分野・ 専攻だより

有機・高分子化学
専攻

芳香族化合物の新しい形

有機・高分子化学専攻教授

忍久忍久保忍久久保保 洋

ベンゼンやナフタレンは芳香族化合物の代表例です。それらは、プ芳香族性の起源であると考えられてきました。本研究は、2 つの分子ラスチックや医薬品、液晶、有機 EL などの有用な物質として利用さの間の三次元的なπ電子の広がりによって芳香族性を実現したもの

れています（図 1）。芳香族化合物は 4n+2(n=0,1,2 ・・・) 個のπ電子をであり、化学の基本原理である芳香族性という概念を拡張するものもつ一方、4n 個のπ電子をもつ反芳香族化合物という化合物群も存です。また、反芳香族化合物が芳香族化合物よりも互いに接近しやす在します。これらは、不安定で分解しやすいため、その性質には未解いことも分かってきており、有機半導体への応用を進めていきます。

明な点が残されています。

した（図 2）[2]。これまで、1 つの分子の二次元的なπ電子の広がりが[1] T. Ito, Y. Hayashi, S. Shimizu, J.-Y. Shin, N. Kobayashi, and H. Shinokubo,Angew. Chem. Int. Ed. 2012, 51, 8542.
[2] R. Nozawa, J. Kim, J. Oh, A. Lamping, Y. Wang, S. Shimizu, I. Hisaki, T.
Kowalczyk, H. Fliegl, D. Kim, H. Shinokubo, Nat. Commun. 2019, 10, 3576.

図1

図2

私達は反芳香族化合物に関する研究を展開しています [1]。今回２つの反芳香族化合物を重ねると芳香族化合物となることを見出しま

身の回りの芳香族化合物

物質科学専攻分子の積層による新形式の芳香族化合物

物質科学専攻

教授

松永 克志

材料デザイン工学専攻

教授

小山 敏幸

新学術領域「機能コアの材料科学」設立

近年研究開発されている先進材料の特性の多くは、完全結晶とし心となり、理 論 計算、ナノての 性 質ではなく、物 質・材料中に含まれる点 欠陥や表面・界面計 測、材 料 創 製 に 長 け たなどの結晶欠陥の性質を強く反映したものであることが知られてい精 鋭 の 研 究 者 が 集 い、結ます。よって、結晶欠陥のもつ電子・原子レベル構造と物性を精緻晶欠陥の「機 能コア」としに解明すること、さらにその情報に基づいた材料開発が、物質科学ての 素 性 を 解 明 し、そ れにおける大きなブレークスルーをもたらします。そこで 我々は、科に 基づく新しい 物 質 科 学学研究費助成事業新学術領域研究「機能コアの材料科学」を設立し、 の 学 理 構 築 と、機 能 コア
新しい物質科学の奔流とすべく、今年度 7 月より研究を開始しましに 基づ いた 新 材 料 機 能 創た（研究期間：2019 年度〜2023 年度）。機能コアとは、優れた機能出および 萌 芽 的 材 料創 製を 発 現する結晶欠陥のコア領 域の量子場を意味します。名大 が中を目指します。

ホ ー ムページ：https://www.core.mp.pse.nagoya-u.ac.jp/

材料デザイン工学専攻「未来創造講演会」
ご存知でしょうか？

マテリアル工学科では、2018 年度より、「未来創造講演会」を６月にることから、今年度は、筆者（今年度のマテリアル工学科長）が、題目「名開催しています。材料工学系の同窓会「共晶会」および化学工学系の同古屋大学マテリアル工学科の将来ビジョン」にて、最近の学科の活動と窓会「健友会」と連携し、マテリアル工学科に関連する本学の歴代の卒将来展望についてお話しさせていただきました。入場無料でどなたでも業生の方々のご協力の下、工学の未来を創造するトピックスを発信するご参加でき、また結構、有意義な講演会ですので、是非とも「未来創造価値の高い講演会の定常開催を目指しています。この講演会は、基本講演会」、記憶の片隅にとどめていただければ有り難く存じます。

的に 2 件の講演から構成され、1件は、分野を固定せず、広く未来を開拓する活躍をされている方をお招きし最新の情報をご提供いただくもので、2019 年度は、「大学からイノベーションを興す！時価総額 5000 億円超のペプチドリーム社は如何にして成長したか」菅裕明氏 ( 東京大学大学院理学研究科教授・ペプチドリーム社創業者 ) にご講演いただきました（ちなみに、2018 年度のご講演は、「ヒトの認知を越え始めた AI 〜マイクロソフトのAI 最新テクノロジ〜」榊原彰氏（日本マイクロソフト㈱執行役員最高技術責任者 マイクロソフトディベロップメント（株）代表取締役社長）です）。またもう1件は、マテリアル工学科の関係者（同窓生も含む）の講演で、昨今、本学工学研究科が大きく改革期に入ってい未来創造講演会2019年6月15日（土）

PRESSe No.45 09|

ナノエレクトロニクス講座

電子顕微鏡を使って液晶に類似した磁気渦状態を観測

未来材料・システム研究所 未来エレクトロニクス集積研究センター
工学研究科 電子工学専攻 准教授

長尾 全寛

私たちの研究グループでは、電子顕微鏡を使って、磁気スキルミオン固体と液体の中間状態である液晶に類似した “磁気スキルミオン液晶”と呼ばれるスピンが渦状に配列した磁気構造（図1(a)）の特性を解明し、の観測に成功しました [1]（図 2）。今回観測した磁気スキルミオン液晶

スピントロニクス技術へ繋げる研究を行っています。磁気スキルミオン

は、従来の磁気スキルミオンとは特性が異なるため、新しい動作原理をは超低密度電流で駆動するため、省エネルギーのスピンデバイスの実持つ省エネルギーの次世代スピンデバイスの開発に繋がることが期待

現が期待される新しい磁気構造です。

されます。

これまで、磁気スキルミオンは、固体中の原子配列と類似した配置が報告されてきました（図1(b)）
。しかし、最近、私たちの研究グループは、

図1 (a) 磁気スキルミオンの磁気構造の模式図。矢印が電子スピンの向きを表している。(b)従来の磁気スキルミオンの配置。円盤ひとつひとつが磁気スキルミオンを表している（(a)を上から見たもの）。固体中の原子配列に類似して、三角格子（左上）、四角格子（右上）、アモルファス（下）の配置が報告されている。

航空宇宙工学専攻
フライト総合工学研究センター[1] T. Nagase et al., Phys. Rev. Lett. 123, 137203 (2019).

図2 磁気スキルミオンの電子顕微鏡像（左）と磁気スキルミオン液晶の模式図（右）。伸びた磁気スキルミオンが一方向に配向している。模式図の縦線で示した間隔で左右方向に規則的に配列している。
しかし、上下方向の並びは不規則になっている。
この状態は分子のスメクチッ
ク液晶と類似している。

航空機ビジネスプロフェッショナル養成講座

航空宇宙工学専攻 教授

砂田 茂

航空宇宙工学専攻、フライト総合工学教育研究センターでは、厚生労

本講座は、航空機開発の実際に多大の知見、経験を有する宮川淳一特働省からの委託事業として「航空機ビジネスプロフェッショナル養成講任准教授が中心に推進します。ご支援の程、宜しくお願い申し上げます。

座（代表：未来材料・システム研究所、航空宇宙工学専攻兼担、笠原次郎教授）」を開始しました。

日付

我が国の次世代基幹産業の候補である民間航空機産業の振興・拡午前（09:30-12:30）
講師所属

講義名称

全日空

LCCビジネス
-歴史と構造午後（13:30-16:30）
講師所属

講義名称

システム・
中菱エンジニインテグレーション
アリング

大を支える優れた人材を輩出するため、航空機の開発・設計・製造・

11月9日
（土）

販売・運航・整備等に関わる極めて広い工学関連分野に対し、体系的

11月16日（土） 三菱重工

航空機概念設計

川崎重工

ヘリコプタ設計

11月30日（土） 日本航空

航空会社における安全性、信頼性向上に向けた取り組み

−−

航空機製造

三菱重工

安全性証明

電装システム設計

三菱重工

プロジェクト・マネジメント−

SUBARU

マネジメント・オブ・テクノロジー

かつ実践的・創造的なキャリアアップ教育を実施することを目的とします。
その目的実現のために本講座は、航空工学に加え、航空機に関する

12月7日
（土）

三菱重工

プログラム管理やシステム・インテグレーション等の広範な工学分野、更にはビジネス、マネジメント、金融等の更に広範な学際的知識教育を包含します。技術革新の進む民間航空機産業において開発経験を有す

12月14日（土） 三菱重工
2月1日
（土）

−

る一流講師陣から、体系化された教育内容の直接指導を提供します。

エネルギー理工学専攻

新奇ナノ材料の創製に成功

エネルギー理工学専攻

エネルギー理工学専攻では、最近、材料関連研究でいくつかの画期メイン構造がサイズや周囲の環的な進展がありました。柚原淳司准教授らの研究グループでは、仏国境によって変化することを見出

エクス = マルセイユ大学のギー・ルレイ名誉教授らとの国際共同研しました。さらにこの知見と研究で、新しいナノエレクトロニクス材料として注目されている、鉛か究グループで開発した自己組織らなる蜂の巣状構造の単原子層物質「プランベン」の創製に世界で初化成膜技術とを応用して、バルめて成功しました。詳しい内容については、本誌の「研究紹介」の頁

ク材料の約 5 倍の圧電定数をもをご覧下さい。また、山田智明准教授らの研究グループは、JST さき

つ剣山状ナノロッド集合体（右がけ・CREST 複合領域「微小エネルギーを利用した革新的な環境発電図）を創製することに成功しま技術の創出」の研究で、チタン酸ジルコン酸鉛ナノロッドの強誘電ドした。

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教授

長﨑 正雅

バルク材料の約５倍の圧電定数をもつチタン酸ジルコン酸鉛ナノロッド集合体

分野・ 専攻だより

土木工学専攻橋梁長寿命化推進室

土木工学専攻 橋梁長寿命化推進室が第３回インフラメンテナンス大賞を受賞

土木工学専攻教授

加藤藤 準治総務省、文部科学省、厚生労働省、農林水産省、国土交通省、防衛省された多種多様な変状を持つ撤去された道路橋梁の部材や劣化部は、第 3 回インフラメンテナンス大賞を発表し、本学工学研究科土木位・付 属 物 を 集 め て 再 構 築 し た 大 規 模 実 橋 モ デ ル で あ る

工学専攻

橋梁長寿命化推進室が、メンテナンスを支える活動部門に「N2U-BRIDGE（ニュー・ブリッジ）」を活用した、様々な劣化事象において文部科学大臣賞を受賞し，2019 年 11 月 7 日（木）に表彰式が執

対して直接向き合う臨床型のプログラムに基づき、産官学連携により行われました。

る「橋梁保全技術研修協議会」等の協力のもと臨床型研修プログラ

本賞は、日本国内のインフラのメンテナンスに係る優れた取組や技ムを開発して行政機関や民間企業等の技術者を幅広く受け入れてい術開発を表彰し、ベストプラクティスとして広く紹介することによます。国内のみならずグローバルに活躍できる橋梁維持管理技術者

り、日本国内のインフラメンテナンスに関わる事業者、フラメンテナンスに関わる事業者、団体、研究者

育成活動の長期的な継続・実践が評価されました。
育成活等の取組を促進し、メンテナンス産業の活性化を図るとともに、インフラメンテナンスの理念の理念の普及を図ることを目的を目的として実施するものです。
です。
受 賞 理 由 は「大 学 研 修施設（大規模実橋モデル）デル）を活用した『臨床型』』の橋梁 維 持 管 理 技 術 者 育 成」
です。実際に長期間使用
使用

有機・高分子化学学専攻

座学研修

安全で安価な白色と黒色の化合物か安全で安価な白色と黒色の化合物から、色鮮やかな顔料を調製

有機・高分子化学専攻准教授

竹岡 敬和

工学研究科の坂井美紀研究員、関隆広教授、竹岡敬和准教授らのです。このシリカ微粒子の周りにタンニン酸鉄を被覆すると、タン研究グループは、地球上に無尽蔵に存在するシリカを主成分としたニン酸鉄の量に応じて、濃さの異なる灰色の微粒子になります。こ

微粒子と植物から得られるタンニン酸と鉄から得られるタンニン鉄れらの灰色の微粒子から集合体を形成すると、その集合状態に応じを利用して、様々な鮮やかな色の顔料が作れることを発見しました。て、色相や鮮やかさの異なる顔料になることを見出しました。シリ球状でサイズの揃った数百 nm の非結晶性シリカ微粒子は、白いカ微粒子のサイズや被覆するタンニン酸鉄の量に応じて、集合体か色を示します。一方、タンニン酸鉄は、黒い色の化合物です。両化ら観測される色が様々に変化することも明らかにしました。この顔合物とも、化粧品や食品添加物などに利用されており、安全な素材

料 は、安 全 で 安 価 な素材から作られた顔料 で あ る た め、現 在問題視されている毒性のある重金属を含有する顔料や発がん性を示す染料に代わる新しい色材になる

図1 様々な大きさのシリカ微粒子とタンニン酸鉄を組み合わせることで様々な色の鮮やかな顔料を調製

総合エネルギー工学専攻

ことが期待されます。

中性子を使って難治性がんを退治する悪性の脳腫瘍である膠芽腫や、浸潤性の高いガンに対して有効であるとされるホウ素中性子捕捉療法（BNCT）のための、加速器を用いた

図2 a) 粒径200 nm、b) 粒径 250 nm、c) 300 nmの球状のシリカ微粒子を利用して調製した顔料。それぞれの微粒子にタンニン酸鉄をコートして、その微粒子を集合化すると鮮やかな色を示す様になる。写真の下に示した数字は、タンニン酸鉄をコーティングした回数。

総合エネルギー工学専攻 教授

瓜谷 章

テムの開発を行っており、これまでに細胞実験でその有効性を明らかにしています。

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治療装置の開発に取り組んでいます。BNCT では、 B を含み腫瘍細胞に集積しやすい薬剤を患者に投与したのちに 、エネルギーの低い中性子を照射します。中性子は 10B と反応して、エネルギーを持った Heと Li に分裂します。この He と Li が、DNA を破壊し、腫瘍細胞を死滅させます。一方これらの粒子の飛程は高々 10 ㎛程度しかないので、理想的には正常細胞には害を及ぼしません。BNCT は原子炉からの中性子を用いて、長く日本で基礎研究が行われてきました。近年は中性子を加速器で発生させる、加速器 BNCT 装置の開発が世界中で活発に行われています。我々はダイナミトロンという加速器を用いたシス中性子発生に用いるダイナミトロン加速器。15mAという大電流陽子ビームを発生させることができる。

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