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環境・応用化学科 教員

岩井 貴弘(いわい たかひろ) 助教(千葉研究室)

専門分野:大気圧プラズマ、微少量試料分析、環境・極微量元素分析

極微少量で人体に大きな影響を及ぼす物質は環境中に多く存在しています。私は、それらの物質を検知し、計測するための新しい装置や手法の開発と、実際の分析を通した環境理解を目標に活動を行っています。特に、大気圧プラズマを環境分析に応用する研究に取り組んでいます。プラズマとは、原子が電離してイオンと電子に分かれた状態です。大気圧のプラズマは一般的に5,000℃以上の高温であるため、物質をその中に入れると光やイオンを生じます。この光やイオンを計測して、微量な元素の分析を行っています。また、低温プラズマ装置の開発と応用も行っています。低温プラズマは触れられる程度の低温でありながら、高いエネルギーの粒子を高密度で含んでいます。このプラズマを物質に照射すると、その表面に付着している分子を脱離させることができます。この分子に電荷を付与し、高感度に質量分析する手法を開発してきました。この手法は、皮膚や繊維などの熱に弱い物質や、文化財等の損傷を与えられない対象の表面付着物の分析に利用する事ができます。これまでに、皮膚に付着したfmol(10-15 mol)、すなわち数pg(10-12 g)レベルの超微量化学物質の検出に成功しています。このように、室温から数1,000℃までの大気圧プラズマを駆使して、元素から様々な有機物質までを超高感度に分析することで、新しい環境分析の可能性を探っていきます。

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北村 圭(きたむら けい) 助教(羽村研究室)

専門分野:有機合成化学、新規合成手法の開発、生理活性天然有機化合物の全合成

私たちの身の回りにある有機化合物は炭素原子を中心に多種多様な構造から成ります。有機合成化学はこれらを分子レベルで見つめ、基本炭素構造を精密に構築する分野であり、地球環境に負荷をかけず効率的な合成手法を開発することは現代の化学において重要な役割を担います。そこで有機化学を基盤とし、これまでにない新規合成手法の開発を通じ、新しい有機化合物の創製、機能性の探索および物性の評価を行っていきます。

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白川 英二(しらかわ えいじ) 教授

専門分野:有機合成化学、有機金属化学、触媒反応

研究テーマ:触媒を駆使することで簡単に炭素-炭素結合を作るという、有機合成化学分野における新手法の開発。
廃棄物が少なく(環境に優しい)、資源を浪費しない(地球として持続成長が可能)というグリーン・サスティナブル・ケミストリー(GSC)の理念に則った新しい触媒反応の開発に取り組む。有機化合物の骨格形成を担う炭素-炭素結合を作る反応を主な対象とする。例えば、ベンゼン環同士が結合したビアリール構造は、電子材料や医薬品に含まれる重要な構造であるが、遷移金属触媒なしでは直截的に繋げることはできなかった。2010年以降、我々のグループは、1,10-フェナントロリンのような有機分子や電子一つを触媒として利用することで、それまで必要不可欠とされていた遷移金属触媒を用いずに、所謂「クロスカップリング反応」が進行することを報告している。このような小さくかつ資源量が多いものを遷移金属の代わりに触媒として利用できるということは、GSCの理念によく合致する。一方、遷移金属触媒は、様々なタイプの反応に応用できるという点で有利である。有機金属化合物の特長なども利用しつつ、遷移金属触媒・有機分子・電子一つと、それぞれの触媒の特性を使い分けて、様々な新しい反応を開発してゆく。

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谷水 雅治(たにみず まさはる) 教授

専門分野:地球化学、同位体、無機質量分析

地球温暖化や資源の枯渇とリサイクル、原子力発電所の事故を契機としたエネルギーバランスの問題など、人類は様々な環境問題に直面していますが、21世紀に生きる我々が地球とどう共存していくのか、その真価が問われているといっても過言ではありません。私は、地球表層に存在するさまざまな試料について、無機元素の濃度・同位体・化学種の解析からこれらの問題にアプローチすることを研究テーマとしています。特に最近は、有害金属元素の地球表層での循環に関して、人為起源的に放出された元素の影響を定量的に理解することに興味があります。

教育内容としては、無機化学・分析化学・地球科学に関連した分野の授業を担当しています。無機化学・分析化学分野では、質量分析を主とする原子スペクトル分析法や、原子核の安定性を理解するための放射化学分野の講義を担当します。また地球科学分野では、化学的視点から地球や太陽系のさまざまな現象を理解する地球化学に関する講義を実施します。

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田和 圭子(たわ けいこ) 教授

専門分野:物理化学、分光、ナノバイオ

健康や環境に関わる物質を調べます。調べたい物質がわずかであっても(濃度が低くても)検出できるシステムの構築を目指し、基礎科学(分子の動きや構造を光で調べます。)〜産業応用(世界をリードできる新しいバイオセンシングシステムの開発や、誰もが簡単に使える高機能な光学ツールの開発です。)にわたる広い視点から研究を進めます。

物理(光学・ナノテクノロジー)―化学(界面・分析)−生物(抗原抗体反応・医用応用)にわたる分野融合領域で研究を展開します。

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千葉 光一(ちば こういち) 教授

専門分野:分析化学、環境分析化学、原子スペクトル分析

研究テーマ「全元素化学による環境中元素の挙動解明」
プラズマ分光分析法を中心に超微量元素分析技術を研究・開発し、全元素化学の視点から元素と環境や生命および人間活動との関連について研究しています。

プラズマ分光分析法は高周波を利用して数千K(ケルビン)の高温プラズマを維持し、その中に試料を導入して、励起やイオン化された元素を発光分光分析法や質量分析法で測定する方法です。この方法ではsub-ppt (pg/g = 10-12 g/g:1兆分1)の超微量レベルから%レベルの広い濃度範囲で存在する元素を分析することができます。一方、我々の周りには様々な元素が存在して、地球環境を造り出し、生命活動を維持しています。しかも、そこには限られた元素だけが存在しているのでなく、周期表のすべての元素が一つ一つの対象の中に存在すると考えられています(全元素化学)。例えば、海水中にはほぼすべての元素が存在し、その分布とヒト血清中の元素分布が極めてよい相関を示すことが広く知られています。しかしながら、分析技術がまだまだ十分ではないために、試料中のすべての元素を測定することはできていません。将来、すべての元素を測定するようになると、例えば、一つの細胞の中の生命の起源を観ることが可能になるかもしれません。

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壷井 基裕(つぼい もとひろ) 教授

専門分野:分析化学、地球化学、岩石学

私たちの住む「地球」はどういう構造をしているのでしょうか?いつ、どういうプロセスでできたのでしょうか?身近にある岩石や鉱物は、それらが経験した歴史を記録した「タイムカプセル」です。黙っていても何も話してくれない石ころですが、分析化学の手法を用いて問いかけてやることにより、そこから情報を引き出すことができるのです。「御影石」の名前で有名な花崗岩は大陸地殻を構成する重要な岩石ですが、その起源や形成過程などはまだ詳しく分かっていません。私はこの花崗岩をターゲットに年代測定や化学分析からその成因を探ってきました。地球は46億年前に誕生してから現在まで絶えず活発に活動を続けています。近年「地球環境」がクローズアップされていますが、「地球の歴史」を明らかにすることは、未来の地球環境を予測することにつながると考えています。

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當麻 真奈(とうま まな) 助教(田和研究室)

専門分野:表面プラズモン共鳴、バイオセンサ、三次元ナノ構造

研究テーマ: 表面プラズモン共鳴(SPR)現象を利用した光学バイオセンサ
金属の表面に存在する自由電子と光の相互作用によって励起される表面プラズモン共鳴(SPR)現象を利用した光学バイオセンサは、血液などのサンプル溶液中に微量に存在するタンパク質などを高感度に検出できる手法として、分子診断などへの応用が期待されています。本研究では、センサ表面に三次元ナノ構造を作製することによって、光学特性やぬれ性を制御し、様々な機能を持たせた新奇のSPRバイオセンサを創出することを目指しています。

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橋本 秀樹(はしもと ひでき) 教授

専門分野:光合成、人工光合成、超高速レーザー分光

私たちの研究室では光合成初期過程に重要な役割を果たすカロテノイド色素に注目して研究を行っています。カロテノイド色素分子を系統的に改変・光合成系に再構築し、X線結晶構造解析等から色素蛋白複合体の電子分布・分子構造を詳細に決定すると同時に、光エネルギー伝達機構および分子間相互作用機構を種々の物性測定を駆使して解明する研究を行っています。自然界には存在しない人工の光合成色素タンパク質超分子複合体を自らの手で創成し、光合成系の動作機構を解明することを通して、物性物理学の言葉で生命の青写真(自然の持つ巧妙さ)を理解することを目的としています。光エネルギー変換過程において従来の概念を打破した基礎概念の構築、高効率・超高速のエネルギー移動の基盤となる理論を確立、そして全く新しい物性物理を創出することを目指して日々研究しています。このような光合成に関する基礎研究の成果の積み上げとして、人工光合成による次世代燃料(Solar Fuels)の生成に関する応用研究にも積極的にチャレンジして行きます。

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羽村 季之(はむら としゆき) 教授

専門分野:有機合成化学、機能性有機化学

0.15ナノメートル:炭素原子と炭素原子が結合する際の原子間の距離です。有機化合物は、小さな積み木(炭素–炭素結合)が調和しながら積み重なって組み立てられるミクロの建築物と言えます。平らなもの、丸いもの、いびつなもの、美しい対称性のあるもの・・・、それぞれの個性が重要な生理活性(医薬・農薬)や機能(高分子材料・電子材料)と密接に結びついています。私達の専門の有機合成化学は、このような多彩な「ナノメートルの建築物」をいかに組み立てる(合成する)かを研究する学問です。何をどう作るかは全く自由です。みんなで自由にアイデアを巡らして、さまざまな構造の建築物のうまい組み立て方を考え出し、新しいものづくりを行う、のが研究テーマです。具体的には、機能性有機化合物、生理活性天然有機化合物の合成を念頭に、新しい合成反応や合成論理の開拓を目指して、日々研究を行っております。

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増尾 貞弘(ますお さだひろ) 教授

専門分野:光物理化学、顕微分光、単一分子分光

光合成や太陽電池、DVDやLEDなど、私たちのまわりには「光」が関係する現象やものがたくさんあります。今後、私たちの生活において「光」はこれまで以上に重要となっていくでしょう。そのため、光と物質の相互作用を調べる「分光学」はますます重要な学問になると考えられます。これまでの分光学は、大多数の物質(分子)と光が相互作用した場合を対象としていました。私の研究室では、レーザーと光学顕微鏡を組み合わせた方法を使い、ナノメートルの小さい領域や、たった1つの分子について、光との相互作用を調べる研究を行っています。皆さんの性格も1人1人接して初めてわかるように、分子なども1つずつ調べることで初めてわかることがたくさんあります。これまでの分光学ではわからなかった物質と光の相互作用を詳細に解明すること、そして新しい光機能・現象の発見を目指して研究しています。

masuo@kwansei.ac.jp
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御厨 正博(みくりや まさひろ) 教授

専門分野:錯体化学、無機化学、磁気化学

錯体と呼ばれる無機化合物を対象にして研究を行っている。錯体とは鉄や銅等の金属のまわりを陰イオンや分子が取り囲んで形成される化合物で、身近な例を掲げれば絵の具のプルシアンブルーの中の濃い青色の原因となる化合物があり、これは鉄の錯体である。錯体は赤、黄、緑、青、紫等の目に見える色を示すのが特徴で、錯体の発見以来その美しい色は我々を魅了して来た。自然界にも錯体はいたる所で存在し、例えば植物の葉の緑色はクロロフィルというマグネシウムの錯体が原因であり、動物の赤い血液の色はヘモグロビンという鉄の錯体に起因している。これらの錯体は植物の光合成や動物の呼吸作用等においてきわめて重要な役割を担っている。

我々はこのような錯体のもっと単純化した系について無機化学的あるいは有機化学的手法により新しい錯体を合成(つくり出)している。そしてそれらの物性や構造を物理化学的手段で調べ、錯体の特性を分子レベルで明らかにしようとしている。

junpei@kwansei.ac.jp
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三橋 了爾(みつはし りょうじ) 助教(御厨研究室)

専門分野:遷移金属錯体、プロトン共役電子移動反応、金属酸化物ナノ粒子

研究テーマ:金属酸化物ナノ粒子間の電子移動。金属酸化物半導体の伝導帯のエネルギー準位を正確に知ることはこれらの物質をデバイスに利用する上で非常に重要である。そのため半導体の伝導帯間のエネルギー差を過渡吸収スペクトルの測定によって推定する方法などが報告されている。しかし、これらは超高速分光法などの特別な技術を必要とする。現在、我々は光化学的に還元された金属酸化物ナノ粒子と別の半導体のナノ粒子間の電子移動反応を研究している。このような反応では、反応の化学平衡から半導体の伝導帯間のエネルギー差を求めることができると考えられる。また、この電子移動反応は溶液の吸収スペクトル変化によって追跡可能であるため、半導体の価電子帯間の正確なエネルギー差を容易に調査する方法として期待される。

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森崎 泰弘(もりさき やすひろ) 教授

専門分野:有機・高分子合成化学、超分子化学、材料化学

当研究室では、有機合成化学をベースとして高機能性有機材料を創出することに注力しています。望む機能を発現するためにはどの様な有機分子が適切かを設計し、それらを実際に合成して物性を明らかにしています。逆に、合成した有機分子が思わぬ物性を発現した場合、それが何に起因するかを分子シミュレーションなどを通して明らかにしています。

ターゲットとする有機分子は低分子有機化合物のみならず、分子量が明確な巨大分子や樹状高分子、分子量数万の高分子化合物、そして分子集合体やゲル・ネットワーク高分子など多岐にわたっています。

電気を通すプラスチックや眩い光を放つフィルム、ガスを貯蔵する粉末に傷が付きにくい樹脂、自然界を模倣した高次分子システム構築など、一人一人のアイデアを活かして社会のニーズを取り入れることにより、オリジナリティあふれる次世代材料の開発を目指して研究を続けています。

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山内 光陽(やまうち みつあき) 助教(増尾研究室)

専門分野:有機化学、光化学、ナノ材料

我々の研究グループは、有機分子と無機分子からなる新しいナノ材料を設計・合成し、それを種々の分光法や光学顕微鏡を用いて分子レベルでの調査を行い、新現象・新機能の開拓を目指しています。分子が自発的に集まることによって形成される分子集合体は、単一分子と異なった性質を示します。この集合構造を緻密に制御することで発光・光電子特性などの様々な材料特性をチューニングすることができるため、次世代のスマートマテリアルとして注目されています。一見、この分子集合体は私たちの生活に馴染みがないように思えますが、液晶ディスプレイや生体システムなど至るところで重要な役割を担っています。新たな現象を見出すためには、分子の気持ちになって(形、大きさ、相互作用等を)深く考察する必要があり、これを念頭に日々研究をしています。

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山口 きらら(やまぐち きらら) 助教(白川研究室)

有機合成化学/機能分子化学/構造有機化学

光る有機化合物は,有機EL(照明)などの身近で大きな光から,細胞の標識などの専門的で小さな光まで,様々な光源として使用されています.これらの化合物は,小さな1分子1分子が発光しているので,その集合体の大きな光としても,1分子の小さな光としても扱うことができるため,非常に幅広い分野への応用が可能です.そのため,近年では莫大な数の光る有機化合物が合成され,毎年のように新たな発光機構や応用方法が報告されている活発な分野です. 本研究の目的は,特定の刺激に応答して発光のON/OFFや発光色の変化させることができる有機分子を創り出すことです.まずは,どのような構造をもつ分子なら目的の特徴を有するかを考えて分子を設計します.次に,その分子をスムーズかつ高効率で合成するのに最適な反応を開発します.こうして合成した化合物の構造・光の強さ・色・安定性を多様な角度から観察し,発光のメカニズムを考察することで,センサー等への応用を検討していきます.目的にあった化合物をつくるには,何度も改良を重ねる必要があり,その過程が研究の醍醐味にもなっています.

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Last Modified : 2017-06-26 15:41

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