameters for sootcombustion (Tig, Tmax and Tf).

― 10 ―

第 28 号（2010）

九州大学中央分析センター報告

定方法を示した．CB の燃焼に伴う重量減少が開始する前の直線部分の外挿直線から TG 曲線がずれ始める
温度（DTG 曲線の立ち上がりの温度）を着火温度 Tig，CB の燃焼に伴う重量減少速度が最大となる温度（DTG
曲線のピーク温度）を Tmax，重量減少の終了温度を Tf と定義している．PM 燃焼活性指標としては Tig，Tmax
を用いることが多い．
Fig. 3 には，混合比を変化させた La0.8K0.2MnO3 と CB のルーズ混合物を用いた CB 燃焼反応の TG，DTG
曲線を示した．Tig は CB 混合量に関係なく 390℃程度でほぼ一定であったが，Tmax，Tf は PM 混合比の増加に伴って徐々に増加した（増加は Tmax がより顕著である）．99/1 で混合した場合，DTG 曲線において 444℃と 489℃に二つのピークが確認され，低温側が触媒と直接接触している CB（接触 CB）の燃焼，高温側が非接触の CB（非接触 CB）の燃焼に由来する．燃焼が接触 CB から開始することを考えると，LC 状態では CB-60合比とともに増加する非接触 CB を燃焼させるためには，TG 条件下ではより高温が必要になるために，Tmax は CB 混合比とともに増加すると理解できる．TC モードでは，Tig，
Tmax ともに LC モードでの測定より低かっ-5(99/1)-10250に依存することを示しており，これが固体
触媒−固体反応物間の反応に特徴的な現象である．また，Tig は指定された接触状態において触媒が PM の酸化を開始できる温度で触媒活性に対応するパラメータ，Tmax は
非接触 CB まで燃焼させる「燃焼の伝播」が関係するパラメータであり，TG や TPR の定速昇温法により PM 燃焼特性を評価する
場合には，両パラメータの意味を理解して

-1

-0.8

3

Rate of weight change / 10 mg sec

や CB 混合量（実反応条件下では PM 堆積量）

(90/10)-15

ら 410℃（90/10）に CB 量とともに増加するの存在に起因して，CB 燃焼特性が接触状態(97/3)-20

235℃でほぼ一定，Tmax は 382℃（99/1）かた．これらの結果は，接触 CB と非接触 CB-4(95/5)

-2

(b)
(a)

たが，Tig は CB 混合比が変化しても 321 ～という，LC モードと同様の傾向が認められ

3比に依存しないと考えられる．一方，CB 混

Weight change / %～ 440℃の燃焼速度（DTG 曲線）が CB 混合

Rate of weight change / 10 mg sec

せず，接触 CB の燃焼に由来する Tig や 390-1

混合比が変化しても接触 CB 量が大きく変化

350
450
550
Temperature / o C

(b’)
(b)

0
650

(95/5)-0.6(97/3)(99/1)

-0.4
-0.2
0.0
250

350
450
550
Temperature / o C

650

Fig. 3. Soot combustion over La0.8K0.2MnO3 under LC mode.
(a) TG and DTG curves. (b) magniﬁed DTG curves.
Weight ratio of catalyst and CB is shown in parentheses(catalyst/CB).

使い分ける必要がある．

３．２

SOF を含んだ模擬 PM の燃焼反応

ディーゼル排ガス中の燃焼除去対象物質はススと未燃焼燃料成分（SOF）である．さらに，SOF は気相成分とスス表面に吸着した成分に分類され，前者は気相酸化触媒反応で除去されるが，後者は PM（スス＋― 11 ―

九州大学中央分析センター報告

第 28 号（2010）

SOF）として処理する必要がある．PM の燃焼に対する SOF の影響を調べるためには，SOF 含有 PM を自作する必要があり，我々の研究室では，実際の PM では SOF がスス表面に吸着している構造であることに着目し，燃料成分に相当する C16 から C20 の直鎖飽和炭化水素を n- ヘキサン中で CB 表面に液相吸着する方法で模擬 PM を作製して実験に使用している．
Fig. 4 は，エイコサンを SOF に用いた模擬 PM の 5wt%Pt および Ag/TiO2 による燃焼実験結果である．TG曲線（a）において 200℃以下で約 2wt%，400℃以上で約 3wt% の重量減少が見られ，混合量や SOF と CBの反応性から判断して低温側が SOF，高温側が1

曲線は両触媒でほぼ一致しているが，Pt/TiO2

0

Weight loss / %CB に由来する重量減少である．低温側の TG
では重量減少の起こる温度域で発熱ピーク（b）が見られ，それと類似の形状の CO2 生成も確認される（c）ことから，SOF が酸化されていることがわかる．一方，Ag/TiO2 では発熱ピー-460

DTA /PVることを示すのではなく，触媒活性が発現する

-3

30

10

いても CB 燃焼に由来する発熱ピークと CO2 生

0.5

成が認められており，その温度から判断して

0.4

Ion current / nA

0

Ag/TiO2 が Pt/TiO2 より高活性である．図には示していないが，Pt/TiO2 を用いた TC と LC モー
ドでの模擬 PM の燃焼実験結果より，CB 燃焼
は TC に比べて LC のほうが高温で起こるが，礎研究で初めて明らかになったものである [7].

３．３

(c)

0.3
0.2
0.1
0.0

SOF 燃焼は接触状態に影響しないこともわかっ態の影響が異なることは，模擬 PM を用いた基Ag/TiO 2
Pt/TiO240である．一方，高温側では，いずれの触媒にお触媒が異なることや，それぞれに対する接触状

(b)

50

20

温度に達する前に SOF が脱離したと見るべきている．このような SOF と CB 燃焼に有効な

(a)

-6
70

の脱離に起因しており，SOF 燃焼に対しては
この結果は Ag/TiO2 が SOF 燃焼に不活性であ-2-5クも CO2 生成も確認できず，重量減少は SOF
Pt/TiO2 が Ag/TiO2 よ り 高 活 性 で あ る． な お，

-1

100

200

300

400

500

Temperature / oC

600

700

Fig. 4. Temperature programmed oxidation of tight mixture ofsimulated PM (CB + eicosane) and catalysts (5wt%Pt/
TiO2, Ag/TiO2) measured by (a) TG, (b) DTA and(c) MS by tracing CO2 (m/e=44).

PM 燃焼反応の活性化エネルギー

TG 測定では一定速度で加熱しながら反応を追跡しているので，起こっている反応が単純（単一）であれ
ばその解析により活性化エネルギーの算出が可能である．本研究では，代表的な方法である Freeman-Carroll
法 [8] と Ozawa 法 [9] を用いた．解析の詳細は原著論文 [8, 9] やテキスト [10] を参考にして頂きたい．
３．３．１

Freeman-Carroll 法

Freeman と Carroll の方法は，一本の TG 曲線から見かけの活性化エネルギー（ΔE）を見積もることが― 12 ―

九州大学中央分析センター報告

第 28 号（2010）

できる．TG 曲線上のある温度 T（K）での反応率 x（反応物質の減少量／初期重量），dx/dt（定速昇温であるので TG 曲線では dx/dT）の間に (1) 式が成り立つ．ここで，A，n，R は，それぞれ頻度因子，反応次数，
気体定数である．

lndx$E ln Adt
RT(1)n ln(1 x )TG 曲線上の 2 点間で (1) 式の差をとり整理すると (2) 式が得られる．ここで⊿は 2 点間の差を表す（例えば⊿ ln(1-x) = ln(1-x1) - ln(1-x2) など）．

⊿ ln(dx / dt )$E ⊿(1 / T )n⊿ ln(1 x)
R ⊿ ln(1 x)(2)

数多くの 2 点の組み合わせについて (2) 式を計算し，⊿ (1/T)/⊿ ln(1-x) を横軸にとり，縦軸に⊿ ln(dx/dt)/⊿ ln(1-x) をとってプロットし，それらが直線に乗れば，その勾配からΔE が，切片から n が求まる．本研
究では，T±15℃の温度域の TG のデータの解析から得られたΔE を温度 T における見かけの活性化エネル
ギーとし，この温度範囲で (2) 式を用いてプロットした点を最小二乗法で近似した直線を解析に用いた．
Fig. 5 に CB と La0.8K0.2MnO3 のルーズ混合物の TG，DTG 曲線と (2) 式に基づくプロットを示す．Tmax
近傍の区間 III（500 ～ 530℃，T=515℃）では直線性が高いが，それより低温の区間 I（440 ～ 470℃，

-6

(I)
(a)

(II)
(b)

(III)
(c)

-2

-8

-10

-1

-12
-14

0
380

410

440 470 500 530
Temperature / oC

-1.0

-6.0
-8.0

R2=0.43(I) 440~ 470 oC-10.0E+00 5.0E-04 1.0E-03 1.5E-03 2.0E-03' (1/T)/' ln(1-x)
0.0R2 = 0.95
(d)

-0.2

' ln(dx/dt)/' ln(1-x)

R2=0.87

-3.0
-3.5
-4.0
-4.5

-4.0

-12.0

590

-2.0
-2.5

R2 = 0.43
(b)

-10.0

R2 =(c)0.87-1.5' ln(dx/dt)/' ln(1-x)

560

-2.0

' ln(dx/dt)/' ln(1-x)

-3

-4

3
-3

(a)

-2
Weight change / %

-4

Rate
of weight change/change/ 10-310
mg sec-1
Rate ofweightmg sec

0

-0.4

-0.8
-1.0
-1.2

(II) 470~ 500 oC

R2=0.95-0.6(III) 500~ 530 oC

-1.4

-5.0
0.0E+00 1.0E-04 2.0E-04 3.0E-04 4.0E-04' (1/T)/' ln(1-x)

0.0E+00 2.0E-05 4.0E-05 6.0E-05 8.0E-05' (1/T)/' ln(1-x)

Fig. 5. (a) TG and DTG curves of soot combustion over La0.8K0.2MnO3 under LC mode and kinetic analysis by theFreeman-Carroll method in the temperature ranges of (b) 440-470℃ , (c) 470-500℃ , and (d) 500-530℃ .

― 13 ―

九州大学中央分析センター報告

第 28 号（2010）

T=455℃），区間 II（470 ～ 500℃，T=485℃）では相関係数 R2 が小さくなり，直線性が低い．Fig. 6 に，ある温度 T を中心として解析を行った際の R2 値と，その直線の傾きから算出したΔE を温度 T に対してプロットした．仮に R2=0.9 をデータの信頼性（近似線の直線性）の閾値とすると，TC モード (a) では 371～ 415℃の区間，LC モード (b) では 490 ～ 524℃の区間でのみΔE の値に信頼性があることになる．TC，LC モードにおける Tmax はそれぞれ 399℃，511℃であることから，いずれの接触モードにおいても Tmax の
ごく近傍の温度範囲においてのみ解析が可能である．触媒存在下での CB 燃焼反応は，接触 CB から開始
して非接触 CB へと伝播し，前者は触媒反応であるため後者に比べてΔE が低いと予想される．即ち，ΔEの反応率依存性から接触 CB と非接触 CB の存在割合に関する知見が得られる可能性があるが，Tmax のご
く近傍の温度範囲においてのみΔE が信頼性を持って決定できる Freeman と Carroll の方法では，そのような測定は不可能である．
200

1.0

1.0
0.9

0.4
50

0.2

(a)
0

'E / kJ mol

100

-1

2

-1

'E / kJ mol

0.6

360
385
410
Temperatuer / oC

0.6

100

0.0

335

0.8

150

0.4
50

0
450

435

0.2

(b)

2

0.8

150

Correlation factor (R ) / -0.9

Correration factor (R ) / -

200

0.0
475
500
525
Temperature / oC

550

Fig. 6. Temperature dependences of Δ E of soot combustion over La0.8K0.2MnO3 and correlation factor (R2)
obtained in the analysis by the Freeman-Carroll method under (a) TC and (b) LC modes.
３．３．２

Ozawa 法

昇温速度φを変化させて複数の TG 曲線を測定した場合，ある反応率に達する温度 T(K) との間に (3) 式が成り立つことを利用する方法である．

log F  B 0.4567

$E
RT

(3)

ここで，B は反応に固有の定数，R は気体定数，ΔE は見かけの活性化エネルギーである．
Fig. 7 に CB と La0.8K0.2MnO3 のルーズ混合物の例を示す．昇温速度を 5，10，20，30℃ min-1 の条件で
TG 測定を行い，反応率が 10%，50% および 90％に達する温度を各曲線から求め，(3) 式に基づくプロット（Fig. 7 (b)）からΔE が算出できる．
Fig.8(a) は，4.5wt%K/TiO2 を触媒として TC，LC モードで測定した CB の燃焼反応である．Tig，Tf，ΔT（=Tf −Tig）は，それぞれ TC モードで 356℃，490℃，134℃，LC モードで 406℃，596℃，190℃である．
着火温度（Tig），燃焼終了温度（Tf）ともに TC モードのほうが低く，より効率的に CB の燃焼が進行している．また TG 曲線や DTG 曲線の形状から，狭い温度範囲で燃焼が完結する TC モードでは比較的均一に反応が進行し，CB 燃焼に伴う TG 曲線に変曲点（DTG 曲線では２つのピーク）が見られる LC モードでは，挙動の異なる少なくとも２つの CB 燃焼が起こっていることが推測される．Ozawa 法により決定した― 14 ―

九州大学中央分析センター報告

第 28 号（2010）

らΔE を CB の転化率（反応率）の関数として Fig.8(b) に示した．ここで，Non-catalytic combustion（非触媒的燃焼）とは，触媒活性の極めて低いとα-Al2O3 と CB の混合物の TG 結果から算出したΔE で，反応率によらず 150 ～ 160kJ mol-1 程度でほぼ一定である．TC モードでは，低反応率で 100kJ mol-1 程度であり，反応率の増加に伴って徐々に約 115kJ mol-1 程度まで増加するものの低い値で推移し，高反応率領域まで触媒的な PM 燃焼が効率的に進行していることがわかる．これに対し，LC モードでは反応率 50% 程度まで
は TC モードとほぼ同じΔE を示し，反応率 60% 以上では徐々にΔE が増加し，反応率 80% 以上では非触媒的な PM 燃焼のΔE に等しくなった．これは，LC モードにおいては，約 50% 程度の PM が触媒的に燃焼し，その後非触媒的に燃焼する PM の割合が徐々に増加し，最後の 20% 程度の PM はほぼ非触媒的に燃焼するとして理解できる．なお，TC と LC モードでのΔE に差が出始める反応率は，TG 曲線の変曲点の反応率約 55％と一致しており，これ以下の反応率では接触 CB が燃焼し，それ以上では非接触 CB への燃

0

1.7

-1

㽲 10%

1.5

(30)

1.3

-2

(20)

-3
-4

(10)

-5

(5)

-6

㽳 50%

log I

Weight change / %焼の伝播が起こるものと考えられる．

300

400
500
600
Temperature / oC

10 Conversion / %

㽴

1.1

㽳

㽲

0.9

㽴 90%

0.7

(Heating rate I/ oC min-1)

-7

90 50

0.5

'E / kJ mol-1

1.15

700

136
147 137

1.25
1.35
1/T / 10-3 K-1

(a)

115
121
1.45

(b)

Fig. 7. (a) TG curves of soot combustion over La0.8K0.2MnO3 catalyst under LC mode at several heating rates(φ=5, 10, 20 and 30℃ min-1) and (b) Ozawa plots for the determination of Δ E values at sootconversions of 10, 50 and 90%.

-3

-4

-2

-6
-8

-1

-10
-12
200

0
300

400
500
600
Temperature / oC

-1

-1

170

Activation energy / kJ mol

Weight change / %

-2

-4

3

TC modeLC modeRateof weightchange/change/ 10-310
mg sec-1
Rate ofweightmg sec

0

700

(a)

Non-catalytic combustion

160
150

LC mode

140
130
120
110

TC mode

100
90
0

20

40
60
80
Conversion
PM// %
Conversion
ofof
soot

100

(b)

Fig. 8. (a) TG and DTG curves of soot combustion with 4.5 wt%K/TiO2 under both TC and LC modes and(b) the apparent activation energy (Δ E) as a function of conversion of soot.

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九州大学中央分析センター報告

第 28 号（2010）

４．ま と めディーゼルパティキュレート除去触媒反応は，ディーゼル車による環境汚染の低減のために極めて重要な排ガス浄化技術で，活発に研究開発が進められている．固体（触媒）― 固体（PM）― 気体（O2，NOx）
間の反応に特徴付けられる本反応は，従来の気相，液相系触媒反応と比較して，触媒開発の考え方や基礎研究における実験手法が異なる．本報では，PM 除去触媒研究に多用される TG による PM 燃焼反応試験における活性評価方法や活性化エネルギーの算出法などを「固体触媒による固体反応物の燃焼反応」の観点から
まとめた．

参考文献
1. Y. Teraoka, H. Kakebayashi, I. Moriguchi, S. Kagawa, Chem. Lett. 20, 673 (1991).
2. Y. Teraoka, H. Kakebayashi, I. Moriguchi, S. Kagawa, J. Alloys Compd., 193, 70 (1993).
3. J.P.A. Neeft, M. Makkee, J.A. Moulijn, Appl. Catal. B, 8, 57 (1996).
4. J.P.A. Neeft, O.P. van Pruissen, M. Makkee, J.A. Moulijn, Appl. Catal. B, 12, 21 (1997).
5. Y. Teraoka, S. Kagawa, Catal. Surveys from Jpn., 2, 155 (1998).
6. W.-F. Shangguan, Y. Teraoka, S. Kagawa, Appl. Catal. B, 8, 217 (1996).
7. C.-B. Lim, H. Kusaba, H. Einaga, Y. Teraoka, Catal. Today, submitted.
8. E.S. Freeman, B. Carroll, J. Phys. Chem., 62, 394 (1958).
9. T. Ozawa, Bull. Chem. Soc. Jpn., 38, 1881 (1965).
10. 神戸博太郎 , 小澤丈夫 , 新版熱分析 , 講談社サイエンティフィック (1996)．

― 16 ―

九州大学中央分析センター報告

第 28 号（2010）

4'-N, N-dimethylamino-3-methoxyflavone 微結晶に特異的な蛍光スペクトル
清田 一穂 1，川原 みよ子 1，高須賀 有紀 1，中垣 雅之 1，関谷 博 1，
日野 和之 2，新谷 理恵 2，中野 博文 2，中島 清彦 2，斉田 謙一郎 3，南部 伸孝 31
九州大学大学院理学部・理学府化学専攻，
2
愛知教育大学学理科教育講座，3 上智大学理工学部

Characteristic Fluorescence Spectra from 4'-N, N-dimethylamino- 3-methoxyﬂavone
Microcrystals
Issui Kiyota 1, Miyoko Kawahara 1, Yuki Takasuka 1, Masayuki Nakagaki 1, Masayuki Nakagaki 1,
Hiroshi Sekiya 1, Kazuyuki Hino 2, Rie Shingai 2, Hirofumi Nakano 2, Kiyohiko Nakajima 2,
Kenichiro Saita 3, Shinkoh Nanbu 3
1
Department of Chemistry, Faculty of Sciences and Graduate School of Science, Kyushu University,2
Department of Chemistry, Faculty of Education, Aichi University of Education,3
Department of Materials and Life Sciences, Faculty of Science and Technology, Sophia University

Abstract
The ﬂuorescence excitation and ﬂuorescence spectra are measured for 4'-N, N-dimethylamino- 3 -methoxyﬂavone(DMMF) microcrystals at 77 K to investigate the effect of intermolecular interactions on the ﬂuorescence spectrum.
DMMF shows ﬂuorescence spectrum with a single red-shifted broad peak in polar solutions , and the magnitude of
the red-shift significantly depends on the polarity of the solvent molecule.

However, DMMF microcrystals show

vibrational resolved ﬂuorescence spectra which are very different from that in solution. We discussed the excited-stateand ground-state potentials for DMMF in microcrystals.

１．緒言

電荷移動反応やプロトン移動反応は化学において最も基礎的な反応素過程である．これらの反応の研究
は，溶液や生体系における複雑な反応を解明に役立つ．これまで，孤立気相状態や溶液状態における有機分子の分子内電荷移動反応（Intramolecular Charge-Transfer Reaction; ICT）については多くの研究が為されている．しかしながら，結晶状態における ICT の研究例は極めて限られている．溶液状態の研究から，励起状態
ICT 過程においては，分子構造の大きな変化が伴うことが分かっている．分子が自由に運動できる溶液状態とは異なり，結晶状態において光励起された分子は，周囲の分子から強い相互作用を受けるため，分子の構
造変化が制限される．そのため，一般に，大きな構造変化が伴う ICT 反応においては，結晶状態と溶液状態の励起状態ダイナミクスがかなり異なると予測される．したがって，結晶状態における分子の構造変化を電子・振動スペクトルの測定によって調査することにより，分子間相互作用が分子の電子・幾何構造にどのような影響を及ぼし，ダイナミクスにどのような違いが現れるかについて新規な情報を得ることが期待される．

― 17 ―

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第 28 号（2010）

4'-N, N-dimethyamino-3-hydroxyﬂavone（DMHF, Fig. 1） は 極 性 溶 媒 中 で ICT反応による蛍光と励起状態分子内プロト ン 移 動（Excited-State IntramolecularProton-Transfer; ESIPT）による蛍光の二重蛍光が観測される 1) − 5)．二重蛍光がFig. 1. Structures of 4'-N, N-dimethylamino-3-hydroxyﬂavones.

生じる理由は，以下のように解釈されている．normal 構造の分子が紫外光を吸収すると，励起状態において ICT 反応が生じ，ICT 状態から基底状態への蛍光が発せられる．さらに，ICT 状態を経由する ESIPT 反応が生じると，tautomer の励起状態が生成し，蛍光過程または無NO放射過程が生じる．ICT 状態は溶媒との相互作用によってエ
ネルギー的に安定化する．ICT 状態のエネルギーの安定化の度合は溶媒の極性に依存するので，溶媒の極性の増大に伴い ICT 発光スペクトルは吸収波長からレッドシフトが増大

O
O

CH3

Fig. 2. Structure of 4'-N, N-dimethylamino-3methoxyﬂavone (DMMF).

する．DMHF の OH 基の H 原子をメチル基に置換した 4'-N,
N-dimethylamino-3-methoxyﬂavone（DMMF, Fig. 2）においては，ESPT は生じないが，極性溶媒中においては
ICT が生じる．
これまで，溶液中の DMMF の電子スペクトルについての研究例はあるが 6), 7)，結晶状態の電子スペクトルについては報告されていない．本研究においては，溶液状態と結晶状態の ICT 反応の違いを調査するために，
ESPT が生じない DMMF 微結晶の電子スペクトルの測定を行い，分子間相互作用が DMMF の電子状態と発光特性にどのような影響を及ぼすかについて調査した．その結果，結晶状態においては溶液状態とは著しく異なる電子スペクトルが観測されることを発見した．結晶状態と溶液状態における電子スペクトルが著しく異なる原因について考察する．

２．実

験

試料の DMMF は，DMHF のジメチルホルムアミド溶液を 0℃に冷却し，NaH を加えた．さらに CH3I を加えて撹拌してメチル化した．酢酸エチルで抽出，脱水して，ろ過した後濃縮した．エタノール溶液から再結
晶して微結晶を得た．本研究では，液体窒素温度における DMMF 微結晶の紫外・可視領域の蛍光スペクト
ル，蛍光励起スペクトルおよび常温における赤外スペクトルの測定を行った．また，微結晶との比較のために DMMF の室温における n−ヘキサン溶液，アセトニトリル溶液の吸収スペクトルおよび蛍光スペクトルの測定を行った．
蛍光スペクトルおよび蛍光励起スペクトルの測定では，微結晶を石英ガラスと黒く塗った金属板の間に挟み，クライオスタッド（Oxford OX8 ITL）に設置した．励起光は，蛍光の検出方向と垂直方向に照射した．
Xe ランプ（XS500D-0）光源からの光を回折格子分光器（Nikon G250）で分光し，試料の励起に用いた．入射光と直角方向の蛍光を回折格子分光器（Spex1704）で分光し，光電子増倍管（Hamamatsu 1P28A）で検出した．電気信号をデジタルオシロスコープ（日本テクトロニクス TD2012）で処理して蛍光スペクトルを得た．蛍光励起スペクトルは，Spex1704 回折格子分光器で特定の波長の蛍光を検出しながら，Xe ランプの光を回折格子分光器（Nikon G250）で波長掃引することによって得られた．溶液の吸収スペクトルは紫外可視― 18 ―

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第 28 号（2010）

分光光度計（Shimadzu UV-2500PC）を用いて測定した．赤外吸収スペクトルの測定にはフーリエ変換赤外分光装置（PerkinElmer Spectrum One）を使用した．

３．結果と考察n−ヘキサンおよびアセトニトリル溶液中における DMMF の吸収スペクトルおよび蛍光スペクトルをそれ
ぞれ Fig. 3(a) と 3(b) に示す．吸収スペクトルおよび蛍光スペクトルのどちらにおいても一つのブロードなピークが観測されている。蛍光スペクトルのピークは，n−ヘキサン中よりも極性の大きなアセトニトリル
中においてレッドシフトが顕著である．レッドシフトした蛍光スペクトルは ICT 状態からの発光に帰属されている 3) − 5)．normal 構造を励起したときに共鳴蛍光が観測されないことから，ICT 反応のポテンシャル障
壁は極めて小さいか，あるいは存在しないことが示唆されている 3) − 5)．
液体窒素温度（77K）で測定した DMMF 微結晶の蛍光スペクトルを Fig. 4 に示した．Fig. 4(a) − (c) にFig. 3. Absorption spectra (solid line) and ﬂuorescence spectra (broken line) of DMMF in solution (1 × 10-5 M).
(a) in n-hexane (b) in acetonitrile.

(b)

(a)

(c)

Fig. 4. Fluorescence spectra (broken line) and ﬂuorescence excitation spectra (solid line) of DMMF microcrystals at
77K. Labels A-E indicate peaks for which the ﬂuorescence excitation spectra were measured. Fluorescence
excitation spectra of A , B and C, and D-F are displayed in (a), (b), and (c), respectively, which were measured
by detecting the wavelengths of peaks A-E. The corresponding ﬂuorescence excitation spectra are indicatedwith the same labels A-E.

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第 28 号（2010）は，蛍光スペクトルに観測された A − E の 6 つのピークのうち，それぞれ，A，B − D，E − F を検出して得られた蛍光励起スペクトルが示されている．ピーク A − E の近傍の波長の蛍光を検出しながら励起ス
ペクトルを測定することによって，蛍光の発光波長領域は，およそ I（440-500nm），II（500-560nm），III（560-650nm）の 3 つに分けられることが分かった．
蛍 光 波 長 領 域 I − III と励起状態ポテンシャルとの関係について調査をするために，励起波長を変化させな が ら DMMF 微 結 晶 の 蛍
光スペクトルを測定した（Fig. 5）． 励 起 波 長 を 変 化させると 3 つの領域の蛍光強度比が顕著に変化している．励起エネルギーが低い（475-490nm） 場 合 に は， 波
長領域 II からの蛍光が観測され，励起エネルギーが中間の場合（465-470nm）には波長領域 I，II からの蛍光，
励起エネルギーが大きい場

Fig. 5. Fluorescence spectra of DMMF microcrystals at 77K measured by tuning
the excitation wavelength. The intensity ratios between the three regions
I-III changed for the variation of the excitation wavelength.

合（403-460nm）の場合には全ての波長領域 I − III からの蛍光が観測されている．これらの結果は，DMMFの励起可能な状態を励起エネルギーに対応させて 3 つに分類できること示している．
蛍光分光の結果をもとに，分子の構造変化に沿った励起状態と基底状態のポテンシャルの形状について考察する．観測された蛍光励起スペクトルと蛍光スペクトルの励起エネルギーに伴う形状変化から，励起状態の 3 つの発光状態は同じ S1 ポテンシャル曲面上にあると考えられる．したがって，観測された電子遷移は
S1（ππ＊）− S0 遷移に帰属される．波長領域 II の蛍光が最も低エネルギー励起によって観測される．波長領域 I の蛍光強度は波長領域 II に比べてより短波長側を励起したときに強度が増加し，領域 II を検出した場合
よりも短波長側に観測される．これは，波長領域 I の蛍光を与える励起状態のゼロ点エネルギーは，波長領域 II の励起状態のゼロ点エネルギーより高エネルギー側に存在することを示している．波長領域 III の蛍光スペクトルには，570nm に強いシャープなバンドが観測されている．このバンドは，波長領域 I と波長領域
II とは異なる 0−0 遷移に帰属される．シャープな 0−0 遷移の観測と高振動状態への電子遷移が観測されないことから，領域 III の電子遷移においては，励起状態と基底状態の平衡構造が類似していることが示唆された．波長領域 III の蛍光スペクトルは，波長領域 I，II の蛍光スペクトルよりも高エネルギーに励起すると強度が次第に増加する．また，波長領域 III の蛍光スペクトルが観測される励起エネルギーにおいては，波長領域 I，II の蛍光スペクトルも同時に観測される．したがって，波長領域 I，II と波長領域 III との蛍光を与える励起状態間にはポテンシャル障壁が存在すると考えられる．同様に波長領域 I から波長領域 II の蛍光を発する励起状態間においてもポテンシャル障壁が存在すると推定される．これらの観測結果を再現できる
励起状態ポテンシャルは 3 極小型と推定される．3 つの蛍光パターンの励起エネルギー変化から波長領域 I，
II 間のポテンシャル障壁より，領域 I，II と領域 III の蛍光を与える励起状態間のポテンシャル障壁が高いこ― 20 ―

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第 28 号（2010）とが分かる．
上記の励起状態ポテンシャルの形状をもとに、基底状態ポテンシャルの形状について考察を行う，蛍光スペクトルの振動構造の比較か
ら，波長領域 III の蛍光遷移の基底状態ポテン
シャルと領域 II の基底状態ポテンシャルは明らかに異なる．ところが，波長領域 I と波長領域 II の蛍光スペクトルには，重なりが見られ，部分的に共通の振動状態に遷移していることが分かる．したがって，領域 I と領域 II の蛍光遷移の終状態の間には小さなポテンシャル障壁があるか，殆どないと推定される．これらの結果

Fig. 6. Model potential curves for the S0 and S1 state of
DMMF in microcrystals. Notations I-III correspondto the three wavelength regions I-III of theﬂuorescence spectra in Fig. 4.

を再現する基底状態ポテンシャルの形状は 3 極
小型または 2 極小型と考えられる．このように，3 個または 2 個のポテンシャル極小が生じることは，溶液状態とは異なり結晶状態では複数の安定構造が存在することを示している．励起状態および基底状態ポテン
シャルについての考察をもとに，DMMF の構造変化に沿ったモデルポテンシャル曲線を Fig. 6 に示す．
次に，結晶状態では，なぜ複数の構造を取ることができるかについて考察する．DMHF など ICT 反応が観測されている 4'-N, N-diarkyllamino-3-hydroxyﬂavone（diarkyl; dimethyl, deiethyl）の研究によると，S0 状態
から S1 状態への励起に伴って diarkyl 基のねじれ角や 2 個の芳香環のを繋ぐ C-C 結合のねじれ角などの構造変化が生じる 8) − 10)．DMMF の S1 状態の双極子モーメントが極めて大きいために，極性の大きな溶媒中では溶媒分子の再配列に伴い CT 状態が安定化するので，S1 状態と ICT 状態の間にはポテンシャル障壁がほとんどなく，単一極小ポテンシャルで表わされることが実験および理論計算から示唆されている 3) − 5)．極性
溶媒中においては，光励起された DMMF は，周囲の分子との相互作用によって安定化し，ICT ポテンシャ
ルの底から S0 状態に発光する．ところが，結晶状態においては，S0 状態からの垂直遷移によって分子が光励起された S1 状態の構造は，溶液状態の S1 状態のポテンシャル極小における構造とはかなり異なる．光励
起された分子は，ジメチルアミノ基と 2 個の芳香間の C-C 結合軸に沿ったねじれを伴って結晶中の最安定状態構造に向かって構造変化が起こると考えられる．励起された分子は，隣接する分子との強い分子間相互作用のために構造変化が制限される．DMMF の構造変化に伴い、分子の結合軸や結合角の変化も生じる。これが励起された分子の構造変化の座標に沿ったポテンシャル曲線上にポテンシャル障壁を生じさせる原因と推察される．励起された分子の周囲の分子による相互作用が異方的であるため，複数のポテンシャル極小が生じる．光励起された分子は，Fig. 6 のような複雑なポテンシャル曲線上を構造変化しながら緩和する．
DMMF 微結晶の赤外吸収スペクトルを観測したときに，振動構造が単量体の振動構造に近い場合は，分子間相互作用が比較的弱いと推定される．微結晶状態の分子間相互作用について調査するために，赤外吸収スペクトルの測定を行った．Fig. 7a の 1600cm-1 より低波数領域に夥しい数のバンドが観測されている．
観測された赤外吸収スペクトルと比較するために，DMMF 単量体の赤外吸収スペクトルの量子化学計算（MPW1PW91 6-31G ＊＊）を行った．計算によって得られた赤外吸収スペクトル Fig. 7(b) の 1200 − 1800cm-1
領域においてバンドが集中しているのに対して，実測したスペクトルにおいては，1200cm-1 よりも低波数に強いバンドが多数観測されている．このように，実験から得られたスペクトルと理論スペクトルが大きく異なる主な理由は，計算が単分子について行われたことによる．理論スペクトルと実測スペクトルの振動構造― 21 ―

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第 28 号（2010）の顕著な違いは，DMMF 微結晶中においては，単分子の計算では再現できない強い分子間相互作用が存在することを示唆している．CASPT2 (8e,8o)/ VDZ 計算によると，DMMF は励起状態において大きな電気双極子モーメント（5.64 D）をもつため，励起された分子とこれを取り囲む分子間で強い双極子−双極子相互作用が生じると予測される．
DMMF 微結晶の励起状態がどの程度 ICT 性をもつかについては，本研究から直接的な情報は得られていない．しかしながら，領域 III に対応する励起状態分子からの蛍光は著しく吸収スペクトルからレッドシフ
トしている．アセトニトリル中の DMMF の蛍光スペクトルの極大が 480 nm であるのに対して微結晶では
540 nm に蛍光の極大が観測されている．この結果から，領域 III の蛍光を与える励起状態の ICT 性はかなり大きいと推定される．

Fig. 7. IR spectra of DMMF.
(a) Experimental spectrum of DMMF microcrystals.
(b) Calculated spectrum for the monomer.

４．おわりに3HF 誘導体である DMMF の発光特性は，溶液状態と結晶状態とでは極めて異なることが示唆された．
DMMF の微結晶状態において，励起状態ポテンシャル曲線は 3 極小型，基底状態では 3 極小型または 2 極小型であることが示唆された．このような複雑なポテンシャル曲線は，励起された分子と隣接する分子の間委の強い分子間相互作用によって，分子のねじれ運動が妨げられることによって生じると推定される．結晶状態の赤外吸収スペクトルは単量体に対する理論スペクトルと著しく異なり，低波数領域に多数のバンドが観測された．この結果は，DMMF 分子間に強い分子間相互作用が存在することを示唆している．

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謝第 28 号（2010）

辞

赤外分光装置の借用を快諾したいただいた理学研究院酒井健教授，赤外スペクトルの測定にご協力いただいた正岡重行助教に感謝申し上げる。本研究の一部は，文部科学省科学研究費補助金，基盤Ｂ（No.
20350011）によって行われた．

参考文献
1) P. K. Sjzngupta and M. Kasha, Chem. Phys. Lett., 68, 382 (1979)
2) M. Itoh, Y. Fujiwara, M. Sumitani, and K. Yoshihara, J. Phys. Chem., 90, 5672 (1986)
3) P. T. Chou, M. L. Martinez, and J. H. Clements., J. Phys. Chem., 97, 2618 (1993)
4) P. T. Chou, S. C. Pu, Y. M. Cheng, W. S. Yu, Y. C. Yu, F. T. Hung, and W. P. Hu, J. Phys. Chem. A, 109, 3777 (2005)
5) T. C. Swinney and D. F. Kelley, J. Chem. Phys., 99, 211 (1993)
6) P. Wang, and S. Wu, J. Photochem. Photobiol. A: Chem, 76, 27 (1993)
7) S. Ameer-Berg, S. M. Ormson, X. Poteau, R. G. Brown, P. Foggi, L. Bussotti, and F. V. R. Neuwahl, J. Phys.
Chem. A, 108, 6938 (2004),
8) C.-C Hsieh, C.-M. Jiang, and P.-T. Chou, Acc. Chem. Res., 43, 1364 (2010), and references therein.
9) Y. M. Cheng, S. C.Pu, Y.C.Yu, P.-T. Chou, C.-H. Hunang, C.T.-Chen, T.-H. Li, and W.-P.Hu, J. Phys. Chem. A,
109, 11696 (2005).
10) W. Zhang, B. Shi, and J. Shi, J. Mol. Struct. (THEOCHEM), 731, 219 (2005).

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第 28 号（2010）

デンドリマー自己組織化膜を利用した生体機能材料の開発
三浦 佳子，福田 知博
工学研究院 化学工学部門

Biomaterials with Dendrimer Self-Assembled Monolayers
Yoshiko Miura, Tomohiro Fukuda
Department of Chemical Engineering, Faculty of Engineering

Abstract
We prepared the glyco-dendrimer interface to analyze the protein-saccharide interactions, where the glyco-dendrimers
were prepared via click chemistry using saccharide derivatives of azide. The protein-saccharide interactions were
ampliﬁed by the multivalency, and the ampliﬁcation effect was depending on the kind of saccharides and saccharide
recognition proteins. The interactions between sulfonated saccharide and amyloid (the pathogen of Alzheimer disease)were also investigated by the dendritic saccharide interface. The interactions with amyloid e were amplified by themultivalent saccharides of the divalent and trivalent compounds. The morphology of amyloid d was dependent on
the valencies of sulfonated saccharide, and the spherical objects were induced on the multivalent saccharides. The
cytotoxicity of amyloid a was affected by the valencies of saccharide, and the trivalent saccharide interface showed thestrongest cytotocitiy.

１．はじめに細胞表面には糖脂質、糖タンパク質、生理活性多糖など、様々な糖が存在している。糖というと、“砂糖”を思い浮かべるが、甘い糖はエネルギー源として糖が使われていることを示している。また、糖はエネル
ギー源としてだけでなく、様々な機能を持っている。例えば、蟹や海老の甲羅となるキチン、昆布を形づくるアルギン酸なども糖である。疎水性物質を水に溶けやすくするために配糖体といって、糖が付加することも知られている。こうした働きに加えて、糖が生命体のシグナル分子として機能することが分かってきて注目を集めている。細胞表層の生理活性糖鎖は、細胞の接着、分化、伸展、病原体の細胞感染、疾病の発症など多様な生命現象に関与していることが知られている。肝臓細胞の赤血球の認識、インフルエンザウイルスやエイズウイルス、大腸菌 O157，コレラ菌の感染，アルツハイマー病の発症など多くの疾病に関わっている 1。
糖鎖−タンパク質間の相互作用を利用することは生体機能材料を設計する一つの重要な手法である。糖鎖とタンパク質の相互作用は一般的には弱い。自然界では、複数の糖鎖がタンパク質の複数の受容体を介して作用する、“多価効果”によってその相互作用を増大させている。糖鎖を認識する受容体タンパク質は実際に通常複数の糖鎖と結合するようにいくつかの結合サイトを持っている（図 1）2。糖鎖とタンパク質の受容体の結合数が一つ、二つと変われば、相互作用にかかわるエンタルピーも 1 倍、2 倍と原則的には変化することになり、相互作用は強くなる。糖鎖とタンパク質の相互作用を利用しようとする時には、糖鎖を集積化― 24 ―

九州大学中央分析センター報告

第 28 号（2010）

して、相互作用を増大させて利用すればよい。多価効果を発揮する材料として、糖鎖を結合させた高分子化合物、糖鎖を密集させて固定化した薄膜や微粒子などがあげられる。
糖鎖を複合化させた化合物では、糖鎖の機能に加えて、材料形成能、光学特性、電気化学特性などを併せ持つ。我々のグループでは、糖の高分子を用いた機能材料の研究を行っている 3。
糖鎖とタンパク質の相互作用は、多価的な結合によって強くなる。糖鎖を認識する側の図 1. クラスター効果に関する概略図。
(a) 多価結合の概略、(b) レクチンの一般的な構造。

タンパク質（レクチン）は通常幾つもの糖結合サイトを持っている。この糖結合サイトはタンパク質の中で精密なナノ構造を持って配置されており、糖の認識を制御している。実際に天然の糖タンパク質糖鎖や糖脂質糖鎖は精密なナノ構造を持っており、生体シグナルの強さを制御して生体機能性を操っている。糖タンパク質糖鎖は分岐した多価構造を持っていることが多いし、糖脂質糖鎖は独特の集合性によってラフトなどの集合領域を形成している。それ故、人工的な材料においても、糖鎖の提示を精密なナノ構造で行うことができれば、その生体認識能は制御されて、生体シグナルをコントロールすることができると考えられる。我々が研究している糖鎖高分子では線状の高分子
側鎖に糖鎖を結合させているが、糖鎖の間隔を精密に制御してすることは難しい 4。通常、高分子は分子量分布があって、その大きさや分子の長さを精密に制御することはできないからである。一方で、高分子の中で、精密な構造を持つデンドリマーを用いれば糖鎖の間隔を精密に制御することができると着想した。デン
ドリマーは規則正しい分岐を持つ高分子であって、高分子でありながら均一の分子量と決まったナノ構造を持つ。本研究では、このデンドリマーの末端に生理活性糖鎖を結合させた分子、界面を新たに創製することで新たなバイオ界面の創製を行い、そこから誘導される機能について検討した。
生体機能材料を開発する上で、生体シグナルの強さを調節してその機能を調べ、精密な機能を追求することは興味深いが、そのような事例は殆ど報告されていない。本研究では、精密な高分子界面を用いてこの難題を検討していくこととした。

２．分子の合成と界面の調製
糖デンドリマー分子の合成は、糖鎖を結合させることを考えると特別の配慮が必要になる。糖鎖はたくさんの水酸基、その他に、硫酸基やカルボン酸、リン酸などを持っていることがあり、糖鎖の反応性と拮抗しない化学反応を用いることが必要である。そこで、デンドリマー合成反応に、アジドとアルキンの特異的な反応である、銅触媒を用いたクリック反応を用いた 5。糖鎖のアノマー領域を修飾してアジド誘導体を合成した。また、ヒドロキシ安息香酸を修飾して、アセチレン基を持たせたデンドロンを合成した。そして、クリック反応を繰り返すことで、糖鎖結合デンドリマーの合成を行った。
また、これを固定化する界面としては、アセチレン末端を持つアルキルジスルフィド分子を合成して、金基板上に自己組織化膜を調製した。水酸基末端を持つアルキルジスルフィドと混合することで、アセチレン基の界面での密度をコントロールすることにした。アセチレン基と水酸基ジスルフィドの混合比は 1：5 として、トータルでの分子濃度は 10mM とした（図 2）。得られた薄膜に対して、さらに合成した糖デンドリマー― 25 ―

第 28 号（2010）(S

ドリマー界面の調製については、XPS，FTIR，電気化学測定、膜厚(を加えて、再びクリック反応を行い、界面の調製を行った。糖デン

9

(O

(

OH
3

2

1

測定によって膜の生成を確認した。

識の解析 6
先ず、糖鎖として、マンノース（Man），アセチルグルコサミン（GlcNAc），ガラクトース（Gal）を選び、アジド化した化合物を

S

(

(

３．糖鎖結合デンドリマー界面による糖−タンパク質分子認

9

(O

(

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O
3

2

2
図 2. 金基板を修飾するアルキルジス
ルフィド化合物類。

用いてデンドリマーを合成し、界面に固定化した（スキーム 1, 2）。
合成した化合物を固定化して、糖認識タンパク質（レクチン）との相互作用を検討した。レクチンについて
は、マンノースはコンカナバリン A（ConA）、アセチルグルコサミンは Wheat germ agglutinin（WGA）、ガラ
クトースは Ricinus communis agglutinin（RCA120）と相互作用する。この時の相互作用を表面プラズモン共鳴（SPR）を利用して測定した（図 3）。タンパク質の濃度を 5.0，10，20，40，80，160，320nM と変えて測定し、相互作用を Scatchard 解析によって測定した。
Man との相互作用は、固定化する糖鎖の個数が 1 個、2 個、4 個と増大するにつれて増えた。相互作用は
糖鎖 1 個と 4 個では 10 倍以上も違うことが分かった。Man を認識する ConA は複数の糖鎖結合サイトがあり、一つの糖鎖結合サイトに対しては 3 つの Man が結合する。そして、複数の糖鎖結合サイトがあり、6.5nm 程
度離れている 7。そのため、糖鎖が込み合う状態になると一つの糖鎖結合サイトに対して強く結合するようになり、クラスターが大きくなると複数の糖鎖結合サイトと相互作用することでより強く相互作用するようになった。
しかしながら、その相互作用の強くなり方は、糖とレクチンの組み合わせによって大きく異なった。
GlcNAc と WGA の組み合わせでは一定の増大効果が認められたが、Gal と RCA120 の組み合わせでは殆ど増大が認められなかった。精密な糖クラスターを用いると、レクチンのナノ構造にうまく合致するときには顕著な相互作用の増大がみられるが、そうでない場合には相互作用を増大させることはできない。タンパク質の構造や糖認識サイトの情報を正確に知るには結晶構造解析や NMR による解析などで、精密に分析することが必要だが、そのためには大量の精製されたサンプルが必要である。デンドリマーを利用した糖クラス
ターでは、その多価効果の影響や糖認識サイトの立体構造を簡便に知るには優れたツールである。

スキーム 1. アジド化糖鎖の合成方法。

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第 28 号（2010）

スキーム 2. クリック反応を利用した糖鎖クラスターの合成方法。

図 3. デンドリマー自己組織化膜に対するタンパク質結合の様子を SPR（Biacore3000）によるレスポンスによって示した図。糖としてマンノース誘導体（4,8, 11）を固定化した界面に対する ConA の結合挙動。
（i）,(ii) はサンプルのインジェクションと PBS バッファーのインジェクションポイントを示した。

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第 28 号（2010）

４．デンドリティック硫酸化糖クラスターを利用したアミロイドβの解析 8
精密な糖クラスターを用いて、未知の生体機能の解析を行った。ターゲットとして、アルツハイマー病の原因タンパク質であるアミロイドβを選んだ。アミロイドβは細胞表面に凝集、集積することで、細胞毒性を発揮し、神経細胞を死に至らしめ、認知症を招くことが知られているが、その詳細なメカニズムはわかっていない。細胞表面の硫酸化糖と相互作用することが報告されているがその詳細はわかっていない。
6 位硫酸化アセチルグルコサミンのアジド誘導体を合成し、これをジヒドロキシ安息香酸、トリヒドロキ
シ安息香酸とクリック反応させることで、糖鎖が、1 個、2 個、3 個と提示できる分子を合成した（図 4）。
アセチレンを提示した界面に対して、クリック
反応によってこれを結合させた。この硫酸化糖ク
ラスターに対して、アミロイドβを作用させて、SPR による相互作用測定、原子間力顕微鏡（AFM）
による形態の観察、細胞に対する毒性の発揮について検討を行った。
SPR によって 2.5，5.0，10，20，and 40 μM のアミロイドβを加えて相互作用の測定を行った。
すると解離定数は、糖鎖が 1 個、2 個、3 個と変化 す る と、1.49 × 10-4，1.16 × 10-5，1.89 × 10-5（M）と変化して、硫酸化糖の個数が 2 個、3 個の界面に対して、アミロイドβは強い結合を示す
ことが分かった（図 5）。アミロイドβは形が変化するタンパク質であるが、糖鎖が多価になることによって結合確立が高まるため、著しく相互作用が変化していた。SPR について、ヒルの式を用いて結合する糖鎖の個数を計算すると、アミロ

図 4. 6 位硫酸化アセチルグルコサミンのデンドリティック
分子の構造。

イドβは 2 個の糖鎖と結合することが、明らかになった。また、2 個と 3 個の糖鎖の結合では、10分程度の相互作用解析では殆ど差がないが、30 分程度
にわたって解析を行うと、2 個の糖鎖を提示させた場合が最も相互作用が強いことが分かった。アミロイドβは糖認識タンパク質ではないが、特定の糖鎖のナノ構造を認識することがわかった。アミロイドβの硫酸化糖鎖認

識サイトは 13 残基からの HHQK の並びと考えられた。
HHQK 領域の構造を提示させると、βシート構造の状態で、7-10Å 程度離れた構造をとっている。一方で、2個から 3 個提示した糖クラスターの糖の間隔は 5-7Å であり、よく合致している。適度なナノ構造を持つ糖クラスターによって強い結合が促された。
次に、誘導されるアミロイドの形態を調べたところ、硫酸化糖の提示している個数によってその形は全く異― 28 ―

図 5. 6 位硫酸化アセチルグルコサミンを固定化した界面とアミロイドβの SPR に対するレスポ
ン ス。(a) 化 合 物 15，(b) 化 合 物 14，(c) 化 合
物 16，(d) コントロール自己組織化膜（1 と 2の薄膜）を固定化した界面の挙動を表す。

九州大学中央分析センター報告

第 28 号（2010）

なった（図 6）。孤立した 1 個の硫酸化糖の時は、アミロイ
ドβは基板に付着すると、線維状のナノファイバーを形成する（高さ：4-6nm，幅：8-12nm wide，長さ：1-2 μm）。一方で、硫酸化糖を 2 個にすると丸い形と線維がみられ、3 個にすると丸い形だけがみられるようになる（2 個の時、線維の場合、高さと幅はほぼ 1 個の時と同じ、球状の場合、高さ：7-9nm、直径：200-500nm、3 個の時、球状、高さ：10-20nm、直径：
500-600nm）。アミロイドβの凝集体を形成させる時は、接触させる界面の硫酸化糖の個数以外について、条件は同じであるから、硫酸化糖のクラスターと、アミロイドβの相互作用によって、形状変化が促されたものと考えられる。
また、この時のアミロイドβの二次構造を FTIR によって測定した。いずれの場合もメジャーとなる吸収体はアミロイ
ドの主要構造とされる逆平行βシートではなく、1670cm-1付近に現れる、αシート、βターン、βバルジなどの構造であった。βシート構造に由来する、1630cm-1 付近の吸収は別途観察され、この量が界面に提示する硫酸化糖の個数によって変化した。硫酸化糖の個数が少ないほどβシート構造の含有量が多く、この構造がナノファイバーの形成に関係することがわかった。球状の構造体では、βシートの含有量は少なかった。
一方で、この時の細胞毒性を調べた。硫酸化糖を固定化した界面に対して、直径 10mm のウェルを取り付けて、5 ×
10 個の HeLa 細胞を播種した上で、10μM のアミロイドβ3

図 6. 化合物 14(A)、15(B)、16(C) を固定化した界面に対するアミロイドβの凝集挙動。

（1-42）を加え、12 時間インキュベートし、細胞毒性を調べた。コントロールとしてアミロイドβを加えていない状態を調製し、それぞれの場合の細胞の活性を MTT
アッセイによって調べた。MTT 試薬を加えたところ、コントロールと 1 個の糖鎖を提示した場合を比べると、その細胞活性には殆ど差はなく、寧ろ活性は高かった（104％）。一方で、糖鎖を 2 個提示した場合では84％、3 個提示した場合では 76％と細胞活性は低下した。即ち、糖鎖を多数固定化した界面では加えるアミロイドβの量が同じでも毒性は異なり、著しく細胞毒性が上昇していることがわかった。
アミロイドβの毒性は、その形態で大きく変わることが報告されている 9。線維状の凝集体ではあまり細胞毒性が強くないのに対して、10nm 程度の球状ナノ構造を形成すると著しく毒性が強くなると報告されている。糖鎖を 1 個提示した時の結果は繊維状の凝集体が細胞毒性を示さないことによく合致している。糖鎖を 2 個、3 個提示した場合の結果は、球状の凝集体が高い細胞毒性を示すことによく一致しているが、構造体の大きさは全く異なる。球状のナノ凝集体は長時間インキュベートする内に大きさが 100nm 以上に成長するが、線維ではなく球状の形態を誘導する活性が高い。そのため、少しずつ成長すると思われるアミロイ
ドβのナノレベルの凝集体が細胞毒性を誘発すると考えられた。
このような結果は、精密な材料を創製することで、アミロイドβの細胞毒性が、細胞表面の糖鎖構造によっていることを示唆した。このような材料を用いることで、アミロイドβの凝集の原因や生体への影響を― 29 ―

九州大学中央分析センター報告

第 28 号（2010）

詳細に明らかにすることができる。また、アミロイドβの毒性の制御だけでなく、糖鎖認識にかかわる生体反応は精密な糖クラスターによって制御できると期待される。

５．最 後 に
本研究では糖鎖を結合させた精密なナノ材料について紹介した。糖鎖を多価にした材料では、多価効果に伴うタンパク質の結合性の上昇によって強い相互作用が促される。この多価効果を精密ナノ材料であるデンドリマーによって制御したところ、提示する糖鎖のナノ構造によってタンパク質−糖鎖の相互作用を制御できることがわかった。レクチンと糖鎖の相互作用では、レクチンの糖鎖認識サイトの構造とその間隔によって相互作用が大きく変化することがわかった。また、6 位硫酸化糖を提示させたデンドリティック界面においては、提示する糖鎖の個数によって、アミロイドβの相互作用や誘導される構造、細胞毒性に至るまで大きく変化することがわかった。界面に固定化する糖鎖の構造によって、タンパク質の相互作用だけでなく、誘導されるアミロイドの形態や細胞毒性は固定化する糖鎖の構造によって大きく変化した。このように精密に糖鎖などの生体認識性分子を制限して提示できる界面は、タンパク質や細胞の機能をコントロールしていることが分かった。逆に、精密な糖鎖界面を用いることで、生体機能を操ることも可能と思われる。

参考文献
1. M.E. Tayler, K. Drickamer, Introduction to Glycobiology, Oxford Univ.Press, London, 2002.
2. M. Mammen, S.-K. Choi, G. M. Whitesides, Angew. Chem. Int. Ed. 1998, 37, 274.
3. Y. Miura, J. Polym. Sci. PartA, Polym. Chem. 2007, 45, 5031.
4. (a) Y. Miura, K. Yasuda, K. Yamamoto, M. Koike, Y. Nishida, K. Kobayashi, Biomacromolecules, 2007, 8, 2129. (b)Y. Miura, H. Mizuno, Bull. Chem. Soc, Jpn. 2010, 83, 1004.
5. H. C. Kolb, M. G. Finn, K. B. Sharpless, Angew. Chem. Int. Ed. 2001, 40, 2004.
6. T. Fukuda, S. Onogi, Y. Miura, Thin Solid Films, 2009, 518, 880.
7. H. Lis, N. Sharon, Chem. Rev. 1998,98 , 637.
8. T. Fukuda, E. Matsumoto, S. Onogi, Y. Miura, Bioconjugate Chem. 2010, 21, 1079.
9. M. Hoshi, M. Sato, S. Matsumoto, A. Noguchi, K. Yasutake, N. Yoshida, K. Sato, Proc. Natl. Acad. Sci. USA,2003, 100, 6370.

― 30 ―

九州大学中央分析センター報告

第 28 号（2010）

電子・振動分光による 2-(2'-hydroxyphenyl)benzimidazole
結晶の異性化反応の研究
沙緒梨 1，清田 一穂 1，関谷 博 1, 2，網本 貴一 3，関根 正彦 4，中田 宗隆 41
九州大学大学院理学府，2 九州大学大学院理学研究院，
3
広島大学大学院教育学研究科，4 東京農工大学大学院生物システム応用化学専攻

永尾

Isomerization in 2-(2'-Hydroxyphenyl)benzimidazole Crystals Studied by Electonic
and Vibrational Spectroscopy
Saori Nagao 1, Issui Kiyota 1, Hiroshi Sekiya 1, 2,
Kiichi Amimoto 3, Masahiko Sekine 4, Munetaka Nakata 4
1
Department of Chemistry, Faculty of Sciences and 2 Graduate School of Sciences, Kyushu
University
3
Department of Science Education, Faculty of Education, Hiroshima University
4
Graduate School of BASE (Bio-Applications and Systems Engineering) Tokyo University ofAgriculture and Technology

Abstract
The fluorescence excitation and fluorescence spectra of 2-(2'-hydroxyphenyl)benzimidazole(HPBI) have beenrecorded to investigate the tautomerization reaction involving proton transfer. We have detected the fluorescence
excitation spectrum of the tautomer, which is absent in solution, as well as that of the normal form [Enol(syn)]. This
indicates that the tautomer is preferentially stabilized in crystal. The IR spectra are measured in crystals to investigate
the change in the hydrogen-bonded structures. We have observed a prominent IR band at 720cm-1 in single crystal. Thismay be ascribed to a collective motion of the hydrogen bonded networks.

１．緒言

プロトン移動反応は，最も基礎的な化学反応の一つであり，極性溶媒や生体内反応において重要な役割を果たしている．これまで，溶液状態や気相状態のプロトン移動反応機構については多数の報告が為されている．しかしながら，結晶状態における反応機構についての研究は極めて限られている．結晶状態では，溶液中とは異なり，励起状態分子が周囲の分子との分子間相互作用の影響を受けることにより，特異な反応が起こることが期待される．特に結晶状態において分子間で水素結合ネットワークが形成された場合には，集合体としての性質が強くなり，プロトン移動反応がどのような機構で生じるかが注目される．
本研究では，2-(2'-hydroxyphenyl) benzimidazole (HPBI) の励起状態分子内プロトン移動（ESIPT）に着目した（Scheme 1）．HPBI 分子の ESIPT については，溶液中の電子スペクトルの測定や理論計算によって研究されている 1 − 5)．溶液中の研究によると，HPBI の基底状態においては，Enol（syn）形が安定である．Enol（syn）
形の分子を紫外光で励起すると，ESITPT が起こり Keto 形の励起状態が生成する．Keto 形の励起状態から基― 31 ―

九州大学中央分析センター報告

第 28 号（2010）

底状態への電子遷移により，吸収波長より著しく長波長にシフトした蛍光が観測される．X 線結晶構造解析によると，HPBI 結晶においては，HPBI
は分子内水素結合を形成しているだけでなく，一次元的な分子間水素結合ネットワークを形成してEnol(syn)

6)

Keto

Scheme 1. ESIPT of HPBI.

いる ．溶液状態とは異なり，微結晶状態においても Tautomer 蛍光が観測され，Enol（Syn）形だ

けでなく，Tautomer が基底状態で安定に存在していることが蛍光分光の結果から示唆されている 6)．結晶状
態の HPBI 分子は，分子間水素結合による強い摂動を受けており，これが Tautomer の安定化の理由と考えられるが，詳細については解明されていない．本研究では，蛍光分光法と赤外（IR）分光法を用いて微結晶状
態における HPBI の ESIPT と基底状態の異性化反応について調査を行ったところ，溶液状態とは異なる異性化反応が生じることが示唆された．電子・振動分光の結果をもとに，溶液状態と結晶状態の異性化反応の違いについて考察した．

２．方法

試 料 は 合 成 に よ っ て 得 た． 蛍 光 ス ペ ク ト ル お よ び 蛍 光 励 起 ス ペ ク ト ル は キ セ ノ ン ラ ン プ（USHIO
XS500D-0）を励起光源とし，2 台の回折格子分光器を用いて測定した 7)．蛍光励起スペクトルはクライオス
タットを用いて，77K ～ 293K の温度変化を測定した．微結晶の IR スペクトルは，ATR-IR 法で測定した．
また，微結晶を真空中で加熱（380K）することによって発生させた蒸気をアルゴンで希釈して，約 15K に冷却したヨウ化セシウム基板に吹き付けてマトリックス単離試料を作成し，フーリエ変換型赤外分光光度計（JEOL JIR-7000）で測定した．低温アルゴンマトリックスの IR 分光 8) は東京農工大学の装置を用いて行われた．HPBI の理論的な IR スペクトルは，Gaussian09 プログラムを用い，DFT/B3LYP/6-31G* 法で計算した．

３．結果と考察３．１

HPBI の蛍光分光
Fluorescence Intensity

Fig. 1 に 298K に お け る methylcyclohexane 中の HPBI の蛍光励起スペクトルと蛍光スペクト
ルを示す．蛍光スペクトルの極大は 465nm に観測されており，蛍光励起スペクトルの極大
波長 340nm から著しくレッドシフトしている．
465nm に極大をもつ蛍光スペクトルは，ESIPTによることが報告されている 1 − 5)．溶液状態における ESIPT による生成物は Keto 形であるこ250とが分かっている．
Fig. 2 に HPBI 微結晶の蛍光励起スペクトルと 蛍 光 ス ペ ク ト ル を 示 す．HPBI 微 結 晶 の 蛍
光スペクトルのピークは 443nm に観測されてお り，methylcyclohexane 中 の 蛍 光 ピ ー ク 波 長465nm に近く，スペクトルの形状も類似してい

300

350

400

450

500

550

600

Wavelength / nm

Fig. 1. Fluorescence excitation spectrum (broken line) and
ﬂuorescence spectrum (solid line) of HPBI inmethylcyclohexane (1.0 × 10-4 mol/l) at 298 K.
Fluorescence spectrum was measured by exciting in
340 nm, while ﬂuorescence excitation spectrum wasrecorded by detecting ﬂuorescence at 450 nm.

― 32 ―

九州大学中央分析センター報告
る．ところが，298K における 443nm の蛍光は 350nm と 395nm に二つの吸収極大が観測されている．蛍光スペクトルの 443nm のピー
クは , 吸収スペクトルのピーク波長 340nm から 著 し く レ ッ ド シ フ ト し て い る の で，Enol（syn）形の励起状態とは異なる構造の励起状

298 K

Fluorescence Intensity

波長を検出したときの蛍光励起スペクトルに第 28 号（2010）

77 K態から発光が生じていることを示している．
結晶状態においても ESIPT が生じ，Keto 形250が生成すると考えられる．しかしながら，結晶状態において観測された蛍光を直ちに Keto
形に帰属することは危険である．その理由は，
ESIPT によって生成した Keto 形分子は，隣接している Enol（syn）形の HPBI と分子間水素結合をしているために，分子間プロトン移動

300

350

400

450

500

550

600

Wavelength / nm

Fig. 2. Fluorescence excitation spectra of HPBI microcyrstals
at 298K and 77K (broken lines) measured by detecting
ﬂuorescence at 443 nm. Fluorescence spectrum of
HPBI at 298 K (solid line). The excitation of two
peaks in the ﬂuorescence excitation spectra provided
essentially the same ﬂuorescence spectrum.

が生じる可能性を考慮する必要があるためである．分子間プロトン移動の可能性については，3. 2 節において考察する．298K において二つの吸収極大が観測されているが，350nm の吸収は Enol（syn）の S1 − S0（ππ*）遷移による．395nm の吸収スペクトルは蛍光スペクトルと鏡像関係にあることから，Tautomer の S1 − S0（ππ*）遷移に帰属した．Amimoto によって示唆されたように，結晶状態では溶液状態とは異なり，室温で Tautomer が安定に存在する 6) ことが再現された．
溶液状態においては ESIPT を経由して生成した基底状態の Tautomer は Enol（syn）形に比べてエネルギー的に不安定であるため，速やかに Enol（syn）形に戻る．したがって，定常光励起では，Tautomer の蛍光励
起スペクトルは観測できない．Tautomer の蛍光励起スペクトルが室温で観測されることは，HPBI 微結晶においては溶液状態に比べて Tautomer のエネルギーが相対的に安定化していることを示唆している．ESIPT を経由して生成した基底状態の Tautomer と Enol（syn）形の相対的安定性を調べるために，77K における蛍光
励起スペクトルを測定し，室温における蛍光励起スペクトルと比較した（Fig. 2）．77K においては Tautomerの蛍光励起スペクトルが殆ど消失している．したがって，基底状態の Tautomer は，Enol（syn）形よりもエ
ネルギー的に不安定であることが分かる．ここで，注目すべき点は，77K では Tautomer の蛍光励起スペク
トル強度が減少するが，Enol（syn）形の蛍光励起スペクトル強度が増大しないことである．この結果は，基底状態において，Tautomer や Enol（syn）形とは異なる構造（X 構造）が生成し，温度を低下させると
Tautomer は X 構造へと変化する経路が存在することを示唆している．

３．２

HPBI の赤外分光

Enol（syn）形の振動と Tautomer の構造について調査するために，低温 Ar マトリックス中および単結晶のHPBI の IR スペクトルを測定し，Tautomer 構造として推定される Keto 形と Enol(anti) 形の理論スペクトルと比較した．低温 Ar マトリックス中の IR スペクトル（Fig. 3(b)）と計算によって得られた Enol（syn）構造のIR スペクトル（Fig. 3(a)）は良く一致しており，低温マトリックス中における HPBI は Enol（syn）構造が最安定であり，他の構造が殆ど存在しないことが分かった．これは，Ar マトリックス中で HPBI が単量体とし― 33 ―

九州大学中央分析センター報告

第 28 号（2010）て存在し，会合体が殆ど存在しないためと考えられる．
単 結 晶 の IR ス ペ ク ト ル に は，Ar マトリックス中の IR スペクト
ルに比べ，かなり多くの吸収バンドが観測されている（Fig. 3(c)）．
これらの中には Enol（syn）に帰属されるバンドも多数存在する
が，Enol（syn） の バ ン ド と は 振
動数や強度が明らかに異なるバンドが観測されている．これらのバンドの中で特に特徴的なバンドは723cm-1 のバンドである．このバ
ンドは，Ar マトリックス中よりは微結晶状態において強度が大きい．単結晶では更に強度が増加す

Fig. 3. Observed IR spectra of HPBI (b) in low-temperature Ar matrix and(c) single crystal. Calculated IR spectra for HPBI isomers(a) Enol (syn) , (d) Enol(anti) , and (e) Keto forms.

る．この結果は，723cm-1 のバンドが , 水素結合ネットワークのサイズの増加とともに強くなることを示唆している．
結晶状態において Enol（syn）形に帰属されるバンドの他に，Enol(anti) 形のバンドまたは Keto 形のバンドが現れている可能性がある．そこで，これらの異性体について IR スペクトルの計算を行った（Fig. 3(d),(e)）．蛍光スペクトルの温度変化から，これらの異性体に対応するバンドは，温度の低下に伴い強度が減少すること予測される．今回，顕微 IR 分光を用いて，温度変化を測定したが，IR 強度の明確な違いが見られなかった．その理由として，蛍光分光法は結晶表面の蛍光を観測しているのに対して，IR 分光では結晶内部の分子も検出することになる．したがって，Tautomer 分子の濃度がかなり高くないと温度変化の観測が難しい．Tautomer の構造を決定するためには，今後，他の測定法によるアプローチが必要である．

３．３

Tautomer の構造

孤立気相や溶液中で ESIPT が生じると生成する Tautomer は Keto 形である．ところが，結晶状態において生成する Tautomer の構造を直ちに Keto 形に帰属できない．一方，計算によって得られた IR スペクトルは結晶状態の IR スペクトルとは一致しない．そこで，結晶状態における Tautomer の構造を単分子ではなく，水素結合ネットワークの観点から考察する．HPBI の X 線結晶構造解析は Amimoto によって行われている 6)．
Enol（syn）形の HPBI は，ヒドロキシル基の O 原子と隣接する分子の NH 基との分子間水素結合により一次
元的な水素結合ネットワークを形成している．また，X 線構造解析の結果から，N…H 分子内水素結合距離（2.565Å）と O…H 分子間水素結合距離（2.580Å）が得られた．水素結合距離は，N…H 水素結合の方が短い
が，N-H…O 結合角は N…H-O 水素結合角より直線的であることから，分子間水素結合がかなり強いと予測される．
したがって，Enol（syn）形において，分子内プロトン移動と分子間プロトン移動の両方が起こるならば，
Enol（syn）形は Enol（anti）形に変化する可能性がある（Fig. 4）．そこで，Enol（anti）形の IR スペクトルを計算して実測スペクトルと比較したところ，Enol（anti）形のバンドの振動数に近い吸収が見られる．結― 34 ―

九州大学中央分析センター報告

第 28 号（2010）

晶状態において，Enol（syn）を光励起すると，ESIPT が生じ Keto 形が生成すると考えられる．励起状態あるいは，基底状態に緩和した後に分子間水素移動が起こる可能性がある．

４．おわりに
HPBI 微結晶から溶液状態では観測されない Tautomer の電子遷移による蛍光励起
スペクトルが観測された．Tautomer の電子遷移を励起した場合の蛍光スペクトルは，Enol（syn）形を励起した場合の蛍光スペク
トルと一致しており，結晶の基底状態において，Tautomer のエネルギーの安定化が生じていることを示している．77K においてEnol(syn)Enol(anti)

Fig. 4. Isomerization scheme between Enol(syn) and Enol(anti)
forms originating from intramolecular and intermolecular
proton transfer reaction along one-dimensional hydrogenbonded networks of HPBI.

は，Tautomer の蛍光励起スペクトルは殆ど消失する．したがって，Tautomer は Enol（syn）よりも不安定である．しかしながら，Tautomer の蛍光励起
スペクトル強度が減少しても Enol（syn）形の強度は増加せず，温度の低下に伴い，むしろ強度が減少する傾向がある．この結果は，温度の低下に伴い，Tautomer がより安定な構造に変わることを示唆している．
微結晶状態の HPBI の IR スペクトルは多数のバンドが観測されている．723cm-1 のバンドは，単結晶において特に強度が大きいことから，一元的な水素結合ネットワークの集団的な運動に関係していると考えられ
る．結晶の IR スペクトル中のバンドの数が極めて多数のためにその帰属が困難であるため，低温 Ar マトリックス中の HPBI の蛍光スペクトルを観測したところ，計算によって得られた Enol（syn）形のスペクトルと一致した．微結晶中の IR スペクトルのかなりのバンドが Enol（syn）に帰属されるが，明確に Keto 形に帰属されるバンドは見られない．そこで，一次元的な分子間水素結合ネットワークを介した分子間プロトン移
動と分子内プロトン移動の両方が生じることによって Enol（anti）形が生成する可能性について検討を行った．分子内プロトン移動と分子間プロトン移動が連動する系は稀であり，プロトン移動の集団的効果を調査するために極めて興味深い系である．今後，結晶状態の Tautomer の構造や中間体 X の構造について調査することにより，結晶状態の異性化反応の全体像が解明されることが期待される．

謝

辞

HPBI 微結晶の IR スペクトルの測定は中央分析センターの顕微赤外分光装置を用いた．測定に協力いただいた坂下寛文准教授に御礼申し上げる。本研究の一部は，文部科学省科学研究費補助金，基盤 B（No.20350011）によって行われた．

参考文献
1) M. Mosquera, J. C. Penedo, M. C. R. Rodriguez, and F. Rodriguez-Prieto, J. Phys. Chem., 100, 5398(1996).
2) F. Rodriguez-Prieto, J. C. Penedo, and M. Mosquera, J. Chem. Soc. Faraday Trans., 94, 2755(1998).

― 35 ―

九州大学中央分析センター報告

第 28 号（2010）3) R. V. Sonia, M.C. R. Rodriguez, M. Mosquera, and R. P. Flor, J. Phys. Chem. A, 111, 111, 1814 (2007).
4) F. A. S. Chipem and G. Krishnamoorthy J. Phys. Chem. A,113, 12063 (2009).
5) H.-H. G. Tsai, H.-L. S. Sun, and C.-J. Tan, J. Phys. Chem. A, 114, 4065 (2010).
6) K. Amimoto, to be published.
7) Y. Nagai, K.Saita, K. Sakota, S. Nanbu, M. Sekine, M. Nakata, and H. Sekiya, J. Phys. Chem. A, 114, 5041 (2010).
8) M.Sekine, Y.Nagai, H. Sekiya, and M. Nakata, J. Phys. Chem. A, 113, 8286 (2009).

― 36 ―

平成 22 年度機器利用状況
A．エスカ表面分析装置◦めっき鋼板の成分分析㈱オジックテクノロジーズ

安田敬一郎◦ Ar/CF4/N2 プラズマ中で堆積した薄膜の X 線光電子分光による分析
物質理工学

板井麻希子

古屋

謙治

境

徹浩

北條

純一

九州工業大学神埼

政人

カチョーンルンルアン・パナート

量子プロセス理工学

平山

佳奈

中島

寛

平山

佳奈

中島

寛

S. K. Sharma

図子

秀樹

坂本

寛

吾郷

浩樹

板垣

菜穂

真司

堤井

君元

産学連携センター

ジン・ハン

三浦

則雄

先端エネルギー理工学

S. K. Sharma

図子

秀樹

増永

三浦

則雄

◦エマルジョン・エバポレーション法によるケイ酸塩蛍光体の合成
工学研究院◦紫外線照射による金属の部分的析出及びエッチングに関する研究◦ LILS1 用の Ge 上への高誘電率ゲート絶縁膜形成◦ LILS1 用ゲルマニウムチャネル MOSFET 形成技術の確立
量子プロセス理工学◦ PWI in QUEST（1）応力研◦ Zr 合金酸化膜の特性評価

日本核燃料開発㈱◦グラフェンの成長メカニズムに関する研究

先導研◦新規固相結晶化法のよる高品質酸化物薄膜の形成

シス情◦ BN 膜の合成

量子プロセス理工学◦個体電気化学式ガスセンサ用電極材料の研究◦ PWI in QUEST（2）

胡
川上

宝山

◦ Fe 系ペロブスカイト型酸化物の酸素収脱着特性

産学連携センター◦散弾の元素分析

中央分析センター井上

弦◦土壌の元素分析

中央分析センター

井上弦◦ XPS による土壌評価

中央分析センター井上弦

バブ日立工業富岡信彦◦銅合金の化学状態分析

三井ハイテック久保公彦◦ガラス上異物の元素分析

バブ日立工業富岡信彦◦プラスチックの XPS 分析

オムロンリレー＆デバイス㈱

寺田

尚弘

林

繁宏

工学研究院

北條

純一

東ソー

阿山

義則

◦ Cr-SiO2 の XPS 分析

バブ日立工業富岡

信彦◦ダイヤモンド修飾体

九州工業大学

坪田敏樹

秩父エレクトロン岩黒弘明◦ポリカの XPS 測定

バブ日立工業富岡

信彦◦セラミクスの XPS 測定

バブ日立工業富岡

信彦◦めっきの変色について㈱オジックテクノロジーズ◦触媒の XPS◦ダイヤモンライクカーボンの評価

アスカコーポレーション◦ Sb 酸化膜の化学状態分析◦焼却飛灰の元素分析と化学結合状態評価◦シリコンウエハの表面状態評価◦金属材料表面の不純物分析◦ ZrO2 の腐食に関する研究（1）― 37 ―

後藤

敬充

陽子

志柿美恵子

第一精工

城丸

渉

NFD

坂本

寛

◦ステンレス表面の変色調査

バブ日立工業富岡

信彦◦ガラス基板上のパーティクルの分析

バブ日立工業富岡信彦

パナソニックシステムネットワークス

緒方

隆史

NFD

坂本

寛

九電産業

宮副

明

図子

秀樹

バブ日立工業富岡

信彦◦基板表面酸化膜の分析

パナソニックシステムネットワークス

香月

俊幸◦銅基板の酸化状態

パナソニックシステムネットワークス

菊井

俊明

有明技研

佐藤

謙二

橋爪

健一

林

繁宏

◦金メッキの分析◦ ZrO2 の腐食に関する研究（2）◦価数測定による環境調査◦ PWI in QUEST（3）先端エネルギー理工学◦鉛合金の変色調査◦アルミ材表面の変色に関する分析

S. K. Sharma

Ｂ．オージェ分光分析装置◦ジルカロイ中の水素化物析出
◦メッキの AES

先端エネルギー理工学

森聡史

アスカコーポレーション

Ｃ．超伝導核磁気共鳴装置◦マペプチド材料の開発に関する研究

物質理工学

真栄城正寿

宮崎真佐也

◦石鹸の 1H-、13C-NMR

中央分析センター

坂下

寛文◦石鹸の gHMBC と gHSQC

中央分析センター

坂下

寛文◦メチルセルロースの 1D-、2D-1H NMR 測定

中央分析センター

三浦好典◦メリチンの COSY と NOESY 測定

中央分析センター

三浦好典◦ Sodium myristate の gHMBC と gHMQC 測定

中央分析センター

坂下

寛文◦（PHG）5 の GHMQC と GHMBC 測定

中央分析センター

坂下

寛文◦（PHG）5 の GCOSY と GDQCOSY 測定

中央分析センター

坂下

寛文◦ cis-, trans-Hyp の GHMQC と GHMBC 測定

中央分析センター

坂下

寛文◦軽水中（PHG）5 の wet-COSY と wet gDQCOSY

中央分析センター

坂下

寛文◦軽水中（PHG）5 の HMBC と HMQC

中央分析センター

坂下

寛文

産学連携センター

溝口誠

Ｄ．FT-IR◦プラスチック材分析◦ BN 膜の作成

量子プロセス理工学

中隈

俊就

堤井

君元

◦ DMHF、DMMF 結晶の電荷移動の研究

理学研究院

清田

一穂

関谷

博

◦ HPBI の多重プロント移動による異性化

理学研究院

永尾沙緒梨

関谷

博

中富

正成

Ｅ．顕微 FT-IR◦製品付着の異物分析

第一精工― 38 ―

Ｆ．超高感度示差走査熱量計◦タンパク質の高圧ゲル化（1）

農学研究院

田中

郁也

井倉

則之

◦タンパク質の高圧ゲル化（1）

農学研究院

津田

啓悟

井倉

則之

三浦

好典

◦メチルセルロースのゾルゲル転移

分析センター

Ｇ．高感度示差走査熱量計◦酸化物熱電発電材料の研究・開発

物質理工学

山本

五郎

大瀧

倫卓

◦有機発光固体に関する研究

薬学研究院

安倍雄一郎

唐澤

悟

◦ダイヤモンド薄膜の研究

量子プロセス理工学

松本精一郎

堤井

君元

◦ cBN の基礎特性の解明

量子プロセス理工学

堀

拓郎

堤井

君元

宇戸田佳明

堤井

君元

Ｈ．高周波２極スパッタ装置◦立方晶窒化ホウ素のプラズマ CVD 合成とダイオードへの応用
量子プロセス理工学

Ｉ．SPM◦ネマティックオーダーセルロース（NOC）上での堆積状態を SPM を利用し観察
農学研究院

河野

陽平

近藤

哲男

河野

陽平

近藤

哲男

辻

剛志

◦ SPM による NOC および NOC 上に展開されたクラーレン C60 の観察
農学研究院◦金ナノ粒子の AFM

先導研◦多孔膜の孔径変化測定㈱セパシグマ米田

山下◦金ナノ粒子の分析㈱セパシグマ

安友

政登

理学研究院

下宿

彰

久保

友明

エネルギー理工学

飛松

祐紀

横峯

健彦

◦マルチサブユニットタンパク質の構造特性（1）

農学研究院

手柴

智史

麻生

陽一

◦マルチサブユニットタンパク質の構造特性（2）

農学研究院

重岡

佑一

麻生

陽一

◦カイコ SHSP19.9 および 20.5 の性質

農学研究院

手柴

智史

麻生

陽一

◦大環状シッフ塩基の動的挙動特性

理学研究院

原野

彩

◦タンパク質の動的粒径分布

農学研究院

MD・Hossain

Ｊ．AFM◦ Depth profile 法を用いたマントル鉱物の原子拡散速度の測定

Ｋ．レーザー粒径解析装置◦ダクト内配管群のエロージョンに関する研究― 39 ―

新名主輝男
麻生

陽一

◦粘土の粒径分布

中央分析センター

井上

弦

物質理工学

大瀧

倫卓

◦ Si の分光

JASCO

斎藤

◦ PP の分光

九州工業大学権藤

聖仁◦ Si の分光

物質理工学

寺岡

靖剛

田邉

哲朗

寺岡

靖剛

Ｌ．SIMS◦ W+D2 の分析

Ｍ．レーザーラマン

劉◦ C、W の分光先端エネルギー理工学

江頭康平◦ Bi-Y-U の分光

物質理工学

劉

◦ CeO2/Ag の分光

物質理工学

中山

裕葵

寺岡

靖剛

◦ UNCD の分光

量子プロセス理工学

花田

賢志

吉武

剛

◦ DLC の分光

量子プロセス理工学

花田

賢志

吉武

剛

Ｎ．ICP 質量分析装置（伊都地区）◦ガラス固化体の長期性能に及ぼすオーバーパック腐食生成物に影響に関する定量的評価
工学研究院

酒谷

圭一

稲垣八穂広

◦ガラス固化体の長期性能に及ぼすオーバーパック腐食生成物に影響に関する定量的評価
工学研究院

多田

雅彦

稲垣八穂広

工学研究院

山村

由貴

稲垣八穂広

◦電位勾配下における圧縮ベントナイト中のイオンの移行挙動 工学研究院

加賀

吏

出光

一哉

◦電位勾配下における圧縮ベントナイト中のイオンの移行挙動 工学研究院

秋山

大輔

出光

一哉

◦セメント中のヨウ素化合物の挙動

工学研究院

松本

喜彦

出光

一哉

◦電位勾配下における圧縮ベントナイト中のイオンの移行挙動 工学研究院

入江

祐介

出光

一哉

◦防汚機能表面のナノキャラクタリゼーション

工学研究院

平井

明仁

田中

敬二

◦金ナノロッドの定量

工学研究院

秋山

泰之

片山

佳樹

◦デンドリマーの体内動態

工学研究院

栗原

亮介

片山

佳樹

◦金ナノロッドの細胞吸着特性評価

工学研究院

小林

弘明

片山

佳樹

◦糸島半島の地下水中における金属元素の測定

工学研究院

安藤

利博

広城

吉成

◦ Pd の等温吸着特性の考案

工学研究院

安藤

利博

神野

健二

◦希土類元素の粘土鉱物への吸着挙動

工学研究院

西田

雅博

渡辺公一郎

◦無機成分の分析

工学研究院◦ Hydroxyapatite を用いた Co2+、Sr2+ の収着

工学研究院◦マイクロリアクタ流水溶解試験によるガラス固化体溶解 / 変質挙動の評価

鶴山◦新規透明シリカガラス蛍光体の開発に関する研究― 40 ―

笠間

清伸

祥一

平島

剛

笹木

圭子

工学研究院

山田

利佳

藤野

茂

◦半導体機器洗浄水溶液中の含有元素分析

システム情報科学研究院

栗焼久夫◦大気エアロゾル粒子中の鉄の化学状態

理学研究院

仲松

有紀

宇都宮

聡

◦大気エアロゾル粒子中の鉄の化学状態

理学研究院

金子

誠

宇都宮

聡

◦アパタイト -Se 間相互作用の解明

理学研究院

上石

瑛伍

宇都宮

聡

◦セラミックス浸水溶液の元素分析

理学研究院

日高

昌則

武田

信一

◦機能水の分析

農学研究院

濱崎

武記

白畑

實隆

◦水稲栽培のためのメタン発酵消化液の利用

農学研究院

善明

嵩英

山川

武夫

◦ニュウトリスマートの無機成分の可溶化

農学研究院

善明

嵩英

山川

武夫

医学研究院

松村

渚

田中

昭代

◦インジウム関連工場の従事者のバイオロジカルモニタリング◦タンパク質ナノカプセル内包型 MRI 機能化造影剤の開発

医学研究院

村田

正治

◦肝特異的 MRI 機能化造影剤の開発

医学研究院

村田

正治

◦ Pt 製剤の時間薬理学的研究

薬学研究院

松永

直哉

Shamim Uddin

黒澤

靖

山田

智貴

百島

則幸

◦バングラデシュの地下水ヒ素汚染に関する研究◦有明海の海底堆積物の元素分析

熱帯農学研究センター

アイソトープ総合センター

Ｏ．フーリエ変換赤外分光光度計（伊都地区）◦制御された多分岐高分子の表面濃縮

工学研究院

リュウ・カン田中

敬二◦ペリレン誘導体の合成

工学研究院

宇野

弘基

田中

敬二

◦ポリアミド 6 の IR 測定

工学研究院

吉弘

一貴

田中

敬二

◦ペプチドの構造評価

工学研究院

春藤

淳臣

田中

敬二

◦ナノファイバーマットの分子運動特性とバイオ応用

工学研究院

戦

捷

田中

敬二

◦ファイバーの粘弾特性と力学物性

工学研究院

戦

捷

田中

敬二

◦ Nanostructural control of dye-sensitized solar cell

工学研究院

Hui Tong

北條純一◦セラミックスナノ粒子光還元触媒の開発

工学研究院

菊池

早記

北條

純一

久貫

悠美

北條

純一

工学研究院

宮本

泰晃

北條

純一

◦マイクロ波水熱法によるカーボンナノ構造体の開発

工学研究院

古賀

貴寛

北條

純一

◦炭素還元窒化法による Sic-AlN 複合体の作製と SPS 焼結

工学研究院

張

琳琳

北條

純一

◦透光性窒化ケイ素焼結体の開発

工学研究院

楊

文伍

北條

純一

◦セルロースの構造解析

工学研究院

庄田

靖宏

後藤

雅宏

◦タンパク質薬物の経皮デリバリー

工学研究院

本田

祥太

後藤

雅宏

◦金基板上の薄膜の検証

工学研究院

濱崎

祐樹

中嶋

直敏

◦金ナノロッドへの DNA 修飾

工学研究院

福島

寛満

片山

佳樹

◦ウラン回収能を于うする高分子ゲルの IR 測定

工学研究院

吉岡

聰

原

一広

弘

村上

輝夫

◦ B 型炭酸アパタイトのイオン伝導機構の解明と SOFC 用電解質の開発
工学研究院◦非化学量論ハイドロキシアパタイトを利用したバイオエレクトレット開発◦昇温・低温四球試験における植物油の潤滑性能に及ぼすトコフェロール添加の影響
工学研究院― 41 ―坂本◦抗原応答性ハイドロゲルを用いた匂いセンサの開発
システム情報科学研究院

小野寺

武◦太陽電池の作製システム情報科学研究院

中原

賢太

白谷

正治

◦シリコンナノ粒子の生成技術開発

システム情報科学研究院

古賀

一憲

白谷

正治

◦シリコンナノ粒子の生成技術開発

システム情報科学研究院

内田儀一郎

白谷

正治

◦シリコンナノ粒子の生成技術開発

システム情報科学研究院

山本

康介

白谷

正治

拓也

末廣

純也

冨田健太郎

原田

明

石田

清隆

理恵

北川

宏

オ・クテン

筑紫

二郎

工学研究院

Kim Jun Yun

安達千波矢◦液晶性有機半導体

工学研究院

安田

琢磨

安達千波矢

◦ポーラロン吸収素子の作製

工学研究院

嘉本

美希

安達千波矢

◦ t-BuPBD の重水素化

工学研究院

吉田

巧

安達千波矢

◦電子輸送材料の新規開発

工学研究院

野村真太朗

安達千波矢

◦非貴金属発光材料の開発

工学研究院

和田

淳

安達千波矢

◦配向性分子素子の合成

工学研究院

種田

将嗣

安達千波矢

◦ EL 素子の合成

工学研究院

那須

圭朗

安達千波矢

亀田

真吾

今任

稔彦

工学研究院

江㟢

航

今任

稔彦

◦キラル化合物、ペリレン誘導体、ナフタレン誘導体の合成

工学研究院

宇野

弘基

田中

敬二

◦マクロモノマーの重合

工学研究院

酒井

篤

田中

敬二

◦ゲルの機能化

工学研究院

春藤

淳臣

田中

敬二

◦ PMMA の水による膨潤

工学研究院

新

史紀

田中

敬二

◦多分岐高分子の表面・界面濃縮

工学研究院

新

史紀

田中

敬二

◦高分子膜表面の凝集構造

工学研究院

堀之内綾信

田中

敬二

◦非溶媒界面における高分子の凝集構造

工学研究院

堀之内綾信

田中

敬二

◦非線形光学に基づく分子鎖凝集解析

工学研究院

甲斐

田中

敬二

◦細胞内シグナル応答型遺伝子発現制御システムの開発

工学研究院

戸井田

力

片山

佳樹

◦ PEG 修飾による D-RECS 複合体の安定化

工学研究院

成富

友紀

片山

佳樹

◦フラーレン誘導体の合成

工学研究院

松岡

健一

山田

淳

◦誘電詠堂を利用した異種ナノ材料間界面の構築とセンシングデバイスへの応用
システム情報科学研究院◦金ナノ粒子の凝集状態変化を利用した分子認識

総合理工学研究院◦雲母類・角閃石類の赤外分光分析

堤

比較社会文化研究院◦金属錯体の構造評価

理学研究院

牧浦

◦ Utilization of biochars using wood waste, orange(Citrus sinensis L.)peel, and water
生体環境調節センター

treatment sludge as a slow release fertilizer

Ｐ．超伝導核磁気共鳴吸収装置（伊都地区）◦ Control of molecular aggregation and orientation in organic thin films aiming forhigh carrier mobility and its application to organic solar cells◦細胞内レドックス状態の可視化を指向した蛍光プローブの開発
工学研究院◦フェロセンカルボン酸 N- ヒドロキシスクシンイミドエステルの合成― 42 ―直樹

◦有機化合物のクロロホルム溶液

工学研究院

松根

英樹

岸田

昌浩

◦有機高分子を用いた被測定用物質吸着被膜の開発

工学研究院

山下

知恵

三浦

佳子

◦糖鎖高分子グラフと基材による生体高分子分離材料の開発

工学研究院

緒方裕太郎

三浦

佳子

◦糖鎖高分子重合

工学研究院

星野

友

三浦

佳子

工学研究院

船戸

幸司

三浦

佳子

◦デンドリマー分子薄膜の形成研究

工学研究院

福田

知博

三浦

佳子

◦デンドリマー固定化界面の研究

工学研究院

福田

知博

三浦

佳子

◦精密糖鎖三分子の作成

工学研究院

豊島

雅幸

三浦

佳子

◦糖脂質糖鎖の合成と病原体除去材料への展開

工学研究院

和宇慶久史

三浦

佳子

◦糖の分子認識機能を備えるナノパーティクルの創生

工学研究院

和田

将也

三浦

佳子

工学研究院

西村

優里

三浦

佳子

◦キトサンを用いたヒドロゲルの開発

工学研究院

中原

秀樹

川上

幸衛

◦天然高分子由来架橋剤の調整

工学研究院

中原

秀樹

川上

幸衛

◦超分子構造体を基体とする機能創成

高等研究院
新海

征治

◦水素終端シリコンを利用した高分子薄膜の作成と物性および生体機能解析◦病原体防除材料を目指したグリコサミノグリカン含有糖鎖高分子の合成

Arnab

白木

先導物質化学研究所

今任

景一

高原

淳

先導物質化学研究所

石川

達也

高原

淳

熱帯農学研究センター

宮島郁夫◦液晶エラストマーの表面構造

工学研究院

岡部

弘高

◦ジルコニア燃料の断面の開発

工学研究院

村田

顕彦

出光

一哉

◦超分子ゲルの機能化

工学研究院

春藤

淳臣

田中

敬二

◦ナノファイバーマットの分子運動特性とバイオ応用

工学研究院

戦

捷

田中

敬二

工学研究院

楢山

威風

田中

敬二

◦鉄微粒子の焼結挙動解析

工学研究院

岸川

高大

北條

純一

◦ Y-TZP の LTD 抑制と生体活性材料の開発

工学研究院

原

浩之

北條

純一

◦メソ多孔体光触媒 - 酸化触媒複合フィルタの開発

工学研究院

片上

洋平

北條

純一

◦酵素内包イオン液体ポリマーゲルの開発

工学研究院

井野圭志朗

後藤

雅宏

◦ゲルの構造解析

工学研究院

庄田

靖宏

後藤

雅宏

◦新規マイクロゲルの創生

工学研究院

村上

徳昭

後藤

雅宏

◦金属 + 高分子複合膜の作製

工学研究院

服巻

興祐

岩井

芳夫

◦超臨界流体の応用

工学研究院

趙

亮

岩井

芳夫

◦精密糖鎖三分子の作成

工学研究院

豊島

雅幸

三浦

佳子

◦アソールベンゾフラノン骨格を側鎖に有する高分子の合成と反応◦磁性を有するポリマーブラシの調製と特性解析◦ジャカランダの花弁内アントシアニン

Ｑ．走査型電子顕微鏡（伊都地区）【SS ― 550】

◦界面制御に基づく（高分子 / 無機）ナノコンポジット界面の構造物性解析― 43 ―

◦三次元生体組織構築のための微小流路作製法の開発

工学研究院

岸原

尚也

川上

幸衛

◦脱細胞化臓器を用いた肝組織再構築技術の開発

工学研究院

白木川奈菜

川上

幸衛

◦ラット体内における肝組織構築を目指した基礎的検討

工学研究院

白木川奈菜

川上

幸衛

◦天然高分子由来架橋剤の調製

工学研究院

武井

川上

幸衛

孝行

◦リパーゼ固定化エレクトロスピニングファイバーを用いたバイオディーゼル燃料生産
工学研究院

劉

玉平

川上

幸衛

◦カーボンブラック凝集構造作製と評価

工学研究院

松岡

孝洋

峯元

雅樹

◦ろ過装置に関する研究

工学研究院

魚住

順一

篠田

岳思

Shinta Virdhian

三浦

秀士

山本

龍

三浦

秀士

◦ Production of large part Ti6Al4V through Metal Injection Molding process
工学研究院◦高 Ni 焼結合金鋼におけるヘテロ組織の歯元曲げ疲労に及ぼす影響
工学研究院◦高 Ni 焼結合金鋼におけるメゾヘテロ組織及び構造の歯元曲げ疲労特性に及ぼす影響
工学研究院

山本

龍

三浦

秀士

◦レーザ粉末積層造形法による多孔質超硬合金の創製

工学研究院

石井

智之

三浦

秀士

◦ MIM で超硬合金形成の最適条件の探求

工学研究院

張

自強

三浦

秀士

◦レーザー焼結法によるスマート構造体の作製技術の構築

工学研究院

姜

賢求

三浦

秀士

◦人口関節用超高分子量ポリエチレンの摩耗粉解析

工学研究院

鎗光

清道

村上

輝夫

◦タンパク質が人工関節用材料の摩耗に及ぼす影響

工学研究院

于

晶

村上

輝夫

◦ホブ用コーティング膜の耐摩耗性向上に関する研究

工学研究院

梅崎

洋二

土肥

俊郎

宮原

聡

北原

辰己

武田

茂賢

北原

辰己

工学研究院

呉

昊

野口

博司

◦電機部品の強度信頼性に関する破壊力学的研究

工学研究院

大本

洋平

野口

博司

◦せん断型疲労き裂進展に関する研究

工学研究院

濱田

繁

野口

博司

◦パーライト鋼の疲労強度特性に関する研究

工学研究院

濱田

繁

野口

博司

◦高強度コンクリート硬化体の微細ひび割れの観察

工学研究院

池田

隆徳

佐川

康貴

◦コンクリート中鋼材の腐食生成物の観察

工学研究院

池田

隆徳

佐川

康貴

◦月面模擬土の粒子形状解析

工学研究院

小林

泰三

大嶺

聖

◦ジルコニア燃料の断面の観察

工学研究院

村田

顕彦

出光

一哉

◦ニワトリ肝臓におけるコラーゲン線維網の発達について

農学研究院

手島

彰文

西村正太郎

◦イネ同化澱粉粒、イネ胚乳、葉身澱粒形態の形態観察

農学研究院

中村

哲洋

熊丸

敏博

◦機能水の分析

農学研究院

濱崎

武記

白畑

實隆

高橋

孝三

田中

昭代

◦トレーサ法による PEFC の発電分布および生成水挙動に関する研究
工学研究院◦ PEFC 無加湿運転のためのカソード湿度回収システムに関する研究
工学研究院◦微視疲労き裂の挙動に注目した析出強化型ステンレス鋼 A286 の疲労強度特性◦ベーリング海・北太平洋亜寒帯に設置したセディメントトラップにおける石灰質ナノについて
理学研究院◦レアメタルの生体影響

医学研究院― 44 ―

筒井英人

【JSM ― 6701F】◦トップダウンプロセスによるナノ構造形成・ナノインプリントテンプレートへの低分子充填による有機半導体 P/N 構造の形成

工学研究院

原田健太郎

安達千波矢

◦有機ナノ構造体を用いた高性能デバイスの開発

工学研究院

中田

学

安達千波矢

◦発光トランジスタの高性能化と機構解明

工学研究院

入口

紘大

安達千波矢

◦有機単結晶の観察

工学研究院

平出

雅哉

安達千波矢

◦ CNT 複合体の膜形成技術の開発

工学研究院

今津

直樹

中嶋

直敏

◦銀シェル金ナノロッド固定化 ITO 基板

工学研究院

鶴

由貴子

中嶋

直敏

◦ゲルの研究

工学研究院

堤

優介

中嶋

直敏

◦ナノ構造体を持つ基盤上での細胞形態変化の評価

工学研究院

飯田

誠之

片山

佳樹

◦リパーゼ固定化エレクトロスピニングファイバーを用いたバイオディーゼル燃料生産
工学研究院

劉

玉平

川上

幸衛

◦酸化物の表面観察

工学研究院

堀尾

裕貴

藤野

茂

◦カーボンブラック凝集構造作製と評価

工学研究院

松岡

孝洋

峯元

雅樹

工学研究院

田㟢

陽平

高田

保之

◦アルミニウム合金の疲労特性評価

工学研究院

志鎌

隆広

野口

博司

◦ CNT による CFRP 層間強化

工学研究院

長本

尚子

宇田

暢秀

◦ Al 合金の耐食性に及ぼす ECAP 処理の影響

工学研究院

山口

拓人

中野

博昭

◦銅の電解精製におけるチオ尿素の影響

工学研究院

西野

友朗

中野

博昭

◦ ECAP 処理後の Al 合金の SCC 性

工学研究院

田口

聖治

中野

博昭

劉

傅軍

林

健司

中垣

武

◦ DMA によりサイズ選別された金属微粒子による SWNT 生成の試み◦ナノ構造化導電性ポリマーガスセンサー

システム情報科学研究院◦ピロメリット酸ジイミド基盤マクロサイクルの特異的ゲル化挙動
先導物質化学研究所

新名主輝男◦配向性セルローステンプレートを用いたナノパターン化された酸化チタン材料の創製
農学研究院

宮本昴一郎

近藤

哲男

◦燃料電池の科学的解析

工学研究院

糸井

佐々木一成

◦オーステナイト系ステンレス鋼の水素脆化に関する研究

工学研究院【SU6600】美徳

峯洋二

Santos. Edson. C.

木田

勝之

工学研究院

佐々木大輔

野口

博司

◦ファセット近傍の結晶方位について

工学研究院

坂本

惇司

野口

博司

◦アルミニウム合金の疲労特性評価

工学研究院

志鎌

隆広

野口

博司

◦アルミニウムの組織観察

工学研究院

内田

直希

野口

博司

◦炭素超極細繊維の熱伝導度に関する研究

工学研究院

林

浩之

高橋

厚史

◦ Fe の打抜き・穴拡げ試験後の方位解析

工学研究院

井手

洋文

古君

修

◦鋼の引張試験片破面の方位解析

工学研究院

江藤

敏泰

古君

修

◦位置決め装置用低発塵プロセッシングプラスチック軸受の開発
工学研究院◦パーライト鋼における初期亀裂とパーライトブロックの関係について― 45 ―

◦ Fe および Co 合金の摺動特性評価

工学研究院

荒牧

正俊

古君

修

◦鋼の引張試験片の断面方位解析

工学研究院

荒牧

正俊

古君

修

◦γ鋼の機械的安定性に及ぼす結晶粒径の影響

工学研究院

岩崎

竜也

高木

節雄

岩崎

竜也

高木

節雄

◦準安定オーステナイト鋼の加工誘起変態挙動に及ぼす結晶粒径の影響
工学研究院◦ Cr-Ni マルテンサイト系ステンレス鋼における加工誘起マルテンサイト変態挙動
工学研究院

松岡

禎和

高木

節雄

◦せん断型逆変態を利用した高 Ni の組織制御

工学研究院

深川

怜史

高木

節雄

◦鉄基材料における圧延変形組織の発達過程と機構

工学研究院

久保田

毅

森川

龍哉

◦ Mg97Zn1Y2 合金押出材の高強度・高延性発現機構

工学研究院

弘谷

潤

森川

龍哉

◦複相組織鋼における局所ひずみ分布解析

工学研究院

池田

博司

森川

龍哉

◦ Mg 合金の高強度高延性発現機構

工学研究院

樋口

成起

森川

龍哉

◦ Ti-Ni 合金の表面観察及び組成

工学研究院

大上

悟

中野

博昭

◦窒化物、電析物の微細構造観察

工学研究院

大上

悟

中野

博昭

◦金属材料の組織観察

工学研究院

本田

秀爾

堀田

善治

システム情報科学研究院

中村

大輔

岡田

龍雄

総合理工学研究院

西川

将史

田邉

哲朗

古川

雅志

宇都宮

◦レーザーアブレーションによる ZnO ナノワイヤの作製◦プロトン導電体の水素トラップに関する研究◦透過型電子顕微鏡を用いた合成ジルコン中における Pb の存在状態解析
理学研究院

聡

【SU8000】◦トップダウンプロセスによるナノ構造形成・ナノインプリントテンプレートへの低分子充填による有機半導体 P/N 構造の形成

工学研究院

原田健太郎

安達千波矢

工学研究院

江面

知彦

安達千波矢

◦有機ナノ構造体を用いた高性能デバイスの開発

工学研究院

中田

学

安達千波矢

◦有機単結晶の観察

工学研究院

平出

雅哉

安達千波矢

◦高比表面積 TiO2 の合成

工学研究院

岩元

一哲

北條

純一

◦ Y-TZP の LTD 抑制と生体活性付与技術の開発

工学研究院

原

浩之

北條

純一

◦陽極酸化法による TiO2-WO3 系光触媒の開発

工学研究院

藤井慎太郎

北條

純一

◦メソ多孔体光触媒‐酸化触媒複合フィルタの開発

工学研究院

片上

洋平

北條

純一

◦金属ナノ粒子修飾電極の検討

工学研究院

宗岡

高敏

山田

淳

◦燃料電池触媒の研究

工学研究院

三好

規子

中嶋

直敏

◦シリカナノ粒子の合成

工学研究院

松根

英樹

岸田

昌浩

◦銀ナノワイヤーの新規合成法の開発

工学研究院

倉光

雄大

岸田

昌浩

◦研磨パッドの観察

工学研究院

山㟢

努

◦単層カーボンナノチューブ観測

工学研究院

林

浩之

高橋

厚史

◦多成系ガラスの分相観察

工学研究院

富岡

慶一

中島

邦彦

先導物質化学研究所

池堂

浩史

辻

正治

◦有機半導体薄膜および有機半導体単結晶の気層成長・封止技術に関する研究◦レーザーアブレーションを用いたナノ粒子作製― 46 ―

◦レーザーアブレーションを用いたナノ粒子作製

先導物質化学研究所

辻

剛志

辻

正治

深田

智

唐澤

悟

◦スパッタ法により形成された金属堆積層における水素同位体挙動に関する研究
総合理工学研究院◦低分子有機化合物のゲル構造

石川進一郎

工学研究院

Ｒ．X 線回折計（伊都地区）【Multi Flex】◦ガラス固化体の長期性能に及ぼすオーバーパック腐食生成物の影響に関する定量的評価
工学研究院

多田

雅彦

稲垣八穂広

◦ Ga2O3 薄膜の構造解析

工学研究院

津留

啓吾

吉岡

聰

◦セラミックス固化体の構造解析

工学研究院

笠野

貴之

出光

一哉

◦セリアの構造解析

工学研究院

松本

卓

出光

一哉

◦新規化合物の合成、同定

工学研究院

金光

洋修

小江

誠司

◦ ZrN のイオン照射による微細構造変化の研究

工学研究院

川瀬

徹

松村

晶

◦ SiON/SiC 上の AlN 薄膜成長

工学研究院

石山

裕策

田中

悟

工学研究院

中川

哲也

安達千波矢

◦アスコルビン酸の脱水和挙動と結晶構造変化の解明

工学研究院

小河重三郎

君塚

信夫

◦セルロースの構造解析

工学研究院

庄田

靖宏

後藤

雅宏

◦金属ナノ粒子の相関移動について

工学研究院

松元

竜児

山田

淳

◦銀シェル金ナノロッドの構造解析

工学研究院

新留

康郎

中嶋

直敏

◦銀シェル金ナノロッドの構造解析

工学研究院

藤ヶ谷剛彦

中嶋

直敏

◦カーボンナノチューブ担持金属触媒の調製

工学研究院

伊賀

淳朗

岸田

昌浩

◦炭素担持金属触媒に関する研究

工学研究院

伊賀

淳朗

岸田

昌浩

◦微生物固定化カプセル

工学研究院

池田

薫子

川上

幸衛

◦キトサン誘導体からなるヒドロゲルの開発

工学研究院

中原

秀樹

川上

幸衛

◦培養基材の X 線回折分析

工学研究院

中村晋太郎

川上

幸衛

◦ラット体内における肝組織構築をけ坐した基礎的検討

工学研究院

白木川奈菜

川上

幸衛

◦金属酸化物の還元

工学研究院

三枝

純己

清水

正賢

◦電析物の微細構造観察

工学研究院

荒川

真吾

中野

博昭

◦超高温耐熱セラミックスの焼結

工学研究院

山岡

由宗

中島

邦彦

◦ Co/Pd 多層膜におけるイオン照射の影響

工学研究院

大塚

健治

有田

誠

◦ Crystal characterization of MnOx

工学研究院
平島

剛

笹木

圭子

平島

剛

笹木

圭子

平島

剛

笹木

圭子

◦希土類アップコンバージョンナノ粒子による新しい OLED 素子の開発

YU Qianqian◦ヒ素の微生物による酸化に関する研究

工学研究院
古賀

◦ enargite のバイオリーチングに関する研究

雅晴

工学研究院
高次晃一郎

― 47 ―

◦ MnOx への金属イオンの吸着

工学研究院
森岡恵美子

◦ Mg-Al 系複合酸化物の同定

平島

剛

笹木

圭子

平島

剛

笹木

圭子

平島

剛

笹木

圭子

壯泰

平島

剛

笹木

圭子

工学研究院

新郷

佑樹

渡辺公一郎

工学研究院
森山

◦鉱物の同定

紗好

工学研究院
福本

◦低品位炭の改質

直恭

工学研究院
野中

◦インドネシア、東ジャワにおける金鉱徴地の熱水変質◦電位勾配下における圧縮ベントナイト中のアルカリ土類金属イオンの移行挙動
工学研究院

秋山

大輔

出光

一哉

工学研究院

仁科

匡弘

出光

一哉

システム情報科学研究院

樋口

雅人

松山

公秀

東畠

三洋

岡田

龍雄

大山

恵子

◦セリアの結晶構造の解析◦ Fe の磁気特性に関する研究◦レーザーアブレーションによる ZnO ナノワイヤの作製システム情報科学研究院◦ O リング用 EPDM のブリスタ損傷に及ぼす水素の影響
水素エネルギー国際研究センター◦大環状シッフ塩基の動的挙動調査

先導物質化学研究所

原野

彩

新名主輝男

中垣

武

新名主輝男

◦ピロメリット酸ジイミド基盤マクロサイクルの特異的ゲル化挙動
先導物質化学研究所◦色素包接有機結晶の物性研究

理学研究院◦大気エアロゾル粒子中の鉄の化学状態

理学研究院

伊藤
金子

芳雄

誠

宇都宮

聡

◦マルチサイズ解析による東アジアにおける大気中超微粒子の動態に関する研究
理学研究院

上石

瑛伍

宇都宮

聡

◦大気エアロゾル粒子中の鉄化学状態

理学研究院

仲松

有紀

宇都宮

聡

◦マグネタイト・金担持マグネタイトの生成

理学研究院

榊原

崇記

横山

拓史

◦ Nanostructural control of dye-sensitized solar cell

工学研究院

Hui Tong

北條純一◦ Y-TZP の LTD 抑制と生体活性材料の開発

工学研究院

原

浩之

北條

純一

◦電析物の微細構造観察

工学研究院

大上

悟

中野

博昭

◦透明導電性薄膜

工学研究院

今増

祐貴

有田

誠

◦透明導電性薄膜

工学研究院

大屋幸太朗

有田

誠

◦酸化チタン光触媒薄膜に関する研究

工学研究院

田端

悠

有田

誠

◦可変薄膜インダクタの作製システム情報科学研究院

樋口

雅人

松山

公秀

◦磁化率変調デバイスの作製システム情報科学研究院

樋口

雅人

松山

公秀

野田

憲司

松山

公秀

【XD ― D1】

◦磁化率変調を利用した可変薄膜インダクタに関する研究
システム情報科学研究院― 48 ―

Ｓ．X 線分析顕微鏡（伊都地区）◦有田磁器赤絵釉のセラミックス組成分析

理学研究院

日高

昌則

武田

信一

◦微細加工セラミックス原料の組成分析

理学研究院

日高

昌則

武田

信一

◦西江邸の紅柄および肥前磁器の赤絵釉、素地の組成分析

理学研究院

日高

昌則

武田

信一

中西

哲也

◦佐渡金山長釜関連試料の化学分析

総合研究博物館

Ｔ．走査型プローブ顕微鏡（伊都地区）◦グラフェンの構造制御とその物性に関する研究

工学研究院

森田

康平

田中

悟

工学研究院

船戸

幸司

三浦

佳子

◦シリカガラスへの微細構造形成

工学研究院

三宅

広訓

藤野

茂

◦デンドリマー SAM を用いた生体認識の解析

工学研究院

松本絵里乃

三浦

佳子

◦精密糖鎖高分子を用いた内包複合材料の作成

工学研究院

豊島

雅幸

三浦

佳子

◦増殖因子固定化基材の開発とその特性評価

工学研究院

松本

峻一

川上

幸衛

◦ GRGDS-EGFP-C 結合基板の表面観察

工学研究院

福田

貴之

川上

幸衛

◦超薄膜流体油滑下におけるマルチスケール特性

工学研究院

安部

武之

杉村

丈一

◦ダイヤモンドライクカーボン表面の蛋白質吸着膜の観察

工学研究院

鎗光

清道

村上

輝夫

◦ CNT と固体相質間の接触熱抵抗に関する研究

工学研究院

廣谷

潤

高橋

厚史

◦酸化チタン薄膜の光触媒活性と光電気化学特性

工学研究院

坂本

博紀

有田

誠

◦酸化チタン光触媒薄膜に関する研究

工学研究院

田端

悠

有田

誠

◦セリア中の金属イオンの拡散

工学研究院

松本

卓

出光

一哉

◦ジルコニア燃料の断面の観察

工学研究院

村田

顕彦

出光

一哉

◦ Mineralogical characterization of MSWI bottom ash

工学研究院

Saffarzadeh Amirhomayoun

島岡隆行◦リン酸処理におよる鉄鋼スラグの循環資源化に関する研究

工学研究院

坂井

仁

島岡

隆行

◦ Mineralogical characterization of MSWI bottom ash

工学研究院

魏

雲梅

島岡

隆行

◦ Investigation on weathering behavior of MSWI bottom ash

工学研究院

Saffarzadeh Amirhomayoun

島岡隆行◦ Y-TXP の LTD 抑制と生体活性材料の開発

工学研究院

原

浩之

北條

純一

◦強磁場特殊環境を用いた金属ナノ構造の制御と光機能

工学研究院

坂井奈津子

山田

淳

◦超臨界流体を用いた高分子＋金属複合体の作製

工学研究院

服巻

興祐

岩井

芳夫

◦超臨界流体の応用

工学研究院

趙

亮

岩井

芳夫

◦金基板およびガラス基板の SEM 像および元素分析

工学研究院

福田

貴之

川上

幸衛

◦レーザ粉末堆積造形法におよる多孔質超硬合金部材の創製

工学研究院

石井

智之

三浦

秀士

◦ Ni 基スーパーアロイへの MIM プロセスの適応

工学研究院

池田

光

三浦

秀士

◦レーザ焼結法によるスマート構造体の作製技術の構築

工学研究院

姜

賢求

三浦

秀士

文

吉周

森

英男

◦水素終端シリコンを利用した高分子薄膜の作成と物性および生体機能解析

Ｕ．エネルギー分散型 X 線分析装置（伊都地区）◦ターボ機械内部流れ場の感圧・感温塗料によるイメージング解析
工学研究院― 49 ―

◦ホブ用コーティング膜の耐摩耗性向上に関する研究

工学研究院

梅崎

洋二

土肥

俊郎

◦摩擦面焼付き機構の直接観察

工学研究院

胡

幸登

八木

和行

◦摩擦面焼付き機構の直接観察

工学研究院

牟田

大輔

八木

和行

工学研究院

宮原

聡

北原

辰己

◦リチウムイオン電池の電極表面に関する研究

工学研究院

城

貴洋

北原

辰己

◦ Si 添加難燃性マグネシウム合金の自動車部品への適用

工学研究院

林

功明

野口

博司

工学研究院

山口

拓人

中野

博昭

◦インドネシア・バツヒジャラ鉱床の鉱化作用

工学研究院

高橋

亮平

渡辺公一郎

◦インドネシア・東ジャワの金鉱床の鉱床形成条件

工学研究院

新郷

佑樹

渡辺公一郎

◦菱刈鉱山慶泉脈の金鉱化作用

工学研究院

菅

琢磨

渡辺公一郎

工学研究院

田中

崇裕

渡辺公一郎

工学研究院

米津幸太郎

渡辺公一郎

工学研究院

米津幸太郎

渡辺公一郎

工学研究院

斉藤

栄一

島岡

隆行

◦シリコンナノ粒子の生成技術開発

システム情報科学研究院

山本

康介

白谷

正治

◦シリコンナノ粒子の生成技術開発

システム情報科学研究院

内田儀一郎

白谷

正治

笠原三四郎

深田

智

総合理工学研究院

石川進一郎

深田

智

総合理工学研究院

大西

泰仁

深田

智

総合理工学研究院

片山

一成

深田

智

嘉手苅健一

深田

智

◦トレーサ法による PEFC の発電分布および生成水挙動に関する研究◦各種 Al 合金の耐孔食性に及ぼす ECAP 処理と合金元素の相乗作用◦フィリピン、ルソン島、ヴィクトリア低硫化型浅熱水性鉱床の鉱化作用◦カンボジア南部の花岩に関する研究◦ソロモン諸島におけるラテライト化に関する研究◦エージング作用を受けた石炭灰中の有害元素の挙動に関する研究◦水素プラズマ−壁間の水素と炭素の移行挙動に関する研究
総合理工学研究院◦スパッタ法により形成された金属堆積層における水素同位体挙動に関する◦金属・炭素混合堆積層における水素挙動に関する研究◦スパッタ薄膜への水素捕捉に関する研究◦液体リチウムループからの水素同位体回収に関する研究
総合理工学研究院◦マルチナノサイズ解析による東アジアにおける大気中超微粒子（UFP）の導体に関する研究
理学研究院

塩津

弘之

宇都宮

聡

◦堆積物中に含まれる炭素の解析

理学研究院

岩田

孟

宇都宮

聡

◦大気エアロゾル粒子中の鉄の化学状態

理学研究院

金子

誠

宇都宮

聡

◦大気ナノ物質科学

理学研究院

古川

雅志

宇都宮

聡

◦ベントナイトの変質

理学研究院

坂巻

景子

宇都宮

聡

◦大気エアロゾル粒子中の鉄の化学状態

理学研究院

仲松

有紀

宇都宮

聡
聡

◦マルチサイズ解析による東アジアのおける大気中超微粒子（UFP）の導体に関する研究
理学研究院

田中

宏樹

宇都宮

◦フリット剤粉末セラミックスの組成分析

理学研究院

日高

昌則

武田

信一

◦希土類化合物の試料作製

理学研究院

光田

暁弘

和田

裕文

― 50 ―

◦インジウム化合物の生体影響

田中

昭代

金丸

孝昭

オ・クテン

筑紫

二郎

工学研究院

中川

哲也

安達千波矢

◦非金属発光材料の開発

工学研究院

和田

淳

安達千波矢

◦炭素還元窒化法による SiC-AlN 複合体の作製と SPS 焼結

工学研究院

張

琳琳

北條

純一

◦強磁場特殊環境を用いた金属ナノ構造の制御と光機能

工学研究院

坂井奈津子

山田

淳

◦地盤環境改善技術に関する研究

工学研究院

大嶺

聖

安福

規之

システム情報科学研究院

東畠

三洋

岡田

龍雄

農学研究院

鶴田

学

黒田

健一

生物環境調節センター

有島

健太

佐伯

和利

◦有田磁器赤絵釉のセラミックス組成分析

理学研究院

日高

昌則

武田

信一

◦西江邸・紅柄原料の組成分析

理学研究院

日高

昌則

武田

信一

◦微細加工セラミックス原料の組成分析

理学研究院

日高

昌則

武田

信一

◦カーボンブラック凝集構造作製と評価

工学研究院

松岡

孝洋

峯元

雅樹

◦摩擦面焼付き機構の直接観察

工学研究院

牟田

大輔

八木

和行

工学研究院

竹下

俊弘

澤田

廉士

農学研究院

宮本昴一郎

近藤

哲男

工学研究院

久保田是史

安達千波矢

工学研究院

小簔

剛

安達千波矢

◦有機 EL 材料の合成

工学研究院

富樫

和法

安達千波矢

◦液晶ポリマーの合成

工学研究院

大隅

祥太

田中

敬二

◦ Prussuan blue 類縁物質の相挙動調査

工学研究院

小河重三郎

君塚

信夫

◦アスコルビン酸の相挙動と誘電率変化の関係性評価

工学研究院

小河重三郎

君塚

信夫

◦ 1) 低真空 SEM による帯電性の検討

医学研究院
2)OsO4 コートによる元素分析の可能性検討
九大病院中央形態分析室◦ Utilization of biochars using wood waste, orange(Citrus sinensis L.)peel, and water
生物環境調節センター

treatment sludge as a slow release fertilizer

Ｖ．蛍光 X 線分析装置（伊都地区）◦希土類アップコンバージョンナノ粒子による新しい OLED 素子の開発◦レーザーアブレーションによる ZnO ナノワイヤの作製◦ケナフの無機分析◦光触媒を用いた低濃度硝酸塩の還元処理に関する研究

Ｗ．電子線 3 次元粗さ解析装置（伊都地区）◦ナノインプリント技術を用いた回転回折格子スケールについての研究◦機能性酸化チタン薄膜の創製

Ｘ．熱分析システム（伊都地区）◦液体半導体の特異な電子物性の解明◦有機薄膜における分子配向状態と電子物性の関係に関する研究― 51 ―

◦アスコルビン酸の脱水和挙動と結晶構造変化の解明

工学研究院

小河重三郎

君塚

信夫

◦新規有機強誘電性材料の探索研究

工学研究院

小河重三郎

君塚

信夫

◦混合原子価金属錯体を用いた新規強誘電性材料の創製

工学研究院

内田

洋平

君塚

信夫

◦排熱有効利用のための新規ヒートポンプ開発

工学研究院

シュエ ビン

深井潤◦低温排熱からの高温熱生成システムの検討

工学研究院

中島

数矢

深井

潤

◦低温排熱からの高温熱生成システムの検討

工学研究院

野田

敦嗣

深井

潤

◦ MIM で超硬合金成形の最適条件の探求

工学研究院

張

自強

三浦

秀士

◦弾性流体潤滑油膜のレオロジー特性の評価

工学研究院

城戸

康揮

杉村

丈一

◦ PMMA の蒸発分析

工学研究院

西田

拓郎

津守不二夫

◦高強度鋼の初期き裂進展状況評価確立と影響因子の明確化

工学研究院

Santos. Edson. C.

木田勝之◦混和材による DEF 膨張の抑制に関する研究

工学研究院

池田

隆徳

佐川

康貴

◦再生コンクリートの水和反応に関する研究

工学研究院

池田

隆徳

佐川

康貴

◦超軽量アブレータの熱的物性解析

工学研究院

野澤

創平

安倍

賢一

◦大環状シッフ塩基の動的挙動調査

先導物質化学研究所

原野彩◦有機発光化合物の結晶多形

薬学研究院◦含水鉱物の加熱変化

理学研究院◦分岐高分子材料の熱物性解析

産学連携センター

新名主輝男
唐澤

悟

上原誠一郎

加藤

工

大背戸

豊

古川

勝彦

Ｙ．顕微レーザーラマン分光装置（伊都地区）◦グラフェンの構造制御とその物性に関する研究

工学研究院

森田

康平

田中

悟

◦炭酸カルシウム上の有機物分析

工学研究院

三木

里花

北條

純一

◦カーボンナノチューブ複合体の研究

工学研究院

小澤

寛晃

中嶋

直敏

工学研究院

井手奈都子

中嶋

直敏

多賀

優美

中嶋

直敏

工学研究院

田㟢

陽平

高田

保之

◦ SiC 基板列測定と応力分析

工学研究院

王

智達

土肥

俊郎

◦単層カーボンナノチューブ観測

工学研究院

林

浩之

高橋

厚史

◦コークス・無煙炭の結晶性調査

工学研究院

三枝

純己

清水

正賢

◦溶鉄中への炭素の溶解速度に及ぼす炭材種の影響

工学研究院

三枝

純己

清水

正賢

◦金属酸化物の還元

工学研究院

北野

隆宏

清水

正賢

◦ラテライト Ni 鉱床の生成機構について

工学研究院

米津幸太郎

◦単層カーボンナノチューブのカイラリティ分離に関する研究◦マイクロコンタクトプリンティングを用いた金属ナノ構造の構築
工学研究院◦ DMA によりサイズ選別された金属微粒子による SWNT 生成の試み

渡辺公一郎◦誘電泳動を利用した異種ナノ材料間界面の構築とセンシングデバイスへの応用
システム情報科学研究院― 52 ―

富田

大成

末廣

純也

関

係

委

員

九州大学中央分析センター委員会委員（平成 22 年 4 月～平成 24 年 3 月）
委
委

員

長

セ

ン

タ

ー

長

員

伊

都

分

室

長

工

学

島ノ江

憲

剛

〃

北

條

純

一

院

長

〃

日

野

伸

一

総合理工学研究院長

〃

本

庄

春

雄

理

〃

渡

部

行

男

〃

徳

永

〃

中

嶋

直

敏

〃

岸

田

昌

浩

〃

下

田

満

哉

〃

〃

近

藤

隆一郎

比較社会文化研究院

〃

小山内

康

人

医

学

研

究

院

〃

池

田

典

昭

歯

学

研

究

院

〃

野

中

和

明

薬

学

研

究

院

〃

王子田

彰

夫

芸 術 工 学 研 究 院

〃

福

島

重

廣

システム情報科学研究院

〃

圓

福

敬

二

総 合 理 工 学 研 究 院

〃

原

田

明

応 用 力 学 研 究 所

〃

松

野

健

先導物質化学研究所

〃

友

岡

克

彦

工 学 部 等 事 務 部 長

黒

川

雅

之

筑 紫 地 区 事 務 部 長

増

原

敬

二

学

研

究

研

究

院

〃
工

学

研

究

院

〃
農

学

研

究

院

― 53 ―

教授信九州大学中央分析センター運営委員会委員（平成 22 年 4 月～平成 24 年 3 月）
委

員

委

長

セ

ン

タ

ー

長

員

伊

都

分

室

長

工

学

研

究

理

学

研

歯

学

薬

学

島ノ江

憲

剛

〃

北

條

純

一

院

〃

中

嶋

直

敏

究

院

〃

徳

永

研

究

院

〃

野

中

和

明

研

究

院

〃

濱

瀬

健

司

総 合 理 工 学 研 究 院

准教授

水

野

清

義

システム情報科学研究院

〃

古

閑

一

憲

農

〃

松

井

利

郎

学

研

究

教

院

授

信

先導物質化学研究所

教

授

友

岡

克

彦

中 央 分 析 セ ン タ ー

准教授

坂

下

寛

文

九州大学中央分析センター（伊都分室）委員会委員（平成 22 年、23 年度）
委員長

工学研究院委員

分

室

長

教

授

北

條

純

一

（環

境

都

市）

准教授

久

場

隆

広

（機

械

工

学）

〃

北

原

辰

巳

（化

学

工

学）

授

三

浦

佳

子

（応 用 化 学 機 能）

准教授

榎

本

尚

也

（応 用 化 学 分 子）

〃

阿

部

正

明

（地球資源システム工学）

〃

今

井

（材

学）

〃

西

岡

浩

樹

（航 空 宇 宙 工 学）

〃

高

橋

厚

史

（海洋システム工学）

〃

後

藤

浩

二

（エネルギー量子工学）

〃

稲

垣

八穂広

システム情報科学研究院委員

〃

古

閑

一

憲

人間環境学研究院委員

〃

小

山

智

幸
一

料

工

教

亮

総合理工学研究院委員（箱崎地区グループ）

〃

橋

爪

健

理 学 研 究 院 委 員

地 球 惑 星 科 学 部 門

〃

石

橋

純一郎

生

門

〃

荒

田

博

行

生 物 機 能 科 学 部 門

〃

松

井

利

郎

生 物 機 能 科 学 部 門

〃

角

田

住

充

農 学 研 究 院 委 員

物

科

学

部

― 54 ―

九州大学中央分析センターの職員
セ

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ー

長

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分

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長

― 55 ―

教

授

島ノ江

憲

剛（ 兼

任）

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純

一（ 兼

任）

准教授

坂

下

寛

文（ 筑 紫 地 区 ）

助

三

浦

好

典（ 筑 紫 地 区 ）

〃

渡

辺

美登里（ 伊 都 地 区 ）

教務員

岩

永

知

教

奈（ 伊 都 地 区 ）大型装置を利用した研究成果
超伝導核磁気共鳴吸収装置
1.

K. Matsuura, K. Masumoto, Y. Igami, K. Kim, N. Kimizuka,“CTAB-induced morphological transition of DNA microassembly from ﬁlled Spheres to hollow capsules”, Mol.BioSyst.,vol.9, pp921-923, (2009)

2.

R. Nishiyabu, C. Aime, R. Gondo, T. Noguchi and N. Kimizuka,“Conﬁning Molecules within aqueous Coordination
Nanoparticles by Adaptive Molecular Self-Assembly”, Angew. Chem. Int. Ed.,Vol.48, pp9465-9468, (2009)

3.

K. Kuroiwa, H. Kikuchi, and N. Kimizuka,“Spin crossover characteristic of nanoﬁbrous FeII-1,2,4-triazole complexes
in liquid crystals", Chem. Commun.,No.46, pp.1229-1231 (2010)

4.

R. Kuwahara, K. Kuroiwa, and N. Kimizuka,“Synthesis of Lipophilic Gold Nanosheets by Using Reducing Stabilizers
and Their Reversible Transformation between Golden Solid”, Chem. Lett., Vol.39, No.3, pp.226-227 (2010)

5.

H. Shimakoshi, M. Abiru, Keita Kuroiwa, Nobuo Kimizuka, M. Watanabe, and Yoshio. Hisaeda, "Preparation
and Reactivity of Vitamin B12-TiO2 Hybrid Catalyst Immobilized on a Glass Plate", Bull. Chem. Soc. Jpn., No.83,
pp.170-172 (2010)

6.

C. Aime, R. Nishiyabu, R. Gondo, and N. Kimizuka, "Switcing On Luminescence in Nucleotide/Lanthanide
Coordination Nanoparticles via Synergistic Interactions with a Cofactor Ligand", Chem.Eur.J., 2010, 16, 3604-3607 (2010)

7.

K. Kuroiwa, Nobuo. Kimizuka, "Electrochemically Controlled Self-assembly of Lipophilic FeII 1,2,4-Triazole
Complexes in Chloroform", Chem. Lett., 2010, 39, 790-791 (2010)

8.

K. Matsuura, K. Fujino, T. Teramoto, K. Murasato, N. Kimizuka, "Glutathione Nanosphere: Self-Assembly of
Conformation-Regulated Trigonal-Glutathiones in Water", Bull. Chem. Soc. Jpn. (2010)

9.

R. Nishiyabu, C. Aime , R. Gondo, K. Kaneko and N. Kimizuka, "Selective inclusion of anionic quantum dots incoordination network shells of nucleotides and lanthanide ions", Chem. Commun., 46, 4333 - 4335, (2010)

10. K. Matsuura, H. Hayashi, K. Murasato,and N. Kimizuka, "Trigonal tryptophane zipper as a novel building block for
pH-responsive peptide nano-assemblies", Chem. Commun (2010)
11. K. Matsuura, K. Watanabe, T. Matsuzaki, K. Sakurai, N. Kimizuka,“Synthetic Viral Capsids Self-assembled from a
24-mer Viral Peptide Fragment”, Angew. Chem. Int. Ed. 2010 in press
12. M-a. Morikawa, K. Kim, H. Kinoshita, K. Yasui, Y. Kasai, N. Kimizuka,“Aqueous Nanospheres Self-Assembled from
Hyperbranched Polymers and Silver Ions: Molecular Inclusion and Photoreduction Characteristics”, Macromolecules,
2010 in press
13. H. Matsune, Y. Kuramitsu, S. Takenaka, M. Kishida, ”Chemical Synthesis of Silver Nanowires Using N,NDimethyldodecylamine Oxide”, Chem. Lett., 39, 717-719 (2010)
14. H. Matsune, D. Sakurai, S. Takenaka, M. Kishida,“Synthesis of hollow nanospheres consisting of amphiphilic block
copolymers”, Chem. Lett., 38, 746-747 (2009)
15. H. Yonemura, Y. Wakita, T. Yamashita, S. Yamada, Effects of Magnetic Processing on Morphological, Electrochemical,― 56 ―

and Photoelectrochemical Properties of Electrodes Modified with Nanoclusters of a Phenothiazine-C60 Linked
Compound, Thin Solid Films, Vol. 518, 799-804 (2009)
16. K. Matsuoka, T. Akiyama, and S. Yamada, Selective Formation and Structural Properties of Rhombic Dodecahedral[70]Fullerene Microparticles Formed by Reaction with Aliphatic Diamines, Langmuir, Vol.26(6), pp. 4274-4280 (2010).
17. H. Yonemura, H. Tahara, K. Ohishi, S. Iida, S. Yamada, Dependence on Electrode Potential of the Magnetic Field
Effect on Photoelectrochemical Reactions of Electrodes Modiﬁed with Porphyrin-Viologen Linked Compounds, Japanese
Journal of Applied Physics., Vol. 49, pp. 01AD04 (2010).
18. H. Yonemura, Y. Motoda, S. Yamada, Magnetic Field Effects on the Photoinduced Electron-Transfer Reactions in a
Ruthenium Porphyrin-C60 Ligand Complex, Applied Magnetic Resonance., Vol. 38, pp. 217-235 (2010).
19. S. Moribea, H. Yonemurab, Y. Wakitaa, T. Yamashitaa and S. Yamada, Reverse phenomena of magnetic ﬁeld effects andtime-resolved EPR spectra in the photogenerated biradical from intramolecular electron-transfer in a phenothiazine-C60
linked compound with a semi-rigid spacer, Molecular Physics, Vol. 108, No. 15, 10, pp. 1929-1940 (2010).
20. K. Nakano, Y. Katsumi, N. Soh, and T. Imato, An atomic force microscopy assay of intercalation binding, unwinding
and elongation of DNA, using a water-soluble psoralen derivative as a covalent binding probe molecule, Bull. Chem. Soc.
Jpn., Vol. 83, No. 3, 273-275（2010 年 3 月）

ICP 質量分析装置
1.

F. Okazaki, N. Matsunaga, H. Okazaki, N. Utoguchi, R. Suzuki, K. Maruyama, S. Koyanagi, S. Ohdo, Circadianrhythm of transferrin receptor 1 gene expression controlled by c-Myc in colon cancer-bearing mice. Cancer Res. 2010
Aug 1;70(15):6238-46. Epub 2010 Jul 14

2.

K. Sao, M. Murata, K. Umezaki, Y. Fujisaki, T. Mori, T. Niidome, Y. Katayama, M. Hashizume, ”Molecular design ofprotein-based nanocapsules for stimulus-responsive characteristics”, Bioorganic Medical Chemistry, 17(1), 85-95(2009).

3.

K. Sao, M. Murata, K. Umezaki, Y. Fujisaki, T. Mori, T. Niidome, Y. Katayama, M. Hashizume,“A novel proteaseactivity assay using a protease-responsive chaperon protein”, Biochemical and Biophysical Research Communications,383(3), 293-297(2009).

4.

R. Nishiyabu, N. Hashimoto, T. Cho, K. Watanabe, T. Yasunaga, A. Endo, K. Kaneko, T. Niidome, M. Murata,
C. Adachi, Y. Katayama, M. Hashizume, and N. Kimizuka,“Nanoparticles of Adaptive Supramolecular Networks
Self-Assembled from Nucleotides and Lanthanide Ions”, Journal of the American Chemical Society, 131(6),2151-2158(2009).

5.

Jeong-Hun Kang, Y. Asami, M. Murata, H. Kitazaki, N. Sadanaga, E. Tokunaga, S. Shiotani, S. Okada, Y. Maehara,
T. Niidome, M. Hashizume, T. Mori, Y. Katayama, " Gold nanoparticle-based colorimetric assay for cancer diagnosis ",Biosensors and Bioelectronics, 25, 1869-1874 (2010).

6.

Y. Matsuoka, M. Murata, Y. Fujisaki, S. Narahara, N. Shinzato, M. Hashizume, "Molecular imaging contrast media forvisualization of liver function", Magnetic Resonance Imaging, 28(5), 708-715(2010)

7.

A. Shiotani, Y. Akiyama, T. Kawano, Y. Niidome, T. Mori, Y. Katayama, T. Niidome, Active accumulation of gold
nanorods in tumor in response to near-infrared laser irradiation, Bioconjugate Chem., in press

8.

T. Niidome, A. Ohga, Y. Akiyama, K. Watanabe, Y. Niidome, T. Mori, Y. Katayama, Controlled release of PEG chain― 57 ―

from gold nanorods: targeted delivery to tumor, Bioorg. Med. Chem., 18, 4453-4458 (2010)9.

Md. Shamim Uddin and K. Kurosawa, Relationship of Carbon-Arsenic-Nitrogen in Sediment with respect to Arsenic
Release in Groundwater in Bangladesh - A Preliminary Study. Proceedings of International Conference on Environmental
Aspects of Bangladesh, Kitakyushu, pp.189-192.2010

10. Md. Shamim Uddin and K. Kurosawa, Arsenic Concentration and some other Parameters of Groundwater Quality
with respect to Hydrogeological Conditions in Southwestern Bangladesh. The 15th International Forum on Arsenic
Contamination of Groundwater in Asia, Tokyo, pp.117-123.2010
11. S. Takenaka, A. Hirata, E. Tanabe, H. Matsune, M. Kishida,“Preparation of supported Pt-Co alloy nanoparticle
catalysts for the oxygen reduction reaction by coverage with silica”, J. Catal., 274, 228-238 (2010)12. S. Takenaka, A. Hirata, H. Matsune, M. Kishida,“Preparation of carbon-supported Pt-Co alloy nanoparticles foroxygen reduction reaction: Promotion of Pt-Co alloy formation by coverage with silica”, Chem. Lett., 39, 458-459 (2010)
13. T. Arike, S. Takenaka, H. Matsune, M. Kishida,“Improvement in the Durability of Carbon Nanotube-Supported
Ruthenium Catalysts by Coverage with Silica Layers”, Bull. Chem. Soc. Japan, 83, 953-959 (2010)
14. K. Nakagawa, S. Takenaka, H. Matsune, M. Kishida,“Preparation of Silica-coated Pt-Ni Alloy Nanoparticles Using
Microemulsion and Formation of Carbon Nanofibers by Ethylene Decomposition”, Studies in Surface Science andCatalysis, 175, 793-796 (2010)

Ｘ線回折計
1.

K. Toko, I. Nakao, T. Sadoh, T. Noguchi, M. Miyao, Electrical properties of poly-Ge on glass substrate grown by twostep solid-phase crystallization, Solid-State Electronics, Vol.53 pp.1159-1164, (Nov. 2009)2.

M. Miyao ,K. Hamaya, T. Sadoh, H. Itoh , Y. Maeda, Molecular beam epitaxial growth of ferromagnetic Heusler alloys
for group-IV semiconductor spintronic devices, Thin Solid Films 518, pp.S273-277, (Jan. 2010)

3.

S. Yamada, K. Yamamoto, K. Ueda, Y. Ando, K. Hamaya, T. Sadoh, M. Miyao, Epitaxial growth of a full-Heusler alloy
Co2FeSi on silicon by low-temperature :molecular beam epitaxy, Thin Solid Films 518, pp.S278-280, (Jan. 2010)4.

S. Yamada ,K. Hamaya ,K. Yamamoto, T. Murakami, K. Mibu, and M. Miyao, Significant growth-temperaturedependence of ferromagnetic properties for Co2FeSi/Si (111) prepared by low-temperature molecular beam epitaxy, Appl.
Phys. Lett., Vol.96, No.082511 pp1-3, (Feb. 2010)

5.

K. Kasahara, K. Yamamoto, S. Yamada, T. Murakami, K. Hamaya, K. Mibu, and M. Miyao, Highly ordered Co2FeSi
Heusler alloys grown on Ge(111) by low-temperature molecular beam epitaxy, Journal of Applied Physics Vol.107, No.9 ,pp.B105-1-3, (April 19, 2010)

6.

K. Yamane, K. Hamaya, Y. Ando, Y. Enomoto, K. Yamamoto, T. Sadoh, and M. Miyao, Effect of atomically controlledinterfaces on Fermi-level pinning at metal/Ge interfaces, Applied Physics Letters Vol.96, No. 16, pp.2104-1-3, 19 (April
2010)

7.

Y. Ando, K. Kasahara, Y. Enomoto, T. Murakami, K. Hamaya, T. Kimura, K. Sawano, and M. Miyao, Electrical
Detection of Spin Transport in Si Using High-quality Fe3Si/Si Schottky Tunnel Contacts, J. Magn. Soc. Jpn. Vol.34, No.3,
pp316-322 (May 2010) (in Japanese)― 58 ―

8.

Y. Ando, K. Kasahara, K. Yamane, K. Hamaya, K. Sawano, T. Kimura, and M. Miyao, Comparison of Nonlocal andLocal Magnetoresistance Signals in Laterally Fabricated Fe3Si/Si Spin-Valve Devices, Applied Physics Express, Vol. 3,
No.093001-1-3, (Aug. 2010)

9.

Y. Maeda, K. Hamaya, S. Yamada, Y. Ando, K. Yamane, and M. Miyao, High-quality epitaxial CoFe/Si(111)heterostructures fabricated by low-temperature molecular beam epitaxy, Applied Physics letters, Vol. 97, No.19,
192501-1-3, (Nov. 2010)

10. M. Kurosawa, T. Sadoh, M. Miyao, Al-induced low-temperature crystallization of Si1-xGex (0<x<1) by controlling
layer exchange process, Thin Solid Films 518, pp.S174-178, (Jan. 2010)
11. 川畑直之，黒澤昌志，佐道泰造，宮尾正信，ガラス上における SiGe 薄膜のアルミニウム誘起結晶化とその成長メカニズム，電子通信情報学会 信学技報 Vol. 110, No. 15, SDM2010-11, pp. 13-17, 平成 22 年 4 月
12. A.T. Yuliansyah,T. Hirajima, S. Kumagai, K. Sasaki, Production of Solid Biofuel from Agricultural Wastes of the Palm
Oil Industry by Hydrothermal Treatment, Waste and Biomass Valorization , pp. 1-11, Article in Press, 2010
13. A. T. Mursito, T. Hirajima, K. Sasaki, Alkaline hydrothermal de-ashing and desulfurization of low quality coal and its
application to hydrogen-rich gas generation, Energy Conversion and Management, Article in Press, 2010
14. A. T. Mursito, T. Hirajima, K. Sasaki, S. Kumagai, The effect of hydrothermal dewatering of Pontianak tropical peat onorganics in wastewater and gaseous products, Fuel 89 (12), pp. 3934-3942
15. A. T. Mursito, T. Hirajima, K. Sasaki, Upgrading and dewatering of raw tropical peat by hydrothermal treatment, Fuel89 (3), pp. 635-641, 2010
16. A. T. Mursito, T. Hirajima, S. Kumagai, K. Sasaki, Solid Fuel Production from Oil Palm Shell by Hydrothermal
Carbonization, 木質炭化学会誌，第 7 巻，第 1 号，pp.19-26, 2010
17. K. Sasaki, H. Takamori, H. Yoshizaka, S. Morimaya, T. Hirajima, Effect of Saw Dusts on Borate Removal from
Groundwater in Bench-scale Simulation of Permeable Reactive Barriers Including Magnesium Oxide, Journal ofHazardous Materials, Article in Press, 2010
18. K. Sasaki, K. Takatsugi, K. Kaneko, N. Kozai, T. Ohnuki, O. H. Tuovinen, T. Hirajima, Characterization of Secondary
Arsenic-bearing Precipitates Formed in the Bioleaching of Enargite by Acidithiobacillus ferrooxidans, Hydrometallurgy,Vol. 104, pp.424-431
19. K. Sasaki, K. Takatsugi, K. Ishikura, T. Hirajima, Spectroscopic study on oxidative dissolution of chalcopyrite, enargite
and tennantite at different pHs, Hydrometallurgy, Vol. 100, pp.144-151, 2010
20. K. Sasaki, T. Kaseyama, T. Hirajima, Selective Sorption of Cobalt over Nickel using Biogenic Manganese Oxides,
Materials Transactions, Vol. 50, pp.2643-2648., 2010

電子顕微鏡
1.

T. Takei, N. Kishihara, S. Sakai, K. Kawakami, Novel Technique to Control Inner and Outer Diameter of Calciumalginate Hydrogel Hollow Microﬁbers, and Immobilization of Mammalian Cells, Biochemical Engineering Journal, 49, 1,
143-147(2010)

2.

T. Takei, K. Ikeda, H. Ijima, K. Kawakami, M. Yoshida, Y. Hatate, Preparation of Polymeric Microcapsules Enclosing― 59 ―

Microbial Cells by Radical Suspension Polymerization via Water-in-oil-in-water Emulsion, Polymer Bulletin, 65, 3,
283-291(2010)
3.

T. Fujigaya, J. T. Yoo, and N. Nakashima,“A method for the coating of silica spheres with an ultrathin layer of pristine
single-walled carbon nanotubes”Carbon 49, 468-476 (2010).

4.

K. Sugawa, T. Kawahara, T. Akiyama, and S. Yamada, Structural Characterization and Photoelectrochemical Properties
of Gold Nanoparticle Multistructures Prepared by Layer-by-Layer Deposition, Japanese Journal of Applied Physics,
2009,Vol.48, pp.04C132-1-5（2009）

5.

T. Akiyama, H. Yonemura, T. Fukuyama, K. Sugawa, S. Yamada, Facile Fabrication and Photocurrent Generation
Properties of Electrochemically Polymerized Fulerene-Poly(ethylene dioxythiophene)Composite Films, Japanese Journalof Applied Physics, Vol.48, pp.04C172-1-4（2009）6.

H. Yonemura, K. Yuno, Y. Yamamoto, S. Yamada, Y. Fujiwara, Y. Tanimoto, Orientation of nanowires consisting ofpoly(3-hexylthiophene)using stron magnetic ﬁeld, Synthetic Metals, Vol.159, pp.955-960（2009）7.

H. Yonemura, J. Suyama, T. Arakawa, S. Yamada, Organization of Gold Nanorods on a Substrate using a Strong
Magnetic Field, Thin Solid Films, Vol. 518, 668-673 (2009)8.

T. Arakawa, T. Munaoka, T. Akiyama, S. Yamada, Effects of Silver Nanoparticles on Photoelectrochemical Responsesof Organic Dyes, Journal of Physical Chemistry C, Vo. 113, pp. 11830-11835 (2009)9.

S. Yamada, Applications of Strong Interactions between Photons and Molecules to Analytical Science, Analytical
Sciences , Vol.25, pp.1059-1068（2009.9）

10. K. Matsuoka, T. Akiyama, and S. Yamada, Selective Formation and Structural Properties of Rhombic Dodecahedral[70]Fullerene Microparticles Formed by Reaction with Aliphatic Diamines, Langmuir, Vol.26(6), pp. 4274-4280 (2010).
11. T. Akiyama, K. Aiba, K. Hoashi, M. Wang, K. Sugawa and S. Yamada, Enormous Enhancement in Photocurrent
Generation Using Electrochemically Fabricated Gold Nanostructures, Chemical Communications, Vol.46, pp.306-308(2010).
12. T. Jozaki, K. Aoki, H. Mizumoto, T. Kajiwara, In vitro reconstruction of a three-dimensional mouse hematopoietic
microenvironment in the pore of polyurethane foam, Cytotechnology (2010) vol. 62 (6) pp. 531-7
13. M-H. Seo, M. Yuasa, T. Kida, J-S. Huh, N. Yamazoe, K. Shimanoe, Enhanced gas sensing characteristics of Au-loaded
TiO2 nanotube sensors, Sensor Letters 9 (2011) 1-5
14. N. Tachibana, M. Yuasa, T. Kida, K. Shimanoe, N. Yamazoe, Combustion-type H2 gas sensor using a PTC thermistor
based on Bi, Na-codoped BaTiO3 as a transducer, Sensor Letters (in press)
15. T. Kida, J-S Huh, N. Yamazoe, K. Shimanoe, Microstructure control of TiO2 nanotubular films for improved VOC
sensing, M-H.Seo, M.Yuasa, Sensors and Actuators B (in press)
16. M. Yuasa, Y. Matoba, N. Yamazoe, K. Shimanoe, Wet process-preparation of Re-doped WO3 for wide range of NO2
detection, Journal of the Ceramic Society of Japan 118 (2010) 184-187
17. K. Watanabe, S. Ninomiya, M. Yuasa, T. Kida, Y. Teraoka, N. Yamazoe, H. Haneda, K. Shimanoe, Microstructure effecton the oxygen permeation through Ba0.95La0.05FeO3-δ membranes fabricated by different method, Journal of the American― 60 ―

Ceramic Society 93 (2010) 2012-2017
18. K. Watanabe, M. Yuasa, T. Kida, Y. Teraoka, N. Yamazoe, K. Shimanoe, High-Performance Oxygen-Permeable
Membranes with an Asymmetric Structure Using Ba0.95La0.05FeO3-δ Perovskite-Type Oxide, Advanced Materials 22 (2010)2367-2370
19. M. Yuasa, A. Koga, T. Kida, K. Shimanoe, N. Yamazoe, Structural optimization of gas diffusion electrodes loaded with
LaMnO3 Electrocatalysts, Journal of Applied Electrochemistry 40 (2010) 675-681
20. K. Kamada, N. Enomoto, J. Hojo, Optimization of Electrochemical Synthesis Conditions for Dense and Doped Ceria
Thin Films, Electrochimica Acta, Vol.54, No.27, pp.6996-7000 (2009).
21. 水江 圭，稲田 幹，榎本尚也，北條純一，TiOCl2 水溶液の自己加水分解によるルチル微結晶の合成，超高圧電顕室研究報告，No.33, (2009) pp.63-64.
22. M. Hotta, J. Hojo, Nanostructure control of liquid-phase sintered Si3N4 ceramics by spark plasma sintering., Journal of
the Ceramic Society of Japan, Vol.117, No.12, pp.1302-1305 (2009).
23. F. Danga, N. Enomoto, J. Hojo, K. Enpuku, Sonochemical Coating of Magnetite Nanoparticles with Silica, Ultrasonics
Sonochemistry, Vol.17, No.1, pp.193-199 (2010).
24. K. Shirouzu, T. Kawamoto, N. ENomoto, J. Hojo, Dissolution Behavior of Al and Formation Process of ZnAl2O4
Phases in Al2O3 -Doped ZnO Sintered Bodies, Japanese Journal of Applied Physics, Vol.49, No.1, pp.010201- (2010).
25. M. Inada, N. Enomoto, J. Hojo, Synthesis and Photocatalytic Activity of Mesoporous SiO2 TiO2 , Research on
Chemical Intermediates, Vol.36, No.1, pp.115-120 (2010).
26. M. Inada, K. Mizue, N. Enomoto, J. Hojo, Thermal Stability of Rutile TiO 2 with High Specific Surface Area
Synthesized by Self-Hydrolysis Process, Science of Advanced Materials, Vol.2, No.1, pp.102-106 (2010).
27. F. Dang, N. Enomoto, J. Hojo, K. Enpuku, Synthesis of Monodispersed Cubic Magnetite Particles through the Additionof Small Amount of Fe3+ into Fe(OH)2 Suspension, Journal of Crystal Growth, Vol.312, No.10, pp.1736-1740 (2010).
28. M. Hotta, T. Shinoura, N. Enomoto, J. Hojo, Spark Plasma Sintering of Nanosized Amorphous Silicon Nitride Powder
with Small Amount of Sintering Additive., Journal of the American Ceramic Society, Vol.93, No.6, pp.1544-1546 (2010).
29. S. Karino, J. Hojo, Synthesis and Characterization of TiO2-coated SiO2 Particles by Hydrolysis of Titanium Alkoxide in
Alcohol Solvents, Journal of the Ceramic Society of Japan, Vol.118, No.1379, pp.591-596 (2010).
30. M. Hotta, J. Hojo, Inhibition of Grain Growth in Liquid-Phase Sintered SiC Ceramics by AlN Additive and Spark
Plasma Sintering, Journal of the European Ceramic Society, Vol.30, No.10, pp.2117-2122 (2010).
31. K. Teii, S. Shimada, M. Nakashima, A. T. H. Chuang, Synthesis and Electrical Characterization of n-Type Carbon
Nanowalls, J. Appl. Phys.,Vol. 106, 084303 (2009).
32. S. Shimada, K. Teii, M. Nakashima, Low Threshold Field Emission from Nitrogen-Incorporated Carbon Nanowalls,
Diamond Relat. Mater.,Vol. 19, pp. 956-959 (2010).

― 61 ―

エネルギー分散型Ｘ線分析装置
1.

A. Saffarzadeh, T. Shimaoka, Y. Wei, Microcharacterization study of secondary mineral phases during natural
weathering of landfilled MSWI bottom ash, Proceedings of the 6th Asian-Pacific Landfill Symposium,Seoul,Korea,
pp.394-400, 2010.10

2.

A. Saffarzadeh, T. Shimaoka, Processes Affecting the Mineralogical Evolution/Behavior of MSWI Bottom Ash When
Submitted to Natural Weathering, Proceedings of 6th International Landﬁll Research Symposium,Kiroro,Hokkaido,Japan,
pp.113-114, 2010.6

3.

Y. Wei, T. Shimaoka, A. Saffarazadeh, F. Takahashi, Weathering of MSWI Bottom Ash With Emphasis on the Evolutionof Iron-rich Constituents, Proceedings of 4th International Conference of East Asia Environment Problems "EAEP2010",
pp.241-248, 2010.09

フーリエ変換赤外分光光度計
1.

C. Mu, S. Sakai, H. Ijima, K. Kawakami, Preparation of Cell-enclosing Microcapsules through Photopolymerization ofMethacrylated Alginate Solution Triggered by Irradiation with Visible Light, Journal of Bioscience and Bioengineering,
109, 6, 618-621(2010)

2.

K. Nakano, H. Yamanouchi, H. Yoshinaga, N. Soh and T. Imato, Label-free DNA detection platform based on atomic
force microscopy visualisation: characterising the molecular-recognition-triggered conformational changes of animmobilised receptor oligonucleotide probe, Chem. Commun., Vol.46, No. 31, 5683-5685（2010 年 8 月）

オージェ電子分光分析装置
1.

M. Kurosawa, T. Sadoh, M. Miyao, Al-induced low-temperature crystallization of Si1-xGex (0<x<1) by controlling
layer exchange process, Thin Solid Films 518, pp.S174-178, (Jan. 2010)2.

川畑直之，黒澤昌志，佐道泰造，宮尾正信，ガラス上における SiGe 薄膜のアルミニウム誘起結晶化とその成長メカニズム，電子通信情報学会 信学技報 Vol. 110, No. 15, SDM2010-11, pp. 13-17, 平成 22 年 4 月

ESCA
1.

Y. Fujii, Z. Yang, J. Leach, H. Atarashi, K. Tanaka, Ophelia K. C. Tsui, “Afﬁnity of Polystyrene Films to HydrogenPassivated Silicon and its Relevance to the Tg of the Films", Macromolecules, Vol. 42, No. 19, pp. 7418-7422 (2009).

2.

S.K. Sharma, H. Zushi, M. Osakabe, Y. Takeiri, N. Yoshida, M. Hasegawa, T. Yoshinaga, K. Hanada, H. Idei, M.
Sakamoto, K. Nakamura, K.N. Sato and CPD Group, Analysis of the footprint traces on the ﬁrst walls of the compact
plasma wall interaction device (CPD) using surface analysis and electron orbit calculations, Nucl. Fusion 50 (2010)
025017 (11pp).

3.

I. Takagi, S.K.Sharma, H. Zushi, R. Imade, T. Komura, Y. Hisano, Y. Hatano, Y. Nakamura, A. Sagara and N.
Ashikawa, Hydrogen Permeation and Recombination in Ni Membrane Placed on Spherical Tokamak QUEST, Journal of
Nuclear Materials2010, NUMA45258 (5pp).

4.

I. Takagi, S.K.Sharma, H. Zushi, R. Imade, T. Komura, Y. Hisano, Y. Hatano, Y. Nakamura, A. Sagara and N.
Ashikawa, Hydrogen Permeation and Recombination in Ni Membrane Placed on Spherical Tokamak QUEST, 19th PSI
Conference, San Diego.

― 62 ―

5.

S. K. Sharma, H. Zushi, I. Takagi, Y.Hisano, T. Shikama, S. Morita. T. Tanabe, N. Yoshida, M. Sakamoto, Y.
Higashizono, K. Hanada, M. Hasegawa, O. Mitarai, K. Nakamura, H. Idei, K. N. Sato, S. Kawasaki, H. Nakashima, A.
Higashijima, Y. Nakashima, N. Nishino, Y.Hatano, A. Sagara, Y. Nakamura, N. Ashikawa, T.Maekawa, Y. Kishimoto,Y.
Takase and QUEST Group:, Study of the plasma driven permeation of hydrogen through a nickel membrane in RF andohmic plasmas in the spherical tokamak QUEST, Journal of Plasma and Fusion Research Series, Volume 9 (2010),
pp.142-146, Proceedings of the 7th General Scientific Assembly of the Asia Plasma and Fusion Association in 2009
(APFA2009) and Asia-Paciﬁc Plasma Theory Conference in 2009 (APPTC2009), October 27-30, 2009, Aomori, Japan,(Published 13 August 2010).

6. S. K. Sharma, Measurement of Hydrogen Permeation due to Atomic Flux using Permeation
Probe in the Spherical Tokamak QUEST, Fusion Engineering and Design, Volume 85, Isuue 6(6pp).
7.

S. K. Sharma, Measurement of Hydrogen Permeation due to Atomic Flux using Permeation Probe in the Spherical
Tokamak QUEST, The 2nd NIFS-CRC* International Symposium on Plasma-Surface Interactions.

8.

S.K.Sharma，H. Zushi, I. Takagi, Y.Hisano, T. Shikama, S. Morita, T. Tanabe, N. Yoshida, M. Sakamoto, Y.
Higashizono, K. Hanada, M. Hasegawa, O. Mitarai, K. Nakamura, H. Idei, K. N. Sato, S. Kawasaki, H. Nakashima, A.
Higashijima, Y. Nakashima, N. Nishino, Y. Hatano, A. Sagara, Y. Nakamura, N. Ashikawa, T. Maekawa, Y. Kishimoto, Y.
Takase and QUEST Group, Wall pumping studies in spherical tokamak QUEST using hydrogen permeation measurements
and static gas balance method, 10th International Workshop on Hydrogen Isotopes in Fusion Reactor Materials May
31-June 1, 2010 Pleasanton Hilton Hotel，CA.

9.

S. K. Sharma, H. Zushi, I. Takagi, Y.Hisano, T. Shikama, S. Morita, T. Tanabe, N. Yoshida, M. Sakamoto, Y.
Higashizono, K. Hanada, M. Hasegawa, O. Mitarai, K. Nakamura, H. Idei, K. N. Sato, S. Kawasaki, H. Nakashima, A.
Higashijima, Y. Nakashima, N. Nishino, Y. Hatano, A. Sagara, Y. Nakamura, N. Ashikawa, T. Maekawa, Y. Kishimoto, Y.
Takase and QUEST Group, Hydrogen Permeation Measurements in the Spherical Tokamak QUEST and its Numerical
Modeling, The 9th International Conference on Tritium Science and Technology (TRITIUM 2010) will be held in Nara,
Japan, from 24 October, until 29 October 2010.

レーザーラマン分光
1.

K. Teii and M. Nakashima, Synthesis and Field Emission Properties of Nanocrystalline Diamond/Carbon Nanowall
Composite Films, Appl. Phys. Lett.,Vol. 96, 023112 (2010).

― 63 ―

中央分析センター業務記録（自 平成 21 年 12 月１日～

至 平成 22 年 12 月１日）

（1）中央分析センター運営委員会
			 平成22年２月25日（木）			 平成22年３月16日（火）（書面回議）
			 平成22年５月16日（日）（書面回議）
			 平成22年５月25日（火）			 平成22年６月15日（火）（書面回議）
			 平成22年７月８日（木）（書面回議）
			 平成22年９月９日（木）			 平成22年９月21日（火）（書面回議）
			 平成22年11月18日（木）（書面回議）（2）中央分析センター委員会
			 平成22年３月２日（書面回議）
			 平成22年３月19日（書面回議）
			 平成22年６月３日（書面回議）
			 平成22年６月21日（書面回議）
			 平成22年７月16日（書面回議）
			 平成22年９月16日（書面回議）
			 平成22年９月24日（書面回議）
			 平成22年11月24日（書面回議）（3）センター報告及びセンターニュースの発行
			 中央分析センター報告第 27 号と、中央分析センターニュース Vol. 29、No. 1 ～ 4 を発行しました。
（4）第 14 回

国立大学法人機器・分析センター会議

			 この会議が平成 21 年 10 月 30 日（金）、神戸大学で開催されました。
（5）第 13 回

九州･山口地区機器・分析センター会議

			 この会議が平成 21 年 11 月 27 日（金）宮崎大学にて開催されました。
（6）	平成 22 年度「先端研究施設共用イノベーション創出事業（産業戦略利用）」【講習機能を備えた大学先端分
析施設・機器の産業利用仕組みの構築】は、同年 12 月 1 日現在で、トライアルユース 8 件、有償利用 11 件、合計 19 件の課題を実施中です（本年度から一部有償利用が始まりました）。
（7）	平成 21 年度「先端研究施設共用イノベーション創出事業（産業戦略利用）」【講習機能を備えた大学先端分
析施設・機器の産業利用仕組みの構築】報告― 64 ―

		 平成 21 年度は戦略分野利用拡大 3 件、新規利用拡大 16 件の合計 19 件の課題を実施しました。

ワーキンググループ会議、課題選定評価委員会
行

事

名

開催日

場

所

目

的

・

概

要

ワーキンググループ会議

H21. 5. 7

九州大学創造パビリオン・
資料閲覧室◦平成21年度予算について◦平成21年度計画について◦部局管理装置の利用料金についてワーキンググループ会議

H21. 6. 15

九州大学創造パビリオン・
資料閲覧室◦部局管理装置の利用料金についてて◦経費の流れ・情報の流れについて

ワーキンググループ会議

H21. 7. 23

九州大学創造パビリオン・
資料閲覧室◦九州イノベーション創出促進協議会への機器登録について◦学術研究員の採用について◦文部科学省作成の「先端研究施設共用促進事
業の紹介リーフレット」配布及び利活用についてワーキンググループ会議

H21. 8. 20

九州大学創造パビリオン・
資料閲覧室◦九州大学中央分析センター利用規程について◦九州イノベーション創出促進協議会への機器登録についてワーキンググループ会議

H21. 9. 24

九州大学知的財産本部
第１会議室◦機器利用料金の前払いについて◦九州イノベーション創出促進協議会への機器登録の内容確認について

ワーキンググループ会議

H21. 10. 27

九州大学知的財産本部
第１会議室◦機器利用料金の後納への変更について◦機器利用料金の請求時の考え方について◦2010くまもと産業ビジネスへの出展について

ワーキンググループ会議

H21. 11. 27

九州大学伊都
ウエスト３号館会議室◦当面の諸問題についてワーキンググループ会議

H21. 12. 22

九州大学知的財産本部
第１会議室◦評価調書について

ワーキンググループ会議

H22. 1. 18

九州大学知的財産本部
第１会議室◦評価ヒアリングについて◦平成22年度事業申請書について

ワーキンググループ会議

H22. 2. 24

九州大学知的財産本部
第１会議室◦事業評価結果及びその結果を踏まえた対応の検討についてワーキンググループ会議

H22. 3. 17

九州大学知的財産本部
第１会議室◦平成22年度交付申請及び平成21年度実績報告
等について

課題選定評価委員会

H21. 5. 12

九州大学創造パビリオン

共用事業課題審査と評価

課題選定評価委員会

H21. 11. 30

九州大学創造パビリオン

共用事業課題審査と評価

広

報

活
行

動
事

名

開催日

場

所

福岡銀行行員向け九州大学見学会

H21. 6. 22

九州大学創造パビリオン、中央分析センター（筑紫地区）

イノベーションジャパン

H21. 9. 16−17

東京国際フォーラム

福岡市受注促進商談会

H21. 9. 29

中小企業振興センター

水素エネルギー先端技術展2009

H21. 10. 21−23

西日本総合展示場

ものづくり交流会

H21. 11. 26

九州大学産学連携センター

くまもと産業ビジネスフェア

H22. 2. 4−5

グランメッセ熊本

新技術説明会2010

H22. 2. 9JSTホール

生物多様性EXPO

H22. 2. 26−28

マリンメッセ福岡― 65 ―

平成 21 年度分析基礎セミナー、講習会、ワークショップの開催
X線光電子分光分析装置
実習講習会①

H21. 5. 21

九州大学中央分析センター

X線光電子分光分析装置
実習講習会②

H21. 5. 26

九州大学中央分析センター

X線光電子分光分析装置
実習講習会③

H21. 7. 10

九州大学中央分析センター

X線光電子分光分析装置
実習講習会④

H21. 9. 9

九州大学中央分析センター

X線光電子分光分析装置
実習講習会⑤

H21. 11. 20

九州大学中央分析センター

オージェ電子分光分析装置
実習講習会①

H21. 4. 22

九州大学中央分析センター

オージェ電子分光分析装置
実習講習会②

H21. 5. 20

九州大学中央分析センター

第21回 分析基礎セミナー「走査電子顕微鏡を使いこなす」

H21. 4. 16

九州大学伊都キャンパス西講義棟第一講義室

第22回 分析基礎セミナー「正確に測る」

H21. 5. 14

九州大学伊都キャンパス西講義棟第一講義室

第23回 分析基礎セミナー「X線分析で何ができるか」

H21. 5. 28

九州大学伊都キャンパス西講義棟第一講義室

第24回 分析基礎セミナー「分光分析で何ができるか」

H21. 6. 18

九州大学伊都キャンパス西講義棟第一講義室

第25回 分析基礎セミナー「無機元素を測る（溶液編）」

H21. 7. 16

九州大学伊都キャンパス西講義棟第一講義室

第26回 分析基礎セミナー「熱分析の基礎と応用」

H21. 9. 17

九州大学伊都キャンパス西講義棟第一講義室

第27回 分析基礎セミナー「走査型プローブ顕微鏡で何ができるか」

H21. 10. 14

九州大学伊都キャンパス総合学習プラザ第12講義室

第28回 分析基礎セミナー「分離分析の基礎と応用」

H21. 10. 28

九州大学伊都キャンパス総合学習プラザ第12講義室

第29回 分析基礎セミナー「表面分析で何ができるか (1)」

H21. 11. 11

九州大学伊都キャンパス総合学習プラザ第12講義室

第29回 分析基礎セミナー「表面分析で何ができるか (2)」

H21. 11. 25

九州大学伊都キャンパス総合学習プラザ第12講義室

第30回 分析基礎セミナー「表面分析で何ができるか」

H22. 1. 22

九州大学伊都キャンパス総合学習プラザ第12講義室

第11回 ワークショップ「ナノ粒子解析装置」

H22. 3. 10

九州大学伊都キャンパス総合学習プラザ第12講義室

第12回 ワークショップ「プローブ顕微鏡での画像解析」

H22. 3. 19

九州大学中央分析センター302号室

第13回 ワークショップ「非破壊解析最前線」

H22. 3. 30

九州大学伊都キャンパス総合学習プラザ第12講義室

		 本事業では、化学、金属、自動車、電子・半導体、鉱物、セラミックス、表面微細加工、製薬、食品など
実に多様な業界（その中でも特に、生産、技術、品質管理現場）からの課題解決依頼・技術相談が多数あり、― 66 ―

所有する先端研究分析装置群を駆使し、これらの期待に応えるべく分析データ提供と問題解決を行いました（各装置の共用状況は下記参照）。

平成 21 年度機器別共用状況
装

置

名

件

数

共

用

状

況

X線光電子分光分析装置

10件

本装置は物質内部の電子状態や化学結合状態、電荷分布、表面の原子配列分布、面分析や深さ方向分析をする装置であり、材料を扱う分野では必須の分析機器であるため、課題件数が多かった。本装置は超高清浄
真空での高感度、高分解能装置であるため、施設共用技術指導員2名を雇用し、利用者に対して分かりやすい操作方法、データ解析等について支援を行った。
電気（ダイヤモンドカーボン薄膜の特性評価）、半導体（透明導電膜の界面構造解析、イメージセンサー材料評価、パワーデバイス金属前処理技術の評価）、金属（有機シリコン金属表面伝搬特性の評価）、原子炉燃料など各種材料の高度化、基盤技術の改善に貢献した。

オージェ電子分光分析装置

1件
（＊1）

本装置はオージェ電子分光により超微小領域の元素分析をする機器である。
また付属のアルゴンイオン銃はスパッタ能力にも優れているため（ス
パッタ速度はX線光電子分光装置付属のイオン銃よりも数十倍速い）、比較的厚い（数100nm〜数μm）多層膜構造材料の深さ方向組成分析に適している。本装置は超高清浄真空での高感度、高分解能装置であるため、専任助教が利用者に対して分かりやすい操作方法、データ解析等について支援を行った。
X線光電子分光分析装置等と併用することにより、材料成分の微量元
素を種々特定し、半導体製造の基礎工程における信頼性、品質の向上に貢献した。

電子線マイクロアナライザー

0件
（＊2）

本装置は電子線により試料を照射し、出てくる特性X線を分光して元素の種類を特定する分析機器である。
X線光電子分光分析装置と併用し、2次元的組成分布（マッピング）を同定することにより、液晶ディスプレーやタッチパネルに用いる薄膜の密着性や耐薬品性の向上に寄与した。

誘導結合プラズマ質量分析装置
ICP-MS

1件

本装置は百万分の1から一千万分の1の微量元素を検出できる質量分析装置である。課題件数1件は、企業で製造する数々の化学物質の微量重金
属不純物を特定した。これにより、シリコンウェハや半導体製造業界、機能性材料分野など、幅広い産業分野への波及効果が期待される。

X線分析顕微鏡0件（＊3）

本装置は蛍光X線を検知し、材料の元素分布を2次元的にマッピングする分析機器である。
X線光電子分光分析装置等と併用することにより、炭酸カルシウム合成
反応時および粒子成長過程において共存した夾雑物質は粒子の極表面にのみ存在していること、粒子成長においても成長速度に対して影響を与える要因であることが判明し、無機材料の性能改質に貢献した。

蛍光X線分析装置

2件

本装置は蛍光X線を検知し、非破壊で試料の無機元素の組成情報が得られる分析機器である
世界各地の鉱物の組成分析、分布状態の分析など資源開発の発展に寄与した。臭素及び塩素を含む蛍光X線分析装置用標準試料の開発の基礎研究を行うことができた。

走査型電子顕微鏡SEM-EDX

3件

本装置は、通常の電子顕微鏡に元素分析用検出器を取り付けた分析機器である。
循環水路に発生する異物の素性解解析により（バクテリア、有機/金属
組成の切り分け）、今後冷却水配管の汚染を防止する為の具体的な手法を確立する事ができた。また、農薬、動物用医薬品をはじめとした種々の化
学物質の食品中への残留が問題となっているが、その定量分析手法の開発など衛生、環境分野に貢献した。

― 67 ―

赤外分光光度計FT-IR

1件

本装置は、分子振動状態から分子種を特定する分析機器である。課題件数1件はSEM-EDXと併用し、工程での使用部材に含まれる異物構成物
質を特定した。これにより、工程での品質改善に寄与することができた。

高分解能走査電子顕微鏡
FE-SEM

1件

本装置は高分解能走査電子顕微鏡であり、倍率を60万倍まで拡大できる。ボンディングワイヤの断面結晶観察、画像処理を行い熱処理条件依存性を探求し、半導体製造基礎工程の品質の改善に寄与した。

＊ 1：2 件のうち 1 件は X 線光電子分光分析装置と合わせて実施した課題であったため、オージェ電子分光分析装置の採択件数から控除している。
＊ 2：X 線光電子分光分析装置と合わせて実施した課題であったため、電子線マイクロアナライザーの採択件数から控除している。
＊ 3：X 線光電子分光分析装置と合わせて実施した課題であったため、X 線分析顕微鏡の採択件数から控除している。

本事業における装置の稼働状況（H21 年度）
施

本事業における利用実績

機関における総利用実績

X 線 光 電 子 分 光 分 析 装 置

346 . 7 時 間

55 0 時 間

オ ー ジ ェ 電 子 分 光 分 析 装 置

50時間

50時間

電子線マイクロアナライザー

189 時 間699 時 間エネルギー分散型蛍光X線分析装置

41 時 間254 時 間鏡

11 . 5 時 間

58 時 間高 分 解 能 走 査 型 電 子 顕 微 鏡

11 時 間881 時 間走 査 型 電 子 顕 微 鏡 E D X

11 時 間

1 , 288 時 間

誘導結合プラズマ質量分析装置

25 . 3 時 間

69 0 時 間

フーリエ変換赤外分光光度計

11 時 間531 時 間696 . 5 時 間

5,001時間

X

線

設

分

総

析

名

顕

微

計

― 68 ―

九 州 大 学 中 央 分 析センター報 告第28号
平成23年1月31日発 行
九州大学中央分析センター（筑紫地区）〒816 - 8580
福岡県春日市春日公園6丁目1番 地
TEL
092−583−7555−内線93−7362
FAX 092−593−8421
九州大学中央分析センター伊都分室（伊都地区）〒812 - 8581
福岡市西区元岡744番地
TEL
092−802−2857
FAX 092−802−2858
ホームページアドレス
http://www.bunseki.cstm.kyushu-u.ac.jp
印刷所

福岡市中央区港2丁目11番8号
アイメディア株式会社