静岡理工科大学

先端機器分析センター

平成 29 年度利用報告書

２０１８年３月
No.８

March

第８号
2018

目次
ページ
巻頭言 ― 静岡理工科大学 先端機器分析センター センター長 吉田豊 ―P. 1

１．研究紹介

P. 2

２．修士論文研究報告

P.27

３．機器利用状況報告

P.38



学内利用状況



学外利用状況

４．装置紹介

可視紫外分光光度計



フォトルミネッセンス分光分析装置

５．分析事例

P.39

P.40



ヘッドスペース分析システムによるインスタントコーヒーの臭気成分分析



全自動水平型多目的 X 線回折装置を用いた X 線反射率測定による金薄膜の膜厚測定

６．機器分析講座実施報告「金属・金型加工における表面分析技術」

「高分子による生体関連センサーの開発と IoT 社会への貢献」

編集後記

P.43

平成２９年度

先端機器分析センター

利用報告書

巻頭言

行く河の流れは絶えずして、
しかも、もとの水にあらず。
淀みに浮かぶうたかたは、
かつ消え､かつ結びて、久しくとどまりたる例なし。
世の中にある、人と栖と、またかくのごとし。
「方丈記」鴨長明
緑の山と谷に囲まれた先端機器分析センターからの眺めが工業団地整備のために大きく変わりました。当センターの運営・維持に開学から尽力されてきた早川一生技術課長がこの3月で退職となります。「機器センター」は平成3年の開学時に17機種の分析機器を集中管理・運転する目的で設立され、開学20周年の記念事業で機器更新を実施するために文部科学省「平成22年～26年度私立大学戦略的研究基盤形成支援事業」に申請し、採択されました。この事業によりセンターは地域の研究拠点「先端機器分析センター」に生まれ変わりました。分析機器数も大幅に増加し、現在では
２９機種を学内外のユーザー2000件/年間に提供しています。本年度は、ゲル浸透クロマトグラフ
ィー(GPC)と高速液体クロマトグラフィー（HPLC）が新たに納入・設置されました。
この間、設置分析機器の動作原理や応用例を学ぶための「機器分析講座」を40回近く実施し、地域企業や本学教員、学生に提供してきました。本年度は、8月の「金型・金属加工における表面分析技術」そして3月に「高分子による生体関連センサーの開発とIoT 社会への貢献」をテーマに開催することができました。このような多くの分析機器を維持管理し、ユーザーに提供することを可能にしたのは、間違いなく早川一生技術課長の高い能力と地域貢献への熱い想いです。センター長として心より感謝いたします。
来年度からは、脇川祐介技術職員に加えて早川課長の後任職員、そして早川一生さんも非常勤職員として勤務いただける予定です。今後とも皆様のご支援とご協力をお願いいたします。
平成３０年３月吉日
先端機器分析センター・センター長吉田 豊

1

平成２９年度 先端機器分析センター 利用報告書

1. 研究紹介
研究紹介リスト「環境調和型超音波照射法による BDF の合成」

十朱 寧

教授

P. 3

藤原 弘

教授

P. 6

後藤昭弘

教授

P. 8

「Zn2SIO4:Mn2+蛍光体薄膜の作製と評価」

電気電子工学科 土肥 稔

教授

P. 10

「窒素プラズマを用いた AlN/Al2O3 の表面観察」

電気電子工学科

小澤哲夫

教授

P. 11

「顕微メスバウア分光データと画像処理」

物質生命科学科 吉田 豊

教授

P. 12

「永久磁石の新材料探索と磁区構造の研究」

物質生命科学科 小林久理眞 教授

P. 14「発泡ガラスの高機能化」

物質生命科学科 山崎誠志 准教授

P. 16

機械工学科

「燃焼合成反応による Ti-Al/Al2O3 複合材料の微細組織と機械的特性」
機械工学科「パルス放電による絶縁材料移送の研究 –皮膜中の Zn 低減の方法-」
機械工学科「ハイドロゲル薄膜における結晶生成を利用した一滴ごとの雨滴分析」
物質生命科学科 南齋 勉

講師

P. 17

教授

P. 19

講師

P. 21

「環境調和型有機合成反応の開発と生物活性物質合成への応用」
物質生命科学科 桐原正之
「機能性高分子を用いたバイオマテリアルの開発」 物質生命科学科 小土橋陽平「リアルタイム PCR を用いたレジオネラ属菌の迅速検出法の高感度化およびニホンウナギを２分する遺伝的集団構造の解析」

教授

P. 23

物質生命科学科 齋藤明広 准教授

P. 24

情報デザイン学科 奥村 哲 准教授

P. 26

物質生命科学科 常吉俊宏

「畑土壌での有機物分解や病原微生物の化学生態・分子生態学的研究」「チャ根の微細構造の解析」

2

平成２９年度

先端機器分析センター

利用報告書「環境調和型超音波照射法による BDF の合成」
氏 名

十朱 寧 静岡理工科大学 理工学部 機械工学科 教授

１． 概要
本研究は,これまでの研究成果をもとに,液体のアルカリ性触媒の代わりに,水洗を必要としない固体触媒である塩基性ゼオライトを用いる超音波(2)BDF 合成法の提案と検証を目的とするものである。
研究では,まず,様々なゼオライトを用いて塩基性を向上させる調製及び活性の比較を検証する。 続いて調製されたゼオライトを用いて回分式 BDF 合成を試みる。 次に,ゼオライトを長期使用による触媒の被毒を調査する。最後に,SolidWorks を使って,量産化を目指す循環型超音波反応装置内の流れ解析を行い,流路の最適化を図って,循環型ゼオライト触媒超音波 BDF 合成システムの設計・試作する。
２． ゼオライト触媒の設計・調製・触媒特性調査
調製の目的は,ゼオライトの微細孔内のナトリウム量を増やすことである。そのため,調製では,各種ゼオライト（A3, A4, A5, F9）3g に 3，6 と 9 mol の水酸化ナトリウム水溶液 65 ml をそれぞれ添加し,24
時間撹拌させてから, 673 K で 2 時間焼成した。調製された触媒は走査型電子顕微鏡（SEM）を用いて各ゼオライトの表面観察および水酸化ナトリウム水溶液を吸着させた際の Na 原子増加率を確認する。
最後に,粉末 X 線回折分析装置（XRD）を用いてゼオライトの結晶骨格構造変化が判明する。結果はゼオライト表面に凹凸の構造（微細孔）があることが分かり,反応を促進できることを推測する。 図 1 を示すにように,調製の時に使われた水酸化ナトリウムの濃度が大きいほど調製後のナトリウム増加量が多い。特に A5 の場合は,Na 原子の割合は一番多い。

ナトリウム質量％

30
20

0mol

10

3mol

0
A3 A4 A5 F9 A3 A4 A5 F9

6mol

表面（％）

9mol

内部（％）

ゼオライト

図２ BDF の生成率

図１ 調製後のナトリウム増加量
３． ゼオライト触媒を用いる超音波 BDF の合成実験

BDF 合成システム実験装置を図２に示す。合成条件と方法として,まず,メタノール 1ml と植物油 5ml
を取り,3mol・6mol・9mol の固体触媒（A3,A4,A5,F9）1g を加えてから同じ分量で三つの試験管に入れる。
次に,試験管を超音波反応装置に設置し, 28kHz の超音波で照射した。
GCMS により検出した BDF の合成結果を図２に示す。6 mol の水酸化ナトリウム水溶液で合成された A5 による BDF の合成は最大約 63％の生成率に達した。
４． 長期使用による触媒被毒・活性の調査
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先端機器分析センター

利用報告書

現象が起こる原因には，毒物質（不純物，副生物）による被毒，活性成分析出，担体の変質・飛散，
機械的・熱的破壊などがあると思われる。
本研究では、長期間に使った後ゼオライトに対して，SEM や XRD による表面分析を行うとともに，その塩基強度を調査し，BDF 再合成の実験を行った。
図３に示すように，BDF 生成率は BDF 合成回数ごとに減少することが分かった。また，4 回目<3 回
目<2 回目<1 回目の順で BDF 生成率が低下することを確認した。これは，調製でゼオライトに含まれた水酸化ナトリウムの成分が減少し，ゼオライトの塩基強度が下がったと考えられる。

a. 温度 20℃
図３ 触媒利用回数ごとの BDF 生成率

b. 温度 60℃

図４ 温度変化における管内流速分布

５． 循環型ゼオライト触媒超音波 BDF 合成システムの設計・試作
量産化の実現を目的に、SolidWorks による循環型 BDF 合成システムを構築した。
続いて Flow simulation
による流れの解析を行い，合成の高効率化を図るための触媒および流路の配置方法の最適化を検討することにした。
主な解析条件を表 1 に示す。
表 1 解析条件
直径

U 字型管内部体積

流量

Re

触媒空隙率

20 mm

75 ml

5×10-5 ｍ3/ｓ

2326

0.7

なお,反応装置温度を 20℃,40℃および 60℃とし,層流設定で解析を行った。
図 4 に温度における管内流速分布変化を示す,温度の低い方は管内の流速が遅い。一方,温度の高い方は管内の流速が速くて,合成反応に適すると考えられる。これは,温度が高くにつれ,粘度が下がったからである。超音波を用いる BDF 合成では,音響エネルギーの影響によって,反応時間がながくなると,反応物の温度が高くなり,試験管を流れる反応物の流速が速くなることが予測される。
６． 結論（１） 固体触媒をとしたゼオライトを調製した結果、塩基性が向上した。
（２） 調製したゼオライト A5 を用いる回分式 BDF 合成では、生成率が 63％に達したことが確認できた。
（３） 周波数 28kHz 超音波を用いて回分式 BDF 合成した場合，生成率は最も高くなった。
（４） ゼオライトを使えば使うほど、触媒としての性能が低下した。

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平成２９年度 先端機器分析センター 利用報告書
７． 謝辞
研究の遂行にあたり，本学先端機器分析センターの技術職員である早川一生氏ならびに脇川祐介氏にご協力をいただき，感謝の意を表す。また，本研究の一部は日本学術振興会科学研究費基盤研究(Ｃ)No. 17K06213 の助成によって行われものである。
８． 利用機器
GCMS, XRD
９． 平成 29 年度研究業績（学会発表）(1) N. Zhu, M.-C.,Kuo and T. Zhang “Bio-diesel Fule(BDF) Synthesis by Using Solid Catalyst based on
Ultrasonic Irradiation.” Proceedings of The 8th TSME International Conference on MechanicalEngineering, AEC0017( 2017 Bangkok).
(2) 十朱寧, Kuo M.-C, ”固体触媒による BDF の合成”, 2017 年度日本伝熱学会東海支部講演会, 岐阜

5平成２９年度 先端機器分析センター 利用報告書「燃焼合成反応による Ti-Al/Al2O3 複合材料の微細組織と機械的特性」
氏 名

藤原 弘 静岡理工科大学 理工学部 機械工学科 教授

１． 緒言
現在, TiAl 合金は軽量で優れた高温強度を示すため, エンジンのタービンホイールなどに使用されている。 しかしながら, TiAl 合金は金属間化合物を主構成とするので, 常温の強度が乏しいという欠点がある。 改善方法として, セラミックスなどで複合化させることが有効である。 純 Al 粉末と TiO2 粉末
をモル比 7:3 で混ぜた複合粉末を, 燃焼合成反応を利用することで, 式（1）のような TiAl と Al2O3 の複合材料ができる。
7Al + 3TiO2 → 2Al2O3 + 3TiAl(1)

本研究では, まだ機械的特性が明らかになっていないモル比 7:3 の複合粉末で作製した複合材料の微細組織と機械的特性を調べることを目的とする。
２． 実験方法
高純度化学研究所製の純 Al 粉末（純度 99.9% 平均粒子径 40 μm）と TiO2 粉末（純度 99.9% 平均粒
子径 50μm）をモル比 7:3 となるように Ar 雰囲気中で FRITSCH 製のメカニカルミリング(MM)装置を使用し, 300rpm, 86.4ks の条件で MM 処理を行い, 複合粉末を作製した。 得られた複合粉末を住友石炭
鉱業株式会社製の放電プラズマ焼結機(SPS)を使用し, 焼結温度 1023～1173K, 加圧力 50MPa, 昇温時間
1。8ks, 温度保持時間 0.6ks の条件で焼結を行い, 焼結体を作製した。 得られた焼結体を株式会社リガ
ク製の X 線回折(XRD)装置を使用し, X 線光源 Cu, 電圧 40kV, 電流 20mA, 走査範囲 20°~ 90°の条件
で構成相分析を行った。 日本電子株式会社製の走査型電子顕微鏡(SEM/EDS)を使用し, 焼結体の組織観察をした。 島津製作所製のビッカース硬さ試験機を使用し, 試験力 4.903N, 加圧時間 5s の条件で硬さ試験を行い, JIS R 1607 を使用し試験力 19.61N の条件で破壊じん性測定も行った。
３． 実験結果および考察得られた焼結体の XRD 結果を Fig. 1 に示す。 XRD 結果から, 1023～1173K の焼結体は主に,TiAl と
Al2O3 で構成されるが, 少量の TiO も観察できた。 1023～1173K の焼結体の構成相の変化は見られなかった。 次に, 1173K の焼結体の SEM 組織写真を Fig. 2 に示す。 焼結体は, グレーのコントラストと黒のコントラストが混在しており, 白い粒子も確認できる。 1023～1173K で同様な組織になっている。
EDS 結果より, グレーのコントラストは TiAl であり, 黒のコントラストは Al2O3 であり, 白い粒子は,TiO であることが明らかになった。 次に, TiAl/Al₂O₃複合材料のビッカース硬さ試験と破壊じん性値測定の結果を Fig. 3 (a), (b) にそれぞれ示す。 また, 同様に作製した TiAl₃/Al₂O₃と Ti₃Al/Al₂O₃もあわせて示している。 Fig. 3 (a) より, TiAl/Al₂O₃と TiAl₃/Al₂O₃の硬さはほぼ同じであるが, Ti₃Al/Al₂O₃は温度とともに増加していることが分かる。 Fig. 3 (b) より, 破壊じん性値は, TiAl/Al₂O₃と TiAl₃/Al₂O₃は硬さはほぼ同じであるが, じん性値は TiAl/Al₂O₃のほうが優れている。 一方で Ti₃Al/Al₂O₃は, 温度とともに低下していることが分かる。 この結果より, 1173K のときの硬さは, Ti₃Al/Al₂O₃複合材料が優れているが, 破壊じん性値は, TiAl/Al₂O₃複合材料のほうが優れていることが明らかになった。
6

平成２９年度 先端機器分析センター 利用報告書

Fig. 1 XRD results for TiAl/Al₂O₃ composite.

Fig. 2 SEM micrograph of TiAl/Al₂O₃ composite.

Fig. 3 Vickers hardness ( a ) and fracture toughness ( b ) of TiAl₃/Al₂O₃, TiAl/Al₂O₃ and Ti₃Al/Al₂O₃
composites.
４． 結言
本研究では, TiAl/Al₂O₃複合材料と機械的特性の比較として TiAl₃/Al₂O₃複合材料と Ti₃Al/Al₂O₃複合材料の作製を行った。 硬さは, TiAl₃/Al₂O₃複合材料と TiAl/Al₂O₃複合材料はほぼ変化は見られなかっ
たが, Ti₃Al/Al₂O₃複合材料は, 1173K の硬さが 3 つの複合材料で優れており, 破壊靭性値は, TiAl/Al₂O₃複合材料が 3 つの複合材料で優れていることが明らかになった。
５． 利用機器
SEM, XRD
６． 平成 28 年度研究業績（学会発表）(1) 杉山尚也, 藤原弘,”燃焼合成法により作製した TiAl/Al2O3 複合材料の微細組織” 第 3 回材料
WEEK(2) 藤原弘, 中山智太, 松本和也, 川森重弘, “Mg/Al2O3 界面反応を利用したナノ粒子分散複合材
料の機械的性質に及ぼす焼結条件の影響”粉体粉末冶金協会平成２９年度春季大会
7平成２９年度

先端機器分析センター

パルス放電による絶縁材料移送の研究
氏 名

利用報告書

－被膜中の Zn 低減の方法－

後藤 昭弘 静岡理工科大学

理工学部 機械工学科

教授

藤原 弘

静岡理工科大学 理工学部 機械工学科

教授

土肥 稔

静岡理工科大学 理工学部 電気電子工学科 教授

１． 概要
本研究では，金属材料に機能を持つ材料を入れ込むことで様々な機能を発揮させることを目指している。しかも剥離脱落がないように強固に入れ込むことを目指している。パルス状の放電を利用して導電性の材料を金属材料に強固に入れ込む技術はあるが，様々な機能を発揮させる材料の中には絶縁材料も多い。本研究では，図１に示すように，低沸点材料である Zn（亜鉛）を搬送媒体とすることを検討している。Zn により絶縁材料に導電性を付与し放電を発生させ，絶縁材料を工作物へ搬送させる。工作物に運ばれた後（搬送中も），放電の熱により Zn は

図１ 絶縁材料搬送の手法

蒸発し工作物表面上には，絶縁材料のみが残るということを狙っている。これまでの報告で絶縁材料を工作
物に移すことができることを示したが，工作物表面には Zn も大量に付着しており，絶縁材料だけを付着させることには成功していない。本報では，Zn を微細化することにより，電極の導電性を高め，さらには，Zn を放電の熱により蒸発しやすくすることを検討する。

図２ 遊星ボールミルによる粉砕混合２． 電極の製造方法
以前の報告で，Zn 粉末（粒径約 2μm）と TiO2 粉末（粒径約 0.1μm）（ただし，粒径は SEM 写真から判断した概略値）を乳鉢で 2 時間混合し，電極を製造した。Zn の粒径が大きいため，Zn: TiO2＝8:2 以上とZn の量を多くしないと電極に十分な導電性を付与するには十分でなかった。そこで，少ない量の Zn で電極に導電性を付与するため，Zn を微細化することを検討した。粉末の粉砕に，フリッチュ製遊星型ボールミル P-6 を使用した。ポットに約 40g の混合した粉末と鋼球を入れ，Ar 封入し，300rpm の回転数で回転させた（図２）。図３に遊星ボールミルで 2 時間

図３ 混合方法の違いによる電極の差

粉砕混合した Zn: TiO2＝3:7 の粉末をプレスして固めた電極（成形圧 550MPa）と，比較のために同じ比率で 1 時間乳鉢で混合した粉末をプレスして固めた電極の SEM 写真と同じ視野の Zn の元素マッピン
グの結果を示す。乳鉢で混合した電極は，Zn の粒が点在しているだけで接触していないため，導通はな
8平成２９年度

先端機器分析センター

利用報告書

かった。遊星ボールミルで粉砕混合した電極は，ところ
どころまだ大きな粒径の粉末が存在しているが，Zn が微細化されており，導電性を付与することができた。図４に遊星ボールミルでの粉砕混合時間とその粉末で作成した電極の抵抗値を四探針法で測定した値との関係を示す。粉砕混合時間 2 時間で導電性は得られているが，4 時間程度以上混合すると，さらに 2 桁ほど抵抗値が下がることがわかる。Zn 粉末を微細に粉砕し，混合することで従来よりも少ない Zn 量で良好な導電性を付与できることがわかる。

図４ 粉砕混合時間と電極抵抗値との関係

３． 放電面の観察
製作した電極を用いて，鋼材の表面に放電を発生させ皮膜形成を行った。放電の条件は，ピーク電流値 8A，放電持続時間約 8μs，休止時間約 128μs とし，約 7 分間放電を継続させた。Zn: TiO2＝3:7 の粉末を 10 時間粉砕
混合した粉末により製作した電極を用いて放電を行った皮膜の SEM 写真と，EDS の結果をそれぞれ図５，図６に示す。図６の EDS の結果は mass%で Ti：45%，O：
29%，Zn：1%，Fe；25%であった。Ti と O の比率はほぼ
TiO2 の中の Ti と O の比率に等しいので，Ti と O は TiO2として存在していると考えると，皮膜中の Zn と TiO2 の

図５ 放電面の SEM 写真

比率は約 1:74 ということができる。皮膜中の Zn を大幅に減らせることが確認できた。
４． 謝辞
本研究は，科学研究費助成事業（基盤研究（C））（課
題番号 15K05734）によって実施されました。ここに記して深く感謝いたします。
５． 利用機器

EPMA，SEM

６． 平成 29 年度研究業績（原著論文）

図６ 放電面の元素分析結果(1) M. Hattori, Y. Suzuki, A. Goto, and M. Dohi,
Preparation of Zn2SiO4:Mn2+ films by electrical discharge pulse method, physica status solidi C 14, No.
6, 1600179(2017)（学会発表）(1) 岡本真那斗, 水島永雅, 後藤昭弘, 藤原弘, 土肥稔 “パルス放電による絶縁材料位相の研究－皮膜中の Zn 低減の方法－”, 2018 年度精密工学会春季大会学術講演会講演論文集, (2018）
Q379

平成２９年度

先端機器分析センター

利用報告書「Zn2SiO4:Mn2＋蛍光体薄膜の作製と評価」
氏 名

土肥 稔 静岡理工科大学 理工学部 電気電子工学科 教授

１． 概要
蛍光体を薄膜化する技術として真空蒸着やスパッタリングがあるが、これらの方法は系を真空にする必要があり、また、成膜後のアニールなど面倒な過程が含まれる。後藤研究室が行っているパルス放電を利用した成膜法ではこれらの面倒な過程を省くことができ、後処理無しで光る蛍光体薄膜の作製が可能である。本研究では、蛍光体材料に Zn2SiO4:Mn2＋を用いてスパッタリング法やパルス放電法を用いて薄膜を作製し、その評価を行った。
２． 「パルス放電を利用した Zn2SiO4:Mn2＋蛍光体薄膜の作製と評価」
原料にメタケイ酸ナトリウム、塩化亜鉛、塩化マンガンを用い、それらの水溶液を混ぜ合わせることで Zn2SiO4:Mn2+を合成した。これを空気中、950℃で加熱することで、最大発光量子効率 74％の蛍光体粉末を作製した。得られた試料を、先端機器分析センターの XRD を用いて評価した。また、粉末試料を 450 MPa でプレスしてコイン状の電極を作製し、80V、10A のパルス放電を用いて、薄膜化した。作
製した薄膜を先端機器分析センターの SEM、EPMA を用いて評価した。
３． 「Zn2SiO4:Mn2＋スパッタ膜の作製と評価」
Zn2SiO4:Mn2+を石英製シャーレに入れ、エタノールで溶いた後、十分に乾燥させターゲットとした。
石英基板上に 400 W、1 時間スパッタし、Zn2SiO4:Mn2+膜を作製した。作製した試料を空気中、900～
1100 ℃でアニールし、緑色の蛍光を発することを確認した。試料は先端機器分析センターの SEM、XRD
を用いて評価した。
４． 謝辞
本研究を遂行するにあたって、学生へのご指導を頂いた先端機器分析センターの早川様、脇川様に、深く感謝いたします。
５． 利用機器
EPMA, SEM, XRD
６． 平成 29 年度研究業績（原著論文）(1) M. Hattori, Y. Suzuki, A. Goto, and M. Dohi, ”Preparation of Zn2SiO4:Mn2+ films byelectrical discharge pulse method”. physica status solidi (c) 14, No.6, 1600179 (2017).
（学会発表）(1) 服部誠、鈴木優弥、鈴木隆仁、三木貴広、渡井綾基、船山健吾、後藤昭弘、中川雅斗、山崎誠、
土肥稔．“パルス放電を利用した Zn2SiO4:Mn2+蛍光体薄膜の作製“，多元系化合物・太陽電池研究会 年末講演会 （2017.11.18）
10平成２９年度 先端機器分析センター 利用報告書「窒素プラズマを用いて作成した AlN/Al2O3 の表面観察」
氏 名

小澤 哲夫 静岡理工科大学

理工学部 電気電子工学科 教授

１． 概要
窒化物半導体であるAlNは大きな禁制帯幅を有しているため、温度変化に対して安定な半導体材料であり様々な活用方法が期待される。しかし、窒化物半導体は一般に高温高圧下でのみ生成するため，欠陥が発生しやすく，高コストとなる。本研究では窒素プラズマを用いることで、Al2O3基板上へAlN
単結晶を低温低圧下で成長させることに成功した。 作成した試料は、SEM,、EPMA,、SPM、 XRDを用いて分析した結果、AlN 転換層形成における酸素－窒素置換機構は，Al2O3基板へ窒素プラズマを照射することで空孔が生じ、空孔を利用してAl 原子が原子間距離を詰めてAlN 転換層が形成するモデルが構築できた。また，Al- O およびAl-N の結合関係から、極性面のAl2O3(0001)基板でのみAlN 転換層が単結晶成長することが分かった。
２． 「EPMA と SEM による表面観察」
500W の窒素プラズマを 1000Pa で 2~8時間照射後の EPMA による窒素マッピン
グと同試料の SEM 画像である。２時間の照射で、表面が窒化し始め、４時間以降は全面が AlN に転換していることが分かった。
また、SEM 画像から窒化初期に 100nm
以下のドットが形成され、その後凝集が始まり平坦面になることが分かった。
３． 「SPM による AlN ドットの観察」
SPM による AlN ドットの観察か
ら、窒化初期ではナノドットが形成し、8 時間以上では、凝集が始まることが分かった。この現象から、酸素空孔発生に伴う AlN 転換層凝集モデルを
構築した。
４． 謝辞
本研究は、学術研究助成金基板研究（C）（15K04668）の支援を受けて行われた。
５． 利用機器
EPMA, SEM, SPM, XRD, CL11平成２９年度

先端機器分析センター

利用報告書「顕微メスバウア分光データと画像処理」
吉田豊 静岡理工科大学 理工学部 物質生命学科 教授
１． 概要
JST 先端計測分析技術・機器開発プログラム「太陽電池評価のための３Ｄ顕微メスバウア分光装置の開発（平成 24～28 年度）」で，γ 線集光技術とメスバウア分光を結合したマッピング技術により「鉄原子のみに敏感な顕微鏡」を実現した．この開発装置は，格子位置や化学状態を区別して鉄不純物の濃度分布を計測可能で，プロジェクトではこの開発装置を利用して，発電効率低下の大きな要因と考えられている多結晶シリコン太陽電池中の鉄不純物の拡散機構および格子欠陥との相関を明らかにすることを目的にした．ここでは，マッピング計測により得られる個々のスペクトル成分毎の強度分布から，統計誤差と γ 線集光レンズのスポットサイズを考慮して各成分の分布を等高線表示する画像処理について検討したので報告する．この画像データを基に，走査電子顕微鏡，EDS/EBSD, EBIC, さらには PL やラマン分光マッピング画像データなど，同一視野で得られる格子欠陥情報との相関を詳細に検討することが可能になる．
２． 顕微メスバウア・マッピングのデータ取得
メスバウア効果を利用した内部転換電子および透過 γ 線によるマッピング同時計測では，以下の（１）～（８）のステップで特定のメスバウア・スペクトル成分に対応する Fe 濃度マッピングデータを生成する：（１）個々のスペクトル成分のアイソマーシフト（スペクトル位置）に対応するドプラー速度で57
Co 線源を等速度モードで運動させる．
（２）線源から放出される 14.4keVγ 線はキャピラリー・レンズ
で 75 または 250μmφ に集光され，吸収体試料中に含有するこのスペクトル成分を含む 57Fe 核で共鳴吸収される．（３）その後 100ns の寿命で 57Fe 核から内部転換電子が放射され，内部転換電子（＋オージェ電子）と透過 γ 線を同時計測することで，共鳴条件を満たす 57Fe の分布に対応するマッピングデータ
Non (x, y)が得られる．（４）吸収スペクトル成分が存在しないドップラー速度で 57Co 線源を運動させることでバックグラウンド計数に対応する非共鳴条件の計数データ Noff (x, y)が得られる．
（５）次に 50 m
ごとに x-y ステージに固定された試料を移動しながら 80×80 点の計測位置で 4×4mm の観測範囲をマッ
ピング計測する．
（６）最後にメスバウア効果起因の計数データのみを得るために，Non (x, y)と Noff (x, y)の差分データを生成する：{Non (x, y) ± ΔNon (x, y)} – {Noff (x, y) ± ΔNoff (x, y)}．（６）集光スポットサイズ
75μmφ のビームがガウス分布の広がりを持つと仮定し，ビーム強度の標準偏差 σ= r / 2 と試料ステージの移動距離を考慮したスムージング処理を行う．（７）最後に，測定と測定までの日数（3～4 日）を考
慮して 57Co（半減期 270 日）の減衰率を求め，マッピングデータ全体に補正をかけて線源強度を考慮した差分を求める．
（８）鉄原子濃度を求めるためには，シリコンの表面 2nm に 57Fe を蒸着して標準試料とし，目的試料によるマッピングデータと比較することで，試料中の鉄原子の個数が算出可能となる．
実際に，シリコン太陽電池のマッピングデータと比較して得られた鉄不純物濃度は ICP 発光分析で得られた値と良い一致が得られている．
３． 結果と考察
多結晶シリコンウエハに 2nmの 57Fe を真空蒸着し，430℃で 1
時間の拡散熱処理後に得られた
57
Fe 不純物分布を，4×4mm の範囲，80×80 分割でマッピング測定した置換格子位置の鉄不純物に対応する電子計数データを等高線表示で図 1 に示す．カラー
スケールは各点での計数の最大値から最小値までを示してい

count

count
20.80

7.650

10.30

5.757

-0.2000

3.865-10.701.972

0.07950-21.201mm
図 1. メスバウア・マッピング

121mm
図 2. スムージング処理後

平成２９年度 先端機器分析センター 利用報告書
る．図 2 は，スムージング処理後，カラースケールを最大値から統計誤差{ΔNon (x, y)+ΔNoff (x, y)}に設定して示す．すなわち，図 2 のイメージ画像は MCX の集光スポットサイズを考慮し，統計誤差以上で優位に存在する 57Fe 成分のマッピング画像に対応している．同じ視野を別のスペクトル成分に共鳴条件を合わせてマッピングし，同じ画像処理から得られたデータを比較することで，スペクトル成分間の相関も得られる．シリコン太陽電池の鉄不純物含有量(at%)は，マッピングの積分強度から評価して Si 98.1%,
Fe 1.87%， ICP 分光分析から Si 98.2%, Fe 1.79%であることが判り，メスバウア・マッピングの積分値か
ら鉄原子の個数を算出できることを確認した．
４． 利用機器
顕微メスバウア分光装置, XRD, PL, EPMA, ICP
５． 謝辞
画像データは，物質生命科学科・藤田啓二君の卒業研究として計測・解析された．
６． 平成 28 年度研究業績（原著論文）(1) Y. Ino, T. Watanabe, K. Hayakawa, K. Yukihira, K. Matsumuro, H. Fujita, K. Ogai, K. Moriguchi, Y.
Harada, H. Soejima, and Y. Yoshida, “A new set-up of Mössbauer Spectroscopic Microscope to study
the correlation between Fe impurities and lattice defects in Si crystals”, Journal of Crystal Growth 468,
489–492 (2017).
（学会発表）(2) 吉田豊, “顕微メスバウア分光装置の開発と応用：シリコン中の微量鉄原子と鉄鋼材料評価”,
第 5 回先進的放射光メスバウア分光研究会, （2017 年 3 月 2 日, 名古屋工業大学）．
(3) 吉田豊, “顕微メスバウア分光による鉄鋼材料中の炭素原子の挙動”, 日本鉄鋼協会軽元素シンポジウム, （2017 年 3 月 17 日, 首都大学東京

南大沢キャンパス）．

(4) 藤田浩享, 久保紘, 吉田豊, 田畑進一朗, 丸山直紀,”メスバウア分光法を用いた鋼中の炭素挙動の観察”, 日本金属学会 2017 年春期講演大会（2017 年 3 月, 東京都八王子市）．
(5) 伊野裕司, 副島啓義, 早川一生, 行平憲一, 藤田浩享, 渡辺富夫, 森口幸一, 小粥啓子,
原田芳仁, 吉田豊：”顕微メスバウア分光装置による多結晶 Si 太陽電池での鉄不純物と結晶欠陥の観察”, 第 64 回応用物理学会春季学術講演会（2017 年 3 月, 神奈川県横浜市）．
(6) 渡辺富夫, 伊野裕司, 吉田豊, ”顕微メスバウア分光装置を用いた多結晶シリコン中の鉄不純物観察”, 第 64 回応用物理学会春季学術講演会（2017 年 3 月, 神奈川県横浜市）．

(7) T. Watanabe, Y. Ino, and Y. Yoshida, “Diffusion Studies of Fe impurities in Si crystals”, International
Conference on the Applications of the Mössbauer Effect, in St. Petersburg, September, 2017.
(8) Y. Yoshida, ”Mössbauer-Spectroscopic-Microscope Studies on Direct Observations ofMicrostructure Formation Processes in Si-solar cells and Fe-Steels with recoil-free -rayabsorptions “, September 12. 2017, an invitation to a seminar talk from Prof. Dr. Dr.h.c. Peter
Fratzl, Director, Department of Biomaterials, Max Planck Institute of Colloids and Interfaces,
Research Campus Golm, 14424 Potsdam, Germany.
(9) 吉田豊, “メスバウア分光顕微鏡によるシリコン中の鉄拡散：異なる格子位置と電荷状態の鉄
原相関直接観察 “, 材料の微細組織と機能性第 133 委員会/第 239 回研究会”半導体材料における結晶欠陥・拡散薄膜の化挙動, （2018 年 1 月 26 日、大阪府立大学・なんば）．

13平成２９年度 先端機器分析センター 利用報告書

永久磁石の新材料探索と磁区構造の研究
氏

名小林 久理眞 静岡理工科大学 理工学部 物質生命科学科 教授
鈴木 俊治

静岡理工科大学

特別研究員

漆畑貴美子

静岡理工科大学

特別研究員

久野 智子

静岡理工科大学

特別研究員

１． 概要
経済産業省の高効率モーター用磁性材料研究プロジェクト（Mag-HEM）の（代表）トヨタ自動車（株）の研究グループの一員として、2014 年以来 ThMn12 型新規磁石材料の研究を行ってきた。その研究は材料の基礎物性研究が一段落して、現在、バルク磁石としての保磁力発現手法の開発という段階に至っている。また、本研究グループは、従来から磁石材料物質の磁区構造の観察と、それと磁気測定結果を合わせた磁石の保磁力発現機構の解明について研究してきた。上述の新規材料の研究とは別に、この永久磁石の保磁力発現機構に関する研究も、Mag-HEM の別の研究テーマとして取り上げられ、IEC の国際規格制定と関連して重要な研究テーマである。
２． 「ThMn12 型新規磁石材料の研究」
ThMn12 型新規磁石材料の研究に関連しては、第一に磁気特性測定が重要である。これには振動試料型
磁力計（VSM）を用いるが、材料の組成、結晶構造、微構造の観察、解析も重要で、それには先端機器
分析センター所有の装置では、走査型電子顕微鏡（SEM）、電子線マイクロアナライザー（EPMA）、X 線回折装置（XRD）、磁気力顕微鏡（MFM）が用いられ、有用である。たとえば、ある組成の原料から焼結体を得る場合、原料粉体の結晶構造、組成、粒子径などを知ることが重要である。さらに、焼結体については、微構造内の組成分布、結晶粒子径、磁区構造などの情報は、その磁気特性を理解、改良する
ために、必須の情報である。
上述のように、この研究テーマにおいて、先端機器分析センター所有の装置群は重要な情報源である。
３． 「永久磁石の保磁力発現機構」
永久磁石の保磁力発現機構に関する研究では、本グループの研究室にあるカー効果偏光顕微鏡（MOKE）が磁区画像の取得に重要であるが、センターにある MFM も、より感度良い磁区構造の画像を得るために用いる。さらに保磁力自体の測定や、磁気特性を測定、解析には前出の VSM が有用である。一方、永久磁石材料では、保磁力発現機構として「核生成型」と「（磁壁の）ピンニング型」がよく知られており、その分類には、初着磁時の磁化曲線や、減磁時のそれを精密に測定する必要があり、本グループでは、独自に開発した「ステップ法」で、それらの解析を行っている。これにも VSM が用いられる。もちろん、EPMA や SEM から得られる組成、微構造の情報は、このテーマにも重要な情報であり、よく活用している。
４． 謝辞
本報告の研究は、トピックス１は「国立研究法人新エネルギー・産業技術総合開発機構 (NEDO)の未来開拓研究プロジェクト

次世代自動車向け高効率モーター用磁性材料開発の研究助成（Mag-HEM）」により実施している。また、トピックス２は、国際標準規格（IEC）関連の測定法開発であり、Mag-HEM プロジェクト内の別テーマとして、独立して研究している。
14

平成２９年度

先端機器分析センター

利用報告書

５． 利機器XRD, EPMA, VSM, SEM, MFM
６． 平成 28 年度研究業績（原著論文）(1) K. Kobayashi, S. Suzuki, T. Kuno, K. Urushibata, N. Sakuma, M. Yano, T. Shoji, A. Kato, and A. Manabe,“The stability of newly developed (R, Zr) (Fe, Co)12-xTix alloys for permanent magnets” Journal of Alloys
and Compounds, Vol.694, 914-920 (2017)(2) K. Kobayashi, S. Suzuki, T. Kuno, K. Urushibata, N. Sakuma, M. Yano, T. Shoji, A. Kato, and A. Manabe,“The origin of high magnetic properties in (R, Zr) (Fe, Co)11.0-11.5Ti1.0-0.5Ny (y=1.0-1.4 for R=Nd, y=0 for
R=Sm) compounds” Journal of Magnetism and Magnetic Materials, Vol.426, 273-278 (2017)(3) K. Kobayashi, Y. Nimura, K. Urushibata, and K. Hayakawa, “Reproduced multi-domain regions during

demagnetization in Nd2Fe14B sintered magnets with different average grain sizes” Journal ofMagnetism and Magnetic Materials, Vol.451, 493-501 (2018)（学会発表）(4) 漆畑貴美子, 大塚瑞生, 小林久理眞, 松本信子, 山本日登志 ”ネオジム焼結磁石の表面磁区構
造(c 面)と内部磁場状態との相関性” 日本金属学会 2017 年秋期講演大会(2017/9/6)(5) 漆畑貴美子, 小林久理眞, 松本信子, 山本日登志 ”永久磁石の実測内部磁場と計算機シミュレーション磁場の比較検討,日本金属学会 2017 年秋期講演大会(2017/9/8)(6) 久野智子, 鈴木俊治, 漆畑貴美子, 小林久理眞, 佐久間紀次, 木下昭人, 横田和哉, 矢野正雄,
庄司哲也, 加藤晃, 真鍋明 ”α-(Fe,Co)相析出量を抑制した(Nd,Zr)(Fe,Co)11.3Ti0.7Nx 化合物の磁気特性” 日本金属学会 2017 年秋期講演大会(2017/9/8)(7) K. Kobayashi, D. Furusawa, S. Suzuki, T. Kuno, K. Urushibata, N. Sakuma, M. Yano, T. Shoji, A.
Kato, A. Manabe “High-temperature stability of ThMn12 magnet materials” 日本磁気学会第41回 日
本磁気学会 学術講演会 (2017/9/19)(8) T. Kuno, K. Muramatsu, S. Suzuki, K. Urushibata, K. Kobayashi, N. Sakuma, A. Kinoshita, K.
Yokota, M. Yano, T. Syouji, A. Kato, A. Manabe “Coercivity dependence on particle size in ThMn 12type magnetic materials” 日本磁気学会第41回 日本磁気学会 学術講演会 (2017/9/19)(9) 平口誠也, 小林

久理眞,”配向した Sm2Fe17N3 磁石粉体試料の磁化曲線の解析” 粉体粉末冶

金協会平成 29 年度秋期大会(2017/11/9)(10) 平口誠也, 石黒明徳, 小林久理眞, ”Sm2Fe17N3 磁石粉体配向試料を用いた 2 段階初磁化挙動の解析” 電気学会マグネティクス研究会「永久磁石とその応用」（2017/12/21）(11) 小林久理眞, ”磁石の内部磁場分布と MFM 及び MOKE による表面磁区構造の相関性の検討”
科学技術振興機構（JST） 産学共創基礎基盤研究プログラム 新技術説明会～解析・分析技
術（2018/2/22）(12) 漆畑貴美子, 久野智子, 鈴木俊治, 小林久理眞 ”Sm 系 ThMn12 型構造ホットプレス磁石の微構
造と磁区構造の関係” 日本金属学会 2018 年春期講演大会(2018/3/19)(13) 平口誠也, 古澤大輝, 鈴木俊治, 小林久理眞 ”ThMn12 型磁性材料の高温安定性” 日本金属学会
2018 年春期講演大会(2018/3/21)、他１件
15平成２９年度

先端機器分析センター

利用報告書「発泡ガラスの高機能化」
氏 名

山﨑 誠志 静岡理工科大学

理工学部 物質生命科学科 教授

１． 概要
廃ガラスを原料とした発泡ガラスに、フッ化物イオン吸着能を付与するために、①高比表面積化処理、および②後処理の効果について、村上開明堂と共同研究してきた結果である。研究を進める上で、組成を蛍光 X 線分析から、構造を X 線回折測定から明らかにしてきた。
２． 実験結果
図 1 に各試料へのフッ化物イオン吸着量の経時変化を示す。高比表面積化処理した試料 A では、約 11
mg/g 程度の吸着量である。一方、高比表面積化処理と後処理した試料 B では、約 6 倍の吸着量となった。また、高比表面積化処理を施さず、後処理のみの試料 C においても試料 B と同等の吸着量を示している。後処理前後およびフッ化物イオン吸着後の蛍光 X 線分析による組成を表 1 に示す。後処理することで、Ca イオン量が増加していることが特徴であり、フッ化物イオン吸着後には、フッ素の含有量が増加していることがわかる。フッ化物イオン吸着後の XRD パターンが、図 2 である。図より、フッ化物

70

1500

60

1250

50

1000

試料B
試料B'
試料C
試料A

40
30

750

強度/cps

吸着量 / mg/g

イオン吸着により蛍石 CaF2 が生成していることが確認できた。

20

500
250
0

10

-250

0

-500

0

12

24

36

CaF2
CaCO3
20

48

イオン交換時間 / h
図 1 各試料へのフッ化物イオン吸着量の経時変化

30

40

50

60

2θ/degree70

図 2 フッ化物イオン吸着後の試料の XRD パターン

元素O

表 1 各試料の定性・定量分析
Na
Mg
Al
Si

後処理前

52.5

7.5

2.1

0.6

29.0

━

━

7.9

後処理後

15.5

6.3

━

0.02

2.1

━

45.0

31.1

F吸着後

28.9

2.7

2.2

0.9

30.0

23.9

0.9

10.6

F

Cl

Ca

３． 利用機器
XRF, XRD
４． 発表資料
特願 2018－014632（陰イオン吸着剤および陰イオン吸着剤の製造方法）
16平成２９年度 先端機器分析センター 利用報告書「ハイドロゲル薄膜における結晶生成を利用した一滴ごとの雨滴分析」
氏 名

南齋 勉 静岡理工科大学 理工学部 物質生命科学科 講師

１． 概要
現在まで，雨一滴の成分定性や，液滴径の計測に関する報告はあるが 1, 2)，採取と計測の難しさから溶存成分の定量に関するものはほとんどない。現状の降水分析は，結果的に時間・空間的に平均化されたものであり，上空の気塊成分は常に変化していることや，液滴粒径によって成分濃度が異なることから考えると，一滴ごとの成分濃度や液滴径などの情報は，エアロゾルやガス成分からの雲核形成・液滴成
長・液滴内における反応を考える上で非常に重要である。
本研究では，雨一滴ごとに含まれる成分を定量する新たな手法の開発を目的とする。対象成分と反応
して結晶を生成する溶質を含んだゲル薄膜上に液滴をトラップし，溶存成分を結晶化させる（図１）。この結晶画像のピクセル数を画像解析ソフトで計測することで定量すれば簡便な分析が可能となる。これまで，疑似雨滴中の溶質である外部電解質が乾燥によって未反応のまま析出する問題があった。この原因がゲル膜厚にあると考え，
本研究では，ゼラチンゲル薄膜の厚さの結晶生成に対する影響について検討した。
1) M. Kasahara, S. Akashi, C.-J. Ma, and S. Tohno, Atmos.Res., 2003, 65, 251.
2) C.-J. Ma, S. Tohno, M. Kasahara, and S. Hayakawa, Anal.Sci., 2006, 22, 415.

２． 「結晶画像の明瞭化」
5 mM の塩化バリウム水溶液に 5wt%ゼラチンを加えた溶液を，スピンコーターを用いてポリスチレン
シャーレに塗布した。擬似雨滴として 0.1～1.0 mM 硫酸ナトリウム水溶液をゲル薄膜上に滴下し、恒湿
80％のデシケーター内に 2 日間静置した。ゲル溶液の塗布量を 0.2 ~1.0 mL で変化させることで結晶生成への影響を検討した。析出した結晶の画像はデジタルマイクロスコープで撮影し、画像処理ソフトを用いて解析することで液滴体積と液滴物質量について検量線をそれぞれ作成した。従来，ゲル薄膜はス
ライドガラス上に作製していたが，壁面を持つ皿状の容器に変更したことで厚みを保つことができた。
また，マイクロスコープによる観察時，背景は平滑できめ細やかさが必要であることからメンブレンフ
ィルターを用いていたが，これをシリコンウエハに変えたところ，白色ピクセルカウントのブランク値
を大きく下げることができた。
３． 「結晶生成へのゲル膜厚の影響」
疑似雨滴である硫酸ナトリウム水溶液の滴下によってゲル薄膜中に白色の結晶が析出した。SEM‐
EDS によって元素分布を確認すると，結晶の位置に硫黄とバリウムが多く存在しており（本書表紙参照），
ハイドロゲル薄膜中に析出した結晶は反応生成物である硫酸バリウムであることが確認された。次に，
滴下液量と液滴跡直径の関係を図 2 に示す。近似式は体積と長さの関係であることから 1/3 乗のべき関数となり，液滴はゲル中に垂直方向に浸透し，水平方向への広がりはほとんどないことが示された。図17

平成２９年度 先端機器分析センター 利用報告書
3 に液滴溶質の物質量と結晶ピクセル数の関係を示す。疑似雨滴中のイオン濃度が増大するほど結晶生成量も増えるはずであり，直線的な近似式となることを予想したが，べき関数の近似式が得られた。
これは，結晶が水平方向への成長だけではなく，垂直方向に重なって析出しているためと考えられる。この近似式は原点付近を通ることから，純水を滴下した場合でもピクセルカウントがあった従来の結果よりも検出限界が大幅に向上することが期待できる。しかしな
がら，溶解度積の関係から，本来の検出下限は内部電解質濃度に依存するため，今後，新たなハイドロゲルポリマーを合成することで

図 2 雨滴体積と液滴跡径の関係

ゲル中のイオン濃度を増大させる必要がある。膜厚に関して検討した結果，膜厚が薄い場合は液滴溶質である硫酸ナトリウムがゲル溶
質と反応しないままゲル薄膜上に析出した。これは液滴がゲル中へ浸透する前に水分が乾燥したため，溶質がゲル上に析出したと考えられる。膜厚が 20 m を超えると反応生成物である硫酸バリウムが均一に生成するが膜厚とともにピクセル数が減少した。これは深さ方向への溶質の拡散によりゲル中の溶質濃度が低下するため結晶の生成量が減少すると考えられる。以上のことから，ハイドロゲル薄膜の膜厚は液滴の浸透しやすさを支配することで，結晶生成に対する影響は顕著であり，本手法に 5wt%のゼラチンゲルを用いた場合，

図 3 雨滴溶質物質量と結晶ピクセ
ル数の関係

20 m 付近に最適値が存在することが示された。
４． 謝辞
本研究の一部は，神奈川大学 井川学教授，帝京科学大学 石田良仁講師との共同研究として行われました。ここに謝意を表します。
５． 利用機器
SEM
６． 平成 29 年度研究業績（原著論文）(1) M. Igawa, K. Kamijo, B. Nanzai, K. Matsumoto, "Chemical composition of polluted mist droplets"
Atmos. Environ. 2017, 171, 230-236.
（学会発表）(1) 鈴木和喜, 南齋勉, “ハイドロゲル薄膜における結晶生成に対する膜厚の影響”第 27 回 非線形反応と協同現象研究会（福岡工業大学 2017 年 12 月）

18平成２９年度 先端機器分析センター 利用報告書「環境調和型有機合成反応の開発と生物活性物質合成への応用」
桐原 正之

静岡理工科大学 理工学部 物質生命科学科 教授

１． 概要
環境汚染物質を排出しない、クリーンな有機合成反応の開発を行なうとともに、それらの反応を活用
して、医薬品開発に繋がるような生物活性物質の合成研究を行っている。今年度も昨年度に引き続き、
次亜塩素酸ナトリウム・５水和物結晶（NaOCl・5H2O）を用いる酸化反応・ハロゲン化反応の開発研究、
過酸化水素を用いるアシル金属化合物合成研究および小員環の開裂を利用した新規反応の開発を行った。
２． 「NaOCl・5H2O を用いる酸化反応・ハロゲン化反応」
NaOCl・5H2O を用いた環境調和型酸化反応（論文 1, 2、学会 3, 4, 5, 8）、NaOCl・5H2O を用いた含フッ素アルコールの酸化反応（論学会 6,12）、 NaOCl・5H2O を用いた炭素-炭素結合切断反応（学会 1,9）、
および NaOCl・5H2O を用いた有機化合物の求電子的ハロゲン化反応（学会 7,10）を開発することに成功した。
３． 「過酸化水素を用いるアシル金属化合物の合成」
Fe(acac)3 または NbCl5 を触媒とし、NaI と過酸化水素を用いる脱ジチオアセタール化反応を応用して、アシルシラン合成法（論文 3）およびアシルゲルマン合成法（論文 4）の開発に成功した。
４． 「小員環の開裂を利用した新規反応の開発」
シクロプロピルメタノールやシクロプロピルカルバルデヒドの環開裂フッ素化反応（学会 3,11,15）の特徴や反応機構を明らかにすることができた（学会 2,11）。
５． 利用機器
NMR, FTIR, GCMS
６． 平成 28 年度研究業績（原著論文）(1) M. Kirihara, T. Okada, Y. Sugiyama, M. Akiyoshi, T. Matsunaga, Y. Kimura, Sodium Hypochlorite
Pentahydrate Crystals (NaOCl·5H2O), Convenient and Environmentally Benign Oxidant for Organic
Synthesis, Org. Pro. Res. Dev. 2017, 21, 1925-1937.
(2) 木村芳一, 桐原正之，杉山幸宏, 結晶ジアソー（NaOCl・5H2O）の工業化と有機合成への応用,
科学と工業, 2017, 91, 57-62.
(3) M. Kirihara, S. Suzuki, N. Ishihara, K. Yamazaki, T. Akiyama, Y. Ishizuka, Synthesis of Acylsilanes via
Catalytic Dedithioacetalization of 2-Silylated 1,3-Dithianes with 30% Hydrogen Peroxide, Synthesis
2017, 49, 2009-2014.
19平成２９年度 先端機器分析センター 利用報告書(4) 桐原正之 , 山崎研人, 環境調和型アシルゲルマン合成反応開発の研究 , 2-Germylated 1,3dithiane 類と過酸化水素との反応による触媒的脱ジチオアセタール化, , 静岡理工科大学紀要
2017, 25, in press.
（学会発表）(1) 大杉梨栄, 須田大成, 前島由依, 桐原正之, “次亜塩素酸ナトリウム・五水和物を活用した
炭素-炭素結合切断反応”, 日本薬学会第 137 年会, 3/26, 仙台(2) 吉川葉, 石原尚拓, 鈴木勝也, 村松由香里, 桐原正之, “シクロプロピルメタノールおよびシクロプロピルカルバルデヒドの環開裂フッ素化反応”, 日本薬学会第 137 年会,

3/26,

仙台
(3 ) 桐原正之, “次亜塩素酸ナトリウム５水和物結晶を用いた環境調和型酸化反応”, 技術情報協会セミナー, 5/10, 東京(4) 嶋津英夫, 岡田倫英, 桐原正之, 木村芳一, “次亜塩素酸ナトリウム 5 水和物結晶(SHC5)を用いるアルコール類の選択的酸化反応”, 日本プロセス化学会 2017 サーマーシンポジウム,
8/3, 大阪(5) 外山高志, 伊東宏倫, 岡田倫英, 嶋津英夫, 桐原正之, 木村芳一, “高濃度ジアソー水溶
液とその酸化反応”, 日本プロセス化学会 2017 サーマーシンポジウム, 8/3, 大阪(6) 鈴木勝也, 嶋津英夫, 齋藤克哉, 仲倉佳那, 吉川葉, 木村芳一, 桐原正之, “次亜塩素酸ナトリ
ウム５水和物結晶を用いる含フッ素アルコール類の効率的酸化反応”, 日本プロセス化学会
2017 サーマーシンポジウム, 8/3, 大阪(7) 足立滉太, 松島諒二, 難波湧浩, 森彦光, 大杉梨栄, 木村芳一, 桐原正之, “次亜塩素酸ナトリ
ウム５水和物結晶とアセトニトリルによるアルケン類のクロロアミド化反応”, 日本プロセス化学会 2017 サーマーシンポジウム, 8/3, 大阪(8) M. Kirihara, “Sodium Hypochlorite Pentahydrate (NaOCl·5H2O)”, New Oxidant and Halogenating
Reagent, The 8th International Meeting on Halogen Chemistry (HALCHEM VIII), 9/13, Inuyama, Aichi(9) 大杉梨栄, 須田大成, 前島由依, 齋藤克哉, 森彦光, 足立滉太, 桐原正之, “次亜塩素酸ナトリ
ウム五水和物による炭素-炭素結合切断反応”, 第 43 回反応と合成の進歩シンポジウム, 11/7,
富山(10) 足立滉太, 松島諒二, 難波湧浩, 大杉梨栄, 桐原正之, “次亜塩素酸ナトリウム５水和物結晶を用いたアルケン類への求電子付加反応”, 第 42 回反応と合成の進歩シンポジウム, 第 43回反応と合成の進歩シンポジウム, 11/7, 富山(11) 吉川葉, 仲倉佳那, 齋藤克哉, 石原尚拓, 鈴木勝也, 桐原正之, “シクロプロピルメタノールならびにシクロプロピルカルバルデヒドの環開裂フッ素化反応および関連反応”, 第 40
回フッ素化学討論会, 11/14, 鳥取(12) 鈴木勝也, 嶋津英夫, 仲倉佳那, 齋藤克哉,

吉川葉, 木村芳一, 桐原正之, “次亜塩素酸ナトリウム５水和物結晶を用いた含フッ素アルコールの酸化反応”, 第 40 回フッ素化学討論会, 11/14, 鳥取

20

平成２９年度 先端機器分析センター 利用報告書「機能性高分子を用いたバイオマテリアルの開発」
氏

名

小土橋 陽平 静岡理工科大学 理工学部 物質生命科学科 講師

１. 概要
病気の早期診断や治療をサポートする機能性高分子は, 40 兆円を超える我が国の医療費を削減し,quality of life を高めることが期待される. 機能性高分子は構成するモノマーの特性のみならず, その構造(直鎖, 分岐, 環状, ゲルなど)により物理化学的な性質が変化する. これらの性質は自己集合や自己組織化の引き金となり, ナノスケールで構造制御された材料をボトムアップ式にて構築することができる.
近年では精密重合やクリックケミストリーの台頭により, 理論上の機能性高分子を具現化することが可能になってきた. 我々は新規な機能性高分子を, 特にバイオマテリアルとして開発し, 医療現場での応用を目指す. 本年度の研究成果を以下にまとめる.
２. 研究成果(1) ナノ粒子を自由にデザイン/調製することができるナノ粒子キットの開発
ナノ粒子の粒径や病巣部位の認識などを含めた特性を精密にデザインすることは,技術およびコストの面からも困難である.
これらの問題を解決する為, あらかじめナ
ノ粒子の材料となる高分子を別々に合成した. 高分子はそれぞれ粒径の制御や, がん組
織を光らせるなどの特性を備えている. 目
的に合わせた高分子を選択し, 水に溶解, 体温まで加温するのみで, 自己集合を駆動力としたナノ粒子
を 10 分程度で調製することができる. 調製したナノ粒子を用いがん組織を選択的に光らせることに成功した. ナノ粒子を簡便にかつ低コストにて設計でき, 個別治療への応用が期待される(学術論文(1)).
(2) ケロイド形成を防ぐ高分子被覆材の開発
やけどや切り傷により生じるケロイド形成を防ぐため,
薬物(imiquimod)を内包した温度応答性ゲル被覆材を開発した. 開発した被覆材により, ケロイド繊維芽細胞の増殖を抑制できることを確認した(学術論文(2)). 本研究は, 国立
中山大学(台湾)の Wei-Chih Lin 助教授と実施した.
(3) ポリビニルアルコール(PVA)の簡便な機能化方法について
PVA は世界にて年間 500 万トン生産される高分子であり, 食品フィルムや接着剤などに応用されている. PVA のヒドロキシル基と可逆的に共有結合を結ぶ事ができるベンゾオキサボロル含有の温度応答性
高分子を合成し, 新規な機能性 PVA フィルムを開発した. PVA とベンゾオキサボロル含有高分子は, 混合することでゲル化を起こた. また, 調製した複合フィルムの結晶性や水中での安定性を、ベンゾオキ
サボロル基含有高分子の一次構造により制御することに成功した.

21

平成２９年度

先端機器分析センター

利用報告書(4) 第 36 回機器分析講座「高分子による生体関連センサーの開発と IoT 社会への貢献」の開催
2018 年 3 月 2 日に本学にて開催する. 講演内容を以下に示す. 1. 松元 亮 准教授(東京医科歯科大学),“ボロノ-レクチン”を基盤とする生体計測とドラッグデリバリーシステム, 2. 小土橋 陽平, 機能性高分子によるセンサーの開発, 3. 本井 幸介 講師(本学), 無拘束・無意識生体計測技術を用いた暮らしの中に溶け込む IoT ヘルスケアシステム, 4. 株式会社島津製作, 液体クロマトグラフィーの基礎講習, 5. 大塚電子株式会社, 光散乱法の基礎講習.
３. 謝辞(1)の研究の一部は, 科研費若手 B により実施されました. (2)の研究は Sin-Han Liou 特別研究員(国立中山大学, 台湾)とともに実施しました. (3)の研究の一部は, 文部科学省 地域イノベーション・エコシステ
ム形成プログラム「光の尖端都市「浜松」が創成するメディカルフォトニクスの新技術」次世代コア, ECO
スマートポリマーの開発 により実施されました. (4)の開催について, 吉田 豊 教授(先端機器分析セン
ター長), 早川 一生 様, 脇川 祐介 博士および関係者の皆様にお礼申し上げます.
４. 利用機器,
NMR, UV-Vis, SEM, FTIR, DSC, プレートリーダー, 細胞実験室
５. 平成 29 年度研究業績（原著論文）(1) Y. Kotsuchibashi, C. M. Lee, I. Constantinescu, L. E. Takeuchi, S. Vappala, J. N. Kizhakkedathu, R.
Narain, M. Ebara, T. Aoyagi (2017) “A nanoparticle-preparation kit using ethylene glycol-based block
copolymers with a common temperature-responsive block” Polymer Chemistry 8, 7311-7315.
(2) W.-C. Lin, S.-H. Liou, Y. Kotsuchibashi (2017) “Development and characterisation of the imiquimodpoly(2-(2-methoxyethoxy)ethyl methacrylate) hydrogel dressing for keloid therapy” Polymers 9, 579(p.16).
(3) K. Jiang, Y. Wang, G. Thakur, Y. Kotsuchibashi, S. Naicker, R. Narain, T. Thundat (2017) “Rapid andhighly sensitive detection of dopamine using conjugated oxaborole-based polymer and glycopolymer
systems” ACS Applied Materials & Interfaces 9, 15225-15231.
(4) Y. Kotsuchibashi, T. Takiguchi, M. Ebara, T. Aoyagi (2017) “The effects of the photo-induced proton
generation on the assembly formation of dual-temperature and pH responsive block copolymers” Polymer
Chemistry 8, 295-302.
（学会発表）(1) S.-H. Liou, Y. Kotsuchibashi, W.-C. Lin “Synthesis and characterizations of temperature responsive drugdelivery hydrogel for medical applications” Transducers 2017 (2017 年 6 月 高雄(台湾))(2) 小土橋陽平 “ベンゾオキサボロル基によるヒドロキシル基含有ポリマーへの機能性付与について” 第 21 回次世代医工学研究会 (2017 年 9 月 仙台)(3) 小土橋陽平. “ベンゾオキサボロル基による機能性高分子ゲルの開発” 第 66 回高分子討論会(2017 年 9 月 愛媛大学)(4) 小土橋陽平. “ナノ粒子キットの開発~自己集合ナノ材料による多機能性および高い薬物内包率の実現~” 地域創成フォーラム (2017 年 11 月 静岡)
22平成２９年度 先端機器分析センター 利用報告書「リアルタイム PCR を用いたレジオネラ属菌の迅速検出法の高感度化およびニホンウナギを２分する遺伝的集団構造の解明」
氏 名

常吉 俊宏

静岡理工科大学 理工学部 物質生命科学科 教授

１． 「リアルタイム PCR を用いたレジオネラ属の迅速検出法の高感度化」
温泉やプール水などに繁殖し感染症を引起こすレジオネラ菌の分析はニーズが高いが、生菌増殖に時間がかかる。この段階を短くし、リアルタイム PCR により菌の DNA を微量迅速に検出する方法を開発する。㈱東海分析化学研究所の依頼による開発研究で、今回は第 2 報であり検出の高感度化を試みた。
最近発表された文献の手法のプローブの感度を独自に向上させ、数十コピー程度のレジオネラ菌 DNA を
高感度検出することに成功した。
２． 「ニホンウナギを２分する遺伝的集団構造の解明」
昨年度までにニホンウナギ 14 検体の mtDNA の 3147 塩基を共通に読み取ったところ、5 塩基が検体と同期して多型を示し、FST 値は 0.428（P<0.01）と、遺伝的に分化した集団構造と判定できた。2 集団（α、β）はほぼ 4 対 3 と 2 分される構造で、分岐は今から約 20－30 万年前と推定された。
この比率が川／海ウナギのと似ているため、今年度はそれらとの相関を調査した。愛知県碧南市の三河湾で海ウナギ 13 匹、同じく愛知県西尾市の北浜川で川ウナギ 10 匹を収集し、mtDNA 遺伝子中多型が 300 塩基長以内に 2 カ所ある COI でα/β判定したところ、海ウナギ 13 匹中 10 匹がα、3 匹がβであった。一方川ウナギ 10 匹では 3 匹がα、7 匹がβと優勢タイプが逆転していた。これを Fisher’s exact test
で検定したところ、p=0.040 となり、有意差を示した。川／海ウナギは生態の違いと考えられてきたが遺伝子に違いがあり、同所的分化が推測され、さらなる解明が必要である。
３． 謝辞
本研究の遂行につきましてご支援を頂いております、㈱東海分析化学研究所 大場恵史・取締役、
夏目訓良・食品検査室長に感謝申し上げます。
４． 利用機器
リアルタイム PCR, DNA シークエンサー
５． 平成 29 年度研究業績（学会発表）(1) 青島天音, 佐々木啓孝, 夏目訓良, 大場恵史, 常吉俊宏, ”リアルタイム PCR を用いた環境水
中レジオネラ属菌の迅速検出法の開発 Ⅱ 高感度化の検討” 第 23 回 LC テクノプラザ(2) 池田恵里, 有ケ谷直樹, 川部祐也, 梶眞壽, 常吉俊宏, 得字圭彦, 夏目訓良, 大場恵史, 久保田隆之, 久保田裕明, ”ニホンウナギに見出した遺伝的集団構造が川／海ウナギで偏りを示した”
平成 30 年度日本水産学会春季大会（平成 30 年 3 月 28 日, 東京海洋大で口頭発表予定）

23平成２９年度 先端機器分析センター 利用報告書「畑土壌での有機物分解や病原微生物の化学生態・分子生態学的研究」
齋藤 明広 静岡理工科大学 理工学部

物質生命科学科 准教授

１． 概要
畑の土壌に存在する微生物は，有機物を脱重合したり無機化することによって，微生物自身だけでなく植物にも栄養を供給する。土壌に棲む微生物の数や種類は，土壌に投入される有機物や栽培される植物の種類によって大きく変化し，植物の生長や発病，収穫量に影響する。筆者は，次世代の持続的畑作
技術の基盤となる知見の蓄積と深化を目的として，土壌での物質の変化や微生物個体群および群集構造の変化を継時的にとらえ，その仕組みを解明している。
２． 研究テーマ１「畑土壌でのキチン分解の研究」
カニやエビの殻に含まれるキチン(アミノ多糖の一種)を土壌に添加すると病害抑止効果があることが50 年以上前から報告されてきた。しかしながら，その仕組みについてはいまだ不明な点が多くあり，キチンの効果を利用した栽培技術はあまり普及していない。本研究テーマは，キチン分解の過程を化学的，微生物学的，生態学的に解明することにより，土壌におけるキチン分解と病害抑止の機能に関わる普遍性のある仕組みを明らかにすることを目的としている。以下，今年度の成果を列記する。
（１） 土壌中の N-アセチグルコサミン（キチン構成糖）の検出・定量方法を確立した。
（２） 畑土壌にキチンを添加することによっておこる細菌群集構造の変化をアンプリコン塩基配列解
析によって観察した。その結果，病原抑止に関係することが報告されている 2 つの属の細菌群の割合が，キチン添加後の異なる時期に増加することを見出した。
（３） キチン添加によってキチン分解細菌が増加したのち，非キチン分解細菌の割合が増していくことを明らかにした。
３． 研究トピック２「メロン毛根病の病原細菌の検出と定量」
メロンに毛根病を引き起こす細菌 Agrobacterium rhizogenes に固有な遺伝子の 1 つをターゲットとした PCR によって，土壌中の A. rhizogenes を検出することに成功した。また，リアルタイム PCR に
よってその遺伝子数を定量することもできた。メロン苗定植前の，水蒸気消毒処理をした土壌では，A.

rhizogenes の遺伝子は検出限界以下であったが，メロン毛根病が発病しているメロンの根付近の土壌では検出された。A. rhizogenes の遺伝子の数は，発病株のとなりの同じ畝で栽培されている健全なメロンの根付近の土壌よりも，発病したメロンの根付近の土壌で多い傾向が認められた。定植後の土壌でのA. rhizogenes の混入や増加を防ぐことがメロン毛根病の予防のカギを握るものと考えられた。
４． 謝辞「２」の研究の一部は，筆者への科研費基盤（C）の助成を受けて実施した。
「３」の研究の一部はアグ
リニクス研究会の研究開発事業の一つとして実施した。「３」の研究で土壌採取にご協力くださった静
岡県温室農業協同組合・鈴木和雄組合長に御礼申し上げます。

24平成２９年度 先端機器分析センター 利用報告書
５． 利用機器
TG-DTA（土壌中のキチンの定量）, 可視紫外光分光光度計（DNA 濃度の測定），リアルタイム PCR（特定 DNA 断片の定量），GC-MS（糖質の定量）, マイクロプレートリーダー（酵素活性測定，アンモニア態・亜硝酸態窒素の濃度測定，タンパク質定量），AKTA（タンパク質精製），超音波破砕装置（細菌細胞の破砕），凍結乾燥機（土壌抽出液の処理）(参考)これらの機器を用いて実施した修士論文研究および卒業研究(1) 岩崎由夏里 修士論文研究「キチン添加土壌での細菌群集構造の変化とその機構」（仮題）(2) 本間大智 修士論文研究「土壌での N-アセチルグルコサミンの検出・定量法の開発と土壌有機物の分析」(仮題)(3) 市野竜也 卒業研究「キチン添加土壌由来の細菌のキチン分解活性と抗菌活性」(4) 中谷皆穂 卒業研究「土壌酵素の精製と同定」(5) 本多克成 卒業研究 ｢クラウンメロン栽培温室土壌での毛根病菌の検出と定量｣(6) 矢部紘佑 卒業研究 ｢微生物が付着した木質プラスチックによる海水中のアンモニア態窒素と亜硝酸態窒素の除去｣
６． 平成 29 年度研究業績（学会発表）(1) 岩崎由夏里, 齋藤明広, “キチン添加畑土壌でのキチン分解菌と非分解菌の挙動と相互作用”
環境微生物系学会合同大会 2017．2017 年 8 月，仙台（ポスター発表）(2) 本間大智, 齋藤明広, “Streptomyces coelicolor A3(2)の推定 N-アセチルグルコサミダーゼの解析と土壌添加” 環境微生物系学会合同大会 2017．2017 年 8 月，仙台（ポスター発表）

図．Agrobacterium rhizogenes 固有遺伝子の定量のためのリアルタイ
ム PCR のチャート(生データ)．縦軸は蛍光強度の増加を，横軸は反応サ
イクル数を示す．青，107 (copies/reaction); 水色，106; 緑, 105; 黄緑,
104; 黄色 103; 赤, ブランク．

25

平成２９年度 先端機器分析センター 利用報告書「チャ根の微細構造の解析」
氏 名

奥村 哲 静岡理工科大学 情報学部 情報デザイン学科 准教授

１． 概要
強酸性土壌では水に溶けだしたアルミニウムイオン(Al3+)が植物の根の伸張阻害を引き起こすが、チャに対しては Al3+は有益性を示す。しかし、Al3+による構造・形態の影響や Al3+の動態等不明な点が多い。本研究は、将来 EPMA 等を用いた Al3+のチャ根内分布について検討するための基礎として、先行研究の少ないチャ根の組織学的観察手法の確立及び、構造解析を目的として行った。
２． 「チャ根の微細構造解析」
本研究は、寒天培地とプランタ(土)で生育したチャの根を用いて、その組織学的観察と構造解析手法の確立を目的として行った。根は固定後、凍結ミクロトームで厚さ 50μm に薄切した。その後、サフラ
ニン(S)液、ファストグリーン FCF(FG-FCF)液、ヘマトキシリン(H)液で染色を行い、光学顕微鏡観察を行うとともに細胞形態の解析をした。また主に毛根の表面構造を明らかにするために走査型電子顕微鏡(SEM)観察を行った。SEM 様の試料の一部にはチャージアップを防ぐため、金蒸着を施した。3 重染色では S 液でリグニン化した細胞、FG-FCF 液で細胞質、H 液で核が標識された。細胞の平均断面積は、根の内側より辺縁で小さい傾向を認めた。細胞の断面形態は 6 角形が多かった。構造を観察する中で切片の細胞間隙の数について寒天培地の試料では細胞間隙が多く、プランターの試料ではかなり少ないという違いがあった。今後実験では、比較実験を行う際
は生育環境の統一が必要だろう。写真は SEM

電子顕微鏡の観察画像(左:毛根先端部（倍率 1000 倍）,右:断面（500 倍）)像である。先端部分には他の場所にはなかったしわ状の構造が観察された。断面構造をみると、根の中央部分には維管束部分と考えられる空洞があり、その周囲の細胞は原形質がなく細胞壁のみになっていた。また SEM 観察を行った際、脱水・乾燥処理によって原形質の水分が蒸発したと考えられる所見があったので、今後の観察では、低真空 SEM を検討したい。
３． 謝辞
本研究の為に、機器分析センターの職員に、学生向けに丁寧なご指導をいただいた点に感謝する。
４． 利用機器SEM
５． 平成 28 年度研究業績（学会発表）(1) 堀周平、松尾竜太郎、奥村哲”チャ(茶)根の微小構造と解析手法の確立” 第１９回静岡ライ

フサイエンスシンポジウム
26

平成２９年度 先端機器分析センター 利用報告書

2.修士論文研究報告

修士論文研究リスト
平成２９年度, 先端機器分析センターの機器を利用して実施された修士論文研究は次の通りである。
１．「超硬合金の電解加工の研究」

２．「環境調和型超音波照射法による BDF の合成」

システム工学専攻

王

思聰

指導教員

後藤 昭弘

システム工学専攻

郭

指導教員

十朱 寧

銘騏

３．「パルス放電を利用した Zn2SiO4, Mn2+蛍光体薄膜の研究」 システム工学専攻 服部 誠
指導教員

土肥 稔

４．「次亜塩素酸ナトリウム五水和物を活用した炭素-炭素結合切断反応の開発」
材料科学専攻

大杉 梨栄

指導教員

桐原 正之

５．「シクロプロピルメタノール類ならびにシクロプロピルカルバルデヒド類の環開裂フッ素化
反応およびその関連反応」

27

材料科学専攻

吉川 葉

指導教員

桐原 正之

平成２９年度

先端機器分析センター

利用報告書

超硬合金の電解加工の研究
Study on Electrochemical Machining of Sintered Carbide
王 思聰
Sicong Wang1.

表 1 電解液の種類

はじめに
No
(1)
(2)
(3)

超硬合金の高速加工の方法として，電解加工に注目している。過去の研究で，電解加工による超硬合金の高速加工の可能性が示された1)。しかし，①加工が進むにしたがい電解液の変質で加工ができなくなること，②塩素ガス等の有害なガスが発生すること，③加工精度が悪いこと，④Coが選択的に溶出されて材料強度が低下してしまう，等の問
題があり2)，実用的に使用されることはなかった本研究では，超硬合金の高品位・高精度加工の実現することを目的
する。
2.

水
12ℓ
12ℓ
12ℓ

NaCl
1800g
1800g
1800g

CoCl2

FeCl2

備考

600g
600g

混合直後
1 日放置後超硬合金の電解加工における鉄イオンを用いた品質低下の防止方法

超硬合金の電解加工時には，金属である Co が選択的に溶出しやすく，Co の少ない強度の弱い表面を作ってしまうという問題がある。それに加え，導電性の液体に超硬合金を触れさせることで，加工部分以外でも Co が溶出してしまうという問題が発生する。以前の研究 3)によって，電解液の中に Co イオンを添加すると，超硬合金の成分ある
Co の溶出が防止できることが確認された。しかし，Co イ
オンは高価であるため，実際の使用は困難であるという問題がある。そこで，本研究では，Co に比べ安価な他の金属イオンで同様の効果が得られるか検討した。
超硬合金の電解加工の方法については，前述の過去の方
法 1)をベースにする。今回は，電解液中に Fe2+イオンを添加する方法を試みた。工作物マイナスの極性の際に，
Fe2+ → Fe
として超硬合金表面に析出し，工作物プラスの極性の時に，析出した Fe が，Co よりもイオン化傾向が高いために優先的に溶出し，Co の溶出を防止できると考えられる。この理論を検証するため，加工実験を行った。
表1の電解液を用いて，加工試験を行った加工面のCoの元素マッピングを図1に示す。図1(a)は比較のための研磨
面 の 分 析 結果 で ある 。 (b)は NaCl で 加 工 した 面， (c)はNaCl+FeCl2 電解液で加工した面である。(b)NaCl電解液で加工した面ではCoが少なっているのに対し，(c)では研磨面よりは減っているがCoの減少量を少なくできていることがわかる。(c)の液を1日放置すると，加工した面のCoのマッピング結果が図1(d)である。(b)NaCl電解液で加工した結果と比較して，ほとんどCoの減少を防止できていない
ことがわかる。Feイオンを利用して超硬合金の品質劣化を防止するには，Fe2+の状態で保つことが必要と考えられる。
そこで，以下の標準電極電位の関係を利用する方法を検討した。
Fe2+ + 2e- = Fe -0.440V
2H+ + 2e- = H2
0.000V
Fe3+ + e- = Fe2+ +0.771V
具体的には，FeCl2 と同時に Fe 粉末を電解液に添加した。電解液中に Fe 粉末を添加することで，Fe→Fe2+ + 2eの反応を利用し，Fe2+→ Fe3+ + e-の反応を抑制し，Fe2+イオ

28

図 1 Fe イオン添加の効果（Co のマッピング）
ンのFe3+イオンへの変化を防止できると考えられる。これ
により，糸巻きカートリッジフィルタを利用して，電解液を鉄に触れさせるための「鉄フィルタ」を製作した。
FeCl2を添加した電解液を用いて，超硬合金を加工した
面のEDSによる元素分析の結果を図2に示すように，電解液を混合してからの時間を横軸，Na，Fe，Co，Wの合計
mass%を100%としたときのCo，Feのmass%を縦軸としている。 混合直後数時間は加工面のCo溶出を防止する効果があるが，時間が経過すると急激にその効果がなくなることがわかる。NaCl電解液で加工したときの加工面の分析
結果は，青い線である。循環開始後70時間の電解液を使用して，加工実験を行った。 加工面のEDSによる元素分析の結果を図2のA部分に示す。 鉄フィルタを使用しない場
合よりは若干Coの溶出が改善された(Coの量が多い)が,予想に反して，NaCl電解液で加工した場合よりも加工面のCo量が少ないという結果であり，Fe2+イオンによる超硬合金のCo保護効果はほとんど見られなかった。 この実験
では, 大気中に露出した状態で撹拌したので，電解液に多くの酸素が溶け込んだと考えられる。 そこで，密閉状態で循環試験を行った。密閉状態で約110時間循環させた電解液を用いて加工した。結果を図2のB部分に示す。加工面のCoを保護できたことがわかる。
以上の結果より，電解液に鉄イオンを添加して，加工面のCo減少を防止するためには，Feイオンを Fe2+イオンの状態に保つことと，電解液中の溶存酸素を増加させないという2点が必要であることが分かった。

平成２９年度

先端機器分析センター

図3 単極性加工の構想

図2 加工面の元素分析結果(CoとFe)
3.

電解液電気分解を利用した単極性パルスによる超硬合金の電解加工

以前の方法1)，3)で超硬合金の電解加工ができることが示されたが，一方で，両極性の電源を使用することで，電解加工の利点の1つである電極の無消耗加工ができなくなるという問題が生まれている。電極消耗によって，電解加工
する際に加工精度が低下してしまい，高精度の加工には適さなくなる。そこで，本研究では，超硬合金の電解加工においても電極の無消耗加工を目指し，中性の電解液を用いつつ，単極性の電流により超硬合金を加工する方法について検討する。
両極性の電源で超硬合金を加工する場合，工作物マイナ
スの極性の時に工作物近くに NaOH が誘導されて，
WO3+2NaOH → Na2WO4+H2Oの反応でWが溶解される。この反応を利用して，単極性の電源で，超硬合金を加工することを検討した。図3に示す
ように，電解液タンクの電解液を電極を通してフラッシン
グする流路においてNaOHを生成させることを考えた。電極の直前，すなわち，電解液が極間に供給される直前に電極(Gr)を置いて電圧を印加する。マイナス極性側にNaOHが誘導され，アルカリ性になった電解液を極間に供給し，プラス側の液を，加工槽を通して，加工液タンクへと戻すという案である。アルカリ性の強さは，電解液の流量と電気分解の際に流す電荷により決まる。加工する部分の電解液をアルカリ性にし，加工槽・加工液タンクへと戻った電解液はほぼ中性に戻すことができると考えられる。電気分
解された電解液が混ざらないように，陽イオン交換膜を使用することを検討した。 図4に示すように，陽極のGr電極と陰極のGr電極の間に陽イオン交換膜を設置した。装置の電解液入口から2つに分けてNaCl電解液を導き，装置内で電気分解を行い，陽極側，陰極側から分けて，電解液を出す方式である。
単極性電源で加工する際の電極消耗の状況を調べるた
め，電気分解装置を利用して，単極性加工試験を行った。
図5に加工に使用した電極のSEM写真(倍率60倍)を示す。
それらの写真を見ると，電極の消耗がないことがわかる。
以上，単極性電源で加工際には電極が消耗しないことを確
認した。
4.

利用報告書

図4 陽イオン交換膜を利用した電気分解装置の概略

図5 単極性電源で使用した電極の拡大写真
謝辞
本研究は，総合科学技術・イノベーション会議のSIP（戦略的イノベーション創造プログラム）「革新的設計生産技術」（管理法人, NEDO）および，文部科学省地域イノベー
ション・エコシステム形成プログラムによって実施されました。ここに記して深く感謝いたします。
参考文献
1.

まとめ

2.

電解加工により超硬合金を品質劣化なく高精度に加工する方法の研究を行った。その結果，Feイオンを利用した
安価な品質劣化防止方法を示すことができ，また，単極性電流により電極無消耗加工ができることを示した。

3.

29

前田祐雄，齋藤長男，葉石雄一郎, 電解加工の加工原
理と加工性能, 三菱電機技報, Vol.41, No.10 (1967)
Sakai, Y., Goto, A., Nakamura, K., Sato, S. , Corrosion
Problem and Prevention Technology in Wire Electrical
Discharge Machining, International Journal of Electrical
Machining (IJEM), No.11, (2006) 35-38
A. Goto, A. Nakata, N. Saito , Study on Electrochemical
Machining of Sintered Carbide, Procedia CIRP 42 ( 2016 )402 – 406

平成２９年度

先端機器分析センター

利用報告書

環境調和型超音波照射法による BDF の合成
BDF Synthesis based on Environment-friendly Ultrasound Irradiation Method
郭銘騏

Kuo,Ming-Chi
ら, 673 K で 2 時間焼成した。調製された触媒は走査型電1. はじめに
近年,地球温暖化やエネルギーの問題が山積しており,地子顕微鏡（SEM）を用いて各ゼオライトの表面観察および

球温暖化対策をめぐる技術開発が一層加速する中で,再生水酸化ナトリウム水溶液を吸着させた際の Na 原子増加率

可能なエネルギーに関する研究の重要性が高まり,ディー（図 2）を確認する。 最後に,粉末 X 線回折分析装置

ゼルエンジンやジェットエンジン用燃料の代替燃料とし（XRD）を用いてゼオライトの結晶骨格構造変化（図 3）てバイオディーゼル燃料(1)（Bio-Diesel Fuel, BDF）が注目が判明する。
結果はゼオライト表面に凹凸の構造（微細孔）があるこ

されている。

とが分かり,反応を促進できることを推測する。

本研究は,これまでの研究成果をもとに,液体のアルカリ性触媒の代わりに,水洗を必要としない固体触媒である塩
基性ゼオライトを用いる超音波 (2)BDF 合成法の提案と検証を目的とするものである。
研究では,まず,様々なゼオライトを用いて塩基性を向上させる調製及び活性の比較を検証する。 続いて調製されたゼオライトを用いて回分式 BDF 合成を試みる。 次に,
ゼオライトを長期使用による触媒の被毒を調査する。最後

図2

A59mol 表面観察に,SolidWorks を使って,量産化を目指す循環型超音波反応
8000

装置内の流れ解析を行い,流路の最適化を図って,循環型ゼ測定データ:A-5 0mol_2θ_θ
計算データ:A-5 0mol_2θ_θ
誤差
残差データ

6000

強度 (cps)

オライト触媒超音波 BDF 合成システムの設計・試作する。
2。 BDF 合成原理
超音波 BDF 合成における化学反応式を図 1 に示す。こ

4000

2000

の式は,植物油とメタノール・触媒に超音波を照射するこ

01000

強度 (cps)とで,BDF とグリセリンを生成する。

0
-1000
20

40

60

80

2θ (deg)

図3

図1

A5 結晶骨格構造

BDF の化学反応式

3． ゼオライト触媒の設計・調製・触媒特性調査
ゼオライトとはアルミナケイ酸塩のなかで結晶構造中に比較的大きな空隙を持つものの総称である。構成元素
は,Al, Si, O, カチオン（陽イオン）で, SiO4 と AlO4 四面体構造を基本としている。ゼオライトは特異な特性を有する

図 4 各ゼオライト Na 原子の割合の変化

ことから多くの産業分野で使用されている。近年ではさま

図 4 を示すにように,調製の時に使われた水酸化ナトリウ

ざまな性質を持つ沸石が人工的に合成されており。工業的

ムの濃度が大きいほど調製後のナトリウム増加量が多い。

にも重要な物質となっている。

とくに,A5 の場合は,Na 原子の割合は一番多い。

調製の目的は,ゼオライトの微細孔内のナトリウム量を増やすことである。そのため,調製では,各種ゼオライト

4. ゼオライト触媒を用いる超音波 BDF の合成実験（A3, A4, A5,F9 ）3g に 3・6 と 9mol の水酸化ナトリウ

BDF 合成システム実験装置を図 5 に示す。合成条件とム水溶液 65 ml をそれぞれ添加し,24 時間撹拌させてか方法として,まず,メタノール 1ml と植物油 5ml を取り,3mol

30

平成２９年度

先端機器分析センター利用報告書

6. 循環型ゼオライト触媒超音波 BDF 合成システムの設・6mol・9mol の固体触媒（A3,A4,A5,F9）1g を加えてから同じ分量で三つの試験管に入れる。次に,試験管を超音波計・試作量産化の実現を目的に, SolidWorks による循環型 BDF 合反応装置に設置し, 28kHz の超音波で照射した。
GCMS により検出した BDF の合成結果を図 6 に示す。

成システムを構築した。続いて Flow simulation による流れ

6 mol の水酸化ナトリウム水溶液で合成された A5 によるの解析を行い，合成の高効率化を図るための触媒および流BDF の合成は最大約 63％の生成率に達した。

路の配置方法の最適化を検討することにした。
主な解析条件を表 1 に示す。
表 1 解析条件
直径

U 字型管
内部体積

流量

Re

触媒空
隙率

20
mm

75 ml

5×10-5m3/s

2326

0.7

なお,反応装置温度を 20℃,40℃および 60℃とし,層流設定で解析を行った.

図 5 実験装置の概略図

図 6 ゼオライトの反応分層

a.温度 20℃
図8ｂ.温度 60℃

温度変化における管内流速分布5. 長期使用による触媒被毒・活性の調査
触媒を長期間に使うと, 触媒性能の低下を含む触媒被図 8 に温度における管内流速分布変化を示す,温度の低毒の現象が起こる。原因には，毒物質（不純物，副生

い方は管内の流速が遅い。一方,温度の高い方は管内の流物）による被毒，活性成分析出，担体の変質・飛散，機速が速くて,合成反応に適すると考えられる。これは,温度

械的・熱的破壊などがあると思われる。

が高くにつれ,粘度が下がったからである。超音波を用い本研究では, 長期間に使った後ゼオライトに対して，る BDF 合成では,音響エネルギーの影響によって,反応時

SEM や XRD による表面分析を行うとともに，その塩基間がながくなると,反応物の温度が高くなり,試験管を流れ強度を調査し，BDF 再合成の実験を行った。

る反応物の流速が速くなることが予測される。
7. 結論
1）

固体触媒をとしたゼオライトを調製した結果, 塩基性が向上した。

2）

調製したゼオライト A5 を用いる回分式 BDF 合成
では, 生成率が 63％に達したことが確認できた。

3）

周波数 28kHz 超音波を用いて回分式 BDF 合成した
場合，生成率は最も高くなった。

図7

BDF 生成率

4）

ゼオライトを使えば使うほど, 触媒としての性能が低下した。

図 7 に示すように，BDF 生成率は BDF 合成回数ごとに減少することが分かった。また，4 回目<3 回目<2 回目

8. 文献<1 回目の順で BDF 生成率が低下することを確認した。

1）

これは，調製でゼオライトに含まれた水酸化ナトリウム坂志朗,バイオディーゼルのすべて,アイピーシー株
式会社(2006)の成分が減少し，ゼオライトの塩基強度が下がったと考
えられる。

2）

31

高木堅志郎,超音波便覧,丸善株式会社(1999)

平成２９年度

先端機器分析センター

利用報告書

パルス放電を利用した Zn2SiO4, Mn2+蛍光体薄膜の研究
Preparation of Zn2SiO4, Mn2+ films by electrical discharge pulse method
服部 誠
Makoto HATTORI
1．はじめに

表 1 に示す。低抵抗の電極試料(電極試料 1)および高抵抗

蛍光体の薄膜化には rf スパッタリングやスピンコーテの電極試料(電極試料 2)を用いて作製した試料をそれぞれ

ィングなどが用いられる。これらの方法では, 蛍光させる

薄膜試料 1 および 2 とする。作製した薄膜試料は, SEM,

ためには成膜後にアニールする必要があり, 基板には石EPMA および XRD によって評価した。また, 254nm で励

英ガラスなどの高温に耐え得る材料を用いることになる。

起した発光の様子を観察した。

そこで, 後藤研究室によるパルス放電による材料移送
表 1 成膜条件の研究を用いて石英ガラスを基板として使用しない蛍光体薄膜の作製を試みた。図 1 にパルス放電による絶縁材料

POL

移送の概念図を示す 1, 2)。また, 成膜に使用した放電表面(極性)処理装置 (三菱電機, MS8) の概略図を図 2 に示す。油中で電極と基板間に放電を発生させることにより, 加工油

Cathode

IP

GAIN

ON

OFF

(電流)

(電圧)

(パルス幅)(休止時間)

[A]

[V]

[μs]

[μs]

10

80

256

4096

の気化爆発が起こる。その際に発生したエネルギーにより電極材料を基板側に移送させることで皮膜を形成する。

3. 実験結果及び考察

本研究の目的は, 後藤研究室によるパルス放電による

3.1

Zn2SiO4, Mn2+蛍光体試料の評価

材料移送の研究を用いて蛍光体薄膜の作製を試み , パル

2.1 で作製した蛍光体試料の発光スペクトルを図 3 に示ス放電による蛍光体の薄膜化技術の確立を目指すことです。ピーク波長は 524nm, 半値幅は 40nm であった。また,ある。

XRD 測定結果を図 4 に示す。Zn2SiO4 の回折ピークが確認された。

図 1 パルス放電法の概念図

図 2 放電加工機の概略図
図 3 発光スペクトル

図 4 XRD 測定結果

2. 実験方法
2.1 Zn2SiO4, Mn2+蛍光体の作製

3.2電極の表面抵抗値の測定結果

発光中心の Mn が 2at%となるよう, Na2SiO3·9H2O, ZnCl2,電極試料 1 および 2 はそれぞれ, 9.02×10-3Ω･cm およびMnCl2·4H2O をそれぞれ 47.3g, 32.9g, 0.54g 用意し純水に

6.62×101Ω･cm となった。電極試料 2 は, 電極試料 1 より溶かし水溶液にした。その後, 700rpm で撹拌している純水

抵抗値が 104 倍大きくなっている。これは, メノウ乳鉢にに等速で加えた。生成した沈殿物を濾別, 乾燥, 粉砕をしよる混合のため, 電極材料の混合状態がより不均一になた後, 950℃でアニールを行った。作製した試料は PL おより, 抵抗率が増加してしまったと考えられる。

び XRD によって評価した。
3.3
2.2 電極の作製及び評価

SEM による薄膜表面の観察

薄膜試料 1 および 2 の SEM 画像をそれぞれ図 5(a)およZn2SiO4 蛍光体をメノウ乳鉢で粉末状にした。その後, Zn

び(b)に示す。薄膜試料 1 では, ステンレス基板表面を溶融粉末と Zn2SiO4 蛍光体粉末を重量比 6, 4 になるようにメノさせて埋め込む形となっており, 放電エネルギーによりウ乳鉢で混合した。そして, 混合した粉末を直径 15mm の溶融され, 表面が滑らかになっている。一方, 薄膜試料 2円筒状の金型に入れ 450MPa でプレスし, コイン状に成型

では, 粒状の電極材料が堆積している。これは混合が不足した。成型後, 四探針法にて表面抵抗値を測定した。

しており Zn 粉末の分布が不均一であったため放電の際に電極表面で局所的に電圧の差異が生じ, 電極が大きく消2.3

薄膜の作製及び評価

耗する箇所が発生することにより突起部が形成され, そ

2.2 で作製した電極を用いて成膜を行った。成膜条件をの突起部で放電が発生したため粒状で堆積したと考えら

32

平成２９年度

先端機器分析センター
3.6

れる。
(a)

利用報告書

発光面の観察薄膜試料 1 および 2 に 254nm の紫外線を照射し, 発光(b)

させた様子を図 9 に示す。薄膜試料 1 は, 発光している箇所が点在しており均一に蛍光体材料を堆積できておらず,
ステンレス基板が露出してしまっていることがわかる。一方, 薄膜試料 2 は表面の凹凸により影が生じ, 紫外線が照射されていない部分が発生しているため発光していない

図 5 作製した薄膜の SEM 画像箇所があるが蛍光体層は全体的に発光が確認できた。

(a)薄膜試料 1, (b)薄膜試料 2

(a)

3.4

(b)

EPMA による薄膜表面のマッピング

薄膜試料 1 および薄膜試料 2 の Si と Fe のマッピング図をそれぞれ図 6, 7 に示す。薄膜試料 1 では, Si は局所的に分布していることがわかった。また, Fe の分布が確認され
図 9 作製した薄膜の紫外線励起発光の様子たことから, 表面にステンレス基板が剥き出しになって(a)薄膜試料 1, (b)薄膜試料 2

しまっていることがわかった。
一方, 薄膜試料 2 では, Si はまばらに分布しているように見えるが, EPMA の特性上, 奥まっている部分は測定す

3.7

膜厚の測定

ることが困難なためである。また, Fe の存在は一部を除い薄膜試料 2 を切断し, その断面を SEM および EDS を用て確認されなかったため, Zn2SiO4 蛍光体を堆積させるこ

いて膜厚の測定を行った。その結果を図 10 に示す。中央とができたと推測される。

部は 69μm, 最も厚い箇所で 270μm となった。

Si

(a)

Fe

図 6 薄膜試料 1 の EPMA によるマッピング図(b)

図 10 膜厚の測定(a)中央部, (b)最も厚い箇所

SiFe

4. まとめパルス放電法によって製作された薄膜試料は緑色発光が確認できた。また, 蛍光体層には結晶性が確かめられた。
そして, 表面抵抗値が 6.62×101Ω･cm である電極を用いて製膜した薄膜試料 2 において蛍光体層が得られた。
しかし,

図 7 薄膜試料 2 の EPMA によるマッピング図作製した蛍光体層の厚さは均等ではなく中央部で 69μm,
3.5

最も厚い箇所で 270μm と薄膜の実現には至っていない。

XRD による XRD パターン測定結果

XRD による薄膜試料 1 の XRD 回折パターンの測定結

今後, 最も適したパルス幅や電極抵抗値の選定, 加工面の果を図 8 に示す。Zn2SiO4 の回折ピークが見られたため, 基均一化が成されれば, このパルス放電法は有用であると板上に Zn2SiO4 蛍光体が形成されていることが確認された。

思われる。
文献
1)

A. Goto, T. Magara, T. Moro, H. Miyake, N. Saito and
N. Mohri, ISEM 12, (1998) p.271-278

2)

M. Hattori, Y. Suzuki, A. Goto, and M. Dohi, Phys.
Status Solidi C 14, No.6 1600179 (2017).

3)

谷田部純, 山田静夫, 伊香輪恒男, 影幽俊文, The
Chemical Society of Japan, (5), p.565-569, (1992).

図 8 薄膜試料 1 の XRD 回折パターン

33

平成２９年度 先端機器分析センター 利用報告書

次亜塩素酸ナトリウム五水和物を活用した炭素-炭素結合切断反応の開発
Carbon-Carbon Bond Cleavage Using Sodium Hypochlorite Pentahydrate
大杉 梨栄
Rie OSUGI
１．はじめにつの置換基がアンチペリプラナーの形に固定化されているため, 軌道が重なることで Grob 型の開裂反応が迅速に炭素-炭素結合は, 有機化合物において強固で安定な結進行する。しかし, cis 体は trans 体のようなアンチペリプ

合であり, これを切断して他の置換基へ変換することは,

ラナーの形をとることが出来ないため, 反応の進行が遅重要な反応の一つである。当研究室では, 酸化的な炭素-炭くなる。しかし, そこに PhI を加えると, 反応系内で超原素結合切断反応の研究

１-2）

子価ヨウ素が生成し, 5 員環遷移状態を経て開裂反応を起を行ってきた。今回は, 新たな酸化剤として, 次亜塩素酸ナトリウム五水和物（NaOCl・こす。これにより, 反応時間が短縮されて収率も向上した。

5H2O, SHC5）に着目した。近年, 我々はこの試薬を用いた（図 1）

多くの酸化反応を開発している 3-4）。この SHC5 を, 炭素OH

炭素結合切断反応の試薬として用い, 研究を行った。

Cl

O

O

NaOCl

fast

OH

２．ヨードベンゼン触媒を用いたグリコール開裂反応

H
OH
HO

グリコール開裂とは, 1,2-ジオール体を酸化的に開裂さ

O

O
O

NaOCl

Cl

O
slow

O
H

せてアルデヒドやケトンを得る反応であり, 有機合成化
学上極めて有用な反応 5）である。しかし従来法は, 基質特OH

異的な反応 6）や, 毒性の強い試薬を化学量論量以上用いる

HO

O

PhI
↓NaOCl

Ph

PhIXn

O

(X)n
I O

O
fast

反応 7）であった。
O

当研究室では, これらの問題点を解決する新たな方法として SHC5 とヨードベンゼン（PhI）触媒を用いたグリ

図 1 反応機構の考察

コール開裂反応を見出していた 8）。立体が固定化された二反応系で生成する超原子価ヨウ素は, ジクロロヨード

環性グリコールを基質とした場合, 従来法では trans 体 よベンゼン（PhICl2）とヨードキシベンゼン（PhIO2）である

りも cis 体の方が短時間で収率良く目的物が得られるのに可能性が見出されていた。そこで, これらをそれぞれグリ

対し, SHC5 を用いた場合, cis 体よりも trans 体の方が極めコール体と 1 時間反応させると, いずれも開裂体が得られて短時間で反応が進行し, 高収率で開裂体が得られるとた。このことから, 反応系で生成した PhICl2 と PhIO2 が反いう全く逆の反応性がみられた。また, cis 体の場合でも,応活性種として働いていると考えられる。つまり, 今回のPhI を触媒として加えると効率良く反応が進行し, 高収率

反応では, 反応系内で発生した超原子価ヨウ素が開裂反で目的物が得られた。今回は, この反応条件の更なる検討

応の活性種として働くルートと, 次亜塩素酸ナトリウムを行い, この反応の詳細な特徴を掴むことにした。

が単独で開裂反応を起こすルートの 2 つの反応経路で進SHC5 と 13% 次 亜 塩 素 酸 ナ ト リ ウ ム 水 溶 液

行していると考えられる。（図 2）（ 13%aq.NaOCl ） に よ る 開 裂 の 進 行 度 を 比 較 す る と ,Path B

13%aq.NaOCl では反応がほとんど進行しなかった。これら
二つの試薬の大きな違いは pH である。13%aq.NaOCl は

NaClHypervalent
Iodines

pH13 を示すが, 水に溶かした SHC5 は pH10 を示す。

Path A
HO
R'

OH
R'
R

R

NaOCl

NaOCl は, 酸性から中性では次亜塩素酸（HOCl）, 塩基性では次亜塩素酸イオン（-OCl）が多く存在し, どちらも Cl+等価体として働く。SHC5 を用いる条件では,

O
NaOCl

より Cl+を出

PhI

2
R

NaCl
R'

しやすい HOCl が含まれるため, SHC5 によるグリコール

図 2 グリコール開裂反応の 2 つのルート開裂では, Cl+が反応の進行を促進させるのではないかと立体が完全に固定化された環状化合物であるコレステ
ロールから合成した trans のグリコール体を基質として用考えられる。
本反応の機構は, まず, SHC5 由来の Cl+が酸素に付加すいると, 従来法ではほとんど反応が進行しなかったが,ることから反応が進行すると考えられる。trans 体では, 二

SHC5 を用いたときは, 短時間で収率良く開裂体が得られ34

平成２９年度 先端機器分析センター 利用報告書た。つまり, SHC5 での開裂反応は, 従来法では反応しない

既に報告されている 10 ）。この方法により, フリル基は,基質を開裂させることができる画期的な方法であると言様々な合成においてカルボン酸前駆体として頻繁に使用える。環状化合物だけでなく, 鎖状化合物でも同様に短時されている。今回は, より安価な酸化剤である SHC5 を共間高収率で開裂反応が進行した。また, 反応時間が長くな酸化剤として用いても, 同様の反応ができるのではないってしまう基質も, PhI を加える, もしくは SHC5 の当量をかと考え, 検討を行った。
従来法の酸化剤を SHC5 に変更して検討したところ, 対

増やすことで, 反応効率の向上がみられた。

応するカルボン酸が短時間で収率 82%で得られた。SHC5
３．α-ヒドロキシケトンおよびジケトンの開裂反応の量を減らしていくと, 比例して収率も低下してしまっ
たが, この時の副生成物が中間体である可能性が考え, 長当研究室では, バナジウム（V）触媒を用いた酸素酸化

時間反応させたところ, 目的物の収率は向上した。

による環状の α-ヒドロキシケトンや 1,2-ジケトン体の開裂反応について報告している 1）。しかし,しかしこの条件では, 同じ芳香族化合物であるベンゼ

鎖状基質においン環も反応してしまった。今後の様々な基質への応用を考て同様の条件下で反応させた場合, 長時間反応させなくえると, フラン環のみが選択的に反応する条件が望ましては開裂しないという問題点があった。そこで昨年当研究い。そこで, 水と混ざらずに二層系になる有機溶媒を用い室では, SHC5 による開裂反応を見出した。今回は, この反れば, 四酸化ルテニウムのみと選択的に反応してくれる

応条件の詳細な検討を行った。

のではないかと考え, 検討を行った。酢酸エチルを用いた

長鎖アルキル基をもつ鎖状基質を用いて, V 触媒での反場合, 最も収率良くカルボン酸が得られ, ベンゼン環では

応と比較すると, V 触媒での酸素酸化では開裂するのに何反応が全く進行しなかった。つまり, 酢酸エチルと水との日かかってしまうのに対し, SHC5 を用いた場合は短時間

二層系溶媒ではフラン環のみを選択的に変換することがで収率良く開裂体を得ることができた。

出来ると考えられる。（図 4）

また, 13%aq.NaOCl と SHC5 との反応性の比較を行うと,NaOCl 5H2O (10 eq.)
RuCl3 nH2O (5 mol%)

開裂反応には pH が影響していることが分かった。α-ヒド

EtOAc / H2O

O

ロキシケトンは pH10 程度の方が効率良く反応が進行し,

R
O

NaOCl 5H2O (4 eq.)
CH3CN / H2O
r.t. pH=10

図3

O

O

NaOCl 5H2O (3 eq.)

2
R

78%

図 4 フラン環のカルボン酸への変換反応いことが判明した。（図 3）RHO

0 oC 0.2 h

ジケトンは pH13 程度の強塩基性の方が反応が進行しやす
OH

O

OH

CH3CN / H2O
r.t. pH=13

R

R

参考文献

O

1)

SHC5 による開裂反応

M. Kirihara; S. Takizawa; T. Momose, J. Chem.
Soc., Perkin Transactions 1, 1998, 7.

この結果から, 反応機構を考察した。α-ヒドロキシケト
2)ンの場合, カルボニルの炭素に塩素が付加して開裂反応

M. Kirihara, et al., Tetrahedron Letters, 2010, 51,3619.

が進行し, アルデヒド体とアシリウムイオンが生成する。
3)アシリウムイオンには水が付加し, カルボン酸が得られ

Y. Kimura; M. Kirihara; Y. Sugiyama, 科学と工業, 2017, 91, 57.

る。また, アルコールの酸素に塩素が付加して, 一度ジケ
4)トンになってから開裂反応が進行する機構も考えられる。

M. Kirihara, et al, Org. Process Res. Dev., 2017, 21,1925.

ジケトンの場合, 強塩基状態の方が速く進行することか
5)ら, 反応系内の水酸化物イオンの濃度が高いと反応効率

A. C. Schmidt; C. W. Stark, Synthesis, 2014, 46,3283.

が上がるのではないかと考えられる。このことから考察さ6)れる反応機構は, 水酸化物イオンがカルボニルの炭素に

L. Malaprade, Bull. Soc. Chim. France, 1928, 43,683.

攻撃し, もう一方のカルボニルの酸素に塩素が付加すると, 酸素のアニオンからの押し込みにより開裂反応が進

7)

R. Criegee, Ber., 1931, 64, 260.

行するという機構である。また, 類似の強塩基性状態での

8)

松島 諒二 静岡理工科大学大学院 理工学研
究科 材料科学専攻 2015 年度修士論文.

開裂反応機構 9）を参考にすると, -OCl がカルボニルの炭素S. Kang, et al., Tetrahedron Letters, 2011, 52, 502.

に付加し, 挿入的[1,2]転移が起きて酸無水物が得られ, こ

9)こに水酸化物イオンが攻撃して開裂反応が進行する機構

１０）も考えられる。
４．フラン環のカルボン酸への変換反応
フラン環を三塩化ルテニウム（RuCl3）と過ヨウ素酸ナトリウム（NaIO4）によってカルボン酸に変換する反応が

35

B. Plietker, Synthesis, 2005, 2453.

平成２９年度 先端機器分析センター 利用報告書

シクロプロピルメタノール類ならびにシクロプロピルカルバルデヒド類の環開裂フッ素化反応およびその関連反応
Fluorinative Ring-Cleavage of Cyclopropylmethanols and Cyclopropanecarbaldehydes and related reaction
吉川 葉
You KIKKAWA
１．はじめに

R1

DAST

フッ素は全元素の中で最も電気陰性度が高く, 水素に次いで原子半径が小さい。また, 炭素と非常に強固な結合

R1

CH2Cl2OH-78 oC to r.t.
R2をつくる。このような特徴から, 生理活性物質にフッ素原子を導入することで, 生理活性が向上することが知られている。しかし, 有機フッ素化合物は合成でしか得ること

R2 +F
R1 R ca2
一級( R1 = R2 = H )a ... 44 %二級( R1 = H , R2 = Me ) a ... 48 %三級( R1 = R2 = Me
a ... 45 % , c ... 12 %F

図 2 アルコール等級での検討ができないため, フッ素原子の効率的な導入方法の開発が求められている。

2-2 シクロプロパン環上置換基の検討

２．シクロプロピルメタノールの環開裂フッ素化反応た。シクロプロパン環上に置換基および 1 位にメチル基

次にシクロプロパン環上の置換基に注目し検討を行っ
当研究室の村松は, シクロプロパン環を有する含フッが置換した場合, 環開裂フッ素化反応は一切進行せず, 置

素生物活性物質誘導体合成研究の過程で, 含フッ素化合

換反応によるフッ素化体のみが得られた。

物合成のためシクロプロピルメタノールに対して , ジエR

チルアミノ硫黄トリフルオリド(DAST)1)を反応させたと

RDAST
CH2Cl2OHころ, 予想に反してシクロプロパン環が開裂し, フッ素原OHo

R = H 32 %R = Me 20 %-78 C to r.t.

子の導入されたホモアリルフロライドのみが生成するこ

図 3 無置換の場合での検討とを報告している 2)。

そこで, シクロプロパン環の 2 位置換基にアルキル基

DAST 1.1 eq.
OH

CH2Cl2 , -78 oC to r.t.

を置換させ検討を行ったところ, 開裂体とフッ素化体, そF

1 h 14 min

して転位反応によるシクロブタン体の混合物が得られFた。これは, 置換基の電子供与性が低くなったため, 環開44 %裂が起こりにくくなったと考えている。

図 1 シクロプロピルメタノールと DAST の反応

OH

シクロプロピルメタノールの環開裂フッ素化反応の他

DAST 1.1 eq.
CH2Cl2o-78 C to r.t.

の報告例は, 清水, 吉岡らによるフッ化水素を用いた反応のみであるが 3), この反応はフッ化水素を用いるためガラ+ス器具が使用できない。今回, ガラス器具使用可能試薬

F

+

F

F

図 4 アルキル基での検討である DAST を用いて, 環開裂フッ素化反応の詳細を明らかにするため, 検討をおこなった。

以上の結果から, 環開裂フッ素化反応には, シクロプロ
パン環の 2 位置換基に強力な電子供与基が必要だと考え

2-1 アルコール等級の検討た。

まず, アルコール等級が反応に影響を与えるのか検討を行った。いずれの場合も環開裂フッ素化反応が進行し2-3 ベンゼン環上の置換基効果たことから, アルコールの等級は反応に影響を与えない

電子効果の影響を検討するために, ベンゼン環の p 位ことが判明した。

に置換基が結合した化合物を合成し, 検討を行った。強力な電子供与基であるメトキシ基や, 電子供与性と電子求引性を併せ持つブロモ基では環開裂体のみが得られた。一方, 強力な電子求引基であるニトロ基が置換した場合, 環開裂体とフッ素化体の両方が得られた。

36

平成２９年度 先端機器分析センター 利用報告書
R

メチル体の生成は痕跡量程度であった。一方, 強力な電R

R

DAST 1.1 eq.
CH2Cl2子求引基である p-ニトロフェニル基では, 環開裂せずに+-78 oC to r.t.

フッ素化された化合物が優先し, 反応性は逆転した。

FF
R = H , OMe , Br A : B = 100 : 0 ( F NMR比)

OH

19

R

R

19

R = NO2 A : B = 88 : 12 ( F NMR比)RDAST 2 eq.
CH2Cl2

図 5 ベンゼン環 p 位での検討

H

O

F

-78oC to r.t.

+FA

以上の結果から, 環開裂フッ素化反応にはシクロプロ

B

F

F

R = OMe A : B = > 99 : < 1 (19F NMR比)

パン環の 2 位置換基に強力な電子供与基が必要であるこ

R = NO2とが判明した。

A : B = 8 : 92 (19F NMR比)図 8 シクロプロパン環上での検討

2-4 反応機構（アルコール体）

以上の結果から, シクロプロピルメタノール類と同様反応機構解明のために, シクロプロピルメタノールをに環開裂フッ素化反応には, シクロプロパン環の 2 位置

Furan 溶媒中で DAST と反応させたところ, ベンジル位に換基に強力な電子求引基が必要であることが判明した。

Furan が導入された化合物が得られたことから, カルボカ
チオン経由であると判明した。詳細な機構は, まず水酸

3-3 反応機構(アルデヒド体)

基の酸素上のローンペアが DAST の硫黄を攻撃することこちらも反応機構解明のために, Furan 溶媒で DAST とで, 水酸基の脱離性を高めた中間体を形成する。環上置反応させたところ, ベンジル位に Furan が導入された化合換基の強い電子供与性により環開裂が促進され, 水酸基物が得られたことから, カルボカチオン経由であることの脱離と同時にカルボカチオンを生成する。その後, カが判明した。詳細な機構は, 水酸基の酸素のローンペア

ルボカチオンにフッ化物イオンが攻撃し, 目的の化合物

が DAST の硫黄を攻撃し, 脱離能の高い中間体を形成すが得られる。

る。この時, 酸素原子が電子不足になるが, DAST から脱

R

F
N S F
F

R

F

離したフッ化物イオンがカルボニル炭素に攻撃を行い,N

電子不足を解消する。シクロプロパン環の開裂と水酸基

S
F

O

OH

の脱離が同時に起こることで, ベンジル位にカルボカチ

Rオンが生成し, カルボカチオンにフッ化物イオンが攻撃

Rすること目的の化合物が得られる。

F

F

F
N S

図 6 反応機構（アルコール類）

R

F

R

F

F
H
O

F

F
S

H

F

O

３．シクロプロピルカルバルデヒドの環開裂フッ素化反応

F

H

次にシクロプロピルカルバルデヒド体やシクロプロピ

H
F

R

F
F

F

ルケトン体に対して DAST を反応させた場合に環開裂フ

図 9 反応機構（アルデヒド体）

ッ素化反応が進行するか興味を持ち検討を行った。フェ
ニル基を有するアルデヒドに対して反応を行ったところ,

４．まとめ

環開裂フッ素化が進行し, 離れた 2 カ所にフッ素原子がシクロプロピルメタノール類およびシクロプロピルカ

導入された化合物が得られた。一方, フェニル基を有す

ルバルデヒド類でも, 環開裂が進行するためにはシクロるケトンでは反応は一切進行しなかった。

プロパン環の 2 位置換基に強力な電子求引基である必要があることが判明した。

DAST 2 eq.
CH2Cl2-78 oC to rt

H

S

N

R

ピルケトンでの検討

OO

N

3-1 シクロプロピルカルバルデヒド体およびシクロプロ

H

R

F

F

+

a F

b

F

F

文献

a : b = 96 : 4 (NMR比)図 7 アルデヒド体およびケトン体での検討

1)

Middleton, W. J. J. Org. Chem. 1975, 40, 574.

2)

村松由香利
研究科

3-2 シクロプロパン環上の置換基効果
3)

置換基効果を調べるために, シクロプロパン環上の置

静岡理工科大学大学院

材料科学専攻2017 年度

シフェニル基では環開裂フッ素化が進行し, ジフルオロ

37

修士論文

Kanemoto, S.; Shimizu, M.; Yoshioka, H., Bull.
Chem. Soc. Jpn., 1989, 62, 2024

換基の検討を行った。強力な電子供与基である p-メトキ

理工学平成２９年度

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3. 機器利用状況
１． 学内利用状況
平成２９年度に機器利用した研究室数, １７ 研究室（平成２８年度 １９研究室）
平成２７年度から, 学内利用料金を一部変更した。
2500
(a)

XRD

(b)

2000

SEM

ﾌﾟﾚｰﾄﾘｰﾀﾞ
NMR

1500

VSM

1000

放射線計測
500

PCR
0

UV

H6 7 8 9 1011121314151617181920212223242526272829

図１(a) 学内利用件数の推移

EPMA

その他
DNA
MiniFlex
SPM
FTIR
TGDTA
PL
GCMS

(b) 機器別利用状況

２． 学外利用状況
平成２９年度に機器利用した事業所数, ３６ 事業所（平成２８年度 ３２事業所）
平成２７年度から, 学外利用料金を一部変更した。
350

NMR

(b)

(a)
300

SEM

250
200

150

その他

100
GCMS

50
0
H6 7 8 9 1011121314151617181920212223242526272829

図２(a) 学外利用件数の推移

DSC
EPMA
ICP
FTIR
XRDTG-DTA(b) 機器別利用状況

38平成２９年度

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4. 装置紹介
１． 紫外可視分光光度計(UV-Vis)【機種】日本分光(株)V-650 （図１）【原理】UV-Vis は, 紫外可視領域における試料の光吸収を測定する装置である。測定では, 重水素ランプもしくはハロゲンランプから測定に用いる波長の光を回折格子によって単色光に分光し, 試料に入射させ,試料を透過した光の強度を検出する。本装置は, 溶液測定で用いられる標準ユニットの他に, 一滴測定, 反

図１ V-650 外観。

射測定や温度可変できるペルチェセルホルダを付属している。
【測定例】図２に, 有機薄膜太陽電池材料である光伝
導 性 ポ リ マ ー Poly(3-hexylthiophene-2,5-diyl)(P3HT) 薄
膜の吸収スペクトルを示す。600nm 付近に, -スタッ
ク構造を指示する吸収スペクトルが観測されたことから, P3HT 薄膜は配向積層構造を形成することがわかる。

Absorbance

0.6
0.4

0.2
0.0

400 500 600 700 800 900
Wavelength / nm

図２ P3HT 薄膜の吸収スペクトル

２． フォトルミネッセンス分光分析装置(PL)【機種】(株)ﾌｫﾄﾝﾃﾞｻﾞｲﾝ MPL-800-SRD （図３）【原理】PL は, 光照射時に試料から生じる発光を検出する装置である。励起光には, 波長 325nm の HeCd レーザーと波長 532nm の半導体レーザーを使用することができ, 種々の回折格子(1800, 600, 150
groves/mm)を測定条件に合わせて選択することができる。また, 試料の任意位置におけるラマン分光測定も

図３ MPL-800-SRD 外観。

可能である。本装置は, PL およびラマン分光測定に対して, マッピング測定を行うことができる。
【測定例】図４に, P3HT 薄膜における PL マッピングを示す。測定では, 波長 532nm 半導体レーザーを励起光に用いて, 650nm における蛍光強度を検出した。
石英基板と P3HT 薄膜の境界 1mm 四方をマッピング測定した。図４から, 石英基板と P3HT 薄膜の境界を確認することができる。

図４ P3HT 薄膜における PL マッピング

39平成２９年度

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5. 分析事例
1. ヘッドスペース分析システムによるインスタントコーヒーの臭気成分分析

キーワード

装置 HS-20, GCMS-QP2020



ヘッドスペース



食品分析



香気成分分析

はじめに
平成 28 年度末に新規導入したヘッドスペース分析システム付きガスクロマトグラフ質量分
析装置 HS-20, GCMS-QP2020 を用いて, コーヒーの香気成分を分析した事例を紹介する。
実験
インスタントコーヒー約 3g をヘッドスペース分析用バイアル瓶に入れ, キャップをクリンプ
し, 測定用試料とした。分析条件を以下に示す。
HS

GC

MS

・ループモード・カラム, DB-WAX

・イオン源, 200℃

・オーブン温度, 70℃(60m, 0.25μm, 0.25mm)

・ｲﾝﾀｰﾌｪｲｽ温度, 230℃

・保温時間, 20 min.

・スプリットレス・スキャンモード,・ﾄﾗｽﾌｧｰﾗｲﾝ温度, 150℃

・オーブン温度,

40 ~ 400 m/z

・ｻﾝﾌﾟﾙﾗｲﾝ温度 150℃

70℃(2min)→ 5℃/min→220℃(5min)

結果
図１にコーヒーのトータルイオンクロマトグラム, 表１に各ピークの香気成分を示す。酸味成分であるカルボン酸類の他に, 甘い香りの成分であるフルフラールやピリジン, ピラジン類が検出された。
Relative intensity / arb. units

20

10

5
15

4
10

5

1

10

図１

12

14

2

3

16

7 8

9

24

26

6

18
20
22
Retation time / min.

28

30

インスタントコーヒーのトータルイオンクロマトグラム

40

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表１ インスタントコーヒーの香気成分

ピーク No.

化合物名

ピーク No.

化合物名

1Pyridine

6

Furfural2

Pyrazine

7

Formic acid3

2-methyl-prazine

8

Propionic acid

4

Acetol9

Furfuryl alcohol

5

Acetic acid10

Butanoic acidまとめ
ヘッドスペース分析システムを用いて, 迅速かつ簡単に香気線分の定性分析を行えることを紹介した。本センターのヘッドスペース分析システムには, トラップモードで測定することも可能であり, 微量成分を感度よく観測することができる。また, NIST14 ライブラリの他に, 農薬,
香料ライブラリを備えており, 未知試料の同定に活用することができる。

2. 全自動水平型多目的 X 線回折装置を用いた X 線反射率法による金薄膜の膜厚測定

キーワード


膜厚測定



X 線反射率

X 線回折装置

装置 SmartLab, Rigaku

はじめに
全自動水平型多目的 X 線回折装置 SmartLab を用いて, イオンスパッタリング装置で作成した金薄膜の膜厚を測定した分析事例を紹介する。
実験
イオンスパッタリング装置(JFC-1100E, 日本電子, 図 1)を用いて, ガラス基板上に約 18 nm の金薄膜を形成した。イオンスパッタリングは, イオン電
流 10mA, コーティング時間 2.5 分の条件下で行った。上記の条件では, 金薄膜の換算膜厚は約 18 nmである[1]。X 線回折装置 SmartLab を用いて, X 線
反射率測定を行った。測定した X 線反射率の X 線
入射角度依存性に対して, 膜構造を仮定したシミュ
レーションを行うことで, 膜厚を評価した。

図 1 イオンスパッタリング装置
41

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結果
図１に金薄膜の反射率測定の結果を示す。金薄膜による X 線の干渉が観測された。薄膜総合解析ソフトウェア GlobalFit を用いたシミュレーションを行い, 膜厚 16.4 nm を求めた。求めた膜厚値は, コーティング時間における換算膜厚 18 nm [1]と同様となった。

Reflection intensity / arb. units

10
10
10

10
10
10
10

0

測定
シミュレーション

-1

-2

-3

-4

-5

-6

1.0

図１

2.0
2theta / degree

3.0

金薄膜の反射率測定結果

まとめ
全自動水平型多目的 X 線回折装置 SmartLab を用いた X 線反射率測定による金薄膜の膜厚評価を紹介した。全自動水平型多目的 X 線回折装置 SmartLab は, 集中法や X 線反射率測定だけでなく, 薄膜法・極点測定・残留応力測定等を行うことができる。また, ICDD ライブラリを備えており, 未知試料の定性分析に活用することができる。
参考文献[1] イオンスパッタリング装置 JFC-1100E 取扱説明書

42

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5. 機器分析講座
１． はじめに
平成４年度から先端機器分析センターでは, 学内の研究者や学生だけでなく地域の技術者を対象にした機器分析講座を開催しています。平成２２～２６年度の５年間, 文部科学省・私立大学戦略的研究基盤支援事業「省資源型の地域産業創成を目指した微量元素分析・マッピング技術の開発と応用」の採択を機に, １年に複数回の機器分析講座を行ってきました。また平成２６年度から静岡県工業技術研究所と共催で機器分析講座を行っており, 静岡県の試験研究機関と連携を深めています。本年度は, 以下に示す機器分析講座を開催しました。
①金属・金型加工における表面分析技術②高分子による生体関連ｾﾝｻｰの開発と IoT 社会への貢献

２． 第３５回機器分析講座「金属・金型加工における表面分析技術」

日時

会場【講義】平成 29 年 8 月 25 日（金） 午前 10 時～午後 4 時 10 分
【実習】平成 29 年 8 月 25 日（金） 午後 4 時 20 分～午後 5 時【講義】静岡理工科大学 建築学科棟 203 講義室【実習】静岡理工科大学 先端機器分析センター2 階, 工作センター
静岡大学 機械工学科 酒井 克彦 准教授

講師

静岡理工科大学 機械工学科 後藤 昭弘 教授
キーエンス株式会社 川崎 智之 氏
日本電子株式会社

参加者

中嶌 香織 氏

教職員 8 名／学生 16 名／学外参加者 20 名／合計 44 名

43

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講義

３． 第３６回機器分析講座「高分子による生体関連センサーの開発と IoT 社会への貢献」

日時

会場【講義】平成 30 年 3 月 2 日（金） 午前 10 時～午後 4 時 10 分
【実習】平成 30 年 3 月 2 日（金） 午後 4 時 20 分～午後 5 時【講義】静岡理工科大学 建築学科棟 203 講義室【実習】静岡理工科大学 先端機器分析センター
東京医科歯科大学 バイオエレクトロニクス分野 松元 亮 准教授
静岡理工科大学 物質科学生命科 小土橋 陽平 講師

講師

静岡理工科大学 電気電子工学科 本井 幸介 講師
株式会社島津製作所
大塚電子株式会社

参加者

大垣内 誠 氏田中 克治 氏

教職員 12 名／学生 15 名／学外参加者 8 名／合計 35 名
講義

44

編集後記

開学から２７年間、先端機器分析センター（旧機器センター）を担当させていただきました。この
間、機器や制度が整備され、学生教職員が自由に使える共同利用施設として順調に発展してまいりました。機器数２９台を擁し、年間 2000 件ほどの利用があり、しかもその１割以上が卒業生・外部企業の技術者という、この規模の大学の施設としてはどこにも無いような特徴を備えたものになりました。今後ともこの特徴を活かし、豊かな「研究力」を持つ学生の育成施設として、また地域の技術課
題に答えられるような施設として、発展することを期待します。ご利用いただきました学生教職員の皆様、地域企業の関係者の皆様、長い間ご指導いただきましてありがとうございました。今後とも先端機器分析センターをご利用・ご指導いただけます様、お願い申し上げます。
技術課 先端機器分析センター担当課長 早川一生

変化の１年
先端機器分析センターに着任してから, まもなく３年が過ぎようとしています。着任から３年目となる本年度は, 変化の１年でした。平成２８年度３月末に走査型電子顕微鏡およびガスクロマトグラフ質量分析計が更新されました。最新型の装置は, 旧装置と比較すると, 利便性および装置性能が著しく向上しており, 装置の変化に驚嘆しました。また, 本年度から科研費 若手研究 B に採択され, 研究支援
だけではなく, 自ら研究活動を行い始めました。一方, 私生活では, １２月末に第二子が誕生し, 生活が一変したように思えます。
来年度も, 先端機器分析センターの利便性や分析能力の向上・発展のために, 日々「変化」していきたいと思います。
技術課 先端機器分析センター担当 脇川祐介

静岡理工科大学・先端機器分析センター
http://www.sist.ac.jp/kiki
TEL: 0538-45-0175
FAX: 0538-45-0176〒437-8555 静岡県袋井市豊沢 2200-2