2014 年度 アニュアルレポート 首都大学東京 都市環境学部 分子応用化学コース 2015 年 5 月 目次 研究室年次報告 川上研究室 益田研究室 吉田研究室 瀬高研究室 春田研究室 金村研究室 高木研究室 山口研究室 内山研究室 久保研究室 宍戸研究室 加藤研究室 ▪▪▪▪▪ ▪▪▪▪▪ ▪▪▪▪▪ ▪▪▪▪▪ ▪▪▪▪▪ ▪▪▪▪▪ ▪▪▪▪▪ ▪▪▪▪▪ ▪▪▪▪▪ ▪▪▪▪▪ ▪▪▪▪▪ ▪▪▪▪▪ 2 6 9 13 15 18 23 26 28 33 35 39 特定学術研究 ▪▪▪▪▪ 41 社会貢献 ▪▪▪▪▪ 43 学位論文 ▪▪▪▪▪ 45 応化コロキウム ▪▪▪▪▪ 47 コース・学域プロモーション 大学院入試説明会（外部対象） 入学前教育 ▪▪▪▪▪ ▪▪▪▪▪ 48 49 在籍学生数 ▪▪▪▪▪ 50 1 研究室年次報告 先端機能物質分野 川上研究室 教授 川上 浩良 准教授 朝山 章一郎 助教 田中 学 ナノファイバー複合膜は膜厚 5・m の超薄膜にしてもハンドリン グ可能であることが明らかとなり、薄膜化による従来材料を 上回る優れた燃料電池発電特性を達成した。 ■構成員 川上 浩良（かわかみ ひろよし）教授/工学博士 高分子化学、機能性高分子、ナノファイバー、バイオマテリア ル、エピジェネティクス工学、フリーラジカル科学 9-638号室 TEL：042-677-1111 内線4972 [email protected] ナノファイバーに関する研究 川上浩良、田中学 ナノファイバーはナノオーダーでファイバー径を制御できる ため、大きな比表面積を有し、ファイバーの配向による機械 的強度の向上、さらに従来のファイバーでは見られない新し い物理化学的特性を示すことが知られている。我々はエレク トロスピニング法を用い、ポリマー種や作製条件の最適化に より直径 50nm 以下のファイバーを作製することに成功してき た。 本年度は、イオン性高分子において高分子の有する電荷や 印加する電荷の正負がナノファイバー形状や特性に与える影 響を検証した。その結果、イオン性官能基が溶液電気伝導度 を向上させナノファイバーの細径化が可能になること、得られ たナノファイバーの表面が疎水性を示すことからイオン性官 能基が内部に存在することなどを見出した。その他、従来の プロトン伝導性ナノファイバーに加え、二次電池応用が期待さ れるリチウム伝導可能な高分子電解質ナノファイバーも開発 し、ナノファイバーに由来する優れた伝導特性を明らかにし た。 朝山 章一郎（あさやま しょういちろう）准教授/博士(工学) 生体材料化学（バイオマテリアル），医用高分子，生化学，生 体分子工学 9-651号室 TEL：042-677-1111 内線4976 [email protected] 田中 学（たなか まなぶ）助教/博士(工学) 高分子化学、高分子電解質、ナノファイバー、高分子膜 9-639号室 TEL：042-677-1111 内線4586 [email protected] 博士後期課程 3 名 修士課程 16 名 学部 4 年 8 名 ■研究概要 機能性分離膜に関する研究 川上浩良、田中学 地球温暖化の原因とされる温室効果ガス等をその発生源 で分離回収することは緊急に確立されるべき研究課題である。 我々は含フッ素ポリイミドにハイパーブランチ修飾シリカナノ 粒子を添加することで既存のすべての膜を上回る非常に高 い気体透過特性、優れた選択性が達成可能であることを報 告してきた。 本年度は主に、高い二酸化炭素透過性と優れた気体選択 性を有する新しい基盤高分子である潜在的微多孔高分子 (PIM)を用い、表面修飾ナノ粒子添加による超高透過性の達 成を明らかにした。さらに、通常の PIM 膜では時間経過に伴 い気体透過特性が劣化するのに対し、ナノ粒子複合膜では、 ナノ粒子添加により数ヶ月以上の長期にわたって高い透過性 を維持できることを各種測定により実証した。また、新しいナ ノ粒子の合成も行い、ナノ粒子構造が複合膜の気体透過特 性に及ぼす影響を見出した。 図 1 (左) 高効率な二酸化炭素分離を実現する潜在的微多 孔高分子(PIM)/ナノ粒子複合膜、(右)低加湿駆動可能な燃料 電池電解質膜用の酸ドープ型 PBI ナノファイバー複合膜 エピジェネティクス工学・細胞工学に関する研究 川上浩良、朝山章一郎 エピジェネティクスは DNA 塩基配列によらずに遺伝子発現 を制御でき、その発現プロファイルは一度ゲノム上に書き込 まれると安定して細胞分裂後も維持できるという特徴を有して いる。後天性疾患は、塩基配列の変化を伴わない後天的な 遺伝子発現制御であるエピジェネティクス異常が強く関与して いると考えられ、エピジェネティクスを人為的に制御できれば 新しい治療法となり得る。 本年度は、遺伝子発現制御に重要な役割を演じているクロ マチン構造の制御を目的に、核内移行能を有する新規アニオ ン性高分子であるβ-シクロデキストリン修飾ポリアスパラギ ン酸（PLD-CD）を合成した。得られた PLD-CD は、CD のリガ ンド効果に基づき、カベオラ経路を介して核内に局在すること により、凝集したクロマチン構造を不安定化させ、凝集領域を 選択的に弛緩させ得る可能性が示された。 高分子固体電解質膜に関する研究 川上浩良、田中学 固体高分子型燃料電池はクリーンで再生可能なエネルギ ーとして期待されており、その実用化・普及には、特に幅広い 温度・湿度域での高プロトン伝導性が求められている。本研 究室では、プロトン伝導性ナノファイバーを複合した電解質膜 が優れた特性を示すことを明らかにしてきた。また、スルホン 化ポリイミド(SPI)/ポリベンズイミダゾール(PBI)/リン酸の 3 元 複合電解質膜が、低加湿条件下においても従来のフッ素系 電解質膜をはるかに上回る非常に高いプロトン伝導性を示す ことを明らかにしてきた。 本年度は、従来の SPI に加え、フッ素系高分子電解質と PBI ナノファイバーからなる新たな複合電解質膜を作製し、ナ ノファイバー複合化によるプロトン伝導性、ガスバリア性、膜 安定性の向上を明らかにした。各種測定により、ナノファイバ ー/マトリクス高分子界面に効率的なプロトン伝導パスが形成 され、高速プロトン輸送を実現していることを実証した。さらに、 生体内フリーラジカル制御分子に関する研究 川上浩良、朝山章一郎 生体内に存在するスーパーオキシドジスムターゼ（SOD）は 細胞内で発生した活性酸素（特に O2-）を特異的に消去する 生体防御系酵素として作用している。我々は SOD ミメティック カチオン性金属ポルフィリン錯体が優れた SOD 活性及び細 2 研究室年次報告 胞内 ONOO-消去活性更に起因する抗酸化活性を示すことを 明らかにしてきた。 本年度は、生体内で機能する人工カタラーゼとして、Mn ポ ルフィリン/ククルビット[10]/芳香族塩基からなる三元超分子 錯体を調製した。単独では有意なカタラーゼ活性を示さない Mn ポルフィリンは、三元超分子化により、有意なカタラーゼ活 性を創出した。天然カタラーゼの活性中心の様に、ククルビッ ト[10]内部空間でのイミダゾール基による酸塩基触媒的な過 酸化水素の不均化促進に成功した。 ■受賞 (1) 武田康, 日本膜学会第36年会, 学生ポスター賞 2014.5.14 (2) 田中学, 平成25年度高分子研究奨励賞(高分子学会) 2014.5.29 (3) 浅羽祐太郎, 第43回医用高分子シンポジウム, 学生奨 励発表優秀賞 2014.8.15 (4) 武田康, 第63高分子討論会, 優秀ポスター賞 2014.10.8 (5) 阪口尚紀, 第52回高分子と水に関する討論会, 優秀ポ スター賞 2014.12.10 ドラッグデリバリーシステム材料に関する研究 朝山章一郎、川上浩良 人類の健康を維持し生活の質（QOL）を向上させる為に、医 薬を特定の部位へ副作用無く効率良く運ぶためのバイオマテ リアルを合成し、新しいドラッグデリバリーシステムを開発して きた。さらに、現代医療では治療不可能な疾病に対しての遺 伝子治療を目指し、生体内の刺激に応答して機能変換する 遺伝子キャリア材料を合成してきた。 本年度は、独自に提唱した新しい概念であるモノイオンコ ンプレックス（MIC）により、pDNA デリバリーシステムを構築し た。ω-アミドペンチル末端修飾ポリエチレングリコールを合 成し、pDNA と MIC を形成させた。得られた MIC をマウス骨格 筋へ投与すると、市販の遺伝子導入試薬に比べ有意に高い 遺伝子発現を導いた。さらに、MIC の対象分子の拡大の観点 から、タンパク質デリバリーへの展開も図った。 ■学会発表 1. 浅羽祐太郎, 草津 舞, 中林一彦, 朝山章一郎, 川上浩 良, リポソーム被覆型エピジェネティクスコントロール キャリアによるヒストン修飾制御と細胞分化誘導, 第 8 回日本エピジェネティクス研究会年会(東京大学, 伊藤 国際学術研究センター), 予稿集, p.58 (2014 年 5 月) 2. 武田 康, 田中 学, 川上 浩良, 酸ドープ型ナノファイ バーを基本骨格としたスルホン化ポリイミド複合電解質 膜の作製と燃料電池特性評価, 日本膜学会第 36 年会 （早稲田大学）、予稿集 p.98、(2014 年 5 月) 3. 阪口尚紀, 田中 学, 川上 浩良, 超高気体透過性を有 する表面修飾ナノ粒子含有複合膜の作製, 日本膜学会 第 36 年会 (早稲田大学西早稲田キャンパス 63 号館), P-27S, 予稿集 p. 91 (2014 年 5 月) 4. 川上 浩良, 予防・治療を目指した老化科学の新展開, 首都大学東京ＰＲＩシリーズ特別講座（飯田橋キャンパ ス）、 (2014 年 5 月) 依頼講演 5. 大内みさき, 小鯖翔, 中林一彦, 朝山章一郎, 川上浩 良, β-CD 修飾ポリアニオンの核内送達機構解析およ びクロマチン構造弛緩, 第 63 回高分子学会年次大会 (名古屋国際会議場)，予稿集 p. 2897 (2014 年 5 月) 6. 野原 敦, 朝山章一郎, 根岸洋一, 川上浩良, アルキル イミダゾリウム末端修飾 PEG/pDNA モノイオンコンプレ ックスによる in vivo 局所遺伝子発現, 第 63 回高分子学 会年次大会(名古屋国際会議場)，予稿集 p. 2919（2014 年 5 月) 7. 坂田瑞希, 松田宏紹, 朝山章一郎, 川上浩良, 亜鉛配 位型アルキル化ポリビニルイミダゾールの調製および遺 伝子キャリアとしての構造活性相関, 第 63 回 高分子学 会年次大会(名古屋国際会議場)，予稿集 p. 3019 (2014 年 5 月) 8. 草津 舞, 浅羽祐太郎, 中林一彦, 朝山章一郎, 川上浩 良, 生分解性ナノ粒子/DNA 複合体によるエピジェネティ クス制御, 第 63 回高分子学会年次大会(名古屋国際会 議場)，予稿集, p.3021 (2014 年 5 月) 9. 小鯖 翔, 朝山章一郎, 中林一彦, 川上浩良, カベオラ 経路による核内送達を目指したβ-CD 修飾ポリアニオン によるクロマチン構造弛緩, 第 63 回高分子学会年次大 会(名古屋国際会議場) ，予稿集, p.3023 (2014 年 5 月) 10. 草津 舞，浅羽祐太郎,中林一彦，朝山章一郎，川上浩 良，生分解性エピジェネティクスコントロールキャリアを 用いた細胞分化制御，第 63 回高分子学会年次大会(名 古屋国際会議場) ，予稿集, p.3457 (2014 年 5 月) 11. 大澤梓, 阪口尚紀, 田中学, 川上浩良, 表面修飾ナノ粒 子含有複合膜の気体透過特性に及ぼす粒子表面構造 の影響, 第 63 回高分子学会年次大会 (名古屋国際会 議場), 2Pa079, 予稿集 p. 2493 (2014 年 5 月) 12. 大澤梓, 阪口尚紀, 田中学, 川上浩良, 表面修飾シリカ ナノ粒子含有ポリイミド複合膜による二酸化炭素分離, 第 63 回高分子学会年次大会 (名古屋国際会議場), 3K11, 予稿集 p. 3693 (2014 年 5 月) 図２ 高分子バイオマテリアルを駆使した大都市生活環境の 向上 ■査読付き論文 1. Ryohei Takemori, Genki Ito, Manabu Tanaka, Hiroyoshi Kawakami, “Ultra-high proton conduction in electrospun sulfonated polyimide nanofibers”, RSC Advances, 4, 38, 20005-20009 (2014). 2. Riku Kubota, Shoichiro Asayama, Hiroyoshi Kawakami, “A bioinspired polymer-bound Mn-porphyrin as an artificial active center of catalase”, Chemical Communications, 2014, 50, 15909-15912 (2014). 3. Fuminori Ito, Shinya Imamura, Shoichiro Asayama, Kiyoshi Kanamura, Hiroyoshi Kawakami, “Dermal administration of manganese porphyrin by iontophoresis”, Materials Science & Engineering C-Materials for Biological Applications, 41, 349-353 (2014). 4. Makoto Konno, Yuuko Kishi, Manabu Tanaka, Hiroyoshi Kawakami, “Core/shell-like structured ultrafine branched nanofibers created by electrospinning”, Polymer Journal, 46, 792-799 (2014). 5. Riku Kubota, Shoichiro Asayama, Hiroyoshi Kawakami, New Approach for Development of Catalase Mimics with Manganese Porphyrins, Journal of Clinical Biochemistry and Nutririon, 54, Supplement, 99 (2014). 6. Shoichiro Asayama, Atsushi Nohara, Yoichi Negishi, Hiroyoshi Kawakami, “Plasmid DNA mono-ion complex stabilized by hydrogen bond for in vivo diffusive gene delivery”, Biomacromolecules, in press. 3 研究室年次報告 13. 脇屋健、武田康、田中学、川上浩良、PBI ナノファイバー 含有複合膜のマトリックス高分子構造が燃料電池特性 に与える影響、第 63 回高分子学会年次大会(名古屋国 際会議場)、予稿集 p2687 (2014 年 5 月) 14. 脇屋健、伊藤源基、田中学、川上浩良、プロトン伝導性 を有するスルホン化ポリイミドナノファイバーから構成さ れる高分子電解質膜の作製と燃料電池評価、第 63 回高 分子学会年次大会(名古屋国際会議場)、予稿集 p2689 (2014 年 5 月) 15. 原 一哲, 田中 学, 川上 浩良, PEO 含有プロトン伝導 性 Nafion ナノファイバーの合成と伝導性評価,平成 26 年 度 繊 維 学 会 年 次 大 会 ( タ ワ ー ホ ー ル 船 堀 ), 予 稿 集,1G07(2014 年 6 月) 16. 原 一哲, 伊藤 源基, 田中 学, 川上 浩良, 異なる高分 子から作製されたプロトン伝導性ナノファイバーの伝導 性評価, 平成 26 年度繊維学会年次大会(タワーホール 船堀),予稿集,1P245(2014 年 6 月) 28. 29. 30. 31. 17. 武田 康, 田中 学, 川上 浩良, 酸ドープ型ナノファイバ ー表面のプロトン輸送機構と燃料電池用電解質膜への 応用、平成 26 年度繊維学会年次大会（タワーホール船 堀）、69 巻 1 号、2014 年 6 月 18. 武田 康, 田中 学, 川上 浩良, 酸ドープ型ナノファイバ ーを基本骨格としたスルホン化ポリイミド複合電解質膜 の作製と評価、平成 26 年度繊維学会年次大会（タワー ホール船堀）、69 巻 1 号、2014 年 6 月 19. 川上 浩良, 化学の力で iPS 細胞を超える, 夢ナビ Live （インテックス大阪）、(2014 年 6 月) 依頼講演 20. 川上 浩良, 高分子膜による気体透過・分離のメカニズ ムとその環境分野への応用, 技術情報協会（東京）、 (2014 年 7 月) 教育講演 21. 朝山章一郎，含窒素基を有する界面活性剤化合物を用 いたドラッグデリバリーシステム（依頼講演），首都大学 東京 新技術説明会，資料集，p.29 (2014 年 7 月) 22. 浅羽祐太郎, 朝山章一郎, 中林一彦, 川上浩良, 生分 解性エピジェネティクスコントロールキャリアによる細 胞 分化制御, 第 43 回医用高分子シンポジウム(産業技術 総 合 研 究 所 臨 海 副 都 心 セ ン タ ー ), 予 稿 集 , p.11-12(2014 年 7 月) 23. 朝山章一郎, 野原 敦, 根岸洋一, 川上浩良, 第一級ア ミドを有するアルキルイミダゾリウム末端修飾 PEG/pDNA モノイオンコンプレックスの創製と in vivo 遺 伝子デリバリー, 第 43 回医用高分子シンポジウム(産業 技術総合研究所 臨海副都心センター), 要旨集 p89-90 （2014 年 7 月） 24. 野原 敦, 朝山章一郎, 根岸洋一, 川上浩良, 第一級ア ミドを有するアルキルイミダゾリウム末端修飾 PEG/pDNA モノイオンコンプレックスによる in vivo 遺伝子 デリバリー, 第 30 回 DDS 学術集会(慶応義塾大学薬学 部), 予稿集 p.163（2014 年 7 月） 25. 坂田瑞希, 朝山章一郎, 川上浩良, 亜鉛配位型アルキ ル化ポリビニルイミダゾールの遺伝子キャリアとしての構 造活性相関, 第 30 回 日本 DDS 学会学術集会(慶応義 塾大学薬学部),予稿集, p.147 (2014 年 7 月) 26. Tsukasa Watanabe, Manabu Tanaka, and Hiroyoshi Kawakami, Preparation and Characterizations of Highly Anion Conductive Nanofibers-Containing Polymer Electrolyte Membranes, International Seminar on Green Energy Conversion, Abstracts, p22 (Aug. 2014) 27. Takeru Wakiya, Kazuhiro Suzuki, Manabu Tanaka, Hiroyoshi Kawakami, Phosphoric Ashid-Doped Sulfonated Polyimide and Polybenzimidazole Blend Membranes: High Proton Transport at Wide 32. 33. 34. 35. 36. 37. 38. 39. 40. 41. 4 Temperatures Under Low Humidity Conditions Due to New Proton Transport Pathways, The 3rd International Seminar on Green Energy Conversion, P16(August, 2014) 朝山章一郎，In vivo 遺伝子デリバリーシステムの構築： 末端カチオン化 PEG/pDNA モノイオンコンプレックスの 創製（招待講演），東北ポリマー懇話会福島（郡山）地区 講演会 (2014 年 9 月) 窪田 陸, 朝山章一郎, 川上浩良, 金属ポルフィリン /Cucurbit[10]/イミダゾール誘導体からなる 3 元超分子 錯体のカタラーゼ活性, 第 64 回錯体化学会討論会(中 央大学), 要旨集，1PE-004，（2014 年 9 月） Riku Kubota, Shoichiro Asayama, and Hiroyoshi Kawakami, Ternary Supramolecular Metal Complexes as Catalase Mimics, Polymer Preprints, Japan Vol. 63, No.2, p.6983 (September, 2014) 阪口尚紀, 田中 学, 川上 浩良, ナノスペースを利用し た超高 CO2 透過性分離膜の創製, 第 63 回高分子討論 会 (長崎大学文教キャンパス), 3O07, 予稿集 p. 5685 (2014 年 9 月 26 日) 武田 康, 脇屋 健, 針谷 佳織, 若元 佑太, 伊達 達規, 多羅尾 隆, 田中 学, 川上 浩良, 酸ドープ型ナノファイ バー骨格からなる複合電解質膜の燃料電池特性、第 63 回高分子討論会(長崎大学)、2015 年 9 月 武田 康, 牧之内 貴仁, 田中 学, 川上 浩良, プロトン 伝導性ナノファイバー骨格からなる複合電解質膜の作製 と伝導性評価、第 63 回高分子討論会(長崎大学)、2015 年9月 朝山章一郎, 野原 敦, 根岸洋一, 川上浩良, pDNA モノ イオンコンプレックス：第一級アミドを有するアルキルイミ ダゾリウム末端修飾 PEG による in vivo 局所遺伝子発現 向上, 第 64 回高分子討論会（長崎大学）, 予稿集，p. 7426（2014 年 9 月） 田中 学, 佐藤 共喜, 川上 浩良, ポリイミドナノファイバ ー1 本の力学特性評価, 第 64 回高分子討論会, 1I17 （2014 年 9 月） K. Hara, M. Konno, M. Tanaka, and H. Kawakami, Preparation and structure control of core-shell type branch nanofibers, Proceedings of the International Symposium on Fiber Science and Technology 2014 (ISF 2014) (Tokyo Fashion Town Building), (September, 2014), Program and Abstracts, PS4-04 Tsukasa Watanabe, Manabu Tanaka, and Hiroyoshi Kawakami, Preparation and Evaluation of Electrospun Anion Conductive Polymer Nanofibers for Alkaline Fuel Cell, International Symposium on Fiber Science and Technology (ISF2014), Abstract, PS4-01 (Sep. 2014) Takeru Wakiya, Kazuhiro Suzuki, Manabu Tanaka, Hiroyoshi Kawakami, Phosphoric acid-doped sulfonated polyimide and polybenzimidazole blend membranes: high proton transport at wide temperatures under low humidity conditions due to new proton transport pathways, International Symposium on Fiber Science and Technology, PG1-06(September, 2014) 川上 浩良, ナノファイバーから構成される電解質膜の 可能性, 技術情報協会（東京）、高分子学会燃料電離材 料研究会（東京）, (2014 年 10 月) 依頼講演 小鯖翔, 浅羽祐太郎, 朝山章一郎, 川上浩良,人工的ク ロマチン構造制御による細胞分化治療, 第 52 回人工臓 器学会(京王プラザホテル札幌), 予稿集, p.S106 (2014 年 10 月) 朝山章一郎，松田宏紹，根岸洋一，川上浩良，亜鉛イオ ンによるトランスフェクション活性向上のメタロミクス，第 4 研究室年次報告 42. 43. 44. 45. 46. 47. 48. 49. 50. 51. 52. 53. 54. 回メタロミクス研究フォーラム，講演要旨集, p.48 (2014 年 11 月) 窪田 陸，朝山章一郎，川上浩良，Mn-ポルフィリン/イミ ダゾール基含有両性高分子複合体による人工カタラー ゼの創製，第 4 回メタロミクス研究フォーラム，講演要旨 集, p.71 (2014 年 11 月) 朝山章一郎, 野原 敦, 根岸洋一, 川上浩良, pDNA モノ イオンコンプレックスによる in vivo 遺伝子デリバリー：第 一級アミドを有するアルキルイミダゾリウム末端修飾 PEG の分子設計, 第 36 回日本バイオマテリアル学会大 会, 予稿集, p174（2014 年 11 月） 坂田瑞希, 朝山章一郎, 川上浩良, 亜鉛配位型アルキ ル化ポリビニルイミダゾールの遺伝子発現における構造 活性相関, 第 36 回 日本バイオマテリアル学会大会, 予 稿集, p.200 (2014 年 11 月) 渡辺 司, 田中 学, 望月 康正, 松本 太, 川上 浩良, 全固体型リチウムイオン電池の電解質応用を目指したイ オン伝導性高分子ナノファイバーの作製, 第 55 回電池 討論会(国立京都国際会館),予稿集,p557(2014 年 11 月) Tsukasa Watanabe, Manabu Tanaka, and Hiroyoshi Kawakami, Preparation of Anion Conductive Nanofibers based on Aromatic polyethers, International Student Workshop on Aromatic Functional Polymers, Abstract, L15 (Nov. 2014) K. Hara, M. Konno, M. Tanaka, and H. Kawakami, Structural control of core-shell type branch nanofibers based on fluorinated polyimide, International Student Work shop on Aromatic Functional Polymers(Tokyo Institute of Technology Ookayama), (November, 2014), Program and Abstracts, L3 Yutaro Asaba, Shohei Yamaguchi, Motoyuki Matsuho, Shoichiro Asayama, and Hiroyoshi Kawakami, Epigenetics Control Carrier with Antioxidative Activity for Novel Therapeutics, Free Radical Biology & Medicine, Vol. 76, Supplement 1, SFRBM’s 21st Annual Meeting Program and Abstracts (Sheraton Hotel, Seattle, USA), S78 (November, 2014) Riku Kubota, Shoichiro Asayama, and Hiroyoshi Kawakami, Bioinspired Polymer-Bound Mn-Porphyrins with Artificial Active Center of Catalase, Free Radical Biology & Medicine, Vol. 76, Supplement 1, SFRBM’s 21st Annual Meeting Program and Abstracts (Sheraton Hotel, Seattle, USA), S83-84 (November, 2014) 阪口尚紀, 田中 学, 川上 浩良, 表面修飾シリカナノ粒 子を含有した超高気体透過 PIM-1 複合膜の作製, 第 22 回ポリイミド・芳香族系高分子会議 (東京工業大学 大岡山キャンパス 蔵前会館 蔵前ホール), P17, 予稿集 p. 4 (2014 年 12 月) 阪口尚紀, 田中 学, 川上 浩良, 表面修飾シリカナノ粒 子を有する PIM 複合膜の超高気体透過性, 第 52 回 高分子と水に関する討論会 (東京工業大学西 9 号館 コラボレーションルーム), P8, 予稿集 p. 18 (2014 年 12 月) 朝山章一郎，新規生体適合性ポリマーを用いたドラッグ デリバリーシステム～DNA と１点で相互作用するポリマ ーにより微小粒子化を実現～（依頼発表），第 4 回 TOBIRA 研究フォーラム (2015 年 2 月) 谷口秀明，窪田 陸，朝山章一郎，川上浩良，Mn-ポル フィリン/ククルビット[10]/芳香族塩基からなる３元超分 子カタラーゼミミックの調製, 日本化学会第 95 春季年会, 2J5-34 (2015 年 3 月) 朝山章一郎，野原 敦，根岸洋一，川上浩良，pDNA モノ イオンコンプレックスによる in vivo 局所遺伝子導入，日 本薬学会第 135 年会，要旨集，28U-am04 (2015 年 3 月) ■特許 1. 特開 2015-028850, 複合膜及びその製造方法, 川上浩 良 田中学 茨木拓 武田康 脇屋健 多羅尾隆 伊藤達規 若元佑太 2. WO/2014/148378 A1，SURFACTANT-LIKE COMPOUND（界面活性剤様化合物），朝山章一郎 野 原 敦 川上浩良 根岸洋一 ■著書・総説 1. Manabu Tanaka, Hiroyoshi Kawakami, “Design and Synthesis of Ion Conductive Polymer Nanofibers for Fuel Cell Applications”, Kobunshi 63, 710 (2014). 2. 川上 浩良, エネルギー・化学プロセスにおける膜分離 技術, S&T出版（共著）, (2014) 3. 川上 浩良, エピジェネティクス工学に基づく新しい遺伝 子操作・治療,化学工業, 65, 35-41 (2014). 4. 川上 浩良, 気体分離膜の医用デバイスへの応用, 膜, 39, 147-154 (2014). 5. 川 上 浩 良 , CO2 分 離 膜 の 現 状 と 未 来 , MATERIAL STAGE, 169, 8-12 (2015). 5 研究室年次報告 先端機能物質分野 益田研究室 教授 益田 秀樹 准教授 柳下 崇 えてきたシュウ酸，硫酸浴に加え，リン酸をはじめとする他の 浴に関しても検討を加えた．これらの知見をもとに，規則化条 件，および機構に関しての検討を進めている． ■構成員 益田 秀樹 (ますだ ひでき) 教授 /工学博士 電気化学，ナノファブリケーション，機能性電極 9－147 室 TEL： 042－677－2843 [email protected] ■査読付論文 1. K. Nishio, S. Tagawa,T. Yanagishita, and H. Masuda Fabrication of highly ordered nanoporous si with high aspect ratio through prepatterning of si using porous alumina mask Jpn. J. Appl. Phys., 53, 075201(2014). 2. T. Yanagishita, Y. Maejima, K. Nishio, and H. Masuda Monodisperse Nanoparticles of Metal Oxides Prepared by Membrane Emulsification Using Ordered Anodic Porous Alumina RSC Adv., 4, 1538 (2014). 3. T. Yanagishita, T. Endo, K. Nishio, and H. Masuda Fabrication of Silica Moth-Eye Structures by Photo-Nanoimprinting Using Ordered Anodic Porous Alumina Molds Jpn. J. Appl. Phys., 53, 018002 (2014). 4. T. Yanagishita, M. Kawamoto, K. Nishio, and H. Mausda Fabrication of Monodisperse Particles by Nanoimprinting Using Anodic Porous Alumina Molds J. Vac. Sci. Technol. B, 32, 2166 (2014). 5. T. Yanagishita, M. Masui, N. Ikegawa, and H. Masuda Fabrication of Polymer Antireflection Structures by Injection Molding Using Ordered Anodic Porous Alumina Mold J. Vac. Sci. Technol. B, 32, 2166 (2014). 6. T. Kondo, S. Nagao, T. Yanagishita, N. T. Nguyen, K. Lee, P. Schmuki, and H. Masuda Ideally ordered porous TiO2 prepared by anodization of pretextured Ti by nanoimprinting processElectrochem. Commun., 50, 73 (2015). 柳下 崇 (やなぎした たかし) 准教授/博士（工学） 材料化学 9 － 140 室 TEL ： 042 － 677 － 1111 ( 内 線 4931) [email protected] 学生数 修士－13 名 学部－8 名 ■研究概要 （１）電気化学プロセスにもとづくナノフィルターの作製に関す る研究 益田秀樹，柳下 崇 アルミニウムを酸性電解液中で陽極酸化することにより得ら れる高規則性ポーラスアルミナの作製と構造制御，更には環 境浄化に寄与する無機系ナノフィルターの作製を目的に，前 年度に引き続き検討を行った． ■学会発表 【国際学会での依頼講演】 1. Hideki Masuda High Throughput Preparation of Micro- and Nanostructures by Using Ordered Anodic Porous Alumina EMNT2014，2014 年 11 月 6 日,沖縄,日本 2. Hideki Masuda Light Propagation in High Aspect Metal Structures Prepared Using Ordered Anodic Porous Alumina PIERS2014（Progress In Electromagnetics Research Symposium ) ，2014年8月24日，広州，中国 3. Hideki Masuda, Photovoltaic Properties of Organic Heterojunctions with Ordered Nanostructures Prepared By Anodic Porous Alumina 225th(Electrochemical Society Meeting)，2014年5月11日, オーランド,アメリカ 4. Hideki Masuda, Localized Surface Plasmon Devices Based on Highly Ordered Anodic Porous Alumina The IUMRS-International Conference in Asia 2014，2014 年8月29日，福岡， 5. Hideki Masuda Functional Optical Devices Based on Highly Ordered 図 高規則性ポーラスアルミナナノフィルター （２）ナノインプリントプロセスにもとづく機能性表面の形成に 関する研究 益田秀樹，柳下 崇 ナノスケールの細孔が規則的に配列した陽極酸化ポーラス アルミナ，または，それを鋳型として作製した Ni 製ネガ型をナ ノインプリント用モールドに適用し，ポリマー規則表面の形成 と構造制御について検討を行った．得られた表面の反射防止 特性や撥水特性についても合わせて検討した．このようにし て得られる機能性表面は，例えば太陽電池の高効率化に貢 献することができる． （３）高規則性ポーラスアルミナを用いたエネルギーデバイス 構築に関する研究 益田秀樹，柳下 崇 陽極酸化ポーラスアルミナを用いた膜乳化プロセスによる， 単分散ナノ粒子の作製と二次電池用電極材料への応用につ いて検討を行った． （４）陽極酸化アルミナセル構造の自己規則化機構 益田秀樹 陽極酸化アルミナの規則化条件に関して，従来から検討を加 6 研究室年次報告 Toshiaki Kondo ,Takashi Yanagishita, Hideki Masuda SERS Properties of Anisotoropic-Shaped Metal Nanostructure Array Obtained Using Anodic Porous Alumina 2014 MRS Fall Meeting&Exhibit, 2014 年 12 月 5 日，ボ ストン，アメリカ 【国内学会での一般講演】 1. 粟田浩昭，柳下崇，魚津吉弘，西尾和之,益田秀樹 高規則性ポーラスアルミナを口金としたポーラスナノファ イバーの作製と直径制御 第63回高分子学会年次大会，2014年5月28日，愛知 2. 粟田浩昭，柳下崇，魚津吉弘，西尾和之,益田秀樹 細孔形状を制御したポーラスアルミナを口金とするポリ マーナノファイバーの連続紡糸 第65回コロイドおよび界面化学討論会，2014年9月3日， 東京 3. 町田優也，柳下崇，益田秀樹 高規則性ポーラスアルミナを用いた膜乳化法による単 分散ハイドロゲル微粒子の作製とサイズ制御 第 65 回コロイドおよび界面化学討論会，2014 年 9 月 3 日，東京 4. 近藤敏彰，長谷川駿，木村直史，吉岡文孝，富永隆，益 田秀樹 Al の異方性アノードエッチングにもとづく熱放射制御構 造の形成 2014 年秋季 第 75 回 応用物理学会学術講演会，2014 年 9 月 17 日，北海道 5. 村越海斗，柳下崇，益田秀樹 ポーラスアルミナを用いた光ナノインプリントによる階層 構造の形成と超撥水表面への応用 2014 年秋季 第 75 回 応用物理学会学術講演会，2014 年 9 月 20 日，北海道 6. 石井崇之，柳下崇，益田秀樹 2 層アノード酸化プロセスによる安定化成範囲の拡大と 規則構造の形成 第 130 回表面技術協会講演大会，2014 年 9 月 22 日， 京都 7. 大久保祐樹，柳下崇，益田秀樹 種々の細孔周期を有するポーラスアルミナスルーホー ルメンブレンの高効率形成 第 130 回表面技術協会講演大会，2014 年 9 月 22 日， 京都 8. 高秀光，近藤敏彰，柳下崇，益田秀樹 マスキングプロセスにもとづく Al アノードエッチングにお けるトンネルピット位置制御 第 130 回表面技術協会講演大会，2014 年 9 月 23 日， 京都 9. 柳下崇，益田秀樹 高規則性ポーラスアルミナを用いたナノインプリントプロ セスによるモスアイ構造の形成 第 63 回高分子討論会，2014 年 9 月 25 日，長崎 10. 柳下崇，大久保祐樹，益田秀樹 ポーラスアルミナスルーホールメンブレンの高スループ ット形成条件に関する検討 2014 年電気化学秋季大会，2014 年 9 月 28 日，北海道 11. 堀龍太郎，近藤敏彰，柳下崇，益田秀樹 陽極酸化ポーラスアルミナにもとづいた高アスペクト比 同軸ナノケーブルアレーの作製と光学特性 2014 年電気化学秋季大会，2014 年 9 月 27 日，北海道 12. 山本ひとみ，西尾和之，益田秀樹 Au のアノード酸化にもとづくナノポーラス構造の形成挙 動 2014 年電気化学秋季大会，2014 年 9 月 28 日，北海道 Anodic Porous Alumina International Seminar on Surface, Passivity and Corrosion of Metals，2015 年 1 月，トロンハイム，ノルウェ ー 【国内での依頼講演】 1. 柳下 崇，益田秀樹 高規則性ポーラスアルミナを用いたナノインプリントプロ セスによるモスアイ構造の形成 第 63 回高分子討論会，2014 年 9 月 25 日，長崎 2. 益田秀樹 バイオミメティクスにもとづく機能材料 第 88 回 ARS 例会，2014 年 10 月 3 日，東京 3. 近藤敏彰，益田秀樹 陽極酸化にもとづくモルフォ蝶構造‐構造色発現とフォト ニック結晶第 88 回 ARS 例会，2014 年 10 月 3 日，東京 4. 柳下 崇，益田秀樹 微粒子陽極酸化プロセスにもとづく多孔性微粒子の作 製 第 31 回 ARS 足柄コンファレンス，2014 年 11 月 21 日， 神奈川 5. 柳下 崇 高規則性ポーラスアルミナにもとづく規則ナノ構造の形 成 表面技術協会北海道支部・電気化学会北海道支部共 催の特別講演会，2014 年 11 月 26 日， 北海道 【国際学会での一般講演】 1. Yuya Machida, Takashi Yanagishita, Kazuyuki Nishio ， Hideki Masuda Preparation of Monodisperse Hydrogel Particles by MembraneEmulsification Using Anodic PorousAlumina AST 2014 シンポジウム，2014 年 6 月 4 日，北海道、日 本 2. Takashi Yanagishita, Kazuyuki Nishio ,Hideki Masuda Faburication of ordered Nanostryuctures by Nanoimpurint AST 2014シンポジウム，2014年6月4日，北海道, 日本 3. Hidemitsu Kou, Toshiaki Kondo, Takashi Yanagishita, Kazuyuki Nishio and Hideki Masuda Control of Pitting Sites in Anode Etching of Al for Electrolytic Capacitors AST 2014 シンポジウム，2014 年 6 月 4 日，北海道, 日 本 4. Toshiaki Kondo, Kazuyuki Nishio and Hideki Masuda Fabrication of Geometrically-Controlled Metal Nanostructure Array Using Anodic Porous Alumina and Its Application to SERS Measurements AST 2014 シンポジウム，2014 年 6 月 4 日，北海道, 日 本 5. Ryotaro Hori, Takashi Yanagishita, Hideki Masuda, Light Propagation in Highly Ordered Metal Nanostructures Obtained Using AnodicPorous Alumina EMNT2014，2014 年 11 月 6 日,沖縄,日本 6. Toshiaki Kondo ,Takashi Yanagishita, Hideki Masuda SERS on Metal Nanostructure Array Obtained Using Anodic Porous Alumina EMNT2014，2014 年 11 月 6 日,沖縄,日本 7. Takashi Yanagishita, Masahiko Imaizumi, Hideki Masuda Fabrication of Porous Si Particles by Electrochemical Etching 2014 MRS Fall Meeting&Exhibit, 2014 年 12 月 3 日，ボ ストン，アメリカ 7 研究室年次報告 電気化学会第 82 回大会，2015 年 3 月 15 日，神奈川 27. 斉藤裕樹，柳下崇，益田秀樹 膜乳化プロセスによる単分散無機系微粒子の形成とサ イズ制御 電気化学会第 82 回大会，2015 年 3 月 15 日，神奈川 28. 柳下崇，加藤敦士，益田秀樹 陽極酸化プロセスによるスルーホールメンブレンの作製 電気化学会第 82 回大会，2015 年 3 月 17 日，神奈川 29. 山岸翔一，柳下崇，益田秀樹 長時間陽極酸化による高アスペクト比ポーラスアルミナ の作製 電気化学会第 82 回大会，2015 年 3 月 17 日，神奈川 30. 平野翔太，近藤敏彰，柳下崇，益田秀樹 理想配列アノード酸化ポーラス TiO2 の形成と光学特性 電気化学会第 82 回大会，2015 年 3 月 17 日，神奈川 31. 高井秀彰，柳下崇，魚津吉弘，益田秀樹 陽極酸化ポーラスアルミナにもとづく ZnO ナノロッド規則 配列パターン 日本化学会第 95 回春季年会，2015 年 3 月 26 日，千葉 32. 綱島かおり，益田秀樹 柳下崇 高規則性ポーラスアルミナを用いたリボソームのサイズ 制御 日本化学会第 95 回春季年会，2015 年 3 月 26 日，千葉 13. 早川友浩，西尾和之，益田秀樹 Li＋を用いた電気化学的合金・脱合金にもとづくナノポー ラス Aｌの形成 2014 年電気化学秋季大会，2014 年 9 月 28 日，北海道 14. 谷口慶祐，柳下崇，益田秀樹 バレル電解プロセスによるポーラス微粒子の作製 第 4 回 CSJ 化学フェスタ 2014，2014 年 10 月 14 日，東 京 15. 柳下 崇，谷口慶祐，植野将太，益田秀樹 バレル電解プロセスによるポーラス微粒子の作製と表 面構造制御 第 58 回日本学術会議材料工学連合講演会，2014 年 10 月 28 日，京都 16. 高井秀彰，柳下崇，粟田浩昭，魚津吉弘，益田秀樹 ポーラスアルミナを口金とした紡糸プロセスによるナノフ ァイバーの形成 第 34 回表面科学学術講演会，2014 年 11 月 8 日，島根 17. 高井秀彰，柳下崇，粟田浩昭，魚津吉弘，益田秀樹 ポーラスアルミナを口金とした紡糸プロセスによるコンポ ジットナノファイバーの形成と直径制御 第 31 回 ARS 足柄コンファレンス，2014 年 11 月 21 日， 神奈川 18. 村越海斗，柳下崇，益田秀樹 ポーラスアルミナを用いた光ナノインプリントプロセスに よるナノ・マイクロ階層構造の形成と直径制御 第 31 回 ARS 足柄コンファレンス，2014 年 11 月 21 日， 神奈川 19. 堀龍太郎，近藤敏彰，柳下崇，益田秀樹 陽極酸化ポーラスアルミナにもとづく高規則性金属ナノ 構造体の形成と光伝搬 第 31 回 ARS 足柄コンファレンス，2014 年 11 月 21 日， 神奈川 20. 近藤敏彰，長谷川駿，益田秀樹 Aｌの異方性アノードエッチングにもとづいた同軸ナノケ ーブルアレーの形成と集光デバイスへの応用 第 62 回応用物理学春季学術講演会，2015 年，3 月 11 日，神奈川 21. 近藤敏彰，堀龍太郎，柳下崇，益田秀樹 陽極酸化ポーラスアルミナにもとづいた同軸ナノケーブ ルアレーの形成と集光デバイスへの応用 第 62 回応用物理学春季学術講演会，2015 年，3 月 13 日，神奈川 22. 加藤敦士，柳下崇，益田秀樹 高規則性ポーラスアルミナスルーホールメンブレンの高 スループット形成 第 131 回講演大会(表面技術協会)，2015 年 3 月 4 日， 神奈川 23. 石井崇之，柳下崇，益田秀樹 二層アノード参加プロセスにもとづく化成電圧域の高電 圧化と規則ポーラスアルミナの形成 第 131 回講演大会(表面技術協会)，2015 年 3 月 4 日， 神奈川 24. 近藤敏彰，中園貴志，柳下崇，益田秀樹 陽極酸化ポーラスアルミナにもとづく ZnO ナノロッド規則 配列パターン 電気化学会第 82 回大会，2015 年 3 月 15 日，神奈川 25. 曽徳釗，近藤敏彰，谷口慶祐，益田秀樹 ポーラスメンブレンを口金とした溶融紡糸法による金属 マイクロワイヤーの高スループット形成 電気化学会第 82 回大会，2015 年 3 月 15 日，神奈川 26. 村越海斗，柳下崇，益田秀樹 ナノインプリントプロセスによるポリマーナノマイクロ階層 構造の作製 ■著書・総説 1. 益田秀樹，柳下 崇，近藤敏彰 陽極酸化ポーラスアルミナの機能化に関する新展開 表面技術，65，414 (2014). 2. 柳下 崇，益田秀樹 高規則性ポーラスアルミナの作製と応用 静電気学会誌，38, 243 (2014). 3. 益田秀樹，柳下 崇（分担） ロール to ロールによるモスアイ型反射防止膜形成技術 2015 ロール to ロール技術大全，第 2 編，第 6 章，電子 ジャーナル(2014)． 8 研究室年次報告 先端物質デザイン分野 吉田研究室 教授 吉田 博久 准教授 ■構成員 吉田 博久 (よしだ ひろひさ) 高分子化学, 物理化学 9－447 室 TEL： 042－677－2845 [email protected] 武井 孝 准教授 山登 正文 ど）を用いて物質表面の構造制御を行うことで、新たな機能 性を示す材料開発を目指した研究を行っている。ブロック共 重合高分子が形成する数ナノメートルの親水性シリンダー内 をナノ反応容器として利用して大きさと配列を制御した金ナノ 粒子の合成に成功した。高分子の散逸構造の形成過程を制 御することで、高分子薄膜表面に導電性ナノ粒子のマイクロ メートルサイズのリング構造が作成され、波長選択的電磁波 吸収材料としての利用が期待される。これらの成果は企業と の共同研究を通じて省燃費タイヤの開発、化粧品の性能評 価方法、放射性セシウム吸収フィルターなどにも応用されて いる。 教授 / 工学博士 武井 孝 (たけい たかし) 准教授 / 博士（工学） 表面化学, 界面・コロイド科学 9－550 室 TEL： 042－677－2851 [email protected] 山登 正文 (やまと まさふみ) 准教授 / 博士（工学） 高分子科学,磁気科学 9－135 室 TEL： 042－677－1111 内線 4835 [email protected] 直径:3 m 学生数 博士後期課程 4 名（留学生 1 名、韓国） 博士前期課程 8 名 学部 3 名 ■研究概要 放射性物質による環境汚染に関する研究 吉田博久 福島第一原子力発電所事故で放出された放射性物質による 環境汚染の状態を調査し、放射性物質で汚染した木質系廃 棄物の安全な処理方法と有効利用について提案した。福島 県林業研究センターとの共同研究で、樹木内の放射性セシ ウム分布の経時変化から動態を調査し、さらに森林からの放 射性セシウムの移動状況の経年調査を行った。針葉樹では 辺材から心材へのセシウムの移行が確認され、樹木が吸収 したセシウムの動態が明らかになりつつある。間伐によって 生じる樹皮や枝葉など高濃度で汚染された廃棄物を安全に 処理する焼却装置の実証試験を行った。その際に生じる排煙 を洗浄した汚染水を浄化する放射性セシウム吸着フィルター を開発し、福島県内の様々な場所で汚染水処理の実証試験 を実施し、高効率で処理できることを確認した。避難区域での 農業再開を目指した地元の活動を支援するため、飯館村でブ ラックベリーとマイタケの栽培実証試験を行い、新しい栽培方 法で放射性セシウムを吸収しない栽培が可能であることを実 証した。 図．高分子の散逸構造を利用した表面構造 ナノ細孔に凝縮した有機液体の相転移に関する研究 武井 孝 ナノ細孔に凝縮したアセトニトリルと水の混合液体の固液の 相転移を検討した。ナノ細孔材料としてクロマト用担体である 有機修飾シリカゲルを用いた。その結果、有機修飾ナノ細孔 中では、バルクとは異なる相転移挙動を示すことがわかっ た。 反磁性物質の磁気プロセスに関する研究 山登正文 多くの物質が示す反磁性の性質を利用して高次構造を巧 みに制御し，材料の特性向上，新規機能発現を目指した研究 を行っている．今年度はブロック共重合体のミクロ相分離構 造の磁場による配向制御や各種結晶性高分子の磁場配向 についての検討に加え，異方性ナノコンポジットゲルの作製 やシリカ/高分子複合材料の高次構造制御に関する研究を 行った． 図．川俣町での森林からの放射性セシウム動態調査 相互作用を利用した物質の構造制御に関する研究 吉田博久 分子間相互作用を利用して多成分系材料（高分子ブレンド、 共重合高分子、ナノ粒子分散高分子、ヒフ角層、天然繊維な 図．LPEI/Silica 複合材料の表面写真．印加磁場に 垂直方向にひび割れが形成された． 9 研究室年次報告 ■報告 山登正文，高橋弘紀，渡辺和雄, 磁場を用いた高分子複合 材料の階層構造制御，東北大学金属材料研究所強磁場超 伝導材料研究センター平成 25 年度年次報告書，p.p.110-111 (2014) 森篤史，山登正文，古川英光，高橋弘紀, 磁場中調整シリカ ゲルを用いた異方性材料開発，東北大学金属材料研究所強 磁場超伝導材料研究センター平成 25 年度年次報告書， p.p.118-120 (2014) 磁性イオン液体を用いた磁気プロセスに関する研究 山登正文 常磁性を示すイオン液体と用いて非晶・非晶共重合体のミ クロ相分離構造制御を行った．非晶･非晶共重合体では磁気 異方性が極めて小さいので磁場による配向制御は困難であ るが，磁性イオン液体を選択的に一成分に導入することで界 面での磁化率差が顕著となりミクロ相分離構造が配向する． 今年度もイオン液体の選択的ドープについて固体 NMR を用 いて定量的な評価を試みた． a) ■特許 吉田博久、中村立子、横田かほり、福西興至, 獣毛ならびに 放射性物質フィルター, 特願 2014-185584831 b) ■学会発表 張埈赫、井上剛志、吉田博久、川添真幸, 非相溶系ゴムブレ ンドのメソスケール規則構造を利用した CB リング構造 , 第 63 回高分子学会年次大会 2014 年 5 月（名古屋） 柿木詩織、岩佐真行、吉田博久, 長鎖アルコールの相転移 に及ぼす空気界面と基板界面の効果, 第 63 回高分子学会 年次大会 2014 年 5 月（名古屋） 野沢隼人、張 埈赫、吉田博久、井上芳久、山田千草, シリカ ナノ粒子を分散した変性 SBR/BR ブレンド系の DSC による界 面の評価, 第 63 回高分子学会年次大会 2014 年 5 月（名古 屋） 新井志緒、柿木詩織、岩佐真行、吉田博久, 角層中の細胞 間脂質分布と水の拡散, 第 63 回高分子学会年次大会 2014 年 5 月（名古屋） 横田かほり、中村立子、大津玉子、伊藤美香、福西興至、吉 田博久, プルシアンブルー染色羊毛の放射性セシウム吸着 特性, 平成 26 年度繊維学会年次大会、2014 年 6 月（東京） 小川秀樹, 福島県における木材への放射性物質の影響に関 する研究概要, 第 7 回木材学会木質科学シンポジュウム、 2014 年 6 月（東京） 小川秀樹、伊藤博久、村上香、熊田淳、平野由里香、横田か ほり、吉田博久, スギおよびコナラ幹材部の放射性 Cs 濃度 の分布および推移, アイソトープ放射線研究発表会、2014 年 7 月（東京） Séverine A.E. BOYER, Misuzu KONISHI, Fadi HOMSI, Hirohisa YOSHIDA, Nucleation behaviour of polypropylene-based nano-composite materials at fast scanning rate, The 11th European Symposium on Thermal Analysis and Calorimetry, (ESTAC11), 2014 年 8 月 (Espoo, Finland) Shiori Kakinoki, Masayuki Iwasa and Hirohisa Yoshida, Effect of air surface and substrate interface on transitions of normal alcohols, International Union of Material Research Society & International Conference of Asian Society, IUMRS-ICA2014, 2014 年 8 月（福岡） Shogo Mamada, Naoyuki Yaguchi, Masanori Hansaka, Hiroki Henmi, Masafumi Yamato and Hirohisa Yoshida, Influence of Particle Size and Alignment Condition on d33 of Particle Aligned Piezoelectric-rubber, International Union of Material Research Society & International Conference of Asian Society, IUMRS-ICA2014, 2014 年 8 月（福岡） Junhyeok Jang, Tsuyoshi Inoue, Masayuki Kawazoe and Hirohisa Yoshida, Micro CB ring alignment using meso-scale order structure of immiscible rubber blend, International Union of Material Research Society & International Conference of Asian Society, IUMRS-ICA2014, 2014 年 8 月（福岡） Mayaka Nakada, Takashi Takei and Hirohisa Yoshida, Pore Size Measurement from the Melting Point Depression of Organic Liquids in Mesopores, International Union of Material Research Society & International Conference of Asian 図．磁性イオン液体を添加されたPS-b-PMMAの小角 X線散乱画像．aは25wt%，bは50wt%イオン液体を添加 したもの．磁場印加により配向していることがわかる． ■査読付論文 Hideaki Komiyama, Ryohei Sakai, Shingo Hadano, Sadayuki Asaoka, Kaori Kamata, Tomokazu Iyoda, Motonori Komura, Takeshi Yamada, Hirohisa Yoshida, Enormously Wide Range Cylinder Phase of Liquid Crystalline PEO-b-PMA(Az) Block Copolymer, Macromolecules, 47(5), 1777-1782 (2014), Junhyeok Jang, Tsuyoshi Inoue, Masayuki Kawazoe and Hirohisa Yoshida, Meso-scale Order Structure Prepared From Immiscible Polymer Blend Solutions, Mater. Res. Soc. Symp. Proc., 1663, mrsf10-1663-ww03-60 (2014) Shogo Mamada, Naoyuki Yaguchi, Masanori Hansaka, Masafumi Yamato, Hirohisa Yoshida, Fabrication of Piezoelectric-Rubber of Large Piezoelectric Propperty, Mater. Res. Soc. Symp. Proc., Vol.1622, pp.17-23 (2014) 岩佐真行、柿木詩織、江本奏、吉田博久, 長鎖アルコールの 相転移に及ぼす結晶厚みの効果, 熱測定、Vol. 41, No.3, PP93 – 98 (2014) 小川秀樹、伊藤博久、村上香、熊田淳、平野由里香、横田か ほり、吉田博久, フォールアウト 1 年後におけるスギ幹材部の 放射性 Cs 濃度分布, Proceedings of the 15th Workshop on Environmental Radioactivity, P252-260 (2014) Masafumi Yamato, Shuhei Obayashi, Takashi Nishiyama, Hideo Horibe, Kohki Takahashi, Kazuo Watanabe, The effect of the structural order of isotactic polypropylene containing magnetically aligned nickel particles on its electrical resistivity, Polymer, 55, 6546-6551 (2014) Atsushi Mori, Takamasa Kaito, Hidemitsu Furukawa, Masafumi Yamato and Kohki Takahashi, Birefringence of silica hydrogels prepared under high magnetic fields reinvestigated, Mater. Res. Express, 1, 045202 (2014) ■解説 吉田博久, 里山における放射性物質の移動とその抑制, グリ ーンパワー、No.2, 14-15 (2015) ■著書 武井 孝（分担執筆）、高・低)屈折率材料の作製と屈折率制 御技術（第２章 第１節 低屈折率材料開発へ向けたシリカ微 粒子の表面改質と分散系の調製技術）pp25-31、技術情報協 会、2014 年 9 月 10 研究室年次報告 XXIV International Union of Forestry Research Organization IUFRO World Congress “Sustaining Forests, Sustaining People: The Role of Research” 2014 2014 年 10 月 (Salt lake city, USA) Y. Hirano, H. Ogawa, K. Yokota, A. Kumata, H. Yoshida, Transportation of radiocesium from forest to agricultural fields, XXIV International Union of Forestry Research Organization IUFRO World Congress “Sustaining Forests, Sustaining People: The Role of Research” 2014 2014 年 10 月 (Salt lake city, USA) H. Ogawa, K. Yokota, S. Arai, Y. Hirano, J.H. Jang, H. Yoshida, Environmental Thermodynamics, Fukushima Nuclear Power Station Accident; From Beginning to Becoming (Invited lecture), 7th International and 9th China-Japan Joint Symposium on Calorimetory and Thermal Analysis CATS2014, 2014年10月 (Hangzhou, China) Shiori Kakinoki, Natsumi Okukura, Iwasa Masayuki and Hirohisa Yoshida, Effect of Air Surface and Substrate Interface on Phase Transitions of Normal Alcohol Micro Crystals, 7th International and 9th China-Japan Joint Symposium on Calorimetory and Thermal Analysis CATS2014, 2014 年 10 月 (Hangzhou, China) Shiori Kakinoki, Masayuki Iwasa and Hirohisa Yoshida, Phase Transitions of n-Alcohol Micro Crystals Investigated by Simultaneous Thermal Analysis, 7th International and 9th China-Japan Joint Symposium on Calorimetory and Thermal Analysis CATS2014, 2014 年 10 月 (Hangzhou, China) Mayaka Nakada, Takashi Takei and Hirohisa Yoshida, Thermoporometry; Phase Transition Behavior of Organic Liquid in Confined Space of Mesopores, 7th International and 9th China-Japan Joint Symposium on Calorimetory and Thermal Analysis CATS2014, 2014 年 10 月 (Hangzhou, China) 小川秀樹、伊藤博久、村上香、熊田淳、宗方宏幸、小野田義 宏、吉田博久, スギ及びヒノキ立木における幹材部の放射性 Cs 濃度分布比較, 第 39 回福島県林業祭、2014 年 10 月（福 島） 小川秀樹、伊藤博久、村上香、熊田淳、平野由里香、横田か ほり、吉田博久, スギおよびコナラ幹材部の放射性 Cs 濃度 の分布および推移, 第 39 回福島県林業祭、2014 年 10 月（福 島） Junhyeok Jang, Hirohisa Yoshida, Micro ring order alignment; Based on Selective Dispersion of Nano-particles and Dissipative Structure of Immiscible Blend, The 7th International Symposium on Surface Science (ISSS-7), 2014 年 11 月（島根） 間々田祥吾・矢口直幸・岡田至規・半坂征則、吉田博久・山 登正文, 粒子のパターニング配向による圧電ゴムの圧電性 能向上, 第26回エラストマー討論会、2014年12月（名古屋） 井上芳久・松田孝昭・永田員也、村上公也・山崎 悟、野沢隼 人・張 埈赫・吉田博久, 変性SBR の分子量と末端官能基が シリカ配合物の低燃費性能に及ぼす影響, 第26回エラストマ ー討論会、2014年12月（名古屋） 横田かほり,中村立子,大津玉子,伊藤美香,福西興至,小川秀 樹,吉田博久, プルシアンブルー染色羊毛の水の状態と放射 性セシウム吸着能との関係, 第52回高分子と水に関する討 論会、2014年12月 (東京) 新井志緒、柿木詩織、吉田博久、岩佐真行, ヒフ角層中の水 の拡散経路, 第52回高分子と水に関する討論会、2014年12 月 (東京) 張 埈赫、川添真幸、吉田博久, 非相溶高分子ブレンド溶液 からの散逸過程で形成する規則構造, 第4回FSBL研究発表 会、2015年1月（京都） Society, IUMRS-ICA2014, 2014年8月（福岡） 小川秀樹、伊藤博久、村上香、熊田淳、宗方宏幸、小野田義 宏、吉田博久, スギ及びヒノキ立木における幹材部の放射性 Cs 濃度分布比較, 2014 年度東北森林科学会、2014 年 9 月 (福島) Hideki Ogawa, Shio Arai, Yurika Hirano, Shigemitsu Igei, Kahori Yokota, Kaori. Murakami, Atsushi Kumata, Hirohisa Yoshida, Radiocesium contamination of Japanese cedar from Fukushima Nuclear Power Plant accident during 2011 and 2013, 3rd International Conference on Radioecology & Environmental Radioactivity (ICRER), 2014 年 9 月(Barcelona, Spain) Kahori Yokota, Shiho Arai, Yurika Hirano, Hideki Ogawa, Hirohisa Ito, Atsushi Kumata, Kazunari. Murayama, Kinichi. Suzuki, Hirohisa. Yoshida, Decontamination trials for the bed-log cultivation of mushroom in Fukushima, 3rd International Conference on Radioecology & Environmental Radioactivity (ICRER), 2014 年 9 月(Barcelona, Spain) 柿木詩織、奥倉夏実、吉田博久、岸 証、岩佐真行, 同時熱 分析で見る長鎖アルコール薄膜の相転移, 第 63 回高分子討 論会 2014 年 9 月（長崎） 野沢隼人、張 埈赫、吉田博久、井上芳久、山田千草, 変性 SBR/BR ブレンド相分離界面の DSC と AFM による評価, 第 63 回高分子討論会 2014 年 9 月（長崎） Junhyeok Jang, Hirohisa Yoshida, Micro ring order alignment based on selective dispersion of conductive nano-particles and dissipative process of immiscible polymer blend solution (Invited lecture), International Symposium on Structural Thermodynamics 2014, 2014 年 9 月（大阪） Junhyeok Jang, Hirohisa Yoshida, Masayuki Kawazoe, Selective dispersion of nano-particles in immiscible polymer blend solutions, International Symposium on Structural Thermodynamics 2014, 2014 年 9 月（大阪） Shio Arai, Shiori Kakinoki, Masayuki Iwasa, Hirohisa Yoshida, Water diffusion path in Stratum Corneum, the outer most of skin, International Symposium on Structural Thermodynamics 2014, 2014 年 9 月（大阪） 張 埈赫, 井上剛志, 吉田博久, 川添真幸, 非相溶高分子ブ レンドの散逸過程で形成するメゾスケール規則構造の形成メ カニズム, 第 50 回熱測定討論会、2014 年 9 月（大阪） 柿木詩織、江本奏、吉田博久、岩佐真行, 長鎖アルコール薄 膜の相転移に対する空気ならびに基板界面の効果, 第 50 回 熱測定討論会、2014 年 9 月（大阪） 新井志緒、柿木詩織、吉田博久、岩佐真行, DSC と IR による ヒフ角層へのグリセリンの吸着量と吸着特性評価, 第 50 回熱 測定討論会、2014 年 9 月（大阪） 中田麻弥香、武井孝、吉田博久, 水-アセトニトリル混合系を 用いた DSC 測定による細孔内液体の結晶化状態の評価, 第 50 回熱測定討論会、2014 年 9 月（大阪） 岩佐真行、柿木詩織、江本奏、吉田博久, 長鎖アルコールの 相転移に及ぼす結晶厚みの効果 第 50 回熱測定討論会、2014 年 9 月（大阪） 岸 證、柿木詩織、吉田博久, 高感度・高速 X 線スキャン XRD-DSC による長鎖アルコールの相転移の動的解析, 第 50 回熱測定討論会、2014 年 9 月（大阪） K. Yokota, S. Arai, R. Nakamura, T. Otsu, M. Ito, K. Fukunishi, H. Ogawa and H. Yoshida, Prussian blue dyeing wool and it’s decontamination ability of radioactive cesium, 9/28-10/1 International Symposium on Fiber Science and Technology 2014, 2014 年 9 月 (ISF2014) (Tokyo) H. Ogawa, Y. Hirano, S. Igei, K. Yokota, K. Murakami, A. Kumata, H. Yoshida, Inside contamination of Japanese cedar tree by radiocesium from Fukushima Nuclear Power Plant Accident, 11 研究室年次報告 横田かほり、新井志緒、中村立子、吉田博久, 原木マイタケ 栽培環境の放射性 Cs 分布と栽培再開への試み, 第 16 回環 境放射能研究会、2015 年 3 月（つくば） 小川秀樹、伊藤博久、横田かほり、新井志緒、吉田博久, ス ギ及びヒノキ立木における幹材部の放射性 Cs 分布および推 移, 第 16 回環境放射能研究会、2015 年 3 月（つくば） 小川秀樹、伊藤博久、横田かほり、新井志緒、吉田博久, 2011年から2013年におけるスギ幹材部の放射性Cs分布の推 移, 第65回日本木材学会大会、2015年3月（東京） 小川秀樹、伊藤博久、横田かほり、新井志緒、吉田博久, 2011年から2014年におけるスギ及びコナラ幹材部の放射性 Cs分布の推移, 第126回日本森林学会大会、2015年3月（札 幌） 横田かほり、新井志緒、中村立子、吉田博久, 里山における 原木栽培キノコの汚染分布と再生の試み, 第126回日本森林 学会大会、2015年3月（札幌） T. Takei, M. Nakada, H. Yoshida, Phase Transition of Organic Liquids in Mesopores, 10th International Symposium on the Characterization of Porous Solids (COPS-X), 11-14 May (2014) M. Nakada, T. Takei, H. Yoshida, Pore Size Measurement from the Melting Point Depression of Organic Liquids in Mesopores, International Union of Materials Research Societies – The 15th IUMRS International Conference in Asia (IUMRS-ICA2014), 24-30 August (2014) 武井孝、中田麻弥香、吉田博久、メソ細孔内の有機液体の相 転移に及ぼす表面の影響、第65回 コロイドおよび界面化学 討論会、P164、2014年9月 久保直之，山登正文，磁性イオン液体の選択的ドープを利用 したミクロ相分離構造の構造制御，高分子学会予稿集，63， p.p.1673-1674 (2014) 山登正文，大林周平，堀邊英夫，高橋弘紀，渡辺和雄，磁場 内熱処理したNi含有ポリプロピレン複合材料の高次構造と PTC特性，高分子学会予稿集，63，p.p.2353-2354 (2014) 服部俊，山登正文，堀邊英夫，高橋弘紀，渡辺和雄，磁場配 向を利用したVGCF添加アイソタクチックポリプロピレンの高 次構造解析，高分子学会予稿集，63，p.p.1495-1496 (2014) 鈴木健誠，山登正文，廣田憲之，磁場中合成された異方性 ナノコンポジットゲルの配向記憶，高分子学会予稿集，63， p.p.1525-1526 (2014) 山登正文，鈴木健誠，廣田憲之，クレイの磁場配向を利用し た異方性NCゲル，高分子学会予稿集，63，p.p.6434-6435 (2014) 永直文，齋藤芳恵，野口恵一，山登正文，低分子量シンジオ タクチックポリスチレンの磁場配向，高分子学会予稿集，63， p.p.5025-5026 (2014) 田中章，山登正文，浦山健治，西川幸宏，磁場配向繊維充 填系高分子複合材料の繊維配向と力学物性の相関性の研 究，高分子学会予稿集，63，p.p.5037-5038 (2014) 山登正文，堀邊英夫，高橋弘紀，渡辺和雄結晶性高分子中 における磁気配列過程のその場観察，第75回応用物理学会 学術講演会 講演予稿集，p.01-095 (2014) 鈴木健誠，山登正文，廣田憲之，異方性ナノコンポジットゲル の開発と配向記憶，第75回応用物理学会学術講演会 講演 予稿集，p.01-099 (2014) Kiyomasa Suzuki, Masafumi Yamato, Noriyuki Hirota, Development of Anisotropic Nanocomposite Gel using a High Magnetic Field, Abstract of 6th International Workshop on Materials Analysis and Processing in Magnetic Fields, p.p.74-75 (2014) 12 研究室年次報告 先端物質デザイン分野 瀬高研究室 准教授 瀬高 渉 助教 稲垣 佑亮 ■構成員 瀬高 渉 (せたか わたる) 准教授 /博士（理学） 物理有機化学、機能分子化学 9－336 室 TEL： 042－677－1111 内線 4874 [email protected] 稲垣 佑亮 (いながき ゆうすけ) 助教 /博士（理学） 有機典型元素化学、機能分子化学 9－351 室 TEL： 042－677－1111 内線 4887 [email protected] 図. 分子ギアのクラッチ－デクラッチ機構 ３．環境応答性分子内電荷移動蛍光を示すフェニルジシラン 瀬高 渉、稲垣 佑亮 電荷移動相互作用に基づく蛍光は、溶媒の種類に応じて発 光極大波長が変化するため、これを制御できれば環境応答 型分子素子への利用が期待される。ベンゼンにケイ素－ケイ 素結合を有するジシラニル置換基を導入すると、局在発光の 他に、分子内電荷移動(ICT)蛍光の２重蛍光を示すことが知ら れていた。本研究では、金属カチオンが配位可能なアミノ基を 有するフェニルジシランを合成し、配位のＯＮ－ＯＦＦに伴う光 誘起電子移動のスイチングを利用した ICT 蛍光強度の制御 を実現した。 学生数 博士前期課程 5 名 学部 4 名 ■研究概要 高度に構造機能がデザインされた有機分子の開発 分子は構造の自由度が大きく、様々な構造の分子を設計す ることが可能である。高度に機能や構造がデザインされた分 子は、少量でも高度な機能性を示すファインケミカルとして、 大都市の生活を豊かにする材料になりうる。そこで、本研究 室では新ファインケミカルの設計原理の確立を目指した分子 の設計、合成、機能評価研究を行っている。 １．分子機械としてのπ電子系が回転する分子ジャイロコマ 瀬高 渉、稲垣 佑亮 分子のメカニカルな運動を機能利用する研究が分子機械研 究として注目されている。当研究室では、カゴ型分子骨格の 内部に有機π電子系が架橋した分子を、構造の類似性から 分子ジャイロコマとして設計した。実際に合成し、π電子系の 溶液および固体中における回転運動の観察とこれに伴う複 屈折性や誘電性など機能性を研究している。 図. 分子内電荷移動蛍光を示すフェニルジシラン ■査読付き論文 1. Kinetic stabilization against oxidation reaction induced by a silaalkane cage in thiophene-bridged molecular gyroscope, W. Setaka, S. Ohmizu, M. Kira, Chem. Commun., 50, 1098-1110 (2014) 2. Ring-closing metathesis for the synthesis of a molecular gyrotop, W. Setaka, S. Higa, K. Yamaguchi, Org. Biomol. Chem., 12, 3354-3357 (2014). 3. Synthesis of Crystalline Molecular Gyrotops and Phenylene Rotation inside the Cage, W. Setaka, K. Inoue, S. Higa, S. Yoshigai, H. Kono, K. Yamaguchi, J. Org. Chem., 79, 8288-8295 (2014) 4. A crystalline molecular gyrotop with germanium junctions between a phenylene rotor and alkyl spokes, Y. Iagaki, K. Yamaguchi, W. Setaka, RSC Adv., 4, 58624-58630 (2014). 図. 分子ジャイロコマの分子構造と結晶複屈折 ■招待講演 1. ケイ素の特長を利用した分子ジャイロコマの化学， 瀬 高 渉, 第 18 回ケイ素化学協会シンポジウム、那須塩 原、2014.10.17-18. 2. Chemistry of Molecular Gyrotops, Wataru SETAKA, Telluride Workshop "Molecular Rotors, Motors, and Switches", Telluride (CO, USA), 2014.6.30. 3. かご化合物によるチオフェン環が１軸配向した有機結晶 の作成と物性評価， 瀬高 渉, 長瀬科学技術振興財団 H25 年度受賞者研究発表会、大阪、2014.4.25. ２．トリプチセンを歯車とする新規な分子ギア 瀬高 渉、稲垣 佑亮 トリプチセンは３つのベンゼン環が歯車のように配列した有機 分子である。これを橋頭位で連結すると歯車が互いに噛み合 う分子ギアとしての性質が発現することが知られている。当研 究室では、連結部位を修飾することにより、ギア回転の制御 と機能利用について研究している。 13 研究室年次報告 ■受賞 1. 増田敏幸 第 41 回有機典型元素化学討論会 学生講演優秀賞 2014.11. 29. 2. 舛野大輔 第 15 回リング・チューブ超分子研究会シンポジウム 学 生優秀ポスター賞 2014.10. 28. ■学会発表 国内学会 1. シリル置換セレノフェン-1,1-ジオキシドの合成と構造， 増田 敏幸・稲垣 佑亮・山口 健太郎・瀬高 渉，日本 化学会第 95 春季年会、船橋、2015.3.26-29. 2. ゲルマニウムで架橋した分子ギアの合成とギアすべり， 岡村 和馬・稲垣 佑亮・瀬高 渉，日本化学会第 95 春 季年会、船橋、2015.3.26-29. 3. ピレンを回転子とする分子ジャイロコマの合成と蛍光特 性，塩成 博国・稲垣 佑亮・山口 健太郎・瀬高 渉， 日本化学会第 95 春季年会、船橋、2015.3.26-29. 4. ビフェニレン架橋分子ジャイロコマの合成と結晶複屈折， 藤原 惇志・稲垣 佑亮・山口 健太郎・瀬高 渉，日本 化学会第 95 春季年会、船橋、2015.3.26-29. 5. カゴ化合物による結晶内におけるパラベンゾキノンの配 向整列と 2 色性，佐藤 康平・稲垣 佑亮・山口 健太 郎・瀬高 渉 ，日本化学会第 95 春季年会、船橋、 2015.3.26-29. 6. セレノフェン架橋分子ジャイロコマの結晶中における回 転運動解析と複屈折性，増田敏幸・稲垣佑亮・山口健 太郎・瀬高 渉，第 41 回有機典型元素化学討論会、宇 部、2014.11.27-29. (best student presentation award) 7. シラ炭化水素ロタキサンのシャトリングによる軸分子配 座制御，舛野大輔・Phan Son Thanh・稲垣佑亮・吉良満 夫・瀬高 渉，第 15 回リング・チューブ超分子研究会シン ポジウム、東京、2014.10.27-28. (best poster award) 8. 分子ジャイロコマとしての π 電子系が架橋したカゴ型化 合物，瀬高 渉・山口健太郎，第 15 回リング・チューブ超 分子研究会シンポジウム、東京、2014.10.27-28. 9. ピレン架橋分子ジャイロコマの合成と構造，塩成博国・ 稲垣佑亮・山口健太郎・瀬高 渉，第 18 回ケイ素化学協 会シンポジウム、那須塩原、2014.10.17-18. 10. ナフタレン架橋分子ジャイロコマの溶液中における回転 子の運動，西山洋平・小山亜希子・稲垣佑亮・山口健太 郎・瀬高 渉，第 18 回ケイ素化学協会シンポジウム、那 須塩原、2014.10.17-18. 11. ビフェニレン架橋分子ジャイロコマの合成と構造，藤原 惇志・稲垣佑亮・山口健太郎・瀬高 渉，第 18 回ケイ素 化学協会シンポジウム、那須塩原、2014.10.17-18. 12. セレノフェン架橋分子ジャイロコマの結晶複屈折，増田 敏幸・稲垣佑亮・山口健太郎・瀬高 渉，第 18 回ケイ素 化学協会シンポジウム、那須塩原、2014.10.17-18. 13. シラ炭化水素ロタキサンの溶液中の構造，舛野大輔・ Phan Son Thanh・稲垣佑亮・吉良満夫・瀬高 渉，第 18 回ケイ素化学協会シンポジウム、那須塩原、 2014.10.17-18. 14. ナフタレン架橋分子ジャイロコマの合成および溶液中に おける回転子の運動のかごサイズ効果，西山 洋平・小 山 亜希子・稲垣 佑亮・山口 健太郎・瀬高 渉，第 25 回基礎有機化学討論会、仙台、2014.9.7-9. 15. 分子ジャイロコマゲルマニウム誘導体のベンゼン回転 子の運動と複屈折，稲垣 佑亮・山口 健太郎・瀬高 渉， 第 25 回基礎有機化学討論会，仙台，2014.9.7-9. 14 研究室年次報告 先端物質デザイン分野 春田研究室 教授 春田 正毅 特任助教 助教 竹歳 絢子 西垣 潤一 ■構成員 春田 正毅 (はるた まさたけ) 触媒化学, ナノ材料化学 F-204 室 TEL： 042－677－2852 [email protected] 竹歳 絢子 (たけとし あやこ) 触媒化学 F-203 室 TEL： 042－677－2360 [email protected] 特任助教 特任教授 石田 玉青 藤田 隆史 特任助教 特任助教 下條 善朗 吉田 拓也 を担体の金属–酸素結合エネルギーとの相関によって系統的 に調べた。その結果、Au/ZnO が最も金の担持効果が高いこ とを明らかにした。更に Au/ZnO をベースとして、担体に異種 金属をドーピングした触媒を新たに調製し、ドーピング効果を 詳細に検討した。その結果、V5+, Ti4+, Al3+においてドーピング 効果が顕著となり、CO 酸化活性が向上することを見出した。 異種金属をドーピングした金触媒の多くは Au/ZnO よりも比表 面積が高くなる傾向を示したが、比表面積の増大分以上の CO 酸化活性の向上が認められ、ドーピングによって金粒子 の触媒活性が本質的に変化することが示唆された(図 1)。 教授 / 工学博士 助教 / 博士（工学） 石田 玉青 （いしだ たまお） 特任教授 / 博士（工学） 触媒化学 F-203 室 TEL： 042－677－2360 [email protected] 下條 善朗 （しもじょう よしろう） 特任助教 / 博士（工学） 触媒化学 F-203 室 TEL： 042－677－2360 [email protected] 西垣 潤一 （にしがき じゅんいち）特任助教 / 博士（理学） 触媒化学 F-203 室 TEL： 042－677－2360 [email protected] 図 1. 異種金属ドーピング酸化亜鉛担持金触媒の比 表面積と 223 K における CO 酸化活性の関係 (2) 担持金属ナノ粒子触媒を用いた環境調和型液相有機反 応に関する研究 石田 玉青、竹歳 絢子、春田 正毅 欲しい化合物だけを選択的に合成する反応や、反応後に回 収・再利用できる不均一系触媒を用いる有機反応の開発は、 資源・エネルギーの使用量低減につながる重要な研究課題 である。そこで今年度は、不均一系パラジウム、金触媒を用 いた選択的水素化、および酸化反応について研究を行った。 多孔性有機高分子を合成する際に用いるパラジウム触媒を、 重合と同時に多孔質骨格内に閉じ込めることで多孔性有機 高分子担持パラジウム触媒を調製した。得られた触媒の電子 顕微鏡観察を行ったところ、パラジウム粒子の存在は確認で きなかったが、この触媒を水素雰囲気下で処理することによ りパラジウムナノ粒子が形成することが分かった。水素還元 後の触媒を用いて 4-ニトロスチレンの水素化を行った結果、 炭素–炭素二重結合のみが選択的に水素化された生成物を 選択性良く与えることが明らかになった。ケッチェンブラックに 担持したパラジウムナノ粒子では炭素–炭素二重結合とニトロ 基がともに水素化された生成物を与えたことから、本多孔性 有機高分子担持パラジウム触媒は選択水素化触媒として機 能し、更に触媒を再利用できることが明らかとなった(図 2)。 藤田 隆史 （ふじた たかし） 特任助教 / 博士（理学） 触媒化学 F-201 室 TEL： 042－677－2360 [email protected] 吉田 拓也 （よしだ たくや） 特任助教 / 博士（理学） 触媒化学 F-201 室 TEL： 042－677－2360 [email protected] 学生数 博士前期課程 1 名 ■研究概要 (1) 担持金ナノ粒子・金クラスター触媒を用いた空気浄化に 関する研究 （気相反応） 下條 善朗、藤田 隆史、竹歳 絢子、春田 正毅 金は化学的に不活性と考えられてきたが、直径 5 nm 以下 のナノ粒子として卑金属酸化物に分散・固定化すると、触媒 作用を発現する。金は特定の反応において低温でも高い触 媒活性を発現することから、トイレの脱臭触媒に実用化され ている。最近では金触媒を用いた空気清浄用フィルターの実 用化が研究されている。実用化には CO 酸化における触媒の 耐久性維持と活性の向上が必要不可欠である。そこで今年 度は、空気浄化となる CO 酸化反応における触媒寿命を評価 した。その結果、触媒調製後 1 年半を経過した触媒でも初期 活性を維持していることが明らかになった。 また更なる触媒活性の向上を目指して、種々の金属酸化 物担持金ナノ粒子触媒について、CO 酸化における担体効果 図 2. 多孔性有機高分子担持パラジウム触媒の調製 15 研究室年次報告 また、フタル酸ジメチルの C–H 結合同士を直接酸化的カッ プリングさせてビアリール誘導体である 1,1’- ビフェニル -3,3’,4,4’-テトラカルボン酸テトラメチルを選択的に合成する 反応について研究を行った。本反応は高耐熱性樹脂の原料 合成に重要であり、均一系パラジウム触媒で工業化されてい る。しかし、選択性を上げるために低転化率に抑えられてい る他、銅助触媒や嵩高い配位子を添加する必要があり、環境 負荷低減に向けて大きな改善の余地がある。本研究の結果、 酸化コバルト担持金ナノ粒子触媒を用いると、助触媒や配位 子を添加せずに、従来よりも高い転化率、かつ同レベルの位 置選択性で目的物を与えることを明らかにした。 (3) 担持金クラスター触媒の調製に関する研究 竹歳 絢子、吉田 拓也、春田 正毅 金が直径 2 nm 以下のクラスターになるとナノ粒子とは触媒 作用が大きく変化することが、プロピレンのエポキシ化などに おいて明らかにされており、金触媒を実用レベルに押し上げ るには、金クラスターの担持手法の開発が必要である。しか しながら、これらの触媒は金の担持量が少なかったり、前駆 体となる有機配位子保護金クラスターの配位子が担持後も触 媒表面に残存してしまったりする問題がある。そこで今年度 は従来の金触媒調製法である析出沈殿法の乾燥段階にマイ クロ波照射を用いて迅速に触媒試料を乾燥させることで金前 駆体の凝集を防ぎ、結果として金をクラスターサイズに制御で きるかを検討した。その結果 Au/MnO2 において、120 °Ｃで一 晩乾燥させた後空気焼成する従来法では担持金ナノ粒子が 平均粒子径 6.9 nm であったのに対し、マイクロ波乾燥させた 場合では金粒子が平均粒子径 1.5 nm のクラスターで担持で きることを見出した(図 3) (4) 生体触媒と金ナノ粒子触媒を組み合わせた環境調和型 反応に関する研究 西垣 潤一、春田 正毅 酵素は極めて高い生成物選択性を発現するため重要な触 媒の一つであるが、反応後に酵素が大量の廃棄物となる他、 化学量論量の補酵素を添加する場合が多く、不均一系触媒 に比べて原子利用効率が低いという問題がある。一方で生体 触媒と人工触媒とを組み合わせたハイブリッド触媒は、単独 では得られない新たな触媒機能が創出できると期待される。 酵素と金ナノ粒子触媒は水中での反応が得意であるなど作 用条件が似ていることから、酵素と金ナノ粒子触媒を組み合 わせることを検討した。補酵素の酸化還元反応を金属を用い て触媒的に行う研究が盛んに行われていることから、今年度 は、金ナノ粒子触媒を用いて、補酵素の一つである-ニコチ ンアミドアデニンジヌクレオチド(NADH, 還元型)と NAD+ (酸化 型)との間の酸化還元反応について検討を行った。その結果、 NADH の酸化反応は金ナノ粒子触媒で、NAD+ の水素化は Au–Pt の二元系触媒で相互変換が進行することが明らかとな った(図 4)。これにより、補酵素を触媒量にすることで原子利 用効率を向上させた環境調和型反応の実現が期待される。 図 4. 金ナノ粒子触媒による補酵素 NADH⇄NAD+の相互変換 ■査読付論文 1) Preparation of microporus polymer-encapsulated Pd nanoparticles and their catalytic performance for hydrogeneration and oxidation T. Ishida, Y. Onuma, K. Kinjo, A. Hamasaki, H. Ohashi, T. Honma, T. Akita, T. Yokoyama, M. Haruta Tetrahedron 70, 6150-6155 (2014) 2) Ethanol Oxidation in Water Catalyzed by Gold Nanoparticles Supported on NiO Doped with Cu T.Takei, J. Suenaga, T. Ishida, M. Haruta Top. Catal., 58, 295-301 (2015) 3) Synthesis and Catalytic Activity of Crown Jewel-Structured (IrPd)/Au Trimetallic Nanoclusters H. Zhang, L. Lu, K. Kawashima, M. Okumura, M. Haruta, N. Toshima Adv. Mater., 27, 1383-1388 (2015) ■学会発表 1) 金ナノ粒子触媒によるシンプル・ケミストリー 春田正毅 第 24 回福岡万有シンポジウム、九州大学百年講堂、 2014.6.9 2) 偶然と必然 : 金との出会い 春田正毅 平成 26 年度 首都大学東京応化同窓会総会, 首都 大学東京 国際交流会館, 2014.11.8 3) 金ナノ粒子の触媒作用と応用：今後何を知る（測る）必 要があるか 春田正毅 日本学術会議企画講演会「ナノ素材とナノ計測が拓くイ ノベーション」、日本学術会議講堂、2014.12.18 4) Heterogeneous catalysis by gold nanoparticles leading to green chemistry M. Haruta Université Catholique de Louvain, Belgium, Doctor Honoris Causa, 2014.5.27 図 3. 乾燥過程の異なる Au/MnO2 の HAADF-STEM 画像と金 ナノ粒子直径分布 a), c) マイクロ波処理 b), d) 従来の焼成処 理 また、有機配位子保護金クラスターを用いた触媒調製法で は、Au11(PPh3)8Cl3 や Au25(SCH2CH2Ph)18 などの原子数が規定 された金クラスターを含浸担持後焼成によって配位子を除去 する方法が一般的に用いられる。しかし、塩素により金の凝 集が促進される、金と親和性の高い硫黄成分が焼成後も残 存し触媒毒となる、などの懸念がある。そこで今年度は塩素 を含まない Au9(PPh3)8(NO3)3 を合成し、触媒担持方法の検討 も行った。 16 研究室年次報告 5) Novel catalysis by gold clusters M. Haruta The 3rd Frontier Chemistry Center International Symposium” Challenges at the Frontier of Chemical Sciences”, Hokkaido University, 2014.6.13 (keynote) 6) Selective oxidation of ethanol with molecular oxygen on supported gold nanoparticles M. Haruta 248th American Chemical Sciety National Meeting & Exposition, San Francisco Moscone Center, 2014.8.11 7) Gold catalysts for simple chemistry M. Haruta Taishan Academic Forum, Yantai University, 2014.9.23 (plenary) 8) CO oxidation on supported gold nanoparticles M. Haruta CRC-SU Joint International Symposium on Chemical Theory for Complex Systems, Stockholm University, 2014.10.30 (plenary) 9) Gold-Catalyzed Selective Oxidation in Liquid Phase T. Ishida Kick-Off Workshop for Research Center for Gold Chemistry, Tokyo Metropolitan University, 2014.5.15 (invited) (ポスター発表) 1) Direct C–H/C–H Homocoupling Catalyzed by Gold Nanoparticles Supported on Metal Oxides T. Ishida, S. Aikawa, Y. Mise, R. Akebi, A. Hamasaki, T. Honma, H. Ohashi, T. Tsuji, M. MIyasaka, Y. Yamamoto, T. Yokoyama, M. Tokunaga 14th Tateshina Conference on Organic Chemistry, Tateshina Forum (Nagano), 2014. 11. 8 ■受賞 1) 春田正毅 ルーヴァンカトリック大学 Doctor Honoris Causa（名誉博士）授与 2014.5.27 2) 春田正毅 第 67 回中日文化賞 2014.5.30 ■総説・解説 1) 物質化学の世界に新風を吹き込む「金ナノ粒子」 春田正毅 TMU-Beyond, 首都大学東京 産学公連携センター, 1, 2(2014) 2) 金ナノ粒子化による新しい触媒機能の創出 竹歳絢子、春田正毅 分析化学、63(12), 959-964(2014) 3) Angewandte Author Profile M. Haruta Angew. Chem. Int. Ed. 53, 52-56 (2014) 4) Heterogeneous Catalysis by Gold Clusters J. Huang, M. Haruta Bridging Heterogeneous and Homogeneous Catalysis: Concepts, Strategies, and Applications, C. Li, Y. Liu eds., Wiley-VCH: Weinheim, 1, 397-424 (2014) 5) Size-and Structure-Specificity in Catalysis by Gold Clusters A. Taketoshi, M. Haruta Chem. Lett. 43(4), 380-387 (2014) 6) New Findings in CO Oxidation (Chapter 1) Y. Shimojo, M. Haruta Gold Catalysis : Preparation, Characterization and Applications in the Gas and Liquid Phase ed. by Laura Prati, Albert Villa, Pan Stanford Publishing: Singapore, (2014) in press 7) Role of Water in CO Oxidation on Gold Catalysts T. Fujitani, I. Nakamura, M. Haruta Catal. Lett. 144, 1475-1486 (2014) 17 研究室年次報告 エネルギーデバイス分野 金村研究室 教授 金村 聖志 准教授 梶原 浩一 助教 棟方 裕一 燃料電池に関する研究 金村 聖志，棟方 裕一 大都市におけるエネルギー消費の緩和や環境改善を目的 として、クリーンで高効率な発電システムである燃料電池の 高性能化に取り組んだ。現在市販されている燃料電池は大 型であるため、その小型を目的として高温無加湿環境下で使 用可能な電解質材料を利用した新しい燃料電池の開発を進 めた。高温無加湿環境下における燃料電池の反応を解析し、 電池特性の向上に資する材料探索を行った(図 3)。また、バイ オマスを原料とするクリーンな燃料電池用燃料を用いた通信 基地局用の非常用燃料電池に関する検討も進めた(図 4)。 ■構成員 金村 聖志(かなむらきよし) 教授/ 工学博士 工業無機化学, エネルギー化学, 電気化学 9－247 室 TEL： 042－677－2828 [email protected] 梶原 浩一(かじはらこういち)准教授/博士（エネルギー科学） 無機化学, 機能物質化学, 無機材料・物性 9－246 室 TEL： 042－677－2827 [email protected] 棟方 裕一(むなかたひろかず) 助教/ 博士（工学） 電気化学, 無機材料化学, 電気泳動プロセス 9－233 室 TEL： 042－677－2826 [email protected] 学生数 博士課程 x 6 名(うち社会人 3 名、留学生(モンゴル)1 名) 修士課程 x 13 名 学部 4 年生 x 8 名 ■研究概要 蓄電池に関する研究 金村 聖志，棟方 裕一 エネルギーの有効利用に基づく持続可能社会の実現を目 指し、高効率で安全性に優れた蓄電池の開発を進めた。本 年度は、金属リチウム負極と構造化されたセパレータを用い た高容量電池およびセラミック電解質を用いた全固体電池の 研究開発に注力した。金属リチウムを利用した電池において は、セパレータの改良と電池の試作を進め、現行のリチウム イオン電池の 1.3 倍のエネルギー密度を達成した(図 1)。全固 体電池については、電極設計に重点を置いて進め、電池特 性の大幅な向上につながるブレイクスルー技術を確立した。 電極の寿命改善に必要な要素技術を明確にするための分析 技術に関する検討も行い、電極材料の粒子一つの特性を評 価できる単粒子測定法を用いて、バインダーが電極寿命に及 ぼす影響を明らかにした(図 2)。 図 3 イオン液体中における白金電極上の酸素還元反応の 解析. 図 4 バイオメタノールを用いた燃料電池の発電特性. (赤: 化成メタノール、青: バイオメタノール性製品、緑: バイオ メタノール未精製品) 無機酸化物の光・電子物性に関する研究 梶原 浩一 無機酸化物を機能性材料として十分に活用するため、その基 礎物性、特に光・電子物性を把握する研究を行っている。試 薬の使用量を低減しつつモノリス状シリカ系ゲルやガラスを 合成する方法を開発し、モノリス状の希土類ドープシリカガラ スやシリカ系有機無機ハイブリッド、紫外透明導電性セラミッ クスを含むいくつかの新しい材料を開発した。あわせて、深紫 外光学材料として重要なシリカの透明性と耐光性を向上させ る研究に取り組み、シリカ中の真性欠陥反応や、欠陥反応に おいて重要な役割を果たす酸素関連化学種の拡散と反応に 関する研究を継続して行った。本年度は、特に、紫外光励起 によって高効率な緑色発光を与え、かつ希土類リン酸塩微結 晶を含むにもかかららず紫外透明性に優れたシリカ -(Ce,Tb)PO4 結晶化ガラス透明蛍光体を開発した(図 5)。 -1 Capacity retention / % 図 1 エネルギー密度 330 W h kg を有する金属リチウム二次 電池. 100 バインダー付き活物質 80 活物質のみ 60 40 20 0 0 20 40 60 80 Cycle number 100 図 2 コバルト酸リチウム粒子のサイクル安定性. (赤: 活物質粒子、青: バインダー付き活物質粒子) 18 研究室年次報告 Hirokazu Munakata, Sung-Soo Kim, Kiyoshi Kanamura, Electrochemical Characterization of Phosphorous-doped Soft Carbon using Single Particle for Lithium Battery Anode, Electrochimica Acta, vol. 130, 2014, pp. 60–65. Akira Izumi, Masakazu Sanada, Koji Furuichi, Kuniko Teraki, Takeshi Matsuda, Kenta Hiramatsu, Hirokazu Munakata, Kiyoshi Kanamura, Rapid charge and discharge property of high capacity lithium ion battery applying three-dimensionally patterned electrode, Journal of Power Sources, vol. 256, 2014, pp. 244–249. Koichi Kajihara, Linards Skuja, Hideo Hosono, Inhomogeneous broadening and peak shift of the 7.6eV optical absorption band of oxygen vacancies in SiO2, AIP Conference Proceedings 1624, 58-63 (2014) Linards Skuja, Koichi Kajihara, Jurgis Grube, Hideo Hosono, Luminescence of non-bridging oxygen hole centers in crystalline SiO2, AIP Conference Proceedings 1624, 130-134 (2014) 図 5 (左図)波長 290nm で励起し、照明下で撮影した Ce 無添 加ガラス(シリカ-TbPO4 結晶化ガラス, 左)および Ce 添加ガラ ス(シリカ-(Ce,Tb)PO4 結晶化ガラス, 右)の写真 (右図)Ce 無 添加および Ce 添加ガラスの規格化発光スペクトルおよび発 光寿命曲線(挿入図) ■査読付論文 道日娜, 棟方裕一, 金村聖志, チタン酸ナトリウムで修飾され た多孔質チタン上におけるハイドロキシアパタイトの析出, Journal of the Society of Inorganic Materials, vol. 21, 2014, pp. 162-169. Koichi Kajihara, Shiori Yamaguchi, Ken Kaneko, Kiyoshi Kanamura, Highly transparent, bright green, sol–gel-derived monolithic silica-(Tb,Ce)PO4 glass-ceramic phosphors, RSC Advances, vol. 4, 2014, pp. 26692–26696. Masaki Haibara, Syuhei Hashizume, Hirokazu Munakata, Kiyoshi Kanamura, Solubility and Diffusion Coefficient of Oxygen in Protic Ionic Liquids with Different Fluoroalkyl Chain Lengths, Electrochimica Acta, vol. 132, 2014, pp. 208-213. 川上総一郎, 金村聖志, メカニカルアロイングにより調製した リ チ ウ ム イ オ ン 二 次 電 池 の 負 極 用 Sn 系 合 金 , Electrochemistry, vol. 82, 2014, pp.467-473. Jin-Hee Moon, Hirokazu Munakata, Kiyoshi Kanamura, Hydrothermal synthesis of Fe-substituted manganese dioxide and its electrochemical characterization for lithium rechargeable batteries, Electrochimica Acta, vol. 134, 2014, pp. 92-99. Kotomi Suzuki, Koichi Kajihara, Kiyoshi Kanamura, Cosolvent-Free Sol-Gel Synthesis and Optical Characterization of Silica Glasses Containing LaF3 and (La, Er) F3 Nanocrystals, Bulletin of Chemical Society of Japan, vol. 87, 2014, pp. 765-772. Fuji Funabiki, Koichi Kajihara, Ken Kaneko, Kiyoshi Kanamura, Hideo Hosono, Characteristic Coordination Structure around Nd Ions in Sol–Gel-Derived Nd–Al-Codoped Silica Glasses, Jounal of Physical Chemistry B, vol. 118, 2014, pp. 8792-8797. Fuminori Ito, Shinya Imamura, Shoichiro Asayama, Kiyoshi Kanamura, Hiroyoshi Kawakami, Dermal administration of manganese porphyrin by iontophoresis, Materials Science and Engineering C, vol. 41, 2014, pp. 349-353. Mian Huang, Mao Shoji, Yang Shen, Ce-Wen Nan, Hirokazu Munakata, Kiyoshi Kanamura, Preparation and electrochemical properties of Zr-site substituted Li7La3 (Zr2 -xMx)O12 (M = Ta, Nb) solid electrolytes, Journal of Power Sources, vol. 261, 2014, pp. 206-211. 金村聖志, 特集 グリーンイノベーション 革新電池の技術課 題とその可能性－グリーンエネルギー社会の構築のために － Journal of the Society of Inorganic Materials, vol. 21, 2014, pp. 358-365. Yasufumi Takahashi, Akichika Kumatani, Hirokazu Munakata, Hirotaka Inomata, Komachi Ito, Kosuke Ino, Hitoshi Shiku, Patrick R. Unwin, Yuri E. Korchev, Kiyoshi Kanamura, Tomokazu Matsue, Nanoscale visualization of redox activity at lithium-ion battery cathodes, Nature Communications, vol. 5, 2014, Article number 5450. Jeong Eun Chae, Koji Annaka, Kijoo Hong, Sang-Ick Lee, ■書籍・解説等 金村聖志, 第Ⅵ編 次世代電池技術 第 3 章リチウム空気電 池, リチウムイオン電池の高安全・評価技術の最前線 エレ クトロニクスシリーズ, 2014, pp. 104-122. 金村聖志, 第 2 章 リチウムイオン電池と構成材料 3.4 正 極活物質 LiFePO4, 次世代自動車用リチウムイオン電池の材 料開発【普及版】, 2014, pp. 227-233. 金村聖志, 第 3 編 第 5 章 印刷法を適用した Li イオン電池 の製造, 次世代プリンテッドエレクトロニクス技術 エレクトロ ニクスシリーズ, 2014, pp. 81-91. 金村聖志, 第 1 章リチウムイオン電池の原理と構成, 第 2 章 自動車用リチウムイオン電池の開発動向, ハイブリッド自動 車用リチウムイオン電池 （編著者 金村聖志）, 2015, pp. 2-25. 棟方裕一, 第二部部材編 セパレータ, ハイブリッド自動車用 リチウムイオン電池 （編著者 金村聖志）, 2015, pp. 134-154. 金村聖志, 自動車用二次電池に求められる要件と最新技術 動向, 工業材料, vol.63 No.3, 2015, pp. 18-23. 池田祐一, 田尾洋平, 山田悠登, 棟方裕一, 稲益德雄, 吉田 浩明, 金村聖志, Au の集電プローブを用いた単粒子測定によ る Li(Ni,Co,Mn)O2 正極活物質の電気化学的特性評価, GS Yuasa Technical Report, 第 11 巻, 第 2 号, 2015, 12 月. ■学会発表 口頭発表 村上由利, 秋田康宏, 金村聖志, その場赤外分光法を用い たリチウムイオン二次電池用バインダーの安定性評価, 第 16 回化学電池材料研究会ミーティング, 2014 年 6 月, 日本化学 会会館, 東京. 森下泰行, ハレム・ランディ, 中山将伸, 春日敏宏, 金村聖志, リチウムイオン導電性ガーネット型酸化物のカーボンに対す る安定性, 第 16 回化学電池材料研究会ミーティング, 2014 年 6 月, 日本化学会会館, 東京. 野田祐作, 棟方裕一, 金村聖志, 酸化銀コーティングによる 二酸化マンガン正極の電気化学特性の向上, 第 16 回化学電 池材料研究会ミーティング, 2014 年 6 月, 日本化学会会館, 東京. 棟方裕一, 橋詰修平, 生原雅貴, 金村聖志, 竹野和彦, 上田 恭久, 坂井正康, 村上信明, バイオメタノールの製造と燃料 電池への応用, 第 23 回日本エネルギー学会大会, 2014 年 7 月, 九州大学, 福岡. 若杉淳吾, 安藤慧佑, 庄司真雄, 棟方裕一, 金村聖志, リチ ウム過剰固溶体正極の全固体リチウム二次電池への適用, 日本セラミックス協会 第 27 回秋季シンポジウム, 2014 年 9 19 研究室年次報告 電池討論会, 2014 年 11 月, 京都国際会館, 京都. Chunyan Li, JinHee Moon, Kei Nishikawa, Hirokazu Munakata, Kiyoshi Kanamura, Single Particle Measurement of One Piece of Si Electrode, 第 55 回電池討論会, 2014 年 11 月, 京都国 際会館, 京都. 尾木謙太, 嵯峨根史洋, 昆野昭則, 江頭港, 金村聖志, Mg(TFSA)2 を用いた電解液系における種々の添加剤の効果, 第 55 回電池討論会, 2014 年 11 月, 京都国際会館, 京都. 梶原浩一, 山口栞, 金子健, 金村聖志, 無共溶媒ゾル-ゲル 法による高透明高効率緑色モノリス状シリカ-(Tb,Ce)PO4 結 晶化ガラス蛍光体, 第 55 回ガラスおよびフォトニクス材料討 論会, 2015 年 11 月, 東京工業大学, 東京. 梶原 浩一, Linards Skuja、細野 秀雄, SiO2 中の酸素欠陥の 7.6eV 光吸収帯の不均一広がりとピークシフト, 2015 年 3 月, 第 62 回応用物理学会春季学術講演会, 東海大学, 神奈川 蛭田圭一, 梶原浩一, 金村聖志, TEOS-水二成分系からの 無共溶媒法によるシリカ薄膜の合成, 2015 年日本セラミックス 協会年会, 2015 年 3 月, 岡山大学, 岡山. 加藤宏彦, 梶原浩一, 金村聖志, シリカゼオライト DDR の合 成と組成の影響, 2015 年日本セラミックス協会年会, 2015 年 3 月, 岡山大学, 岡山. 庄司真雄, 木村豪志, 若杉淳吾, 棟方裕一, 金村聖志, 三次 元構造を有する Li7La3Zr2O12 ペレット を用いた全固体型リチ ウム二次電池の作製, 2015 年日本セラミックス協会年会, 2015 年 3 月, 岡山大学, 岡山. 佐々木謙, 棟方裕一, 金村聖志, Li 過剰固溶体正極材料の サイクル安定性に及ぼす充電深度の影響, 2015 年日本セラミ ックス協会年会, 2015 年 3 月, 岡山大学, 岡山. 秋田康宏, 村上由利, 金村聖志, LiMn2O4 正極表面における リチウムイオン二次電池用水系バインダーのその場観察, 電 気化学会第 82 回大会, 2015 年 3 月, 横浜国立大学, 横浜. 山下弘樹, 大神剛章, 金村聖志, 水熱法による Li2Mn1-xCoxSiO4 の合成と電気化学的特性, 電気化学会第 82 回大会, 2015 年 3 月, 横浜国立大学, 横浜. 前吉雄太, 宮本祥平, 野田祐作, 棟方裕一, 金村聖志, 水熱 法によるカーボン被覆 LiCoPO4 の合成とその電気化学特性 評価, 電気化学会第 82 回大会, 2015 年 3 月, 横浜国立大学, 横浜. 根本美優, 久保田昌明, 田中祐一, 阿部英俊, 金村聖志, 多 孔質アルミニウム集電体を用いた正極のリチウム二次電池 への応用(2), 電気化学会第 82 回大会, 2015 年 3 月, 横浜国 立大学, 横浜. 尾木謙太, 嵯峨根史洋, 昆野昭則, 江頭港, 金村聖志, 環状 エーテルを添加した電解液系における Mg の析出溶解挙動, 電気化学会第 82 回大会, 2015 年 3 月, 横浜国立大学, 横浜. Hirokazu Munakata, Yuto Yamada, Kei Nishikawa, Kiyoshi Kanamura, Electrochemical characterization of lithium-ion battery electrode materials by single particle measurement using a tweezers-type probe, The 8th GREEN Symposium, June, 2014, Tsukuba, Japan. Koichi Kajihara, Linards Skuja, Hideo Hosono, Intrinsic defect processes in high-purity -quartz exposed to 60Co -rays, The 2014 Symposium SiO2, Advanced Dielectrics and Related Devices, June, 2014, Cagliari, Italy Koichi Kajihara, Linards Skuja, Hideo Hosono, Formation and annihilation of Frenkel defects in high-purity crystalline and amorphous SiO2 irradiated with 60Co -rays, The 8th International Conference on the Science and Technology for Advanced Ceramics (STAC8), June 2014, Yokohama, Japan Hirokazu Munakata, Koji Annaka, Yuto Yamada, Kiyoshi Kanamura, Investigation of the Role of Binder on the Cycleability of LiCoO2 by Single Particle Measurement, ABAA7, July, 2014, Nara, Japan. 月, 鹿児島大学郡元キャンパス, 鹿児島. 山口栞, 梶原浩一, 金村聖志, ゾル－ゲル法を用いた希土 類オルトリン酸塩ナノ結晶含有シリカガラスの希土類組成依 存性, 日本セラミックス協会第 27 回秋季シンポジウム, 2014 年 9 月, 鹿児島大学郡元キャンパス、鹿児島 森山健治, 梶原浩一, 金村聖志, エチレンジアミン緩衝ゾルゲル法による希土類-アルミニウム共ドープシリカゲルおよび ガラスの合成, 日本セラミックス協会第 27 回秋季シンポジウ ム, 2014 年 9 月, 鹿児島大学郡元キャンパス、鹿児島 梶原浩一, Linards Skuja, 細野秀雄, 18O2 含浸したアモルファ ス SiO2 における真空紫外光誘起格子間酸素原子の拡散と反 応, 第 75 回応用物理学会秋季学術講演会, 2014 年 9 月, 北 海道大学, 北海道 棟方裕一, 山田悠登, 野田祐作, 宮本祥平, 前吉雄太, 金村 聖志, 単粒子測定を用いたリチウム二次電池用リン酸塩系 正極材料の評価, 第 24 回無機リン討論会, 2014 年 9 月, 高 知会館, 高知. 梶原浩一, 山口栞, 金村聖志, 無共溶媒ゾル-ゲル法による シリカ―希土類リン酸塩結晶化ガラスの結晶構造, 第 24 回 無機リン討論会, 2014 年 9 月, 高知会館, 高知. 野田祐作, 棟方裕一, 金村聖志, 二酸化マンガン正極の銀コ ーティングによる性能向上, 2014 年電気化学会秋季大会, 2015 年 9 月, 北海道大学, 札幌. 橋詰修平, 生原雅貴, 棟方裕一, 金村聖志, その場赤外分 光測定を用いたプロトン性イオン液体-白金電極界面挙動の 温度依存性評価, 2014 年電気化学会秋季大会, 2015 年 9 月, 北海道大学, 札幌. 高橋康史, 熊谷明哉, 猪俣宏貴, 棟方裕一, 伊野浩介, 珠玖 仁, 金村聖志, 末永智一, 界面イオン伝導顕微鏡を利用した 充放電特性のリアルタイムイメージング, 2014 年電気化学会 秋季大会, 2015 年 9 月, 北海道大学, 札幌. 池田祐一, 山田悠登, 棟方裕一, 田尾洋平, 稲益徳雄, 吉田 浩明, 金村聖志, 金の集電プローブを用いた単粒子測定によ る Li (Ni,Co,Mn) O2 正極活物質の電気化学的特性評価, 第 55 回電池討論会, 2014 年 11 月, 京都国際会館, 京都. 文珍嬉, 西川慶, 内藤均, 棟方裕一, 金村聖志, イオン液体 を用いたリチウム二次電池の試作とその特性評価, 第 55 回 電池討論会, 2014 年 11 月, 京都国際会館, 京都. 山下弘樹, 大神剛章, 金村聖志, ソルボサーマル法による金 属イオンをドープした Li2Fe1-xMnxSiO4 の合成, 第 55 回電池討 論会, 2014 年 11 月, 京都国際会館, 京都. 山田悠登，野田祐作, 宮本祥平, 棟方裕一, 大平耕司, 吉田 周平, 柴田大輔, 金村聖志, 単粒子測定法を用いた高電位 オリビン系正極材料の電気化学特性に及ぼす炭素被覆効果 の検証, 第 55 回電池討論会, 2014 年 11 月, 京都国際会館, 京都. 高橋康史, 熊谷明哉, 猪俣宏貴, 棟方裕一, 伊野浩介, 珠玖 仁, 金村聖志, 末永智一, 界面イオン伝導顕微鏡を利用した 充放電特性の局所イメージング, 第 55 回電池討論会, 2014 年 11 月, 京都国際会館, 京都. 西川慶, 是津信行, 手嶋勝弥, 金村聖志, フラックス法により 合成した正極活物質の単粒子測定, 第 55 回電池討論会, 2014 年 11 月, 京都国際会館, 京都. 阿部英俊, 久保田昌明, 根本美優, 田中祐一, 金村聖志, 多 孔質アルミニウム集電体を用いた正極のリチウム二次電池 への応用, 第 55 回電池討論会, 2014 年 11 月, 京都国際会 館, 京都. 村上由利, 秋田康宏, 棟方裕一, 金村聖志, その場赤外分 光法を用いたカルボキシメチルセルロースバインダーの動的 評価, 第 55 回電池討論会, 2014 年 11 月, 京都国際会館, 京 都. 須貝友和, 棟方裕一, 金村聖志, リチウム二次電池用コンポ ジット正極内の電解液相におけるイオン伝導の評価, 第 55 回 20 研究室年次報告 International Symposium on Functional Materials, August, 2014, Singapore. Kiyoshi Kanamura, Energy Storage by Rechargeable Battery for Green Society, ISASWR 2014, August 2014, Taiyuan, China. 金村聖志, 次世代蓄電池におけるセラミックス技術の展開, 日本セラミックス協会 第 27 回秋季シンポジウム, 2014 年 9 月, 鹿児島大学郡元キャンパス, 鹿児島. Hirokazu Munakata, Jungo Wakasugi, Keisuke Ando, Mao Shoji, Kiyoshi Kanamura, Design and Fabrication of all-solid-state rechargeable lithium batteries using ceramic electrolytes, International Symposium SFB 595, September, 2014, Sellin, Germany. Kiyoshi Kanamura, Three Dimensional Micro-Battery Prepared by Printing Technology, EMNT2014, November 2014, Okinawa, Japan. Koichi Kajihara, Linards Skuja, Hideo Hosono, Diffusion and reactions of interstitial excess oxygen species in amorphous SiO2, The 2015 Energy Materials Nanotechnology (EMN) Meeting on Ceramics, January, 2015, Orlando, U.S.A. Kiyoshi Kanamura, All solid state battery fabrication with Li7La3Zr2O12 and LiMO3-LiMo2 cathode and lithium metal anode, MCARE 2015, February 2015, Jeju, Korea. Yasufumi Takahashi, Akichika Kumatani, Hirokazu Munakata, Hirotaka Inomata, Hitoshi Shiku, Patrick R. Unwin, Yuri E. Korchev, Kiyoshi Kanamura, Tomokazu Matsue, Development of Nanoscale Meniscus Cell Microscope for Visualizing Li+ (de)intercalation dynamics at LiFePO4 cathodes, 65th Annual Meeting of the International Society of Electrochemistry, Lausanne, Switzerland. Jungo Wakasugi, Hirokazu Munakata, Kiyoshi Kanamura, Investigation of interface formation between cathode and solid electrolyte for making all solid state lithium battery, The 10th Japan-France Joimt Seminar on Battery, September, 2014, Hakone, Japan. Yuto Yamada, Yusaku Noda, Hirokazu Munakata, Kiyoshi Kanamura, Electrochemical characterization of carbon-coated LiCoPO4 single particle, The 10th Japan-France Joimt Seminar on Battery, September, 2014, Hakone, Japan. Hirokazu Munakata, Koji Annaka, Yuto Yamada, Kiyoshi Kanamura, Electrochemical characterization of LiCoO2 composite particles by single particle measurement, 2014 ECS and SMEQ Joint International Meeting, October, 2014, Cancun, Mexico. Akichika Kumatani, Yasufumi Takahashi, Hirotaka Inomata, Hirokazu Munakata, Kosuke Ino, Hitoshi Shiku, Kiyoshi Kanamura, Tomokazu Matsue, Lithium-Ion Transport at Electrolyte/Electrode Interface Visualized By Nanoscale Meniscus Cell Microscope, 2014 ECS and SMEQ Joint International Meeting, October, 2014, Cancun, Mexico. Jinhee Moon, Kei Nishikawa, Hirokazu Munakata, Kiyoshi Kanamura, Single Particle Measurement for Volume Change Behavior of a Silicon Single Particle, 2014 ECS and SMEQ Joint International Meeting, October, 2014, Cancun, Mexico. Naoto Saito, Takeshi Kimura, Mao Shoji, Hirokazu Munakata, Kiyoshi Kanamura, Design of LiCoO2 Cathode for Lithium Ion Batteries by Aerosol Deposition, EMNT2014, November 2014, Okinawa, Japan. Yohei Aoyama, Hirokazu Munakata, Kiyoshi Kanamura, Development of Polyamide-Imide Separator with Three-Dimensionally Ordered Macroporous Structure, EMNT2014, November 2014, Okinawa, Japan. ■依頼講演 金村聖志, 電気化学反応はなぜ起きるのか, 2014 電気化学 セミナー2, 2014 年 6 月, 東京理科大学神楽坂キャンパス, 東 京. 金村聖志, リチウムイオン電池からポストリチウムイオン電池 への展開, ホメオスタシス研究会 2014 夏, 2014 年 7 月, 札幌 北広島クラッセホテル, 札幌. 梶原浩一, 高純度非晶質および結晶性シリカにおける欠陥 反応の評価, 2014 年度 東京工業大学応用セラミックス研究 所 学術賞受賞記念講演会, 2014 年 7 月, 東京工業大学すず かけ台キャンパス, 神奈川. 棟方裕一, 金属リチウム負極を用いた高容量リチウム二次電 池の研究開発, LIB オープンラボ第八回, 2014 年 8 月, 神奈川 大学横浜キャンパス, 神奈川. 金村聖志, Recent Status of All Solid State Battery, リチウム 電池関係国際会議, 2014 年 10 月, 青島, 中国. 金村聖志, 高効率エネルギー変換社会に資するリチウムイオ ン電池の展開, グリーンテクノロジーセミナー, 2014 年 11 月, 法政大学小金井キャンパス, 東京. 金村聖志, 印刷技術を用いたマイクロ電池の作製, 第 7 回み ちのく電気化学セミナー 第 45 回セミコンファレンス 第 27 回 東北若手の会, 2014 年 11 月, 鷹 泉 閣 岩 松 旅 館 , 仙台. 金村聖志, 単粒子測定を用いた活物質特性評価と電池設計 への展開, 日産アーク高度先端材料解析セミナー リチウム イオン二次電池、燃料電池 研究開発の最先端と解析技術 の進歩, 2014 年 12 月, ステーションコンファレンス東京, 東京. 金村聖志, リチウム電池における材料分析手法～単粒子測 定を用いた電池の劣化解析～, 多摩アナリティカルバレーセ ミナー ～先端計測分析機器の連携による材料研究の新展 開～, 2015 年 1 月, 首都大学東京南大沢キャンパス, 東京. 金村聖志, 革新的蓄電池の開発と実用化, ナノインク懇話会 第 16 回例会, 2015 年 1 月, 国立オリンピック記念青少年総合 センター, 東京. Koichi Kajihara, Cosolvent-free sol-gel method for the synthesis of monolithic silicate functional optical materials, CNU-TMU Joint Seminar, 2015, March, Chungnam National University, Daejeon, Korea. Hirokazu Munakata, Development of 3DOM separators for ■招待講演 Kiyoshi Kanamura, Advanced Composite Electrodes for Sollid State Li-ion Battery, CICMT 2014 Hotel Hankyu Expo Park, April, 2014, Osaka, Japan Kiyoshi Kanamura, Mao Shoji, Jungo Wakasugi, Hirokazu Munakata, Advanced Composite Electrodes for Solid State Li-ion Battery, 13th INTERNATIONAL CERAMICS CONGRESS, June, 2014, Montecatini Terme, Italy. Linards Skuja, Koichi Kajihara, Hideo Hosono, Luminescence of non-bridging oxygen hole centers in crystalline SiO2, The 2014 Symposium SiO2, Advanced Dielectrics and Related Devices, June, 2014, Cagliari, Italy Kiyoshi Kanamura, Fabrication of Three Dimensional Micro-Battery by Using Printing Technology, ICMAP2014, July, 2014, Gunsan, Korea Kiyoshi Kanamura, Kazuhei Miyahara, Yohei Aoyama, Yongcheng Jin, Hirokazu Munakata, Advanced Battery Design based on Three-Dimensionally Ordered Macroporous Polymer Separators, ABAA7, July, 2014, Nara, Japan. Hirokazu Munakata, Kazuhei Miyahara, Yohei Aoyama, Kiyoshi Kanamura, Highly Reversible Li-Metal Electrode with 3DOM Separator for Next-Generation Rechargeable Batteries, 6th 21 研究室年次報告 next-generation rechargeable batteries, CNU-TMU Joint Seminar, 2015, March, Chungnam National University, Daejeon, Korea. ■受賞 梶原 浩一, 平成 26 年度 東京工業大学応用セラミックス研 究所学術賞(研究奨励部門), 高純度非晶質および結晶性シ リカにおける欠陥反応の評価, 2014 年 7 月 鈴木 琴美, 梶原 浩一, 金村 聖志, 日本化学会 BCSJ 賞 (87 巻 7 号), Cosolvent-Free Sol-Gel Synthesis and Optical Characterization of Silica Glasses Containing LaF3 and (La,Er)F3 Nanocrystals, 2014 年 7 月 22 研究室年次報告 環境分子化学分野 高木研究室 准教授 高木 慎介 助教 嶋田 哲也 ギー移動反応を実現した。また、時間分解蛍光測定により、 エネルギー移動反応のメカニズムを詳細に検討し、ナノシート 上において色素分子が極めて均質に分布していることが明ら かとなった。さらに進んでは、フルオロン系の色素などを用い ることでエネルギーマイグレーションを利用した高効率光捕集 が可能であることを見い出した。 ■構成員 高木 慎介 (たかぎ しんすけ) 准教授 /博士（工学） 光化学、環境調和化学、光機能材料化学、粘土科学 9－446 室 TEL： 042－677－2839 [email protected] 嶋田 哲也 (しまだ てつや) 助教 /博士（工学） 物理化学、分光計測 9－445 室 TEL： 042－677－1111 内線 4897 [email protected] 研究員 2 名 博士後期課程学生 3 名 博士前期課程学生 9 名 学部生 4 名 人工光捕集系のイメージ エネルギー変換材料を目指した無機ナノシート上における分 子配列技術に関する研究 高木慎介、嶋田哲也 これまでに、独自の無機ナノシート上における分子配列技 術を見出してきたが、無機ナノシート上の負電荷間距離と、ゲ スト色素分子内正電荷間距離の一致が重要である事 (Size-Matching Effect : SME)を明らかとしてきた。フルオロ ンなどの色素においては極めて高密度な分子集合構造を得 ることができた。 ■研究概要 植物による光合成においては、精緻な分子配置が高度な化 学反応の実現において重要な役割を果たしている。分子を並 べることは究極のナノテクノロジーの一つであり、これまでの 化学では不可能だったナノ材料の開発や、精緻な化学反応 系の構築が可能となる。独自に見い出した分子配列技術を 用いて、有機合成を基盤とした機能性色素材料の開発や、人 工光合成モデルの研究を行ってきている。光合成反応は分 子配列を巧みに利用している理想的なエネルギー変換反応 であり、機能性色素材料の開発は省エネルギーなどに貢献し 二酸化炭素排出削減につながり、人工光合成を実現できれ ば、都市の環境問題、エネルギー問題に大きく貢献すること ができる。また、環境問題に関連して、放射性物質の減容化 に関わる研究も進めている。一方、極短パルスレーザーを用 いた超高速時間分解分光測定、導波路分光測定などにより 学理を追求し、科学の発展につながる新たな法則、原理の発 見を目指している。さらに進んではナノ構造化学と光化学研 究を結びつけることにより新たな学問領域の創成に向けて研 究を進めている。このような研究方針のもと、本年度は下記 の研究を進展させた。 ナノシート上におけるフルオロン分子の集合構造 イオン性放射性物質の捕捉、回収に関する研究 高木慎介、嶋田哲也 粘土鉱物は極めて強力なセシウムイオンの捕捉剤として知 られている。しかし、その詳細な捕捉メカニズムの解明は十 分にはなされていない。本研究では、フロゴパイトと呼ばれる 粘土鉱物に着目し、その人工的改変を行うことで、セシウムイ オン吸着のメカニズム解明、より一層の高効率な吸着を目指 した。その結果、もともと層間に含まれるカリウムイオンをナト リウムイオンに置換することで、セシウムイオン交換容量や交 換速度が著しく向上することを見い出した。また、極めて広い セシウムイオン濃度領域において、改変フロゴパイトは良好 な性能を示すことを明らかとした。 太陽光エネルギーから化学エネルギーへの変換 環境に優しいナノシート材料を用いた分子集合構造制御技術 太陽エネルギーの有効利用を目指した人工光捕集系の開発 に関する研究 高木慎介、嶋田哲也 無機ナノシート上に配列させた色素集合体を用いて、異種 色素間での光エネルギー移動反応において高効率な系を見 出してきた。本年度は、用いる色素の種類や、色素の混合比 率などを調整することにより、ほぼ１００％の効率でのエネル 粘土層間におけるセシウムイオンの取り込み 光機能性粘土透明膜の作成に関する研究 高木慎介、嶋田哲也 粘土鉱物を透明な膜とすることができれば環境にやさしい 光機能性材料が構築出来ると期待される。本研究では、濾過 23 研究室年次報告 Remarkable enhancement of the photoreactivity of a polyfluoroalkyl azobenzene derivative in an organic-inorganic nano-layered microenvironment, V. Ramakrishnan, D. Yamamoto, S. Sasamoto, T. Shimada, Y. Nabetani, H. Tachibana, H. Inoue, Phys. Chem. Chem. Phys., 16, 23663-23670 (2014). Structure resembling effect of clay surface on photochemical properties of meso-phenyl or pyridyl-substituted monocationic antimony(V) porphyrin derivatives, T. Tsukamoto, T. Shimada, S. Takagi, RSC Adv. 5 8479-8485 (2015). Remarkable stimulation of emission quenching on a clay surface, K. Sato, K. Matsubara, S. Hagiwara, K. Saito, M. Yagi, S. Takagi, T. Yui, Langmuir, 31, 27-31 (2015). Photochemical Chlorination and Oxygenation Reaction of Cyclohexene Sensitized by Ga(III) Porphyrin-Clay Minerals System with High Durability and Usability, T. Tsukamoto, T. Shimada, T. Shiragami, S. Takagi, Bull. Chem. Soc. Jpn. ,in press. Observation of the Intercalation Process of a Tetra-Cationic Porphyrin Achieving High Molecular Density without Aggregation into an Anionic Clay Film by an Immersion Method, T. Shimada, S. Onodera, S. Hamatani, T. Fujimura, H. Inoue, S. Takagi, Clay Science ,in press. 転写法を用いることで透明、かつ、色素分子が会合しない複 合膜を作成できることを明らかとした。また、得られた膜は、 湿度や温度、溶媒蒸気などの環境に応じて色調が変化する ベイポクロミズムなどの機能を有することがわかった。特に、 Mg を中心元素とするポルフィリンにおいては大きな色調変化 が見られた。 環境に応じて色調が変化する光機能性材料 ■査読付論文 Pinning effect for photoisomerization of dicationic azobenzene derivative by anionic sites of clay surface, T. Umemoto, Y. Ohtani, T. Tsukamoto, T. Shimada, S. Takagi, Chem. Commun., 50, 314-316 (2014). Adsorption and photochemical behaviors of the novel cationic xanthene derivative on the clay surface, Y. Ohtani, Y. Ishida, Y. Ando, H. Tachibana, T. Shimada, S. Takagi, Tetrahedron Lett., 55, 1024–1027 (2014). Supramolecular-surface photochemistry: Supramolecular assembly organized on a clay surface facilitates energy transfer between an encapsulated donor and a free acceptor, Y. Ishida, R. Kulasekharan, T. Shimada, V. Ramamurthy, S. Takagi, J. Phys. Chem. C, 118, 10198-10203 (2014). Switching of energy transfer reaction by the control of orientation factor between porphyrin derivatives on the clay surface, M. Eguchi, Y. Watanabe, Y. Ohtani, T. Shimada, S. Takagi, Tetrahedron Lett., 55, 2662-2666 (2014). Preparation of modified mica as an effective adsorbent to remove Cs+ from water, T. Yamamoto, T. Fujimura, T. Shimada, S. Takagi, Chem. Lett., 43, 860-861 (2014). Microstructures of the Porphyrin/Viologen Monolayer on the Clay Surface: Segregation or Integration?, S. Konno, T. Fujimura, Y. Otani, T. Shimada, H. Inoue, S. Takagi, J. Phys. Chem. C, 118, 20504-20510 (2014). Microstructure and the Mobility of Fluorinated Carbon Chain of Reversed Micelles Formed by Cationic Polyfluorinated Surfactan, M. Nagashima, T. Tsukamoto, T. Shimada, D. A.Tryk, S. Takagi, H. Inoue, Bull. Chem. Soc. Jpn., 87, 1273-1277 (2014). Surface-Fixation Induced Emission” of Porphyrazine Dye by a Complexation with Inorganic Nanosheets, Y. Ishida, T. Shimada, S. Takagi, J. Phys. Chem. C, 118, 20466–20471 (2014). Visible light-induced reduction of carbon dioxide sensitized by a porphyrin–rhenium dyad metal complex on p-type semiconducting NiO as the reduction terminal end of an artificial photosynthetic system, Y. Kou, S. Nakatani, G. Sunagawa, Y. Tachikawa, D. Masui, T. Shimada, S. Takagi, D. A. Tryk, Y. Nabetani, H. Tachibana, H. Inoue, J. Catalysis, 310, 57–66 (2014). ■総説など 粘土ナノシート/有機色素複合体の光化学特性とその応用 （総説，依頼執筆）, 塚本孝政，嶋田哲也，高木慎介, 無機マ テリアル学会誌 21, 54-60(2014). 粘土鉱物表面と機能性色素との相互作用の解明（総説，依 頼執筆）, 藤村卓也，嶋田哲也，高木慎介, オレオサイエンス 14, 213-218(2014). 層状化合物（化学の要点シ リーズ 11）, 高木慎介，高木克 彦, 共立出版, (2014). 光合成研究と産業応用最前線 (分担執筆), 高木慎介，嶋田 哲也, エヌ・ティー・エス, (2014). ■特許など 特許公開：表面電荷を有する無機ナノシートとの複合化によ る多価イオン性分子の異性化反応の制御（異性化反応制御 方法、および異性体製造方法)，高木慎介・嶋田哲也・梅本哲 朗，特開 2015-040198. ■招待講演 ナノシート材料の光化学反応場としての利用， 高木慎介， 日本化学会 低次元系光機能材料研究会 第３回研究講演 会， 化学会館， 2014 年 5 月. 粘土鉱物の特異な複合体形成挙動 ～色素とセシウムイオ ンを中心として～， 高木慎介， 第 33 回無機高分子シンポジ ウム， 東京理科大学記念講堂， 2014 年 6 月. 植物に学べ！ 「人工光合成」で太陽光を化学エネルギー に！， 高木慎介， 夢ナビライブ 2014， 東京ビッグサイト， 2014 年 7 月. ナノシート材料の特異な複合体形成挙動， 高木慎介， 日本 セラミックス協会 第 27 回秋季シンポジウム， 鹿児島大学 郡元キャンパス， 2014 年 9 月. 分子間相対配置 (分子間距離、配向、偏析状態)をコントロー ルした光エネルギー移動反応， 高木慎介， 新学術領域研 究「柔らかな分子系」 第 5 回 ワークショップ， アステールプ ラザ 大会議室， 2014 年 9 月. Direct detection of key reaction intermediates in photochemical CO2 reduction sensitized by a rhenium bipyridine complex, Y. Kou, Y. Nabetani, D. Masui, T. Shimada, S. Takagi, H. Tachibana, H. Inoue, J. Am. Chem. Soc., 136, 6021-6030 (2014). Hydrogen evolution coupled with the photochemical oxygenation of cyclohexene with water sensitized by tin(IV) porphyrins by visible light, K. Kurimoto, T. Yamazaki, Y. Suzuri, Y. Nabetani, S. Onuki, S. Takagi, T. Shimada, H. Tachibana, H. Inoue, Photochem. Photobiol. Sci., 2, 154-156 (2014). ■受賞 日本化学会新領域研究サマーセミナー優秀ポスター賞，森 田菜月(首都大学東京・B4)，2014 年 9 月. 24 研究室年次報告 色素-粘土ナノシート複合体におけるポルフィリン色素の特異 な光化学挙動とその支配因子， 塚本孝政・嶋田哲也・高木 慎介， 2014 年光化学討論会， 北海道， 2014 年 10 月． ２種の超分子系を組み合わせた新規二次元反応場における 高効率フェルスター型光エネルギー移動反応， 石田洋平・ 高木慎介・米澤徹， 2014 年光化学討論会， 北海道， 2014 年 10 月． 粘土ナノシートにおける種々のシアニン色素の光化学的挙動， 佐藤成美・藤村卓也・立花宏・嶋田哲也・高木慎介， 2014 年 光化学討論会， 北海道， 2014 年 10 月． Micro-environment Dependent Excited State Dynamics of Polyfluorinated Cationic Surfactants Containing Azobenzene Moiety， V. Ramakrishnan・H. Horiguchi・T. Shimada・Y. Nabetani・D. Yamamoto・H. Tachibana・H. Inoue， 2014 年光 化学討論会， 北海道， 2014 年 10 月． 無機ナノシートに吸着した色素間におけるエネルギー移動と それに続く電子移動反応， 藤村卓也・E.Ramasamy・石田洋 平・嶋田哲也・V.Ramamurthy・高木慎介， 2014 年光化学討 論会， 北海道， 2014 年 10 月． 無機ナノシート上での光捕集系構築を目指したキサンテン誘 導体からポルフィリンへのエネルギー移動反応， 大谷優太・ 石田洋平・嶋田哲也・高木慎介， 2014 年光化学討論会， 北 海道， 2014 年 10 月． 粘土表面上におけるカチオン性金属ポルフィリンの配向およ び光化学挙動の制御， 星野昭太・塚本孝政・嶋田哲也・高 木慎介， 2014 年光化学討論会， 北海道， 2014 年 10 月． ナノシート-色素複合体における３成分色素間エネルギー移 動， 川口進太郎・大谷優太・石田洋平・嶋田哲也・高木慎介， 2014 年光化学討論会， 北海道， 2014 年 10 月． 粘土鉱物をテンプレートとした人工光捕集系の開発， 高木慎 介・嶋田哲也， 積水化学「自然に学ぶものづくりフォーラム」， 東京， 2014 年 10 月． 無機ナノシート上におけるキサンテン誘導体‐ポルフィリン誘 導体間のエネルギー移動反応， 大谷優太・嶋田哲也・高木 慎介， 新学術領域「人工光合成」第３回公開シンポジウム， 東京， 2015 年 1 月． ナノシート上における光物質変換反応系の構築， 高木慎介・ 塚本孝政・星野昭太・嶋田哲也・白上努， 新学術領域「人工 光合成」第３回公開シンポジウム， 東京， 2015 年 1 月． 無機ナノシートをホスト材料とした 3 成分色素間エネルギー 移動の解析， 川口進太郎・大谷優太・石田洋平・嶋田哲也・ 高木慎介， 日本化学会第 95 春季年会， 千葉， 2015 年 3 月． 粘土上における 1 価カチオン性ポルフィリンの光化学的挙 動の評価， 和歌山彰太・塚本孝政・大谷優太・嶋田哲也・高 木慎介， 日本化学会第 95 春季年会， 千葉， 2015 年 3 月． 人工光捕集系の構築を目指したキサンテン誘導 - 無機ナノ シート複合体におけるエネルギーマイグレーション， 大谷優 太・嶋田哲也・高木慎介， 日本化学会第 95 春季年会， 千葉， 2015 年 3 月． カチオン性ポルフィリン/無機層状化合物複合体膜の相対湿 度に対する可逆的色調変化， 藤村卓也・笹井亮・嶋田哲也・ 高木慎介， 公益社団法人日本セラミックス協会 2015 年 年 会， 岡山， 2015 年 3 月． 日本粘土学会学術振興基金賞，佐藤成美(首都大学東京・ M1)，2014 年 9 月. 光化学討論会優秀学生発表賞，大谷優太(首都大学東京・ D1)，2014 年 10 月. ■学会発表 国際会議 Photochmical Energy Transfer in Three-Dimensional Clay-Porphyrin System, H. Nishinaka, T. Eyama, Y. Ohtani, Y. Ishida, T. Shimada, S. Takagi , 2014 International Conference on Artificial Photosynthesis, Hyogo (Japan), November, 2014. Photochemical Oxygenation of Cyclohexene Sensitized by Metalloporphyrin-Clay Complex, S. Hoshino, T. Tsukamoto, T. Shimada, T. Shiragami, S. Takagi, 2014 International Conference on Artificial Photosynthesis, Hyogo (Japan), November, 2014. Energy Transfer from Pyrene Derivative to Ru(Bpy)3 2+ on Clay Surface, K. Sato, K. Saito, M. Yagi, S. Takagi, T. Yui, 2014 International Conference on Artificial Photosynthesis, Hyogo (Japan), November, 2014. Artificial Light Harvesting System Composed of Organic Dyes and Clay Minerals, S. Takagi, Y. Ishida, T. Shimada, The 249th ACS National Meeting, Colorado (USA), March, 2015. J-aggregate Formation of Cationic Cyanine Dyes on Clay Minerals, N. Sato, T. Fujimura, Y. Ohtani, T. Shimada, S. Takagi, The 249th ACS National Meeting, Colorado (USA), March, 2015. 国内学会 Ru ポルフィリン誘導体による溶液中およびナノシート表面上 でのシクロヘキセンの光誘起酸素化反応， 本名涼・塚本孝 政・井上晴夫・嶋田哲也・高木慎介， 第 26 回配位化合物の 光化学討論会， 東京， 2014 年 8 月． Clay 表面上でのピレン誘導体から Ru(bpy)32+ へのエネルギ ー移動反応， 佐藤圭太・齊藤健二・八木政行・高木慎介・由 井樹人， 第 26 回配位化合物の光化学討論会， 東京， 2014 年 8 月． 粘土鉱物上における色素の吸着挙動～シアニン分子構造の 効果～， 佐藤成美・藤村卓也・嶋田哲也・高木慎介， 第 58 回粘土科学討論会， 福島， 2014 年 9 月． 粘土鉱物－カプセル分子－ポルフィリン複合体における光エ ネルギー移動， 高木慎介・石田洋平・嶋田哲也・V. Ramamurthy， 第 58 回粘土科学討論会， 福島， 2014 年 9 月． サポナイト上におけるポルフィリン誘導体の吸着配向支配因 子， 星野昭太・塚本孝政・嶋田哲也・高木慎介， 第 58 回粘 土科学討論会， 福島， 2014 年 9 月． 粘土鉱物上における色素の吸着挙動～シアニン分子構造の 効果～， 佐藤成美・藤村卓也・嶋田哲也・高木慎介， 第 58 回粘土科学討論会， 福島， 2014 年 9 月． 粘土上における 1 価カチオン性ポルフィリンの吸着挙動と その光化学的性質の評価， 和歌山彰太・塚本孝政・大谷優 太・嶋田哲也・高木慎介， 日本化学会新領域研究グループ 「低次元無機-有機複合系の光化学」第 3 回サマーセミナー， 新潟， 2014 年 9 月． ナノシート－色素複合体における金属ポルフィリンの自己蛍 光消光挙動， 森田菜月・大谷優太・石田洋平・嶋田哲也・高 木慎介， 日本化学会新領域研究グループ「低次元無機-有 機複合系の光化学」第 3 回サマーセミナー， 新潟， 2014 年 9 月． 25 研究室年次報告 環境分子化学分野 山口研究室 教授 山口 素夫 准教授 佐藤 潔 ンは可視光では励起されないので，ルテニウム環状四核錯 体が増感剤として働いているためと考えられ，分子スクエア が包接効果だけでなく光触媒としても機能する光捕集性ホス トであることが明らかとなった． ■構成員 山口 素夫 (やまぐち もとお) 教授 / 工学博士 応用錯体化学, 酸化触媒, 機能性錯体 9－542 室 TEL： 042－677－2849 yama @tmu.ac.jp 佐藤 潔 (さとう きよし) 准教授/ 博士（工学） 複素環化学，分子認識化学，構造有機化学 9－542 室 TEL： 042－677－2848 sato-kiyoshi @tmu.ac.jp 学生数 修士７名 （留学生０名）、学部３名 図１(b) 環状多核錯体内での可視光によるアントラセン の光二量化反応 ■研究概要 (1) 機能性ルテニウム錯体の開発 山口 素夫 a) 配位子の光解離反応のスイッチング（Ⅰ）：配位子にスイッ チング部位として，アクセプター性を有するベンゾキノンを導 入したターピリジン誘導体を有する混合配位型ルテニウム錯 体では，その光解離反応が対応するヒドロキノンを導入した 錯体に比べ 40～50 分の 1 と大きく抑制されていた．そこで今 回，三座配位子にトリスピラゾリルメタンを用いたところ，反応 速度が大幅な向上することを見出し，さらにベンゾキノンをス イッチング部位として二座配位子のビピリジンに導入してその 光配位子置換反応を検討した結果，約 80 分の１程度ときわ めて大きく光解離が抑制された．このように，ベンゾキノン－ ヒドドロキノンは酸化還元により容易に変換可能な酸化還元 スイッチングであり，その性能の向上が実現された．今後 種々の光機能性材料への応用が期待される． d) 環状多核錯体の合成（Ⅱ）：三座配位子に架橋配位子とし てピラジンを組み込んだ単核ルテニウム錯体をユニットして， 自己集合により環状四核錯体（分子スクエア）が得られること を見出した．これまで合成の収率や再現性が悪かったため， 反応条件を詳しく検討した結果，溶媒として 2-メトキシエタノ ールを用い 120℃で自己集合を行うことで収率よく環状四核 錯体を得ることに成功した． (2) ルテニウム二核錯体を用いた環境調和型酸化触媒の開 発 酸化反応は化学プロセスのかなりの割合を占めており工業 的にも重要な反応である．酸化剤を用いる反応では副生物が 生じアトムエコノミー低いが，近年，ルテニウム錯体を増感剤 および酸化触媒として用い，水を酸素源とする酸化反応系が 注目されている．有機溶媒や過酸化物・酸化剤を一切用いな いため副生物が生じず，アトムエコノミーが高く環境へ負荷を かけないため，環境調和型酸化触媒として有望である．そこ で我々は増感部と触媒部を合わせもったルテニウム二核錯 体を合成し，これを用いたアルコール類やスルフィド類の触媒 的光酸化反応を検討した．多くの二核錯体を検討した結果， スルフィド類の酸化では三座配位子としてトリスピラゾリルメタ ンが従来と同等の活性を示し，アルコール類の酸化では三座 配位子としてビスピラゾリルピリジンを用いて従来よりも高い 活性を得ることができた． 図１(a) 配位子光解離反応のスイッチング b) 配位子の光解離反応のスイッチング（Ⅱ）：配位子のスイッ チング部位として，酸塩基の添加によりプロトンが可逆的に付 加－脱離するピリジル基を導入したターピリジン誘導体を有 する混合配位型ルテニウム錯体を合成し，その配位子光解 離反応の制御を検討した．酸の添加によりプロトンが可逆的 に付加することを確認し，さらにアセトン中で光配位子置換反 応を検討した結果，酸添加時には反応速度が約７分の１に抑 制されることが分かった． c) 環状多核錯体の合成（Ｉ）：三座配位子に架橋配位子として 4,4’-ビピリジンを組み込んだ単核ルテニウム錯体をユニット して，自己集合により効率的に環状三核錯体（分子トライアン グル）および環状四核錯体（分子スクエア）が得られることを 見出した．分子スクエアには２分子の芳香族化合物が包接さ れることをすでに見出しているが，今回さらにアントラセン類 が包接されることを見出した．さらにアントラセンの可視光に よる光二量化反応を検討したところ，分子スクエア存在下で 光二量化反応が大幅に促進されることを見出した．アントラセ 図２ 環境調和型酸化触媒（ルテニウム二核錯体）の 分子構造 (3) 多重閉環反応による縮合多環アゾニア芳香族化合物の 合成と性質 佐藤 潔 縮合多環芳香族化合物の橋頭位炭素を四級窒素で置換した 「縮合多環アゾニア芳香族化合物」は，貴金属を使わない低 コスト燃料電池用正極材料や省エネ発光材料として有望視さ れている窒素ドープナノグラフェンの一種である．本研究では 26 研究室年次報告 (4) 小林亜子，江口智文，佐藤 潔，山口素夫 ルテニウム 錯体におけるスルホキシドの光配位異性化の検討 第 26 回 配位化合物の光化学討論会 2014 年 8 月, 東京. (5) 本橋暁彦，中島康佑，山口素夫，佐藤 潔 溶液中にお けるポリアリール置換イミダゾリウムとアニオンの錯形成様式 の解析 第 25 回基礎有機化学討論会 2014 年 9 月, 仙台. (6) 池田雄介，木村幸雄，山口素夫，佐藤 潔 光閉環反応 による縮合多環アゾニア芳香族化合物の合成 第 24 回基礎 有機化学討論会 2014 年 9 月, 仙台. (7) 森山 良太，平山 暁子，佐藤 潔，山口素夫 環状四核 ルテニウム錯体をホストとするアントラセン誘導体の包接と光 反応 第 64 回錯体化学討論会 2014 年 9 月, 東京. (8) 小林亜子，江口智文，佐藤 潔，山口素夫 ピロリジン部 位を持つ新規ルテニウム錯体の合成と配位子の光置換反応 の検討 第 64 回錯体化学討論会 2014 年 9 月, 東京. (9) 本橋暁彦，中島康佑，山口素夫，佐藤 潔 アリール置換 イミダゾリウムとアニオンの錯形成様式 第４回 CSJ 化学フェ スタ 2014 2014 年 10 月, 東京. (10) Motowo YAMAGUCHI, Tomofumi EGUCHI, Taiga MASANO, Ako KOBAYASHI, and Kiyoshi SATO Responsive Switching of Photochemical Ligand Substitution on Ruthenium Complexes (Invited lecture) The 21st International SPACC21 (The Society of Pure and Applied Coordination Chemistry) Symposium 先 端 錯 体 工 学 研 究 会 国 際 シ ン ポ ジ ウ ム SPACC21 2014 年 10 月, 東京. (11) Ryota MORIYAMA, Akiko HIRAYAMA, Kiyoshi SATO, and Motowo YAMAGUCHI, Inclusion Behavior and Photoreaction of Anthracene Derivatives in the Macrocyclic Tetranuclear Ruthenium Complex The 21st International SPACC21 (The Society of Pure and Applied Coordination Chemistry) Symposium 先 端 錯 体 工 学 研 究 会 国 際 シ ン ポ ジ ウ ム SPACC21 2014 年 10 月, 東京. (12) 木村幸雄，池田雄介，山口素夫，佐藤 潔 アニオン性 ポリマーおよび粘土中における縮合多環アゾニア芳香族化 合物の蛍光発光 日本化学会第 95 春季年会 2015 年 3 月, 船橋. (13) 池田雄介，山口素夫，佐藤 潔 多重光閉環反応による 新規な縮合多環アゾニア芳香族化合物の合成 日本化学会 第 95 春季年会 2015 年 3 月, 船橋. (14) 青嶋健仁，佐藤 潔，山口素夫 新規ピラジン架橋環状 四核ルテニウム錯体の合成 日本化学会第 95 春季年会 2015 年 3 月, 船橋. (15) 柴田翔太，森山良太，佐藤 潔，山口素夫 自己集合に よる新規な環状ルテニウム錯体の合成 日本化学会第 95 春 季年会 2015 年 3 月, 船橋. 多重閉環という効率的な合成法を展開して，複数個の四級窒 素を含む新規なアゾニア芳香族化合物の効率的な合成経路 の開発を検討した．まず，2-フェニルイミダゾールを出発原料 とした二重熱閉環反応を含む２段階の反応工程により，最も 代表的な蛍光材料であるピレンの一つのベンゼン環をイミダ ゾリウム環で置き換えた新規なヘテロピレンの簡便合成法を 確立した．この合成法は、出発原料を 4,5-ジフェノルイミダゾ ールに変えることで，イミダゾリウム環を含む新規なヘテロ[5] ヘリセンの合成も可能な適応範囲の広い手法である．一方， フェニレン架橋型ビスピリジニウム塩の多重光閉環では，合 計 4 カ所で閉環が起こり 11 個の芳香環が縮環した化合物の 合成に成功した．いずれの化合物も強い蛍光発光を示すと共 に，多段階の可逆な還元挙動を示したことから、省エネルギ ー型発光材料や燃料電池用正極材料としての応用が期待さ れる． 図３ 窒素ドープナノグラフェンの分子構造 (4) 環境応答型の発光性材料の開発 佐藤 潔 近年有機機能性材料の中で固体発光性や凝集誘起発光性 を示す有機色素が環境分析試薬として注目されている．本研 究では，イオン性複素環であるピリジニウムやイミダゾリウム を利用して，分子集合状態に応じて蛍光発光や色調が可逆 的に変化する新規なクロミック発光材料系の構築を試みた． 既に，トリフェニルアミンを取り付けたスチルバゾリウム色素 が，単分子状態よりも会合状態において蛍光強度が増大す る凝集誘起発光挙動を示すことを見出しているが，今回は， 周囲をアリール基で置換した一連のイミダゾリウム塩を合成 して，それらの発光挙動について検討した．その結果，アリー ルユニットの数は凝集誘起発光には必須であり，アリール基 の回転抑制による熱失活過程の現象が発光に関与している ことがわかった．また，対アニオンの種類によって発光色が異 なり，凝集体におけるパッキング構造の違いが色調に関与し ていることが推測された．以上の結果より，発光型の化学セ ンサーなどの環境応答性試薬への展開が期待できる． 図３ アニオン応答型の固体発光性材料 ■学会発表 口頭発表 (1) 本橋暁彦，中島康佑，山口素夫，佐藤 潔 溶液中にお けるポリアリール置換イミダゾリウムとアニオンの相互作用 第12回ホスト･ゲスト化学シンポジウム 2014年５月, 東京. (2) 森山 良太，平山 暁子，佐藤 潔，山口素夫 環状四核 ルテニウム錯体をホストとする空孔内でのアントラセン類の光 反応 第 26 回配位化合物の光化学討論会 2014 年 8 月, 東 京. (3) 保坂太一，佐藤 潔，山口素夫 水を酸化源とするルテニ ウム光酸化触媒における三座配位子と酸化剤の検討 第 26 回配位化合物の光化学討論会 2014 年 8 月, 東京. 27 研究室年次報告 分子計測化学分野 内山研究室 教授 内山 一美 准教授 学生実験担当 香川 末男 中嶋 秀 准教授 加藤 俊吾 助教 曽 湖烈 学生実験担当 宮本 治子 ることにより多成分同時測定や多検体同時測定を可能にして いる。しかし，測定に煩雑な操作が必要なうえ，測定に長時 間を要するという問題がある。そこで，インクジェットを用いて 形成した微少液滴を反応場とする ELISA を開発した。これに より，ELISA の迅速化と試料量の大幅な削減を実現した。 ■構成員 内山 一美 (うちやま かつみ) 教授 /博士（薬学） 分析化学，レーザー分光分析，マイクロチップ分析 9 － 339 室 TEL ： 042 － 677 － 1111 内 線 4877 [email protected] 中嶋 秀 (なかじま ひずる) 准教授 / 博士 (工学) 分析化学，マイクロ化学分析システム，クロマトグラフィー，電 気泳動，化学センサ，バイオセンサ 9 － 343 室 TEL ： 042 － 677 － 1111 内 線 4882 [email protected] 加藤 俊吾 (かとう しゅんご) 准教教 / 博士（工学） 大気化学, 分析化学, 地球化学 9 － 338 室 TEL ： 042 － 677 － 1111 内 線 4875 [email protected] (3) 3 次元規則配列ナノビーズ構造体を用いる新規化学セン サの開発 内山一美 フォトニック結晶は，屈折率の異なる材料が周期的に並ん だ構造体であり，特定の波長の光のみを反射させるストップ バンドをもつ。このストップバンドの現れる波長は，周期構造 の間隔や構造体材料の屈折率等に依存する。そこで，シリカ やポリスチレンのナノビーズを 3 次元規則配列させたフォトニ ック結晶を作製し，フォトニック結晶のストップバンドシフトに基 づく新規化学センサを開発した。本センサはラベルフリーでの 測定が可能なので，イムノアッセイの簡便化と迅速化に有用 であると考えられる。 曽 湖烈 (ぜん ふーりえ) 助教 / 博士 （PhD） 分析化学，マイクロ化学分析システム 9 － 344 室 TEL ： 042 － 677 － 1111 内 線 4883 [email protected] 香川 末男 (かがわ すえお) 学生実験担当 9 － 290 室 TEL ： 042 － 677 － 1111 内 線 4872 [email protected] 宮本 治子 (みやもと はるこ) 学生実験担当 9 － 291 室 TEL ： 042 － 677 － 1111 内 線 4873 [email protected] ■研究概要 (1) インクジェットマイクロチップを用いる超微量試料導入法 の開発 内山一美，曽 湖烈 微小な液滴を吐出できるインクジェット技術は，プリンターの みならず化学や材料の分野で広く利用されている。本研究で はこの技術を分析化学に応用し，インクジェットマイクロチップ を用いるキャピラリーガスクロマトグラフィーおよびキャピラリ ー電気泳動用新規試料導入法を開発した。現在この研究をさ らに発展させ，インクジェットを用いたオンライン濃縮法や液 液抽出法について検討している。 (4) 有機 EL を光源とするマイクロチップ用蛍光検出システム の開発 中嶋秀 マイクロ化学システムのような微小空間を対象とした検出で は，対象空間に含まれる検出対象の量が極微量となるため， 超高感度な検出法が必要不可欠なものとなる。一般に，レー ザー誘起蛍光法や熱レンズ法が用いられるが，レーザーや 顕微鏡などの周辺装置がマイクロチップそのものにくらべて 極めて大きいため，オンサイトでの測定は事実上困難である。 そこで，有機 EL 素子をマイクロチップ上に作製し，これを光源 とする新規マイクロチップ用小型蛍光検出システムを開発し た。これにより，分析システム全体を小型化することに成功し た。 (2) インクジェットマイクロチップを用いる微少液滴 ELISA の開 発 内山一美，曽 湖烈 酵素免疫測定法(ELISA)は抗原抗体反応を利用したタンパ ク質の高感度測定法の一つであり，医療検査に広く用いられ ている。ELISA では 96 穴マイクロプレートを反応場として用い 28 研究室年次報告 (8) カーボンモノリスカラムを用いる酸化還元化学種変換 HPLC の開発 中嶋秀 我々はこれまでに，カーボンモノリスが酸化還元反応の触 媒として機能すること，また，カーボンモノリスを酸化剤または 還元剤を含む溶液で処理することにより，その触媒機能が変 化することを見出している。本研究では，高選択的分離分析 システムの構築を目的として，カーボンモノリスカラムを化学 種変換ユニットとして 2 本の ODS カラムの間に設置した酸化 還元化学種変換 HPLC システムを開発し，これを用いてバネ 用洋白板中に含まれる微量コバルトを分離定量することに成 功した。 (5) コンパクトディスク型マイクロチップを用いる分析システム の開発 中嶋秀 マイクロチップを用いて多成分同時測定や多検体同時測定を 行う場合，多数のポンプとバルブが必要となるので，システム 全体が大型化してしまうという問題がある。そこで，コンパクト ディスク(CD)上に，多数の溶液溜めと微細流路(マイクロチャ ネル)を作製し，CD の回転による遠心力を利用してマイクロチ ャネル内に試薬及び試料を導入する送液法を考案した。これ を SPR センサ，蛍光検出システムおよび電気化学検出シス テムに適用し，ポンプレス，バルブレスな小型分析システムを 開発することに成功した。 (6) マルチビームスプリッターを用いる 2 次元表面プラズモン 共鳴センサの開発 中嶋秀 表面プラズモン共鳴(SPR)センサは，生体分子間の相互作 用の研究に広く利用されているほか，近年では環境計測や食 品検査にも応用されている．しかし，従来の SPR センサは大 型で重く，オンサイトでの測定が困難であった。そこで，マル チビームスプリッターを用いる新規光学系の小型 2 次元 SPR センサを開発するとともに，これを用いる多成分同時イムノア ッセイ法を開発した。 5 (9)非レーザー法による OH ラジカル大気寿命測定システムの 開発 加藤俊吾 高価なレーザーを使用せず、陽子移動反応質量分析器や ガスクロマトグラフィーを用いて OH ラジカルの大気中寿命を 測定する装置の開発を行ない、野外観測を行った。 (10)山岳地域での大気汚染物質濃度変動に関する研究 加藤俊吾 富士山頂にある富士山測候所において、夏季に一酸化炭素、 オゾンおよび二酸化硫黄の濃度測定を行った。近傍からの汚 染大気の影響を受けていない東アジア地域の夏季の代表的 な大気の測定を行うことができた。桜島の大規模噴火により 放出された二酸化硫黄を富士山頂で検出することができた。 (7)携帯型感染症検査装置の開発 中嶋秀 デング熱などの熱帯地域特有の感染症がグローバル化に より容易に国境を超えて伝搬し，全世界の脅威となりつつあ る。このような感染症による被害を最小限に食い止めるため には，感染症発生の早期検知と拡散防止が極めて重要であ るが，熱帯地域の途上国では経済的基盤が不十分なことか ら，その対策が十分に行われていない。そこで本研究では， 現場で，誰もが，簡便かつ迅速にウイルス抗体検査が可能な， 小型で安価な携帯型検査装置を開発した。これを用いてベト ナム国立フエ医科薬科大学にて麻疹および風疹の抗体検査 を実施し，従来法と同様の検査結果が得られることを確認し た。 (11)郊外域および郊外森林域での HO ラジカル大気寿命およ び大気微量成分の総合観測に関する研究 加藤俊吾 郊外地域であるつくば市、京都府、および汚染大気の 影響を受ける森林地域（FM 多摩丘陵）、清浄な森林地帯（和 歌山）において、対流圏大気中でのオゾンの光化学的生成な どに関与し大気中の化学反応の中心的役割を果たす OH ラ ジカルの大気中での寿命を測定する装置を中心に様々な大 気微量成分の大気観測を行なった。 森林地域の大気測定のサンプリングインレット (12)リモート地域での大気微量成分の濃度変動に関する研 究 加藤俊吾 近傍の発生源の影響を受けない沖縄県辺戸岬、石川県珠 洲および北海道母子里において、大気中の一酸化炭素、オ ゾン、揮発性有機化合物の観測を行い、長距離越境汚染輸 29 研究室年次報告 2014 TMU/ THU / XU Joint Seminar on Analytical Sciences, Tokyo metropolitan university, International center, O-08 (10) 譲 穎 Controllable Injection of Ultra-Small Volume by Inkjet in Capillary Electrophoresis 2014 TMU/ THU / XU Joint Seminar on Analytical Sciences, Tokyo metropolitan university, International center, O-09 (11) 毛 思鋒 Microfluidic mixing-based chemical pen 2014 TMU/ THU / XU Joint Seminar on Analytical Sciences, Tokyo metropolitan university, International center, O-11 (12) 飯田慎平 Development of two-dimensional fluorescence SPR sensor using a multi-beam splitter 2014 TMU/ THU / XU Joint Seminar on Analytical Sciences, Tokyo metropolitan university, International center, O-12 (13) 宮下 賢 Development of online redox derivatization HPLC system using carbon monolithic column 2014 TMU/ THU / XU Joint Seminar on Analytical Sciences, Tokyo metropolitan university, International center, P-01 (14) 飛田光明 Preparation of temperature responsive membrane for the control of liquid permeability using multi-capillary plate 2014 TMU/ THU / XU Joint Seminar on Analytical Sciences, Tokyo metropolitan university, International center, P-04 (15) 宇野紘史 Application of inkjet for western blotting 2014 TMU/ THU / XU Joint Seminar on Analytical Sciences, Tokyo metropolitan university, International center, P-05 (16) 木下友貴 Development of portable electrochemical detection system pointed to on-site measurement 2014 TMU/ THU / XU Joint Seminar on Analytical Sciences, Tokyo metropolitan university, International center, O-15 (17) 宇野紘史, 曽 湖烈, 中嶋 秀, 加藤俊吾, 内山一美 Application of inkjet for western blotting RSC Tokyo International Conference 2014, Makuhari Messe Chiba, A313 (18) 楊 建民, 曽 湖烈, 中嶋 秀, 内山一美 Single-step formation of monodisperse porous polymer microparticles with inkjet technology RSC Tokyo International Conference 2014, Makuhari Messe Chiba, A330 (19) 譲 穎, 曽 湖烈, 中嶋 秀, 内山一美 Controllable Injection of Ultra-Small Volume by Inkjet in Capillary Electrophoresis RSC Tokyo International Conference 2014, Makuhari Messe Chiba, A330 (20) 飛田光明, 曽 湖烈, 中嶋 秀, 加藤俊吾, 内山一美 Preparation of temperature responsive membrane for the control of liquid permeability using multi-capillaryplate RSC Tokyo International Conference 2014, Makuhari Messe Chiba, A333 (21) 毛 思鋒, 曾 湖烈, 内山一美 Microfulidic mixing chemical pen RSC Tokyo International Conference 2014, Makuhari Messe Chiba, A335 (22) 森岡 和大, 髙橋美紅, 辺見彰秀, 曾 湖烈, 加藤俊吾, 送の影響について検討を行った。 ■査読付論文 (1) 薛 書華, 曾 湖烈, 楊 建民, 中嶋 秀, 内山一美 A Compact Immunoassay Platform Based on a Multicapillary Glass Plate sensors 2014,14, pp.9132-9144 (2) 楊 建民, 飛田光明, 毛 思鋒, 曾 湖烈, 中嶋 秀, 内 山一美 A chemo-mechanical switch for controllable water transportation based on a thermally responsive block copolymer Chem. Commun. 2014, 50, pp.10265-10268 (3) 楊 建民, 片桐大輔, 毛 思鋒, 曾 湖烈, 中嶋 秀, 内 山一美 Generation of controlled monodisperse porous polymer particles by dipped inkjet injection The Royal Society of Chemistry Advances 2015, 5, pp.7297–7303 ■学会等発表 (1) 森岡和大, 臼井 崇, 辺見彰秀, 曾 湖烈, 中嶋 秀, 内 山一美 コンパクトディスク（ＣＤ）型マイクロチップを用いる有機Ｅ Ｌ誘起蛍光分析システムの開発 第 74 回分析化学討論会, 日本大学工学部郡山キャン パス, F1001 (2) 森岡和大, 髙橋美紅, 辺見彰秀, 中嶋 秀, 曾 湖烈, 加藤俊吾, 内山一美 有機 EL を光源とするマイクロプレート用小型蛍光検出シ ステムの開発 分離技術会 年会 2014, 名古屋大学東山キャンパス (3) 楊 建民, 飛田光明, 曽 湖烈, 中嶋 秀, 内山一美 温度応答性高分子を用いた溶液透過デバイス 第 81 回日本分析化学会有機微量分析研究懇談会・第 95 回 計測自動制御学会力学量計測部会第 31 回 合 同シンポジウム, 東京工業大学, P-17 (4) 内山一美 Micro Immunoassay by Multicapillary Plate and PDMS micro array CJK2014 Symposium, Northeastern University (Shenyang,China), K07 (5) 曽 湖烈, 楊 建民, 中嶋 秀, 内山一美 Investigation of monodisperse droplet generation by ainkjet in liquids and its potentials CJK2014 Symposium, Northeastern University (Shenyang, China), P22 (6) 譲 穎, 曽 湖烈, 中嶋 秀, 内山一美 Quantitative Capillary Electrophoresis by Inkjet Technique CJK2014 Symposium, Northeastern University (Shenyang,China), P32 (7) 森岡和大 Development of portable micro-plate reader using organic light-emitting diodes and photodiodes 2014 TMU/ THU / XU Joint Seminar on Analytical Sciences, Tokyo metropolitan university, International center, O-02 (8) 楊 建民 Ink-Jetting Approach for Monodisperse Porous Polymer Particles Formation 2014 TMU/ THU / XU Joint Seminar on Analytical Sciences, Tokyo metropolitan university, International center, O-04 (9) 近藤 駿 Electrochemically controllable conformation via Polymer brushes 30 研究室年次報告 2013 年夏季京都における集中観測：新粒子生成 第 20 回大気化学討論会 The 20th Symposium on Atmospheric Chemistry, 府中グリーンプラザ 本館, P10 (32)中嶋吉弘, 中村隆司, Ramasamy Sathiyamurthi, 井田 明, 加藤俊吾,伏見暁洋, 近藤美則, 藤谷雄二, 後藤 忠夫, 速水修二, 田邊 潔, 小林伸治, 齊藤勝美, 梶 井克純 LPG 車から排出される排気ガスの総 OH 反応性および 反応性微量成分濃度測定 第 20 回大気化学討論会 The 20th Symposium on Atmospheric Chemistry, 府中グリーンプラザ 本館, P27 (33) 日向桂太, 和田龍一, 緒方裕子, 大河内 博, 加藤俊 吾, 定永靖宗,松本 淳, 三浦和彦, 米村正一郎 富士山頂における窒素酸化物の観測 第 20 回大気化学討論会 The 20th Symposium on Atmospheric Chemistry, 府中グリーンプラザ 本館, P30 (34) 加藤俊吾, 中山 尚, 黒沢弦希, 東海林孝騎, 内山一 美, 三木裕介,岩本洋子, 三浦和彦, 古谷浩志, 成田 祥, 植松光夫 白鳳丸 KH-13-7, KH-14-3 航海での太平洋大気中揮 発性有機化合物測定 第 20 回大気化学討論会 The 20th Symposium on Atmospheric Chemistry, 府中グリーンプラザ 本館, P42 (35) 岡 島 美 咲 , 岸 本 伊 織 , 東 海 林 孝 騎 , Ramasamy Sathiymurthi, 鶴丸 央,井田 明, 加藤俊吾, 梶井克純 植物から放出される反応性微量成分の総炭素濃度 第 20 回大気化学討論会 The 20th Symposium on Atmospheric Chemistry, 府中グリーンプラザ 本館, P52 (36) 岸本伊織, 岡島美咲, 東海林孝騎, Ramasamy Sathiyamurthi, 鶴丸 央, 井田 明, 中嶋吉弘, 加藤 俊吾, 茶谷 聡, 横内陽子, 梶井克純 日本の優勢樹種から放出される揮発性有機化合物包 括的な評価-化学分析と OH 反応性 – 第 20 回大気化学討論会 The 20th Symposium on Atmospheric Chemistry, 府中グリーンプラザ 本館, P54 (37) 森岡和大, 髙橋美紅, 辺見彰秀,曽 湖烈, 加藤俊吾, 中嶋秀, 内山一美 Development of Portable Microplate Reader Using Organic Light-Emitting Diodes and Photodiodes Pittsburgh Conference on Analytical Chemistry and Applied Spectroscopy (PITTCON2015), New Orleans(Louisiana, USA), 930-8P (38) 楊 建民, 片桐大輔, 曽湖烈, 中嶋秀, 内山一美 Inkjet Approach for Preparation of Monodisperse Porous Polymer Particles Pittsburgh Conference on Analytical Chemistry and Applied Spectroscopy (PITTCON2015), New Orleans(Louisiana, USA), 1910-8P (39) 毛 思鋒, 佐藤知穂, 楊 建民, 曽湖烈, 中嶋秀, 内山 一美 Chemical Pen based on the Microfluidic Mixing Pittsburgh Conference on Analytical Chemistry and Applied Spectroscopy (PITTCON2015), New Orleans(Louisiana, USA), 550-31P 中嶋 秀, 内山一美 遮光性マイクロプレートと有機 EL を用いる ELISA 用小 型蛍光検出システムの開発 日本分析化学会第 63 年会, 広島大学東広島キャンパ ス, H2004 (23) 木下友貴, 森岡和大, 辺見彰秀, 中嶋 秀, 曾 湖烈, 加藤俊吾, 内山一美 オンサイト測定を指向した携帯型電気化学検出システム の開発 日本分析化学会第 63 年会, 広島大学東広島キャンパ ス, Y1043 (24) 近藤 駿, 曾 湖烈, 中嶋 秀, 内山一美 電気化学的な高分子ブラシの構造制御 日本分析化学会第 63 年会, 広島大学東広島キャンパ ス, Y1044 (25) 井田 明, 加藤俊吾, 梶井克純 OH と大気中反応性微量成分との反応による HOx 生 成収率の実大気測定 第 20 回大気化学討論会 The 20th Symposium on Atmospheric Chemistry, 府中グリーンプラザ 本館, 2FT02 (26) 鶴丸 央, 入江 学, 長井祥秀, 竹内修大, 井田 明, 奥 村智憲, Charlotte Jones, 弓場彬江, 中山智喜, 松見 豊, 和田龍一, 中嶋吉弘, 定永靖宗, 坂東 博, 加藤俊 吾,高橋けんし, 板野泰之, 梶井克純 2013 年夏季京都における集中観測： VOC + O3 反応 による HOx (OH, HO2)生成速度直接測定 第 20 回大気化学討論会 The 20th Symposium on Atmospheric Chemistry, 府中グリーンプラザ 本館, 2FT03 (27) 鶴丸 央, 入江 学, 長井祥秀, 竹内修大, 井田 明, 奥 村智憲, Charlotte Jones, 弓場彬江, 中山智喜, 松見 豊, 和田龍一, 中嶋吉弘, 定永靖宗, 坂東博, 加藤俊 吾, 高橋けんし, 板野泰之, 梶井克純 2013 年夏季京都における集中観測：観測の概要 第 20 回大気化学討論会 The 20th Symposium on Atmospheric Chemistry, 府中グリーンプラザ 本館, P2 (28) 定永靖宗, 川﨑梓央, 坂東 博, 鶴丸 央, 井田 明, 弓 場彬江, 中山智喜, 松見 豊, 和田龍一, 中嶋吉弘, 板 野泰之, 加藤俊吾, Charlotte Jones, 梶井克純 2013 年夏季京都における集中観測 : 窒素酸化物種 の測定結果 第 20 回大気化学討論会 The 20th Symposium on Atmospheric Chemistry, 府中グリーンプラザ 本館, P4 (29) 齋藤貴史, 我如古 遼, 和田龍一, 弓場彬江, 中山智 喜,鶴丸 央, 井田 明, 定永靖宗, 中嶋吉弘, 板野泰之, 加藤俊吾,Charlotte Jones, 梶井克純, 松見 豊 2013 年夏季京都における集中観測： NO2 測定値の装 置間比較 第 20 回大気化学討論会 The 20th Symposium on Atmospheric Chemistry, 府中グリーンプラザ 本館, P6 (30) 弓場彬江, 中山智喜, 松見 豊, 鶴丸 央, 井田 明, 和 田龍一, 定永靖宗, 川崎梓央, 坂東 博, 中嶋吉弘, 板 野泰之, 加藤俊吾, Charlotte Jones , 梶井克純 2013 年夏季京都における集中観測：熱分解 LIF を用い た各種窒素酸化物の連続測定 第 20 回大気化学討論会 The 20th Symposium on Atmospheric Chemistry, 府中グリーンプラザ 本館, P8 (31) 中山智喜, 松見 豊, 鶴丸 央, 入江 学, 井田 明, 加 藤俊吾, 梶井克純 ■招待講演 (1) 内山一美 インクジェット技術を利用したナノスケール ELISA の開発 とその自動化 31 研究室年次報告 BIO Tech2014, 東京ビッグサイト, 2014/5/14 (2) 内山一美 Micro Immunoassay by Multicapillary Plate and PDMS micro array 2014 China-Japan-Korea symposium on Analytical Chemistry (2014CJK), Northeastern University(Shenyang, China), K07, 2014/8/24 (3)内山一美 インクジェットを利用したナノイムノアッセイ法の開発 地域イノベーション戦略推進事業（医療イノベーションフ ォーラム）, 八王子先端技術センター「開発交流プラザ」, 2014/9/30 (4)内山一美 インクジェットによる精密微量分析 化学とマイクロ・ナノシステム学会第 30 回研究会, 北海 道大学フロンティア応用科学研究棟, 2014/10/2 32 研究室年次報告 分子計測化学分野 久保研究室 教授 久保 由治 助教 西藪 隆平 にローダミン B 色素のグラフト化は粒子の白色発光化を招き， その発光性は温度変化に対して可逆的に変化することを見 出した。水分散系白色発光ナノサーモメーターとして利用が 期待される。なお，当該研究をまとめた学術論文は，アメリカ 化学会（ACS）の Noteworthy Chemistry（注目すべき化学研 究論文）に選ばれた。 ■構成員 久保 由治 (くぼ ゆうじ) 教授 / 工学博士 有機合成化学，超分子化学，機能性色素 9-451 室 TEL： 042-677-3134 [email protected] 西藪 隆平 (にしやぶ りゅうへい) 助教 / 工学博士 分子組織化学，有機合成化学，材料化学 9-436 室 TEL ： 4042-677-1111( 内 線 [email protected] 5) 重金属イオンを蛍光検出できるセンサーの開発 水中の重金属イオンを検出できるセンサーの開発は水環境 の保全に貢献する。今回，亜鉛イオンに対して蛍光応答する 色素の合成をおこない，当該色素を包埋したフィルムを作製 することで，蛍光色の変化にもとづいて水中の亜鉛イオンの 濃度を半定量的に目視判別できるセンサーを開発した。 4936) 学生数 学部生：8 名，修士：12 名，博士：0 名，留学生：0 名 ■研究概要 1) 色素増感太陽電池用ジベンゾピロメテンホウ素錯体型色 素の合成と応用 太陽光エネルギーを電気エネルギーに変換できる色素増感 太陽電池の開発は低炭素社会の実現にむけた取り組みとし て活発に検討されており，高効率なエネルギー変換を導く色 素の開発が求められている。本研究ではジピロメテンホウ素 錯体型の優れた光吸収特性に着目し，色素増感太陽電池に 適用できるジピロメテンホウ素錯体型色素を新規に合成し た。 重金属イオンを検出できるフィルム ■査読付論文 1) Boron-dibenzopyrromethene-based organic dyes for application in dye-sensitized solar cells Kubo, Y., Eguchi, D., Matsumoto, A. Nishiyabu, R., Yakushiji, H., Shigaki, K. and Kaneko, M. J. Mater. Chem. A, 2, 5204–5211 (2014). 2) Boronate microparticle-supported nano-palladium and nano-gold catalysts for chemoselective hydrogenation of cinnamaldehyde in environmentally preferable solvent Fujiwara, S., Takanashi, N., Nishiyabu, R. and Kubo, Y. Green Chem., 16, 3230–3236 (2014). 3) Intramolecular indicator displacement assay for anions: supramolecular sensor for glyphosate Minami, T., Liu, Y., Akdeniz, A., Koutnik, P., Esipenko, N. A., Nishiyabu, R., Kubo, Y. and Anzenbacher, P. Jr. J. Am. Chem. Soc., 136, 11396–11401 (2014). 4) Synthesis of a borylated boron-dibenzopyrromethene dye enabling the visual detection of H2O2 vapor Matsumoto, A., Nishiyabu, R. and Kubo, Y. RSC Adv., 4, 37973–37978 (2014). 5) Nanospherical aggregation of isothiouronium -terminated amphiphilic polythiophene: Preparation and vapor-phase detection of volatile organic compounds Ozawa, S., Nishiyabu, R. and Kubo, Y. J. Nanosci. Nanotech., 14, 6624–6631 (2014). 6) A boronate hydrogel film containing organized two-component dyes as a multicolor fluorescent sensor for heavy metal ions in water Nishiyabu, R., Ushikubo, S., Kamiya, Y. and Kubo, Y. J. Mater. Chem. A, 2, 15846–15852 (2014). 7) Thermo-responsive white-light emission based on tetraphenylethylene- and rhodamine B-containing boronate nanoparticles Ozawa, A., Shimizu, A., Nishiyabu, R. and Kubo, Y. 作製された色素増感太陽電池用活性層フィルム 2) エネルギーデバイス材料を指向した近赤外線吸収色素の 開発 色素増感太陽電池や有機薄膜太陽電池の高度化には，光エ ネルギーを高効率に捕集できる活性層の開発が不可欠であ る。本研究では，近赤外光を効率よく吸収できるマルチチオフ ェン導入型ジベンゾピロメテンホウ素錯体を新規に合成した。 3) 低環境負荷型化学変換反応に適用可能な不均一触媒の 開発 当研究室で開発したボロネート自己会合粒子は，水やアルコ ール中で安定に存在するばかりでなく，その界面に金属ナノ 粒子の固定化を可能にする。得られる無機/有機ハイブリッド 粒子は不均一触媒と機能する。α,β-不飽和アルデヒド類やバ イオリフィナリー基幹物質の一つであるレブリン酸の選択的 水素化反応に対して，不均一系触媒として機能することを見 出した。 4) 温度変化を感知できる白色発光ナノ粒子の開発 温度変化に敏感に影響される化学及び生体システムは少な くない。そこで，インジケーター機能を有する温度応答性材料 がマイクロ流体デバイスやバイオイメージングを含む分野で 利用されている。今回，凝集誘起発光特性を持つテトラフェニ ルエテンを構成要素とするボロネートナノ粒子を作製したとこ ろ，蛍光性のナノ粒子が得られた。興味深いことに，その界面 33 研究室年次報告 Chem. Commun., 51, 118–121 (2015). 8) Hierarchical supramolecules and organization using boronic acids building blocks, Kubo, Y., Nishiyabu R. and James T. D. Chem. Commun. (Feature Article), 51, 2005–2020 (2015). 14) 齋藤智紀・飯塚俊介・西藪隆平・久保由治，アニオン応 答型アセンイミド集合体の構築，3D3-34，日本化学会 第 95 春季年会(2015) ，日本大学船橋キャンパス， 2015 年 03 月 28 日 15) 飯塚俊介・齋藤智紀・西藪隆平・久保由治，自己集合性 アントラセンイミド誘導体の合成とその性質，3C1-51， 日本化学会第 95 春季年会(2015) ，日本大学船橋キャ ンパス，2015 年 03 月 28 日 16) 山澤翔・浅羽拓郎・須田優紀江・西藪隆平・久保 由治， 近赤外光吸収特性を有するボロンジナフトピロメテン系 色素の合成，3D3-02，日本化学会第 95 春季年会 (2015) ，日本大学船橋キャンパス，2015 年 03 月 28 日 17) 西藪隆平・小川雄大・久保由治，自己組織化ボロネート ヒドロゲルの疎水化とその色素吸着特性，3C1-49，日 本化学会第 95 春季年会(2015) ，日本大学船橋キャン パス，2015 年 03 月 28 日 18) 柿崎大樹・藤原成香・西藪隆平・久保由治・古後真紀 子・萬ヶ谷康弘，ルテニウム担持型ボロネートナノ粒子 を触媒利用したレブリン酸の水素化反応，4D3-08，日 本化学会第 95 春季年会(2015) ，日本大学船橋キャン パス，2015 年 03 月 29 日 19) 松本寛人・神谷夕夏・善積貴也・西藪隆平・久保由治， ボロネートゲル中におけるアップコンバージョン特性の 評価，4C1-06，日本化学会第 95 春季年会(2015)，日 本大学船橋キャンパス，2015 年 03 月 29 日 ■学会発表等 1) 小澤歩未・杉野康行・西藪隆平・久保由治，AIE 型ボロ ネートナノ粒子の調製とその性質，1P-12，第 12 回ホス ト・ゲスト化学シンポジウム，東京工業大学大岡山キャ ンパス，2014 年 5 月 31 日 2) 藤原成香・杉野康行・西藪隆平・久保由治，水分散性ボ ロネートマイクロ粒子の表面機能化，A-15，第 12 回ホ スト・ゲスト化学シンポジウム，東京工業大学大岡山キ ャンパス，2014 年 6 月 1 日 3) 藤原成香・西藪隆平・久保由治，Pd 担持型ボロン酸エ ステル型自己集合粒子の調製とグリーン触媒機能， 1P016，第 25 回基礎有機化学討論会，東北大学川内 北キャンパス，2014 年 9 月 7 日 4) 小澤歩未・清水藍・西藪隆平・久保由治，テトラフェニル エテンを有するボロン酸エステル体の合成と発光性自 己集合挙動，2A01，第 25 回基礎有機化学討論会，東 北大学川内北キャンパス，2014 年 9 月 8 日 5) 松本亜早希・西藪隆平・久保由治，過酸化水素を可視 化検出できるボロンジベンゾピロメテン系色素の合成， 2P163，第 25 回基礎有機化学討論会，東北大学川内 北キャンパス，2014 年 9 月 8 日 6) 西藪隆平・牛久保志穂・神谷夕夏・久保由治，ポリビニ ルアルコールをマトリックスにするボロネートヒドロゲル の調製とマルチカラー発光ケモセンサーへの展開， 1W07，第 63 回高分子討論会，長崎大学文教キャンパ ス，2014 年 9 月 24 日 7) 西藪隆平・杉野康行・久保由治，ボロン酸エステルポリ マーの階層的自己組織化を利用した白色発光ケモセン サー，2S07，第 63 回高分子討論会，長崎大学文教キ ャンパス，2014 年 9 月 25 日 8) Ryuhei Nishiyabu・Yuji Kubo, Chemically Tailorable Boronate Platforms for Developing Multi-Color Emissive Chemosensors in Water, O-35, 4th International Conference on Molecular Sensors and Molecular Logic Gates (MSMLG2014), Shanghai (China), November 11th, 2014 9) 須田優紀江・西藪隆平・久保由治，マルチチエニル基導 入型ボロンジベンゾピロメテン系色素の合成と性質， O-116，第 41 回有機典型元素化学討論会，宇部市文 化会館文化ホール，2014 年 11 月 27 日 10) 久保由治，「ボロン酸に基づく階層横断的自己集合現象 と機能化（招待講演），第 2 回材料・製造フォーラム「光 分子工学」分科会，産業技術総合研究所，2014 年 12 月 15 日 11) 久保由治，「有機薄膜太陽電池への適用を指向した近 赤外光増感アップコンバージョン分子系の創製」，岩谷 直治記念財団第 2 回研究成果発表会（日本工業倶楽 部），2015 年 3 月 6 日 12) 小澤歩未・清水藍・西藪隆平・久保由治，熱応答性を示 す白色発光型ボロン酸エステル粒子の調製，3C1-43， 日本化学会第 95 春季年会(2015) ，日本大学船橋キャ ンパス，2015 年 03 月 28 日 13) 中本昇吾・小澤歩未・藤原成香・西藪隆平・久保由治， 光学活性酒石酸から誘導される AIE ボロン酸エステ ル会合体の性質，3D3-35，日本化学会第 95 春季年会 (2015) ，日本大学船橋キャンパス，2015 年 03 月 28 日 ■特許 1. 久保由治・金子昌厳・紫垣晃一郎，色素増感太陽電池用 増感剤としてのトリフェニルアミン結合型ジベンゾピロメテン系 色素，特願 2014-173004，2014 年 8 月 27 日. 2. 久保由治・金子昌厳・薬師寺秀典・紫垣晃一郎，新規化合 物及びそれを含む光電変換素子，PCT/JP2015/51800 （PCT），104104057（台湾），2015 年 1 月 23 日（PCT）， 2015 年 2 月 6 日（台湾）. 3. 久保由治・西藪隆平・萬ヶ谷康弘，ボロン酸エステル型高 分子を担体とする触媒及びそれを用いた γ-バレロラクトン等 の製造，特願 2015-041342，2015 年 3 月 3 日. 4. 久保由治・西藪隆平・井内俊文・山本達也・池田征明・薬 師寺秀典，新規な有機化合物およびその利用，特願 2015-046310，2015 年 3 月 9 日. 5. 久保由治・金子昌厳・紫垣晃一郎, 新規化合物及びそれ を含む光電変換素子，特願 2015-065943，2015 年 3 月 27 日. 34 研究室年次報告 環境調和化学分野 宍戸研究室 教授 宍戸 哲也 助教 三浦 大樹 合物に転換することは意義深く、急務の課題である。本年度 は、これらグリセロールをPt/WO3/Al2O3触媒を用いる水素化 分解により1,3-プロパンジオールへ、担持Pt-Ni合金触媒を用 いる酸化反応によりグリセルアルデヒドへ、層状酸化ニオブ 触媒を用いる脱水反応によりアクロレインへ、塩基性層状水 酸化物触媒を用いるエステル交換反応により炭酸グリセリン への変換する反応を検討し、それぞれ高い活性を示すことを 明らかにした。 ■構成員 宍戸 哲也（ししど てつや）教授/博士（工学） 触媒化学、表面化学、固体酸塩基、選択酸化、その場分析 9-551 号室 TEL：042-677-2850 内線4963 [email protected] 三浦 大樹（みうら ひろき）助教/博士 (工学) 触媒化学、固体酸塩基、有機合成化学、有機金属化学 9-538 号室 TEL：042-677-2851 内線4961 [email protected] Pt/WO3/Al2O3 Pt-Ni/SBA-15 水素化分解 酸化 Layered Nb 2O5 Layered double hydroxide 脱水 エステル交換 学生数 15 名 研究生 1 名, 学部 4 年 8 名, 博士前期過程 1 年 6 名 ■研究概要 省エネルギー・省資源プロセスの構築を目指した合金ナノ粒 子の化学ならびにその応用に関する研究 宍戸哲也，三浦大樹 近年、金属ならびに合金ナノ粒子が示す特異な物性や機能 に注目が集まっている。合金ナノ粒子では、第二成分金属を 添加することにより特異な電子状態やサイトの形成などが期 待できる。従って、合金ナノ粒子の触媒機能を解明することは、 稀少金属元素の置換や使用量の低減といった元素戦略の観 点から重要な課題である。本年度は、エチルベンゼンの脱水 素反応に有効なPt-Sn合金ナノ粒子の構造に関して詳細に検 討し、第二成分であるSnの状態が活性および耐久性に及ぼ す影響について検討を行った。特に、Pt/Sn比の効果、担体 比表面積の効果を詳細に検討し、合金ナノ粒子の構造と触 媒機能の相関について考察を行った。また、α,β-不飽和アル デヒドのC=C結合選択的水素化反応に有効な触媒系の探索 を行った結果、Ni/SiO2触媒に極めて少量のPtを添加すること により、高い選択性を維持したまま大幅に活性を向上するこ とを明らかにした。また、PdあるいはAuのみを担持させた触 媒では反応が進行しないα,β-不飽和ケトンのヒドロシリル化 反応に対し、Pd-Au合金触媒が高い活性を示すことも明らか にした。 + 1 atm H2 Ni‐Pt/TiO2 High activity and selectivity alloy catalysts Synergistic effect!! Pd‐Au/SiO2 + HSiEt3 バイオマス由来化合物の有用化合物への触媒的変換反応 に関する研究 宍戸哲也，三浦大樹 石油燃料はCO2 の排出、原料の枯渇、石油価格の高騰な どの環境的･社会的問題を抱えており、近年その代替エネル ギーとしてバイオマス由来の燃料が注目されている。例えば、 ガソリンの代わりとなるバイオエタノールや軽油の代わりとな るバイオディーゼルがある。植物由来の油脂をメタノールとエ ステル交換反応を起こすことによりバイオディーゼルである脂 肪酸メチルエステルを生成するが、この反応の際、大量にグ リセロールが副生される。急増するグリセロールを有用な化 35 エネルギー有効利用を指向した可視光を利用する選択的物 質変換に関する研究 宍戸哲也，三浦大樹 可視光を利用する選択的物質変換は、エネルギー有効利 用の観点から重要な課題である。代表的な半導体型光触媒 である酸化チタンでは、酸化チタン表面で形成される活性酸 素種によって完全酸化ないし部分酸化物の逐次酸化が進行 するため、部分酸化物への選択性が低い欠点がある。 我々は、酸化ニオブ上では基質と酸化ニオブとからなる表 面錯合体の光励起という特異な活性化過程を経る機構を経 由し反応が進行することを見出しており、この光励起は、禁制 帯中に形成される表面錯合体のドナー準位から伝導帯への 励起であるためバンドギャップエネルギーより小さいエネルギ ーの光、即ち可視光によっても進行させることが可能である。 本年度は、酸化ニオブによる可視光を利用する選択光酸化 について錯合体濃度の制御の観点から比表面積の異なる酸 化ニオブを調製し、その表面性質と光触媒機能の相関につい て検討を行った。その結果、アルコール光酸化に対して、比 表面積が大きな層状酸化ニオブを用いることにより、選択性 を維持したまま活性の向上ができることが分かった。さらに、 この層状酸化ニオブ触媒をファインケミカルズ合成に対する 応用検討を行った結果、2-アミノベンジルアミンとアルデヒド のカップリング反応により N-フェニルキナゾリン誘導体を高収 率で得ることに成功した。 不均一系触媒を用いる環境調和型分子変換反応の開発に 関する研究 三浦大樹，宍戸哲也 不均一系触媒は、反応終了後の触媒の回収・再利用が比 較的容易に行えることから、均一系触媒に比べて環境負荷の 低減が期待できる。近年、環境調和型の工業プロセスに向け た実用面の観点から、不均一系固体触媒を用いる有機合成 反応が大きな注目を集めており、均一系錯体触媒と同等、あ るいはそれ以上の活性・選択性を有する固体触媒の開発が 強く望まれている。 本年度は、酸化ジルコニウム担持ルテニウム触媒による安 息香酸誘導体の内部アルキンへの付加反応によるフタリド誘 導体の合成について検討を行った。反応条件の最適化を進 め、対応するフタリド誘導体を収率93%程度で得ることに成 研究室年次報告 1654-1657.DOI:10.1039/C4CC08461F 9. Mesoporous ZSM5 having both intrinsic acidic and basic sites for cracking and methanation L.P. Teh, S. Triwahyono, A.A. Jalil, R.R. Mukti, M.A.A. Aziz, T. Shishido, Chemical Engineering Journal (2015), 270, 196-204. DOI: 10.1016/j.cej.2015.01.084 功した。また、酸化セリウム担持ルテニウム触媒を用いること により、アルデヒド、アルキン、一酸化炭素の[2+2+1]付加環 化反応が進行し、2-ヒドロキシフラノン誘導体が高収率で得ら れることも見出した。両反応ともこれまでにない新規な分子変 換反応である。 ■国内での依頼講演・招待講演 1. 固体表面のナノ構造と酸塩基性 第 54 回オーロラセミナー 2014/7/13 くりやま温泉 ホテ ルパラダイスヒルズ (招待講演) 2. in-situ doping による基質分子の光活性化 酸化ニオブ による液相選択光酸化 第 45 回触媒学会サマーセミナー 2014/7/21 箱根仙石 原 ホテル花月園 (招待講演) 3. 合金触媒の最近の進展 第 12 回触媒化学ワークショップ 2014/8/6 福井県国際 交流会館 (依頼講演) 4. Pt 系合金触媒および担持酸化物によるアルカン類の脱 水素反応 第 6 回 EnMaCh 講演会 2015/1/31 熊本大学 (招待講 演) 5. in situ XAFS による金属ナノ粒子生成機構の解明 放射光分光分析を用いたその場観察研究の最前線 2015/2/27 京都大学宇治キャンパス (依頼講演) Environmental Benign Organic Reactions ■査読付論文 1. Local Structure and La L1 and L3-Edge XANES Spectra of Lanthanum Complex Oxides Asakura, Hiroyuki; Shishido, Tetsuya; Teramura, Kentaro; Tanaka, Tsunehiro, Inorganic Chemistry (2014), 53(12), 6048-6053.DOI:10.1021/ic500381z 2. Effect of High-Temperature Calcination on the Generation of Bronsted Acid Sites on WO3/Al2O3 Kitano, Tomoyuki; Hayashi, Tomohiro; Uesaka, Toshio; Shishido, Tetsuya; Teramura, Kentaro; Tanaka, Tsunehiro, ChemCatChem (2014), 6(7), 2011-2020. DOI:10.1002/cctc.20140005 3. Selective Aerobic Oxidation of Primary Alcohols to Aldehydes over Nb2O5 Photocatalyst with Visible Light Furukawa, Shinya; Shishido, Tetsuya; Teramura, Kentaro; Tanaka, Tsunehiro, ChemPhysChem (2014), 15(13), 2665-2667. DOI:10.1002/cphc.201402343 4. Photoactivation of Molecular Oxygen by an Iron(III) Porphyrin with a Magnesium Aluminum Layered Double Hydroxide for the Aerobic Epoxidation of Cyclohexene Teramura, Kentaro; Tsuneoka, Hideo; Ogura, Kentaro; Sugimoto, Takashi; Shishido, Tetsuya; Tanaka, Tsunehiro, ChemCatChem (2014), 6(8), 2276-2281.DOI:10.1002/cctc.201402131 5. Dehydrogenation of Propane over Silica-Supported Platinum–Tin Catalysts Prepared by Direct Reduction: Effects of Tin/Platinum Ratio and Reduction Temperature Deng, Lidan; Miura, Hiroki; Shishido, Tetsuya; Hosokawa, Saburo; Teramura, Kentaro; Tanaka, Tsunehiro, ChemCatChem (2014), 6(9), 2680-2691.DOI: 10.1002/cctc.201402306 6. Local Structure of Pr, Nd, and Sm Complex Oxides and Their X-ray Absorption Near Edge Structure Spectra Asakura, Hiroyuki; Shishido, Tetsuya; Fuchi, Shingo; Teramura, Kentaro; Tanaka, Tsunehiro, Journal of Physical Chemistry C (2014), 118(36), 20881-20888. DOI:10.1021/jp504507c 7. Visible-light-assisted selective catalytic reduction of NO with NH3 on porphyrin derivative-modified TiO2 photocatalysts Yamamoto, Akira; Mizuno, Yuto; Teramura, Kentaro; Hosokawa, Saburo; Shishido, Tetsuya; Tanaka, Tsunehiro, Catalysis Science & Technology (2015), 5(1), 556-561.DOI:10.1039/C4CY00598H 8. Coupling of carboxylic acids with internal alkynes by supported ruthenium catalysts: direct and selective syntheses of multi-substituted phthalide derivatives Miura, Hiroki; Tsutsui, Kentaro; Wada, Kenji; Shishido, Tetsuya, Chemical Communications (2015), 51(9), ■国外での依頼講演・招待講演 1. Photocatalytic Cross-Dehydrogenative Coupling Reactions Over Nb2O5 8th Symposium on Group Five Compounds (Maraga) 2014/6/24 (Invited Lecture) ■学会発表等 国際会議 1. Dye–sensitized photocatalyst for selective catalytic reduction of NO with NH3 under visible light irradiation A.Yamamoto, K. Teramura, S. Hosokawa, T. Shishido, Tsunehiro Tanaka, 2014 MRS Spring Meeting & Exhibit, Materials for Photoelectrochemical and Photocatalytic Solar-Energy Harvesting and Storage, April 21-25, 2014, San Francisco, California, United States of America 2. Generation of thermally stable Bronsted acid sites on group V and VI metal oxides supported on alumina T. Shishido, T. Hayashi, T. Kitano, S. Hosokawa, K. Teramura, T. Tanaka, The Seventh Tokyo Conference on Advanced Catalytic Science and Technology (TOCAT7, Kyoto) June 1-6, 2015 Kyoto, Japan 3. Dehydrogenation of Propane over Pt‐Sn/SiO2 Catalysts Prepared by Direct Reduction Method: Effects of Pt/Sn Ratio and Reduction Temperature L. Lidan, H. Miura, T. Shishido, S. Hosokawa, K. Teramura, T. Tanaka, The Seventh Tokyo Conference on Advanced Catalytic Science and Technology (TOCAT7, Kyoto) June 1-6, 2015 Kyoto, Japan 4. Partial Oxidation of Methane over Supported Ni Catalysts Prepared from Ni‐Ca/Al‐Layered Double Hydroxide Z. Mokhtar, T. Shishido, S. Hosokawa, K. Teramura, T. Tanaka, The Seventh Tokyo Conference on Advanced Catalytic Science and Technology (TOCAT7, Kyoto) June 1-6, 2015 Kyoto, Japan 5. Selective Catalytic Reduction of NO with NH3 over Organic Dye–Modified TiO2 photocatalysts under Visible–Light Irradiation Akira Yamamoto, Kentaro Teramura, Saburo Hosokawa, Tetsuya Shishido, Tsunehiro Tanaka, The Seventh Tokyo Conference on Advanced Catalytic Science and Technology (TOCAT7, Kyoto) 36 研究室年次報告 June 1-6, 2015 国内会議 1. ソルボサーマル合成した酸化ニオブナノ結晶による選択 光酸化 玉井和樹・細川三郎・寺村謙太郎・宍戸哲也・田中庸裕， 第 33 回光がかかわる触媒化学シンポジウム(2014) 2014 年 7 月 18 日 東京理科大学 葛飾キャンパス 2. ソルボサーマル合成した酸化ニオブによるアルコールの 選択光酸化 玉井和樹、細川三郎、寺村謙太郎、宍戸哲也、田中庸裕， 第 35 回触媒学会若手会「夏の研 修 会 」 (2014) 2014 年 8 月 6-8 日 伊豆熱川温泉 熱川ハイツ 3. ソルボサーマル法を利用した Nb2O5 ナノ結晶の合成と その選択光酸化性能 細川三郎・玉井和樹・寺村謙太郎・宍戸哲也・田中庸裕， 日本セラミック協会第 27 回秋季シンポジウム(2014) 2014 年 9 月 10 日 鹿児島大学 郡元キャンパス 4. 疎水性有機-無機ハイブリッドゲルによる酸触媒反応 小森大輝・三浦大樹・宍戸哲也，第 114 回触媒討論会 (2014) 2014 年 9 月 25 日(木)～27 日(土) 広島大学 東広島キャンパス 5. 酸化物担持ルテニウム触媒を用いる選択的フタリド誘導 体合成 筒井健太郎・三浦大樹・宍戸哲也，第 114 回触媒討論会 (2014) 2014 年 9 月 25 日(木)～27 日(土) 広島大学 東広島キャンパス 6. 可視光照射下におけるメソポーラス酸化ニオブによるア ルコール光酸化 米山成美・三浦大樹・田中庸裕・宍戸哲也，第 114 回触媒 討論会(2014) 2014 年 9 月 25 日(木)～27 日(土) 広 島大学 東広島キャンパス 7. Pt--Sn/SBA-15 によるエチルベンゼンの脱水素 荒川琢斗・鄧黎丹・三浦大樹・宍戸哲也，第 114 回触媒討 論会(2014) 2014 年 9 月 25 日(木)～27 日(土) 広島 大学 東広島キャンパス 8. ソルボサーマル法によるニオブ酸化物ナノ結晶の合成と その触媒能 玉井和樹、細川三郎、寺村謙太郎、宍戸哲也、田中庸裕， 第 114 回触媒討論会(2014) 2014 年 9 月 25 日(木)～ 27 日(土) 広島大学 東広島キャンパス 9. Partial oxidation of methane over Ni supported catalysts prepared from hydrocalmite: Effect of Ni loading Z. MOKHTAR 、 T. SHISHIDO 、 S. HOSOKAWA 、 K. TERAMURA、T. TANAKA，第 114 回触媒討論会(2014) 2014 年 9 月 25 日(木)～27 日(土) 広島大学 東広島キ ャンパス 10. 有機-無機ハイブリッドゲルを用いる固体酸触媒反応 小森大輝・三浦大樹・宍戸哲也，第 4 回 CSJ 化学フェスタ 2014 2014 年 10 月 14 日(火)～16 日(木) タワーホー ル船堀 11. Pt-Sn/SBA-15 によるエチルベンゼンの脱水素 荒川琢斗・鄧黎丹・三浦大樹・宍戸哲也，第 4 回 CSJ 化 学フェスタ 2014 2014 年 10 月 14 日(火)～16 日(木) タ ワーホール船堀 12. 酸化物担持ルテニウム触媒を用いる選択的フタリド誘導 体合成 筒井健太郎・三浦大樹・和田健司・宍戸哲也，第 4 回 CSJ 化学フェスタ 2014 2014 年 10 月 14 日(火)～16 日(木) タワーホール船堀 13. 可視光照射下におけるメソポーラス酸化ニオブによるア ルコール光酸化 米山成美・三浦大樹・田中庸裕・宍戸哲也，第 4 回 CSJ 化学フェスタ 2014 2014 年 10 月 14 日(火)～16 日(木) 37 タワーホール船堀 14. 酸化物担持ルテニウム触媒を用いる芳香族カルボン酸 の内部アルキンへの付加反応 三浦大樹・筒井健太郎・和田健司・宍戸哲也, 第 43 回 石油・石油化学討論会 2014 年 10 月 16 日-17 日 旭川 グランドホテル（北海道旭川市） 15. Partial oxidation of methane over supported Ni catalysts prepared from Ni/Ca-Al-layered double hydroxide Z. MOKHTAR 、 T. SHISHIDO 、 S. HOSOKAWA 、 K. TERAMURA、T. TANAKA，石油学会関西支部 第 23 回 研究発表会 日本エネルギー学会 第 59 回研究発表会 合同研究発表会 2014 年 12 月 5 日(金) 京都大学 桂キャンパス 16. 担持 Cu 触媒によるエタノールからの酢酸エチルの直接 合成 北島貴大・三浦大樹・宍戸哲也, Cat-on-Cat シンポジュー ム 2014, 2014 年 12 月 13 日(金) じばさんビル（兵庫県 姫路市） 17. 担持 PdAu 合金触媒による α,β-不飽和ケトンのヒドロシリ ル化反応 遠藤圭介・三浦大樹・宍戸哲也, 日本化学会第 95 春季 年会, 2015 年 3 月 26 日(木)－29 日(日) 日本大学船橋 キャンパス（千葉県船橋市） 18. 担持 Pt 触媒によるグリセロールの水素化分解反応 小林隼人・三浦大樹・宍戸哲也, 日本化学会第 95 春季 年会, 2015 年 3 月 26 日(木)－29 日(日) 日本大学船橋 キャンパス（千葉県船橋市） 19. 酸化二オブを用いる光触媒的 C-O および C-N 結合生成 反応 嶋田沙和子・野田敦裕・三浦大樹・田中庸裕・宍戸哲也, 日本化学会第 95 春季年会, 2015 年 3 月 26 日(木)－29 日(日) 日本大学船橋キャンパス（千葉県船橋市） 20. 担持 Ru 触媒によるアルデヒド、アルキン、CO の[2+2+1] 付加環化反応 竹内一輝・三浦大樹・宍戸哲也, 日本化学会第 95 春季 年会, 2015 年 3 月 26 日(木)－29 日(日) 日本大学船橋 キャンパス（千葉県船橋市） 21. 担持 Pt 系合金触媒を用いるグリセロール酸化反応 永尾藍子・三浦大樹・宍戸哲也, 日本化学会第 95 春季 年会, 2015 年 3 月 26 日(木)－29 日(日) 日本大学船橋 キャンパス（千葉県船橋市） 22. Ni 系合金触媒を用いる α,β-不飽和アルデヒドの選択水素 化反応 野口啓太郎・三浦大樹・宍戸哲也, 日本化学会第 95 春 季年会, 2015 年 3 月 26 日(木)－29 日(日) 日本大学船 橋キャンパス（千葉県船橋市） 23. 担持合金触媒による NO 選択還元および CO 酸化 西尾昂大・三浦大樹・宍戸哲也, 日本化学会第 95 春季 年会, 2015 年 3 月 26 日(木)－29 日(日) 日本大学船橋 キャンパス（千葉県船橋市） 24. 担持 Cu 触媒によるエタノールからの酢酸エチル直接合 成 北島貴大・三浦大樹・宍戸哲也, 日本化学会第 95 春季 年会, 2015 年 3 月 26 日(木)－29 日(日) 日本大学船橋 キャンパス（千葉県船橋市） 25. 担持 Ru 触媒による芳香族 C-H 結合のアルケニル化を 経る複素環化合物合成 三浦大樹・筒井健太郎・和田健司・宍戸哲也, 日本化学 会第 95 春季年会, 2015 年 3 月 26 日(木)－29 日(日) 日 本大学船橋キャンパス（千葉県船橋市） 26. 疎水性有機-無機ハイブリッドゲルによる酸触媒反応とそ の再利用性 研究室年次報告 小森大輝・三浦大樹・宍戸哲也, 第 115 回触媒討論会, 2015 年 3 月 23 日(月)－24 日(火) 成蹊大学（東京都吉 祥寺市） 27. アルコール光酸化活性に対する酸化ニオブの表面性質 の影響 米山成美・三浦大樹・田中庸祐・宍戸哲也, 第 115 回触 媒討論会, 2015 年 3 月 23 日(月)－24 日(火) 成蹊大学 （東京都吉祥寺市） 28. 担持 Pt-Sn 合金触媒の炭素析出抑制における Sn の役 割 荒川琢斗・鄧黎丹・三浦大樹・宍戸哲也, 第 115 回触媒 討論会, 2015 年 3 月 23 日(月)－24 日(火) 成蹊大学（東 京都吉祥寺市） ■著書・総説 1. 吸着分子の固体表面上での光活性化から始まる光触媒 反応とその反応機構解明 寺村謙太郎・山本旭・山添誠司・宍戸哲也・田中庸裕，触 媒、56(2)，114（2014） ■受賞 1. 優秀ポスター賞 “Pt-Sn/SBA-15 によるエチルベンゼン の脱水素” 荒川琢斗・鄧黎丹・三浦大樹・宍戸哲也, 第 4 回 CSJ 化 学フェスタ 2014 （タワーホール船堀） 2. 優秀ポスター発表賞 “担持銅触媒によるエタノールから の酢酸エチル直接合成” 北島貴大・三浦大樹・宍戸哲也, Cat-on-Cat Symposium in Himeji 2014 (じばさんビル・姫路) 3. 優秀ポスター発表賞 “酸化物担持 Ru 触媒による芳香 族カルボン酸の内部アルキンへの付加反応” 筒井健太郎・三浦大樹・宍戸哲也, 第 12 回触媒化学ワ ークショップ (福井) 4. 優秀ポスター発表賞 “担持 Pt-Sn 合金ナノ粒子触媒に よるエチルベンゼン脱水素反応” 荒川琢斗・鄧黎丹・三浦大樹・宍戸哲也, 第 12 回触媒化 学ワークショップ (福井) 38 研究室年次報告 環境調和化学分野 加藤研究室 教授 加藤 覚 助教 乗富 秀富 ■構成員 加藤 覚 (かとう さとる) 化学工学，相平衡，情報学 9-148 室 TEL : 042-677-2824 [email protected] 境調和的で持続的な社会発展を実現するために強く求めら れている。一方、酵素は生体内で優れた触媒作用や特異性 を発揮することから酵素を有用物質の生産やバイオセンシン グなどに応用するとき、酵素の取扱いを容易にするために酵 素を担体に固定化する技術の開発がさかんに行われている。 固定化酵素の活性や特異性、安定性などの特性は固定化方 法や固定化担体の物理的及び化学的特性に強く依存する。 本研究では非燃焼下で低温熱分解により調製されたバイオ マス微粉炭に吸着法により固定化されたタンパク質分解酵素 である α-キモトリプシンの特性を遊離 α-キモトリプシンと比 較検討した。その結果、固定化酵素は遊離酵素に比べて、高 温活性の増加や耐熱性の向上などの特性を発揮した。した がって、低温創製バイオマス微粉炭は、酵素をバイオリアクタ やバイオセンサなどに応用するためのタンパク質担体として 有効であることが見出された。 教授/工学博士 乗富 秀富 （のりとみ ひでたか） 助教/博士(工学) 生物化学工学，生物物理化学 9-149 室 TEL : 042-677-1111 内線 4841 [email protected] 学生数 学部:4 名、修士:3 名 ■研究概要 イオン液体中のチオフェン，二酸化炭素，水に対する無限希 釈部分モル過剰エントロピー/エンタルピー補償 加藤 覚 イオン液体中においてチオフェン，二酸化酸素などの極性溶 質およびヘプタン，トルエンなどの無極性溶質の無限希釈部 分モル過剰エントロピーとエンタルピーには補償関係が成り 立つことを無限希釈活量係数の温度依存データから明らか にした。水+イオン液体系では収束性の高いエントロピーとエ ンタルピーの直線関係が得られた。チオフェンおよび二酸化 炭素を無極性溶媒混合物からイオン液体による抽出あるい は吸収操作によって除くためにはチオフェンおよび二酸化炭 素に対する分子間相互作用が弱いイオン液体を選択すると 有利であることを補償則から明らかにした。 BC Bamboo BCP Dry at 180℃ for 2 hr Pyrolysis at 450℃ for 2 hr Carbonization at 350℃ for 3 hr EE21 Pyrolyzer Jet mill C ooling at 100℃ for 1 hr 廃棄竹材からの低温創製バイオマス微粉炭の調製. ■査読付論文 Joerg FREITAG, Hitoshi KOSUGE, Juergen P. SCHMELTZER, Satoru KATO 2014 気相直接採取法と経験的健全性判定法 に よ る 気 液 平 衡 の 測 定 , J. Chem Thermodynamics, 80, pp.92-101. Masahiro ICHIKAWA, Satoru KATO 2014 二酸化炭素の臨界 点近傍における二酸化炭素+アルコール系の気液平衡測定, ICSST 2014, AP-06, Nara. Hidetaka NORITOMI, Shunichi KURIHARA, Nobuyuki ENDO, Satoru KATO 2014 Heat-resistant properties of α-chymotrypsin adsorbed onto biomass charcoal powder, , J. Biomaterials Nanobiotechnol., 5(3), pp.179-185. Junpei NISHIGAMI, Hidetaka NORITOMI, Nobuyuki ENDO, Satoru KATO 2014 Catalytic activity of protease immobilized onto biomass charcoal prepared at low temperatures in nonaqueous solvents, Active Enzyme Molecule 2014, P-8, Toyama. Shunichi KURIHARA, Hidetaka NORITOMI, Nobuyuki ENDO, Satoru KATO 2014 Thermal stability of enzymes adsorbed on plant biomass charcoal, Active Enzyme Molecule 2014, P-9, Toyama. Shunichi KURIHARA, Hidetaka NORITOMI, Nobuyuki ENDO, Satoru KATO 2014 Optimization of adsorption condition for thermal stabilization of protein adsorbed on plant biomass charcoal, ICSST14, GP-22, Nara. Junpei NISHIGAMI, Hidetaka NORITOMI, Nobuyuki ENDO, Satoru KATO 2014 Solvent effect on the activity of protease immobilized onto bamboo charcoal prepared at low temperatures, ICSST14, GP-23, Nara. 二酸化炭素を含む高圧 2 成分系気液平衡 P,x データと Margules 式を用いる気相モル分率の推算 加藤 覚 二酸化炭素を含む 2 成分系高圧気液平衡 P, x データを Margules 式によって相関できることを示した。この方法による 相関精度は状態方程式と混合則を用いる従来の方法より高 い。また，非対称系に対して気相のモル分率を正しく推算でき ることを示した。従来，広い温度範囲と圧力範囲に対する気 液平衡データの高精度相関法は見出されていない。本研究 は，無限希釈圧力勾配と臨界点到達率に対するデータ相関 の収束性が著しく高いことを見出し，気液平衡関係の高精度 相関法として有望であることを示した。 熱力学健全性判定直線を用いる 2 成分系気液平衡データに 対する経験的健全性判定法 加藤覚 気液平衡(VLE)実測データの熱力学健全性を明らかにできる 熱力学健全性判定直線の決定法を見出した。極性排除因子 と圧力の間には温度，圧力，相の種類によらない 2 成分系に 固有な直線関係が成り立つことを VLE 全文献データを用いて 示した。また，熱力学健全性判定直線を VLE と LLE の推算に 利用する方法を示した。さらに，集中化非理想性パラメータ法 により高圧 VLE データが簡便に相関できることを示した。 バイオマス微粉炭に吸着された α-キモトリプシンの耐熱性 乗富秀富、栗原駿一、遠藤信行、加藤 覚 農産物廃棄物や廃棄竹材、間伐材など大量に排出される未 利用の有機系資源(バイオマス)の利活用を促進することが環 ■発表 加藤 覚 2015 年 3 月 蒸留塔ユーザーの信頼を高める TC 39 研究室年次報告 ラ イ ン 全 相 関 -C3 分 離 ， 脱 共 沸 剤 選 択 ， ユ ー ザ ー 相 関 UNIFAC への応用，化学工学会第 80 年会，I214，東京． 乗富秀富，栗原駿一，遠藤信行，加藤 覚 2014 年 9 月 バ イオマス炭吸着プロテアーゼの耐熱性，第 65 回コロイドおよ び界面化学討論会，P158, 東京． 乗富秀富，西上純平，遠藤信行，加藤 覚 2014 年 9 月 バ イオマス炭吸着プロテアーゼの有機溶媒耐性，第 65 回コロイ ドおよび界面化学討論会，P159, 東京． 栗原駿一，乗富秀富，遠藤信行，加藤 覚 2014 年 10 月 バ イオマス炭吸着タンパク質の熱安定性における吸着条件の 最適化, 第 4 回 CSJ 化学フェスタ 2014，P1-097, 東京． 西上純平，乗富秀富，遠藤信行，加藤 覚 2014 年 10 月 低 温創製竹炭に固定化されたプロテアーゼの活性に対する溶 媒効果, 第 4 回 CSJ 化学フェスタ 2014，P2-112, 東京． ■その他 乗富秀富 2014 糖系界面活性剤逆ミセルを用いる金属ナノ 粒子のサイズ制御と高濃度合成，オレオサイエンス，14(11), pp.479-485． Hidetaka Noritomi Solvent dependence of enzymatic enantioselectivity in ionic liquids, Ionic Liquids, Ed by Scott Handy, InTech, Rijeka, Croatia, in press. 40 特定学術研究 文部科学省科学研究費による研究 3件 若手研究 (B) 竹歳絢子 分子状酸素による高選択的官能基変換のための特異な酸化 マンガン担持金クラスター触媒 若手研究 (B) 石田玉青 酸素を酸化剤とする選択酸化および C–H 官能基化を可能に する固体触媒の開発 研究活動スタート支援 藤田隆史 金ナノクラスターの薬理活性の探索：副作用の少ない新規抗 がん剤を目指して ■川上研 川上浩良 寄付金による研究 ３件 共同研究 ３件 提案公募型研究費による研究 (1) 新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）：「固体 高分子形燃料電池実用化推進技術開発/次世代技術 開発/低加湿下作動型新規ナノファイバー含有電解質 超薄膜の研究開発」（研究代表者） (2) 新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）：「エネ ルギー・環境新技術先導プログラム／超高気体透過分 離薄膜を用いたエネルギー起源 CO2 の抜本的削減」 （研究代表者） (3) 科学研究費補助金 基盤研究（B） ナノスペースを利用した革新的超高 CO2 透過性分離膜 の創製（研究代表者） (4) 科学研究費補助金 挑戦的萌芽研究 クロマチン構造制御によるエピゲノム創薬の創製（研究 代表者） 田中 学 (1) 文部科学省科学研究費 基盤研究（C） 有機ナノイオニクスに基づくリチウムイオン伝導性高分 子ナノファイバーの創製（研究代表者） ■金村研 寄付金による研究 １件 産学共同研究費による研究 １５件 提案公募型研究費による研究 ４件 金村 聖志 先端的低炭素化技術開発事業(ALCA)特別重点技術領域/新 原理に基づく金属負極を有する高性能新電池の創製 梶原 浩一 先端的低炭素化技術開発事業(ALCA)特別重点技術領域/セ ラミックス系固体電解質の開発 金村 聖志 戦略的基盤技術高度化支援事業／革新的電池部材評価技 術に基づく次世代リチウムイオン電池向け新規水系バインダ ーの研究開発 分担：金村 聖志(代表者は東北大学 阿尻 雅文) 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/フルイディック材料創製と３D プリンティングによる構造 化機能材料・デバイスの迅速開発」-- 3 次元 Li 電池の開発-分担：金村 聖志(代表者は東北大学 末永 智一) 先端計測分析技術・機器開発プログラム／超高解像度電気 化学イオンコンダクタンス顕微鏡の開発 文部科学省科学研究費による研究 １件 基盤 B 梶原浩一 無共溶媒液相合成法によるモノリス状シリカ系光学材料の開 発 ■益田研 共同研究 8件 寄付金による研究 4件 産学共同研究費による研究 8件 提案公募型研究費による研究 2件 １）益田秀樹，先端的低炭素化技術開発事業(ALCA)特別重 点技術領域/ナノ・マイクロ構造制御にもとづく正極活物質の 高性能化 ２）柳下 崇，公益財団法人旭硝子財団研究助成/高規則性 ポーラスアルミナを用いたナノインプリント法にもとづく生体関 連分子の高性能分離・検出デバイスの創製 文部科学省科学研究費による研究 2 件 １）益田秀樹，基盤研究（Ａ）/陽極酸化にもとづく規則細孔配 列テンプレートの作製とエネルギーデバイスへの応用 ２）柳下 崇，基盤研究（Ｃ）/二層陽極酸化プロセスにもとづく ポーラスアルミナスルーホールメンブレンの形成 ■吉田研 寄付金による研究 3件 共同研究 5件 2020 未来社会研究プロジェクト 代表 吉田博久 東京湾の近隣自治体が保有する指定放射性廃棄物の安全 な管理方法の確立 ■高木研 提案公募型研究費による研究 1件 高木慎介 日本原子力研究開発機構、物質材料研究機構 委託研究費 除染・減容法開発のための Cs 環境動態研究 文部科学省科学研究費による研究 4件 科学研究費補助金 基盤研究（B） 研究代表者 高木慎介 粘土鉱物をホスト材料とした人工光捕集系の開発 科学研究費補助金 新学術領域研究「人工光合成による太 陽光エネルギーの物質変換： 実用化に向けての異分野融 合」 研究代表者 高木慎介 光物質変換系との連結を目指した新規ナノシート型光捕集系 の構築 日本学術振興会 特別研究員研究費 研究代表者 藤村卓也 無機ナノシート上での金ナノ粒子の生成及び配列操作 日本学術振興会 特別研究員研究費 研究代表者 塚本孝政 光捕集機能を有するナノシート型人工光合成系の構築 ■瀬高研 提案公募型研究費による研究 1件 量子化学探索研究所 研究助成（研究分担者 瀬高 渉） 「新規結晶性ジャイロスコープの構造探索と動力学」 文部科学省科学研究費による研究 1件 基盤研究（Ｂ）（研究代表者 瀬高 渉） 「双極子配向を制御した有機結晶の作成と誘電性および複屈 折性」 ■春田研 寄付金による研究 1件 提案公募型研究費による研究 1件 徳永信（九州大学） JST-ALCA「水の分離コスト削減を目指したエステルの不可 逆型加水分解およびアルケンの直接的変換」 41 特定学術研究 ■内山研 企画政策費による研究 １件 内山一美 迅速・高信頼性新興再興感染症検査及び予防システムの開 発 文部科学省科学研究費による研究 １件 基盤(B) 加藤俊吾 大気中重水素濃度のモニタリング法の確立とファイトレメディ エーション研究へのその応用 ■久保研 産学研究費 1件 提案公募型研究費 1件 久保由治 岩谷科学技術研究助成 文部科学省科学研究費による研究 3件 1) 基盤(B) (一般)，久保由治，研究代表者，含ホウ素自律 組織体を協働性担体とする金ナノクラスター触媒の開発 2) 挑戦的萌芽研究，久保由治，研究代表者，有機系太陽 電池への適用を指向した近赤外光増感アップコンバージ ョン分子系の創製 3) 若手(B) ，西藪隆平，研究代表者，超分子光造形による ４Ｄマテリアルの創製 ■宍戸研 産学研究費 1件 提案公募型研究費 1件 1)文科省元素戦略プロジェクト 実験と理論計算科学のインタ ープレイによる触媒・電池の元素戦略研究拠点 研究代 表者 田中庸裕（京都大学） 研究分担者 宍戸哲也 文部科学省科学研究費による研究 3件 1) 基盤(B) (一般)，宍戸哲也，研究代表者，構造を制御した 担持合金ナノ粒子触媒の調製と必須化学資源合成への 展開 2) 挑戦的萌芽研究，宍戸哲也，研究代表者，光触媒化学 変換に基づくバイオマス関連物質の高効率選択酸化反 応プロセスの開発 3) 若手(B) ，三浦大樹，研究代表者，酸化物上での担持金 属構造の精密制御と高度分子変換反応への適用 ■加藤研 文部科学省科学研究費による研究 1件 基盤研究(C) 乗富秀富 低温創製バイオマス炭吸着タンパク質の熱安定化特性 42 社会貢献 ■川上浩良 (1) 国際専門誌の Associate Editor：Polymer Internatioanal (2) 国際専門誌の Associate Editor：Applied Membarne Science & Technology (3) 国内専門誌の Associate Editor：Porphyrins (4) 高分子学会医用高分子研究会 運営委員会委員長 (5) 高分子学会燃料電池研究会 運営委員会委員 (6) 高分子分子学会武蔵野地区 運営委員会委員 (7) 日本人工臓器学会 評議委員 (8) 日本酸化ストレス学会 評議委員 (9) 日本膜学会 評議委員 (10) 日本バイオマテリアル学会 評議委員 (11) 国内学会、国際学会の企画、主催（約 12 件）など (12) 日本学術振興会 特別研究員等審査会委員 (13) 日本学術振興会 国際事業委員会委員 (14) 日本学術振興会 平 成 2 6 年 度 科 学 研 究 費 助 成 事業 評価委員 (15) 経 済 産 業 省 産 業 技 術 環 境 局 『二酸化炭素回 収技術実用化研究事業』評価委員 (16) 経 済 産 業 省 産 業 技 術 環 境 局 『二酸化炭素回 収・貯留分野審査委員会』委員 ■石田玉青 ・「化学と工業」編集委員 ・Kick-Off Workshop for Research Center for Gold Chemistry 実行委員 ・第 47 回国際化学オリンピック準備問題翻訳 ・九州大学博士論文副査 ・学術論文審査 ■竹歳絢子 ・Kick-Off Workshop for Research Center for Gold Chemistry 実行委員 ・第 47 回国際化学オリンピック準備問題翻訳 ・学術論文審査 ■金村聖志, ・さきがけ(エネルギー高効率利用と相界面), 領域アドバイザ ー ■高木慎介 主に、日本化学会、日本粘土学会、光化学協会を通じて、広 く、教育、研究活動に対して貢献した。 特に、日本粘土学会では、評議員、常務委員、Clay Science 誌 Edior in chief、粘土科学誌編集委員を務め、貢献した。 また、国際的にも、アメリカ化学会 Langmuir 誌 Advisory Editorial Board に任命されるなどの貢献をしている。 日本化学会 研究会では企画委員を務め、新たな学問領域 の開拓に尽力した。 また、高校への出張講義、夢ナビライブでの講演、ＴＢＳラジ オへの出演などにより、研究成果の外部発信を行った。 ■朝山章一郎 (1) 日本バイオマテリアル学会 評議委員 (2) 高分子学会代議員 ■田中 学 (1) International Symposium on Fiber Science and Technology 2014 (ISF2014)実行委員 (2) 関東若手高分子研究会(高分子学会)世話人 ■山口素夫 先端錯体工学研究会会長 ・会長および会計・会員係として業務を行い、研究会の運営 に貢献した。 ・第 21 回国際純正応用錯体化学会議 SPACC21 の実行副委 員長として携わり，シンポジウム開催に貢献した． ・Pacifichem2015 において生物無機化学関連シンポジウムの co-organizer として企画・組織して受理された。 ■益田秀樹 ＡＳＴ２０１４組織委員長， キャパシタ技術委員会運営委員， 日本化学会電気化学ディビジョン幹事， 表面技術協会金属のアノード酸化の機能化研究会代表幹 事， 日本学術振興会特別研究員審査会専門委員 ■柳下 崇 電気化学会大会学術委員 電気化学会第 82 回大会実行委員 表面技術協会評議員 表面技術協会金属のアノード酸化皮膜の機能化部会会計幹 事 ■佐藤 潔 日本化学会関東支部幹事 電子情報部会委員長 科学技術振興機構「科学の甲子園」 化学分科会作問委員 ■内山一美 ・日本分析化学会 副会長 ・日本分析化学会 学会賞審査委員 ・日本分析機器工業会 高校生のための最先端分析機器体 験講座（JAIMA-サマーサイエンススクール SSS) 委員 ・ Editorial Board Member of 'Journal of Pharmaceutical Analysis' ・Editor of Journal of pharmaceutial analysis ・独立行政法人 日本学術振興会 創造機能化学第 116 委 員会 委員 ・ China-Japan-Korea Symposium on Analytical Chemistry 2014 (CJK2014) International Advisory Board ■瀬高 渉 1. 2014 年度 首都大学東京１日体験化学教室 総責任者 2. 学術論文審査担当 3. 学会座長および学会ポスター賞審査員 ■稲垣佑亮 1. 2014 年度 首都大学東京１日体験化学教室 課題担当 ■春田正毅 ・NEDO 技術委員会委員 ・大阪府立大学テニュアトラック制度委員会委員 ・Kick-Off Workshop for Research Center for Gold Chemistry 実行委員長 ・GOLD2015 International Conference 副実行委員長 ・企業との共同研究 ・学術論文審査 ■中嶋 秀 ・「オープンユニバーシティ」の講師 ・「分析化学」誌編集幹事 ■加藤俊吾 43 社会貢献 国際学術雑誌「Aisian Journal of Atmospheric Environment」 編集委員 日本地球惑星科学連合 環境災害対応委員 NPO 富士山測候所を活用する会 学術科学委員会 大妻女子大学非常勤講師 ■久保由治 1) 日本学術振興会書面審査員 2) 外国研究費配分機関（Czech Science Foundation）書類 審査 3) 企業との共同研究 4) 英国王立化学会出版本に対する分担執筆 5) 国際学術誌「Supramolecular Chemistry」の編集委員会 メンバー（Editorial Advisory Board Member） 6) 学術論文審査 7) 早稲田大学大学院非常勤講師 8) 東京 U クラブ懸賞論文審査委員（学生懸賞論文） 9) 学会でのポスター賞や講演賞の審査委員 ■西藪隆平 1) 学術論文審査 2) 学会での座長や講演賞の審査委員 ■宍戸哲也 1) 日本学術振興会書面審査員 2) 日本国際賞若手研究者研究助成「資源、エネルギー、社 会基盤」分野審査 3) SPring-8 利用研究課題審査委員会審査委員 4) 企業との共同研究 5) 北九州市立大学非常勤講師 6) 学術論文審査 7) 早稲田大学博士審査外部評価委員 8) 北陸先端科学技術大学院大学博士審査外部評価委員 9) 触媒学会ファインケミカルズ合成触媒研究会代表 10) 学会でのポスター賞や講演賞の審査委員 ■三浦大樹 1) 学術論文審査 2) 学会での座長や講演賞の審査委員 ■乗富秀富 2014 年 9 月：第 65 回コロイドおよび界面化学討論会ポスター 賞審査委員 2014 年 10 月：第 4 回 CSJ 化学フェスタ 2014 ポスター発表審 査委員 44 学位論文・応化コロキウム 学位論文リスト 博士論文 生原雅貴 「Studies on oxygen reduction reaction in ionic liquids（イオン液体中の酸素還元反応に関する研究）」 川上総一郎 「リチウムイオン二次電池用合金系負極材料の調製とその電気化学特性」 道日娜 「ハイドロキシアパタイトの析出挙動に及ぼすチタン表面処理の効果」 薛書華 「Development of Micro-immunoassay Platform by Multicapillary Glass Plate and Polydimethylsiloxane Microarray（マルチキャピラリーガラスプレートとポリジメチル シロキサンマイクロアレイを用いたマイクロイム ノアッセイプラットフォームの開発） Kuttassery Fazalurahuan 「Artificial Photosynthesis catalyzed by Aluminum Porphyrins（アルミニウムポルフィリンによる人工光合 成）」 張 埈赫 「Study on Meso-scale Order Structure Formed by Dissipative Process From Immiscible Polymer Blend Solutions(非相溶系高分子ブレンド溶液の散逸過程で形成するメゾスケール規則構造)」 塚本 孝政 「Development of Photochemical Reaction System with Efficient Light Harvesting Function on Clay Nano-sheet Surface toward Realization of Artificial Photosynthesis（人工光合成の実現に向けた高効率 な光捕集能を有するナノシート型光物質変換系の構築）」 藤村 卓也 「Nanostructure Control and Photochemistry in Inorganic Nano-sheet Materials(無機ナノシート材料にお けるナノ構造制御と光化学)」 硯里 善幸 「高効率有機ELにおける材料設計と塗布プロセスへの応用」 間々田 祥吾 「圧電ゴムの圧電性能向上に関する研究(Study on Piezoelectricity Enhancement of Piezoelectric Rubber)」 修士論文 青山 洋平 リチウム金属二次電池用セパレータおよび正極に関する研究 粟田 浩昭 高規則性ポーラスアルミナを口金としたポリマーナノファイバーの形成 飯田 慎平 マルチビームスプリッターを用いる二次元蛍光/SPRセンサの開発 市川 正浩 CO2臨界点近傍におけるCO2-アルコール系気液平衡の測定と部分モル過剰量の解析 市原 滉之 フェナントリジン誘導体の粘土ナノシート表面上における光化学挙動の解明 井上 茂紀 種々の電解質を用いた三次元リチウムイオン二次電池の作製 井上 剛志 非相溶高分子ブレンド溶液から得られる散逸構造の制御 宇野 紘史 インクジェットを用いたウェスタンブロッティング法の開発 梅本 哲朗 無機ナノシートを反応場としたカチオン性色素分子による新規光化学反応系の構築 柿木 詩織 長鎖アルコールマイクロ結晶の構造と相転移に及ぼす界面と表面の効果 45 学位論文・応化コロキウム 神谷 夕夏 ボロネートゲル中におけるフォトンアップコンバージョン挙動 北浦 大樹 ボロネートサブミクロン粒子の形成機構に関する考察 木下 友貴 オンサイト測定を指向した携帯型電気化学検出システムの開発 栗原 駿一 吸着条件最適化による低温創製竹炭吸着リゾチームの耐熱性向上 小鯖 翔 シクロデキストリン修飾アニオン性高分子によるクロマチン構造弛緩 近藤 駿 高分子修飾表面の電気化学的な特性制御 近藤 拓弥 ボロネートエステル型分子カプセルの構築に向けたシクロトリベラトリレン誘導体の合成 齋藤 誠太朗 カチオン性複素環化合物を利用した発光性低分子ゲル 齋藤 直人 エアロゾルデポジションを用いた正極/固体電解質界面の形成と全固体電池の作製 阪口 尚紀 表面修飾ナノ粒子/PIM複合膜による超高気体透過 佐藤 綾祐 ポーラスアルミナマスクにより形成された金属ナノドット／色素複合体における光学特性 鈴木 健誠 磁場配向を利用した異方性ナノコンポジットゲルの構造に関する研究 須田 優紀江 マルチチエニル基導入型ボロンジベンゾピロメテン系色素の合成と性質 瀧川 具明 粘土鉱物における1価有機分子及びCs+吸着挙動の解明 武田 康 フィチン酸ドープ型ナノファイバー含有複合膜の燃料電池特性 谷口 慶祐 ナノ構造が制御された電極活物質の作製と２次電池への応用 西上 純平 バイオマス炭への固定化によるプロテアーゼの耐有機溶媒性の向上 西中 裕雅 粘土LB法を用いた粘土/ポルフィリン積層構造における3次元系エネルギー移動反応 野沢 隼人 熱測定による高分子ブレンド相分離界面の特性化 野原 敦 モノイオンコンプレックスによるin vivo遺伝子デリバリーシステムの構築 飛田 光明 温度応答性高分子修飾キャピラリープレートを用いた溶液透過制御デバイス 平野 雄大 シリコンポルフィリンによる水を用いたアルカン・アルケンの可視光誘起酸素化反応 福田 祐子 無共溶媒法によるポリアルキルシルセスキオキサン液体の合成と特性評価 藤原 成香 Pd担持型ボロン酸エステル型自己集合粒子の調製とグリーン触媒機能 古田 周彬 イミダゾリウム環を含む新規な縮合多環芳香族化合物の合成と構造 保坂 太一 ルテニウム二核錯体を用いた水を酸素源とする光酸化触媒の開発 堀 龍太郎 陽極酸化ポーラスアルミナにもとづく同軸ナノケーブルアレーの作製と光伝搬特性 堀口 治男 光刺激による人工筋肉モデルユニット：アゾベンゼン/ニオブ酸複合体の新規構造作製法の検討 および微細構造解明 本名 涼 金属ポルフィリン誘導体によるナノシート表面上でのシクロヘキセンの光誘起酸素化反応 松尾 貴文 Mnポルフィリン錯体によるアミロイドβ凝集抑制 松本 亜早希 過酸化水素を可視化検出できる新規なボロンジベンゾピロメテン系色素の合成 宮下 賢 カーボンモノリスカラムを用いる酸化還元化学種変換HPLCの開発 本橋 暁彦 ポリアリールイミダゾリウムの発光特性 森山 良太 環状四核ルテニウム錯体の合成とそれをホストとするアントラセン類の包接挙動と光反応 山口 栞 無共溶媒ゾル－ゲル法によるシリカ－希土類リン酸塩結晶化ガラスの光学特性 山田 悠登 新規集電プローブを用いた単粒子測定法によるリチウムイオン電池用電極活物質の特性解析 山本 ひとみ Auのアノードエッチングにもとづく微細構造の形成 46 学位論文・応化コロキウム 応化コロキウム 第 346 回 西川 幸宏 (京都工芸繊維大学) 2014/6/18 「高分子複合材料における微粒子の分散に関する考察」 第 347 回 谷 忠昭 (日本写真学会（フェロー）、元 富士フイルム参事、元 東工大連携教授) 2014/7/22 「固体表面上における色素の会合挙動」 第 348 回 Keju Sun (Research Institute for Ubiquitous Energy Devices, National Institute of Advanced Industrial 2014/12/17 Science and Technology) “Reaction mechanism studies of gold catalysis and spectral studies of zeolites” 第 349 回 村山 徹 (北海道大学) 2015/1/14 「4，5，6 族から成る新規結晶性複合酸化物の創製とその触媒活性性」 第 350 回 Sirithan Jiemsirilers (Department of Materials Science, Faculty of Science, Chulalongkorn University) 2015/1/29 “Photocatalyst Materials for Waste Water Treatment Application" Rojana Pornprasertsuk (Department of Materials Science, Faculty of Science, Chulalongkorn University) “Oxide thin film and metal/oxide nanifiber fabrication by electrostatic deposition and electrospinning techniques” 第 351 回 Aude Demessence (Institute of Researches on Catalysis and Environmental of Lyon, CNRS-Lyon 1 2015/3/20 University, France) “Structural and Functional Diversities in Gold Thiolate Hybrid Materials: from Luminescent Coordination Polymers to Nanoclusters as catalysts” 47 コース・学域プロモーション 大学院入試説明会（外部対象） 2014 年度は、大学院入試説明会（外部対象）を下記の通り、2 度開催した。 ・5 月 10 日（土）13:30～17:00 場所：本学南大沢キャンパス（参加者：9 名） ・6 月 7 日（土）13:00～17:00 場所：本学南大沢キャンパス（参加者：10 名） 首都大学東京大学院 都市環境科学研究科 首都大学東京大学院前期課程第１回説明会 Ｈ．18．04．13 分子応用化学域説明会 首都大学都市環境科学研究科 環境調和・材料化学専攻 【説明会のスケジュール】 ☆研究室紹介 ☆分子応用化学域の沿革 ☆入学試験に関する説明 ☆分子応用化学域の構成 ☆研究室の見学 大学院入試説明会用スライド表紙とスケジュール ☆分子応用化学域の沿革： 東京都立大学開学時から、現在の首都大学東京に至るまで、分子応用化学域の沿革を説明する。さらに、首都大学東京 のタイムズ世界ランキングについて紹介する。 ☆分子応用化学域の構成： 都市環境科学研究科としての分子応用化学域の研究対象および研究室構成を紹介する。 ☆研究室紹介： 各研究室主宰教員の作成したスライドを用いて、研究室毎に研究内容を紹介する。 ☆入学試験に関する説明： 事務的な説明を行う。特に、学外受験者の筆記試験免除制度に関する手続きの詳細を説明する。 ☆研究室の見学： 説明会参加申し込み時に希望した研究室を見学して、指導予定教員からの直接の説明を受ける。 48 コース・学域プロモーション 入学前教育 推薦入試合格者（一般・指定校推薦・化学グランプリ入試・グローバル人材育成入試）合格者に対して各種入学前教育を行って いる。推薦入試では、１１月下旬から１２月上旬までに合格が決定される． １２月下旬から３月にわたって、全５回にわたる入学前教育プログラムを組み、入学までの学習をサポートしている。毎年、第１ 回（ガイダンス・模擬講義）、第２回（科学英語）、第３回（化学実験）、第４回（特別研究発表会見学）、第５回（プレゼンテーション） などのプログラムを実施している。加えて、大学入試センター試験の受験などの課題を課している。これらのプログラムを通じて、 推薦合格者がスムーズに大学での学習に適応できるよう配慮している。 第４回 入学前教育プログラム（特別研究発表会見学）の様子 ■ 実施概要 ＜第１回＞ 午前中の全学・コース別ガイダンスの後、午後からコース長による模擬講義を受講する。コース長の専門の最先端の分子応用化 学の研究内容をわかりやすく解説する。その後、茶話会にて、担当教員と入学予定生徒同士親睦を深めている。 ＜第２回＞ 科学に関する英語の演習を行う。高校の英語教科とは異なり、科学ならではの英語の使い方を学ぶ。大学４年生からは、研究室 に所属し、英語の論文を読む必要があり、理系としての英語の重要性を認識させる。 ＜第３回＞ 金属の酸化反応を用いた電気エネルギーの創成に関する実験を通じて、エネルギー分野における分子応用化学の重要性を学 び、基本的な実験手技を身に付ける。実際の化学現象を目の当たりにすることにより、分子応用化学への興味を喚起させる。 ＜第４回＞ 大学４年生が卒業論文を執筆するために１年間遂行した特別研究の成果発表会を見学する。４年後の将来像を確認し、入学後 に受講する講義に臨む意識を高める。また、高校生と大学生の違いを認識し、生徒から学生への意識改革を行う。 ＜第５回＞ 分子応用化学コースの教員たちが執筆した講談社ブルーバックスの「新・材料化学の最前線」 （http://www.bookclub.kodansha.co.jp/bc2_bc/search_view.jsp?b=257692）を読み、その内容について、各 個人で黒板を用いて、ショートプレゼンテーションを行う。分子応用化学コースの研究への理解を深めると 共に、他人に分かりやすく説明するプレゼンテーション能力を身に付ける。 49 在籍学生数 在籍学生数 川上研 益田研 吉田研 瀬高研 春田研 金村研 高木研 山口研 内山研 久保研 宍戸研 井上研 博士 2 2 4 1 6(5) 中国 5 4(4) (インド 4) ( )内は留学生 50 修士 16 16 4 5 1 16 8 5 7 学部 8 8 2 4 11 13 8 8 8 8 4 8 2014 年度 アニュアルレポート 首都大学東京 都市環境学部 分子応用化学コース 2015 年 5 月 発行
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