特集：研究室紹介

本号では、国大化学会の構成母体である理工学部化学ＥＰの研究室と在籍教員を紹介いたします。会員の皆様が在籍されていたころと研究内容やテーマで異なってきている部分も多くあるのではないかと思いますが、内容をご理解いただき、より身近に感じていただければと思います。今回の原稿は、各研究室の教員から投稿
いただきました。
（※なお先端環境計測化学研究室については教員のご意向により掲載しておりません。）

有機電気化学研究室
有機電解合成は電気エネルギーを熱源に用いるのオン液体や超臨界流体など

ではなく、電極と有機基質間の直接電子移動によるの特殊反応メディア場、そ

酸化還元プロセスに基づいていることから電子そのしてフローマイクロリアク

ものを試薬としており、重金属などを含む酸化還元

ターによるマイクロ反応場剤を必要としない、すなわち酸化還元剤由来の廃棄を反応制御に用いる有機電物を排出しない環境調和型電子移動プロセスである

解プロセスの基礎と応用でと言えます。また、常温・常圧といった温和な条件

下記のような新しい研究提下で実施できる上、反応の駆動・停止をスイッチの案を行っております。

on・off だけで行える優れた反応制御性も兼ね備えて①有 機電解反応におけおります。このような原理的特長から有機電解プロ

跡部真人

教授

る超音波利用のための方法論的指針の確立と超セスがグリーン・サステイナブルケミストリーの一音波効果の解明

翼を担うものとして、モンサント法の企業化（1964②電解反応に基づく機能性高分子材料合成法の開年、アジポニトリルの電解合成）以来、再び脚光を発浴びており、特にパリ協定採択（2015 年）以降に環③遠心場における有機電解反応プロセス

境調和性を追求した電解プロセスや、選択性制御に④イオン液体および超臨界流体中における有機電

関する新しい概念や方法論が生まれ、これに基づい

解反応プロセスた研究が盛んになってきております。なかでも二次⑤マ イクロリアクターおよび PEM 形リアクター

元界面（電極界面）での反応に起因した低スケールを活用する電解合成プロセスの開発

収率を克服するための新規電解技術手法の開発が台

本学、横浜国立大学に異動してからはや 8 年が経頭してきており、国内外の多くの研究グループがこ

ち、卒業生の皆様の活躍も聞こえてきております。

れに着手しております。このような背景において、

上記のようなテーマを通じ、PDCA サイクルをしっ当研究室では特殊反応場に基づく高効率・高選択的

かりと身につけ、将来それぞれの分野で活躍できるな有機電解反応プロセスの開発を推進しております。

多くの人材をこれからも輩出してまいります。

とくに超音波や遠心場などの力学エネルギー場、イ― 31 ―

無機材料合成研究室
これまでの無機材料開発は、化合物組成が特性を、の開発や高速化学気相析出

合成手法が用途を決めてきました。しかし、新しい法を活用した未踏レーザー

材料合成プロセスを開発し、精緻な材料組織を織り媒質の探索を実施していま込むことで、これまで考えもよらなかった価値や物す。

性を、既存の実用材料に付与することができます。

伊藤研究室のテーマは、

この目的を達成するために、主に独自に発展させていずれも実際に無機材料をきたレーザーを利用した化学気相析出法や物理気相合成し、手に取り、観察で蒸着法を用いた無機材料開発を行っています。

きる点に魅力があります。

化学気相析出法は、気相からの析出反応により基さらに、化学気相析出装

材をコーティングする手法であり、半導体向けの機伊藤暁彦 准教授
置は、すべて手作りです。そこには無数の合成ルー

能性薄膜デバイスからガスタービン向けの耐環境性

ト・合成物の可能性があり、自分のひらめきが具体

厚膜被膜まで、実用コーティング法として幅広く使化する楽しみを味わうことができます。電子顕微鏡

用されています。これまでの研究では、レーザー照を覗く瞬間のワクワク感、結晶自形と回折像から成射によって析出反応を活性化させることで、自己配長方位を解いたときの爽快感、自分の発想が課題解

向成長や自己組織化を伴った結晶成長が起こること

決や新たな研究テーマの発掘につながる充実感は、がわかってきました。現在は、共晶反応を取り入れ

何事にも代えがたいものです。

た気相析出プロセスの開発に取り組んでおります。

これからも精力的に教育研究活動に励んでまいり

他にも、次世代ターボファンエンジン用繊維強化セますので、ご指導ご鞭撻のほど、よろしくお願い申ラミックス複合材料向け界面制御コーティング技術

し上げます。

有機化学研究室2018 年４月に独立して新たなスタートを切った研たちは、二ヶ所の不斉点を究室です。有機合成化学を基盤として、有機光化学同時に構築する不斉合成法

や超分子化学に関する研究を展開しています。有機によるキラルジアミン類の合成化学は、「新しい分子」を生み出すことのできる

合成とその不斉識別能に関学問です。有機分子は、その「構造」に特有の「機する研究を進めています。

能」をもっており、医薬品や香料、液晶、色素、太３．円偏光発光

陽電池など様々な用途に応用されています。私たち

光の電場ベクトルが回転は、将来的な実用化を目指した「最先端の新機能」

しながら伝播する円偏光は、をもつ分子の研究を進めています。

３次元ディスプレイや光伊藤 傑 准教授
通信などの次世代光情報技術への応用が期待されて

１．メカノクロミック発光
有機分子の中には、光を当てて励起すると発光すいます。私たちは、不斉合成の技術を駆使して、効る色素分子があります。私たちは、薬さじで「こす率よく円偏光を発する色素分子や、円偏光発光のスる」などの刺激を加えることで発光色が変化する

イッチング特性を有する色素分子の合成に取り組ん「メカノクロミック発光性」の色素分子について研でいます。
研究室では、学生一人ひとりが異なる研究テーマ究しています。このような色素は、圧力センサーや偽造防止用インクなどへの応用が期待されています。

（世 界 初 の分 子 の合 成！） に取 り組 み、 主 体 性 を２．キラルジアミンの不斉合成

もって研究を進めていきます。また、学生が日常的

右手分子と左手分子を作り分ける「不斉合成」は、に何でも教員に相談できる環境を大切にしており、生命科学や材料科学の分野において重要なキラル分「研究を通した学生の成長」を第一に考えて研究を子を選択的に得ることのできる優れた手法です。私進めています。

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分子シミュレーション研究室■キーワード：バイオミメティック、計算化学、人工光合成、有機太陽電池■研究 / 教育概要
生物はたんぱく質、脂質、糖鎖などの生体高分子を組織化し、様々な機能を発揮しています。例えば細胞表面にある糖鎖は相互作用や構造変化を通して細胞認識や生体調節を行っています。また、植物は
光エネルギーを効率的に生体内に取り込んでいます。

上田一義

私たちの研究室では、このような生物の持つ機能

教授

迫村

勝

講師

を模倣し、効率的な材料の開発を行うことを目的に、光合成では、光エネルギーから電気エネルギーへの高分子溶液・界面物理化学・計算機シミュレーショ

変換が実に効率良く行われています。光合成の機能

ンなどの分野を基礎として研究に取り組んでいます。

を人工的に実現するため、界面化学的分子集積法に構造と相互作用を探索する：溶液内あるいは分子よる有機超薄膜を機能単位とした分子デバイス、太集合体における生体高分子の構造や相互作用の理解

陽電池などを作製しています。

はバイオミメティックの基礎として重要です。しか分子の挙動を捉える：膜など分子集合系におけるし、糖鎖は他の生体高分子に比べ、実験による解析

分子配向や会合状態の制御は、機能実現の為の鍵とが困難な場合が多く、構造などの解明が進んでいまなる技術です。分光法や計算機シミュレーションをせん。そこで計算機シミュレーションを用いて、糖用いて、このような系での分子の挙動を調べていま

鎖の分子間相互作用、溶媒との相互作用を調べ、機す。

能開発に結びつける研究を行っています。

さらには、電気化学計測、走査プローブ法等を駆生物に学ぶ：化石燃料の枯渇や環境保護の観点か使した物性解析、機能評価などを行い、より高機能

ら、太陽エネルギーの有効利用に向けた取り組みがのバイオミメティック系を目標とした分子エンジニ

期待を集めています。その一つに人工光合成系の構アリングを検討しています。

築という生物に学ぶアプローチがあります。植物の― 33 ―

光機能化学研究室
この 21 世紀は光の時代と言われています。光によって機能を制御できるインテリジェント分子や材料は将来の光テクノロジーの基盤となります。そこ
では、光と物質との様々な種類の相互作用が鍵となっています。光とは広義には電磁波のことで、γ線、X 線、紫外線、可視光線、赤外線、マイクロ波、
ラジオ波など、波長によって異なる名称があり、物質に対して異なる作用をします。私たちはこの中でも紫外線から可視光線を中心とした狭義の光を扱っています。この光と物質の相互作用の攻究により、

生方 俊 准教授
中川哲也 助教
における機能にも注目していきたいと考えています。

次世代の光電子デバイスの創製を目指した基礎研究

最近ではアモルファス固体中において、低分子化合を行っています。

物と高分子化合物の間を光でスイッチできるフォト

研究テーマは、光の刺激によって分子の構造が変化し、熱や別の波長の光によって元の構造に可逆的

クロミック化合物に興味をもって研究を進めています。

に変化するフォトクロミック化合物を基盤としてい2013 年４月に研究室を立ち上げてから、研究室のます。これらフォトクロミック化合物を学術分野でメンバーは修士課程と学部学生で多くても８名でし

も産業分野でもどこかで広く役に立つものとするべた。今年度は、昨年度に定年退職を迎えられた横山

く、微力ながら取り組みを開始しています。そのた

泰先生の研究グループと一緒に研究を実施する機会

めには、しばしば溶液中で評価されるフォトクロ

を得、瞬間的ではありますが大所帯になりました。

ミック化合物そのものの機能も重要ですが、フォト

複数名のスタッフと自由に意見を交わし合える貴重

クロミック分子が置かれると想定される固体媒体中

なこの１年間を大切に過ごしたいと考えております。

構造有機化学研究室
資源問題、エネルギー問題、あるいは地球環境保60） と 1：1 包 摂 体 を形 成

全問題への対応を見据えた 21 世紀型の科学・技術にし、超分子構造体になるこ

寄与することを目指して、新規有機π共役系分子のとを見出しています。

創製と物性に関する研究を行っています。有機π共

２．２枚のアントラセン

役系分子の多様性に着目し、新しい有機π共役系分を 2 組のビフェニリレン構子を設計・合成し、その構造と特性を詳細に調査し造で連結した剛直な新規環て、構造と機能発現との関係を明らかにすることを状オリゴフェニレン分子目的とした研究を行っています。最近では単分子のを設計・合成し、その構造、性質ばかりではなく、π共役分子の集合体と機能発吸収特性、あるいは蛍光現との関係にも着目した研究も行っています。以下

特性を調査しました。その結果、このπ共役系分子に当研究室が取り組んでいる研究の幾つかを簡単には Cu（I）イオンと環状 1：1 錯体を形成し、その錯紹介します。

形成挙動によって光物性が大きく変化することを明

１．非ベンゼン系七員環芳香族化合物であるトロ

大谷裕之

教授

らかにしました。

ポロンの特性を生かした機能性色素や新規環状多量

３．剛直な巨大環状π共役系分子の研究の一環と化錯体に関する合成と物性に関する研究を行ってい

して、主にπ拡張大環状オリゴチオフェンに関するます。例えば、新規トロポロン系グレッツェル型太研究も行っています。このような系では、嵩高い置

陽電池用色素を設計・合成し、それらの構造、吸収換基を導入することにより色調変化を伴ってモルホ

特性、レドックス特性、および光電変換特性を調査

ロジー変化を示すなど、ナノ集積体として新しい機しました。さらに、トロポロンの錯形成能を生かし能が発現しました。

た三量化環状π共役 Pd2+ 錯体がフラーレン（Ｃ― 34 ―

機能性高分子化学研究室
高分子は生活のあらゆる分野に浸透しており、必要不可欠なものとなっています。我々の研究室では「高 分 子 ならではの機 能・ 性 能」 を発 現 するポ リ
マーの開発を目指し、主に以下の４つのテーマについて研究を行っています。学生には原則としてそれぞれ独立したテーマを与え、各自が主体的に研究を進めていけるような教育を行っています。
⑴新しいネットワークポリマーの開発

大山俊幸

熱硬化性樹脂は、そのネットワーク構造に基づく
優れた熱的・機械的特性などを示しますが、一般に

教授

所

雄一郎

助教

⑶ポリペプチド側鎖の動的組換えによる機能発現

脆いという欠点を有しています。当研究室では、熱特定の刺激下でのみ可逆的な切断・再結合が起こ

硬化性樹脂の強靱性を向上させる新手法の開発や、る「動的共有結合」を側鎖に導入したポリペプチド

新規高耐熱性樹脂の合成など、「高性能ネットワー

を合成し、側鎖の動的組換えにより側鎖官能基間のクポリマー」の開発を進めています。また、バイオフラストレーションを最小化し、タンパク質と同じマスであるリグニンを原料とした熱硬化性樹脂の開く「特定の高次構造へのフォールディングにより機発にも取り組んでいます。

能を発現させる」ことを目指した研究を進めています。

⑵新規感光性ポリマーの開発⑷ピリジン置換型オルトフェニレン類の機能開拓

ポリカーボネートやポリイミドなどの市販エンプ

ベンゼン環がオルト位で連結したオルトフェニレ

ラを含む広範なポリマーへの簡便な感光性付与を可ン（oP）の一部をピリジン環に置換し（N-oP）、ピ

能にする新しい原理である「反応現像画像形成法

リジンの性質を利用したらせん構造制御に成功して（RDP）」を中心に、新規感光性ポリマーの創出に取います。現在は、N-oP に金属や動的共有結合部位をり組んでいます。現在は、RDP の適用可能範囲の拡導入した刺激応答性高分子触媒の開発を進めていま

大や膜表面の選択的修飾法への応用、さらなる新原す。

理の開発などについて検討を行っています。

光物理化学研究室
物質の色や重要な感覚である視覚や植物の営む光ということは新しい分子や合成など多くの自然現象は，分子が光を吸収してエ

材料，新しい反応などを分

ネルギー的に高い状態（励起状態）になることに関子レベルで設計・合成し，係します。励起された分子は “ 興奮状態 ” にあるた

その物性や反応性を分子構め，“ 冷静状態 ” である励起前の状態とは異なる振る

造や電子状態から理解する

舞いをします。光化学反応の謎を解くためには，安ことです。具体的には，ベ定に存在する反応前と反応後の化合物を調べるだけ

ンゼンやナフタレンのようでなく，反応の途中経路を調べる必要があります。

なπ電子共役系有機分子，

私たちの研究室では，紫外光を用いて励起分子を生

光応答性分子などの有機成後，その励起分子が消滅する前に励起分子を観測

菊地あづさ 准教授
材料の創製および光物性解明を目指した研究を行っする研究や，” 興奮状態 ” の酸素である活性酸素およています。

び紫外線吸収分子の光励起状態に関する研究を行っています。

2018 年度は大学院生（博士前期課程）と卒研生とともに下記のテーマで研究しています。

また，有機化学，光化学，物理化学を駆使して新１．一重項酸素の生成および消去の研究しい機能をもつ「物質（分子）を創り，その物性を２．生体内物質による光増感反応の研究明らかにする」研究も行っています。「物を創る」

３．紫外線吸収分子の光励起状態― 35 ―

規則性多孔体研究室
私たちは，前身の辰巳敬研究室の伝統を引き継ぎつつ，独自の切り口で規則性多孔体の研究を行っています．2004 年 8 月に窪田が当時の辰巳研究室に助教授として加わり，辰巳・窪田研究室となった後，辰巳教授が東京工業大学資源化学研究所へ異動されたことに伴い，2005 年 4 月に窪田研究室としてスター
ト しました． その後，2008 年 1 月 に稲 垣 怜 史 助 教（学際プロジェクト研究センター所属）が合流し，
窪田好浩

2012 年 4 月に同氏が准教授（工学研究院）となり，

教授

稲垣怜史

准教授

また，Ti-MCM-68 がフェノールの酸化触媒として現在の研究体制となりました．
当研究室では「規則性多孔体の設計・合成と応TS-1 に比べて非常に高い活性とパラ選択性を発現す用」をテーマの中心に据え，ゼオライトやメソポーることを明らかにしています．これらの研究がきっ

ラス材料に注目して研究を進めています．研究へのかけとなり，ごく最近，YNU-5 と名付けた全く新し

こだわりは「材料の合成を自分自身で行うこと」に

い骨格構造のゼオライト合成に成功したことが特筆あります．材料そのものの調製法を体得し，自ら改に値します．さらに，規則性メソポーラスカーボン

良していくことによってこそ高機能材料の創成が可の，電気二重層キャパシタやリチウムイオン二次電能となり，また学生も化学産業を支える人材として

池の電極材料としてエネルギー分野への応用にも取成長すると考えています．

り組んでいます．電極材料の調製には，触媒調製化

過去 10 年間の研究成果として，新型ゼオライト

学の知見を大いに活用できます．このように，触媒を利用した高性能触媒の開発が挙げられます．例え

化学を足がかりに分野を超えた学際的な研究へ展開

ば，Al-MCM-68 がヘキサンの接触分解で ZSM-5 を超を図っています．

えるプロピレン選択性を示すことを見出しています．

物理有機化学・分子設計研究室
物理有機化学は、有機化合物の化学構造と反応性

医薬品や食品などに用いや機能性を物理学の手法と精密さで研究する学問分られる天然物の中には、OH野です。従来の化学式に頼っている有機化学では不基を含むものが多数存在し十分であった有機化合物の３次元的な立体構造と電ています。また、これら化子的な特性を、計算、実験、スペクトル分析で明ら合物の中には２量化する事

かにし、新規反応開発、全合成、機能物質の分子設によって生理活性が異なる

計などを行うことを目的として研究を行っています。

ものが知られています。私

現在、研究テーマとしては、主に下記のものを行っ

達の研究室では、ラジカルています。

反応を用いた位置選択的①光や酸素による新規酸化反応の開発

２量化反応を鍵段階とした生理活性天然物の全合成

太陽光や酸素は最もクリーンなエネルギー源の一つであり、これを有機合成に使うことが出来れば究極的にグリーンにすることができます。私達の研究

五東弘昭

准教授

研究を行っています。
③抗酸化能の予測や抗酸化物質の設計
活性酸素とは酸化反応を促進する因子であり、体室では、光や酸素を有効に活用できる触媒や新規反内ではエネルギーが作られるときや、体に紫外線が応の開拓を行っています。

当たったときなどに発生し周囲の物質を酸化させます。私達の研究室では、抗酸化物質の構造的特徴と②酸化的２量化反応を鍵段階とした天然物の全合成
研究

抗酸化能の関係性について調べ、新たな抗酸化物質の設計を行っています。

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胞）を攻撃する場合が多いです。私達の研究室では、④医療用放射線の 3 次元的見える化
放射線によるがん治療は、放射線がまず細胞の医療用の放射線をゼリー（人体を模擬）に照射し、70％を占める水分子に作用してラジカルが生じ、そどのようにラジカルが発生するかを３次元的に可視のラジカルが間接的に構成分子（がん細胞や正常細化するツールの開発を行っています。

生物物理化学・構造生命化学研究室
生 物 物 理 化 学・ 構 造 生 命 化 学 研 究 室 は児 嶋 が2016 年 4 月に教授として着任し、川村准教授とともに立ち上げた生体系 NMR の新しい研究室です。横
浜国立大学の化学系には、宮澤辰雄教授、阿久津秀雄教授、内藤晶教授、河合剛太教授、藤原敏道教授、
片平正人教授など、生体系 NMR 分野の著名な研究者が多数所属され、世界をリードする成果の発信だ
けでなく、坂本太一教授や佐藤毅教授など多数の優秀な研究者を育ててきた歴史があります。我々の研究 室 で は、 こ の NMR 研 究 の DNA を 受 け 継 ぎ、
日々の研究・教育に邁進しております。
NMR は化学者が最も得意とする分析法の一つであり、生理条件下での立体構造解析が唯一可能な手法です。児嶋グループでは、この NMR を軸として、大腸菌・細胞・植物を用いた試料調製や機能解析、
超高磁場 NMR 装置や大型放射光施設を用いた機器
分析、等温滴定型熱量計や NMR を用いた解離会合の平衡論的速度論的解析、スーパーコンピューターを用いた計算機実験など、最先端の構造・機能解析

児嶋長次郎

教授

川村

出

准教授

を行い、生体高分子や生命活動の謎を解明し、化合物による生命現象の制御に挑戦しています。
生体分子の中でも細胞膜上の膜タンパク質は信号伝達、イオン透過、物質輸送などを制御して生命活動に重要な役割を果たしています。また、細胞膜は抗菌活性ペプチドの反応場やアミロイド線維との相互作用などにおいてもその分子機構は注目を集めています。川村グループでは、固体 NMR 法を駆使して、細胞膜結合分子の構造と機能の相関を分子レベルで明らかにする研究を展開しています。

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分析化学・アストロバイオロジー研究室
生命はいかにして誕生したのか。地球外生命は存在するのか。これらは人類に遺された最大の謎のひとつですが，その解明をめざす学問領域をアストロ
バイオロジーとよびます。アストロバイオロジーは極めて学際的な分野ですが，私たちは，有機微量分
析化学を基盤としたアプローチでこの謎に取り組んでいます。
生命は約 38 億年前，原始海洋で誕生したと考えられていますが，生命の誕生に至る物質進化の場となる，宇宙空間，隕石母天体，惑星大気，原始海洋な小林憲正 教授癸生川陽子 准教授の微量なアミノ酸や，不溶性有機物と呼ばれる複雑

どをモデルとした実験と，隕石などの地球外物質のな高分子有機物を FT-IR，X 線分光法（XANES），

分析を行い，どのような条件下で，どのような分子質量分析法などを用いて分析し，これらの有機物がや機能が生成可能かを検証しています。

どのように形成し，進化したかを調べています。さ

模擬実験の例としては，暗黒星雲中の塵（星間らに国際宇宙ステーション上で宇宙塵を捕集・分析塵）をモデルとして，メタノール・アンモニア・水する「たんぽぽ計画」も進行中で，現在，採取されの混合氷に，重粒子線加速器（放射線医学総合研究

た試料の分析を行っています。

所）からの宇宙線に近い高エネルギーの粒子を照射

火星や木星・土星の氷衛星（エウロパ・タイタン

しています。生成した複雑な有機物を分析することなど）に生命が存在する可能性が議論されています。

により，生命の基となる分子が宇宙空間で生成しう

そのモデルとして地球の極限環境（砂漠・海底・南ることが示されました。

極など）試料中の有機物や微生物の評価法を研究しまた，炭素質コンドライトと呼ばれる隕石には，様々な有機物が含まれています。このような隕石中ています。その結果をもとに，将来の火星などの地
球外生命探査法を提案していく予定です。

材料量子化学研究室
密度汎関数法などの量子化学的手法を用いた理論

元の無機ナノシートの構造、計算により、電子材料の研究をしています。研究は安定性、反応性について研基礎的ですが、電子材料は基礎と応用の距離が近く、究しています。すでに、い新物質の提案は新材料の開発に結び付きます。

くつかの新しい２次元ナノ１層の２次元シートであるグラフェンが通常の２シートの可能性について提次元シートにない電子構造から新材料として注目さ案しています。ドーピング

れていますが、ケイ素の２次元シートも合成が報告なども検討し、電子材料やされています。本研究室ではケイ素単独およびケイ触媒材料としての応用も視素を構成元素のひとつとする化合物を中心としてホ野に入れて研究を行ってウ素を構成元素のひとつとする化合物も含む、２次います。

― 38 ―

佐藤浩太

准教授

光反応動力学研究室「不安定」これが当研究室のターゲットです。安

列記してみますと定なところには変化はなく、不安定な所にこそ、面

１）オゾンホール等の成層

白いものが潜んでいるのです。不安定な場を作り出

圏オゾン減少に伴う紫し、そこからの変化を見ていくことが、新しい何か

外線の増加につながると考えています。不安定なものからの変

２）地 球 温 暖 化 ガ ス（ 二化とは、科学の言葉では「反応」と呼ばれています。

酸化炭素、酸化窒素、

私たちの研究室ではこの反応なるものの、本質の追フロンハロン類など）

求と応用を日夜、研究しています。たとえば地球のの増加により、生じる

大気は一見安定なように見えますが、その実、大き

気温上昇と気候変動｡

な変化をしており、人間社会に大きな影響をもたら

３）酸性雨による植生の変化しています。

４）環境ホルモンなどの化学物質による生態系への地球温暖化、オゾン層破壊、酸性雨、

關

金一

准教授

影響

異常気象など、大気の変化がもたらす影響は将来人類の行く末に大きな問題を投げかけています。そのまだまだ揚げればきりがありません｡ これらの問一つ一つに科学的なメスを入れ、その影響を正確に題を解決するにあたり共通しているのが、大気中に評価し、将来に備えること

おける化学反応をどのように捉えていくかという点

これも私たちの研究のです。本研究室ではレーザーを駆使した分光学的手応用として、大きな研究テーマです。
現在、地球大気は多くの問題を抱えており、我々法を用いてこの問題の解明に挑んでいます｡の将来について不安な影を投げかけています｡ 以下

先進セラミックス研究室
私たちの研究室では、粉体材料プロセッシング技
術を最大限に活用して、原子～ナノ～ミクロスケー
ルで構造制御された環境・エネルギー・情報機器に貢献する先進セラミックスや複合材料を創ることを目指しています。このためには、部材の微構造を能動的に作り込んで所望の特性を引き出す技術の構築や、できるだけ部材を破壊しにくくする、すなわち機械的信頼性の向上を実現しながら材料を製造する手法の確立が不可欠です。我々は、これまでに勘と

多々見純一

教授

飯島志行

准教授

経験に頼りがちだった粒子合成・分散・成形・焼密せん断力を作用させることによって複合粒子を作結・加工といったセラミックスや複合材料の粉体プ成する手法を活用したり、独自の微粒子表面修飾剤

ロセスをより科学的な立場から解明したうえで、的の設計によって各種微粒子・ナノ粒子の液中での分確に制御、活用するための研究を行っています。

散・集積構造を能動的に制御する手法を開発してい例えば、光コヒーレンストモグラフィーによる３ます。これらの粉体プロセスを総合的に活用し、配次元非破壊リアルタイム微構造評価技術をセラミッ

向構造を制御した高熱伝導率な窒化ケイ素セラミッ

クス製造工程に適用することで、セラミックスプロ

クス、材料中における欠陥構造や散乱源を究極に減セス中での微構造形成過程の理解に取り組んでいまらした透明蛍光窒化物セラミックスや、バルク体並す。さらに、粒子界面設計やマスターシンタリング

みの機能を発現する複雑形状セラミックスなどの開カーブを基軸として構造形成過程の制御因子を科学

発に力を入れています。また、これらのセラミック的に解明し、セラミックスプロセスチェーンの最適

ス粉体プロセスのエッセンスを活用し、新規ポリ化を目指しています。微構造形成過程の積極的な制

マーナノコンポジット材料の開発にも取り組んでい御手法としては、大きさの異なる粒子に機械的に圧ます。（研究室 HP http://ceramics.ynu.ac.jp）― 39 ―

精密有機合成化学研究室
天然にみられる 1.5‒ポリエン構造を有するテルペン化合物や海洋天然物に多く存在する含酸素多環式化合物やアルカロイドの様な含窒素多環式化合物等には様々な生理活性を有するものが多数みられ、また生命を支え、人間の生活を豊かにする機能性材料
としても重要な有機化合物です。当研究室ではこのような有機化合物の有効な合成法の開発を目指して研究をしています。特に環境への負荷低減を指向した高選択的な転位反応や環化付加反応や触媒反応の

本田

清

教授

星野雄二郎 特別研究教員

開拓を基軸として生物活性化合物の戦略的合成法の２）香気、ホルモン作用、制ガン作用、免疫賦活作開発を行っています。例えば、新規反応活性種とし用または免疫抑制作用等を有する化合物の有効ての窒素イリドとオルトキノンメチドのケミストな合成法の開発

リーはこれまで酵素を使って生体内でしかなし得な

３）新規反応活性種の創製と新規反応の開発

かった反応を試験管内で可能としたり、抗生物質の

４）新規構造の機能性化合物の合成

ように微量で有効な活性を示す天然有機化合物の合

想定外のことにもめげずに根気強く実験を続ける成を可能にしました。主な研究テーマは以下のとおことができ、何か新しい物を作りたい、新しい方法りです。

を見つけたいと考えている人の育成に努めており、

１）複雑な立体構造を持つ有機化合物を正確に且つ様々な分野で活躍できると期待しております。

迅速に合成する手法の研究

機能性色素化学研究室
近年の目覚ましい電子技術の発展に伴って、古く

まえて色素材料を開発する

から染色や顔料として用いられてきた色素が、着色ためには、分子構造と結晶以外の様々な用途に応用されるようになった。この構造の関係と結晶状態でのような色素は機能性色素と呼ばれている。色素の応

分子間相互作用について考用範囲が着色用途以外の巾広い範囲に拡がるのに伴える必要がある。前者は、い、様々な材料物性に適合した電子状態の分子が所

結晶学の研究者により活発望されるようになってきた。

に研究が進められているが、分子とその色の関係、つまり電子状態については、
量子力学を基本とした分子軌道計算により定性的に

後 者 についてはまだよく判っていない。これから予測 ･ 検討できるようになった。分子分散状態で使松本真哉 教授の有機材料開発では、分子の結晶化と、結晶構造と用する染色などの用途にはこの手法での検討が可能

電子状態の相関性という双方の観点から、分子に立である。一方、薄膜や微粒子などの固体状態においち戻る材料設計指針を見出すことが非常に重要であて、溶液や分子分散状態と異なる色調や物性を示する。このような観点から、当研究室では機能性色素

色素が多く知られている。しかし、固体における電の結晶構造と分子間相互作用、固体物性の相関関係

子状態まで見通した分子設計は、現在は不可能であを解明し、機能性色素に代表される有機結晶性材料

るため、固体状態で用いる色素材料の開発においての分子設計指針の創出を最終目標とし研究に取り組は、試行錯誤的な手法や偶然に頼っているのが実情んでいる。

である。分子の状態と結晶などの集合体の状態を踏― 40 ―

有機金属化学研究室
有機金属錯体を用いる合成化学

成し、それらの機能性材料

有機金属化合物のもつ特異な性質に着目し、これとしての特性を明らかにす

を均一系触媒としてあるいは出発原料として利用し、ることを目的として研究し有機化合物の中の特定の結合を切ったり繋いだりしています。

ながら、役に立つ物質の合成を目標とする新しい反Ⅱ

応を研究しています。

結合を繰り返し単位とした

最近のトピックス

無 機 高 分 子 の代 表 例 であⅠ

Si—Si 単結合の HOMO のエネルギーレベルはる。Si-O 結合はイオン結合

C—C 単結合のそれよりも高く逆に LUMO のエネル性が強く，強固で熱的安

専門分野

ポリシロキサンは Si-O

ギーレベルは低い。Si—Si 単結合を主鎖にもつポリ湊 盟 准教授
定性が極めて高い。一方，この結合は柔軟で，C-C

シラン類は隣接する Si—Si 結合同士の軌道間相互作結合から構成される有機ポリマーよりも主鎖が動き

用によりσ電子がケイ素主鎖に沿ってあたかもπ電易いという特徴をもつ。これら特性を反映してポリ子のように非局在化するσ共役のため、光や電場にシロキサンは優れた耐熱性，耐候性，耐寒性，電気よる電子励起が容易におこる。このような性質から絶縁性，離型性，撥水性など特異な性質とオイル，

ポリシランはポリアセチレンのように導電性材料や樹脂，ゴムなど多様な製品形態を示すことから現代

光半導体として優れた特性が期待され、応用研究が文明の様々な分野でなくてはならない素材として利活発に行われている。私たちは、有機金属錯体触媒用されてきた。私たちは有機金属錯体触媒を利用すを利用することでこれまで得ることのできなかった

ることでこの機能性を有するポリシロキサンを合成

様々な官能基を有する高分子量のポリシラン類を合することを研究しています。

― 41 ―

固体エネルギー化学研究室
環境問題の観点から世界中で自動車の電動化が急速に進んでいます。その鍵となる技術が動力源となるリチウムイオン電池です。リチウムイオン電池を構成する材料はリチウムインサーション材料と呼ばれており、電子とリチウムイオンを吸蔵・放出する特性を持っています。研究室では、固体化学に立脚して新しいリチウムインサーション材料の探索と、リチウムイオン電池の高性能化を実現するための方
藪内直明

法論を確立するための研究を行っています。また、教授

綿貫竜太 特別研究教員

これらの材料の電子とリチウムイオンの吸蔵・放出発電といった自然エネルギーのコストが急速に下の詳細なメカニズムを解明するために、放射光 X 線

がっています。現在では、原子力発電や火力発電とや中性子線を用いた測定と解析を行っています。

比較しても、太陽光発電を用いることでより低コス

2017 年には世界中でリチウムイオン電池を搭載しトで発電することも可能になっています。しかし、た電気自動車が 100 万台以上も販売されました。そ自然エネルギーはまさに自然まかせであり、安定なの結果、リチウム資源の価格が高騰しています。そエネルギー供給源とはいえません。そこで、低コス

こで、リチウムを利用しない、新しい電池への期待

トの超大型蓄電池と組み合わせれば、より安定なエも高まっています。研究室ではリチウムの代わりに、ネルギー供給源として利用することが可能になりま

資源が豊富なナトリウムを吸蔵・放出するような特す。ナトリウムイオン電池はこのような用途にも利徴を持ったインサーション材料の研究も行っており、用できると期待できます。研究室では自動車の電動

これらの材料を用いることでより安価なコストで電化と自然エネルギーの活用を通して、化石燃料に依気を蓄える、ナトリウムイオン電池実現化へと向け存した社会からの脱却を目指して研究に取り組んでた研究も進めています。

います。

また、リチウム資源の価格高騰に反して、太陽光

錯体化学研究室
当研究室では，元素戦略の観点から汎用金属元素に注目し，それらの金属錯体の研究を基盤として有機・高分子合成化学に資する錯体触媒の開発を目指しています。
金属錯体の触媒性能は，その金属に賦与された固有の特長に加え，金属上での基質との反応をコントロールする配位子（有機化合物）が重要な鍵を握っています。そこで，目的とする新規錯体の合成法を山口佳隆

確立するとともに，これを用いた触媒反応を通じて

教授

橋本

徹

助教

錯体触媒の活性や選択性の向上を検討しています。

“NHC の保護基 ” として用いることにより効率的な① カルベン配位子を有する金属錯体の研究

NHC 錯体の合成法を見出しました。現在，本手法

含窒素環状カルベン（NHC）は高い電子供与能を用いて新規な金属錯体触媒の開発に取り組んでいと金属との強固な結合形成能を有しているため，錯ます。

体触媒における重要な配位子です。しかし，NHC は② ３座ピンサー型配位子を有する後周期金属錯体の研究

湿気や酸素に対して不安定であることから，必ずし３座ピンサー型配位子は金属錯体の安定性と反応も目的とする NHC 錯体の合成法は確立されている性の相反する二つの側面を巧みに引き出すことがでとは言 えません。 私 たちはホ ウ 素 や銀 化 合 物 をきることから，精力的な研究が展開されています。

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私たちはアセチルアセトン（2,4- ペンタンジオン）とを見出しました。さらにニッケル錯体では，不活から容易に誘導することかできる 3 座配位子とその性な結合（安定な結合）の切断を伴う炭素－炭素結

金属錯体の研究に取り組んでいます。鉄錯体はハロ合生成反応において高い触媒活性を示すことがわか

ゲン化アルキルと芳香族 Grignard 反応剤のクロス

りました。現在，更なる高効率・高選択的な基質変

カップリング反応やスチレン類の原子移動型ラジカ

換反応の開発に取り組んでいます。

ル重合反応において高活性な触媒として機能するこ高分子電気化学研究室「環境に配慮した持続的な発展が可能な社会を実現し , 健康で快適な生活を送ることを可能にする科学や技術」として , 有機・高分子物質を用いて新しいエネルギー変換系や化学情報変換系を実現することを目指しています．イオンを中心に電子や光を操る材料システムやデバイス , これらに nm オーターの構造を巧みに創り込んだナノ構造材料などについて , 基礎研究から着手し , 新物質・新燃料・新デバ

渡邉正義

イス開拓のための新しいコンセプトを世の中に提示

教授

獨古

薫

教授

することを目標に研究を行っています．
エネルギー材料に関する研究クリーンで高効率なエネルキー変換・貯蔵系を実現するために , 新しいイオン液体やイオン伝導性高分子を分子設計し , その物性や導電機構の検討 , こ
れらを電解質として用いた電気化学系や電気化学機
能界面の構築を日指しています．
環境材料に関する研究
環境に配慮した持続的な発展が可能な社会に資する材料を創製することを目指し、様々な新規材料を上野和英 准教授
小久保 尚 特別研究教員
スタッフ , 博士研究員 , 学生を合わせると 40 名近提案しています．例えば、プロトン性イオン液体をくになる大研究室です．快適に様々な研究に取り組前駆体に用いた機能性炭素の創製と機能評価 , イオ

める環境が整い , 学生は自分の研究テーマに誇りとン液体中における高分子の相転移挙動の解析 , イオ

自信を持ち , 活発な研究活動を展開しています．まン液体 / 高分子複合膜を用いた二酸化炭素膜分離な

た , 国内外の大学 , 研究所 , 企業との研究交流によっどを行なっています．

て知見を広め , 人間として成長できる研究体制を目
指しています．

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