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環境・応用化学科 教員

伊藤 茜(いとう あかね) 助教(谷水研究室)

専門分野:地球化学、環境地質学、同位体

私達の社会が快適に、高度化するにつれて金属資源の重要度も増してきました。特に、ニッケルやコバルト、レアアース、白金といったレアメタルは様々な特性から先端産業やグリーンテクノロジーに広く活用されています。これらの金属資源を最大限に活用し、持続可能な社会システムを形成するには、低環境負荷な資源開発が必要不可欠です。そのためには、供給源となる鉱床形成プロセスの理解や、開発に伴う環境影響を適切に評価する事が重要です。

私は、これらの課題を地球表層環境における金属元素循環の理解と捉え、天然試料に対し同位体分析や理論計算など、様々な地球化学的手法を用いて金属元素の起源やその挙動を理解する研究を行っています。

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井上 僚(いのうえ りょう) 助教(森崎研究室)

専門分野:有機化学、錯体化学、超分子化学

私たちの研究室では、有機合成化学を基盤に、ユニークな構造を持つ三次元π電子系化合物を設計・合成し、次世代の高機能性材料開発を目指します。

π電子系化合物は、分子の構造に依存した光物性や電子物性等の魅力的な機能を持ちます。それらの機能は、分子の三次元的な配列(直線、ジグザグ、らせん等)や異方的な動き(回転、折れ曲がり、羽ばたき等)を制御することで驚くほど変化します。分子が示す無限の可能性のある機能を、有機化学の基礎知識と量子化学計算を用いて予測・設計し、小分子から高分子の材料を創出します。

合成した材料はディスプレイ等の有機 EL 素子や有機半導体、高機能性樹脂等に応用される可能性があるため、これらの研究はサイエンスの基盤として重要な位置にあります。

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浦上 千藍紗(うらがみ ちあさ) 専任講師(橋本研究室)

専門分野:生物物理・化学物理・ソフトマターの物理

私の研究内容は、天然に広く存在する色素、カロテノイドの光物性を観測することです。カロテノイドは、赤、橙、黄色を示すテトラテルペン色素で微生物、植物、動物に広く存在しています。代表的なものでとして、ニンジンのβ-カロテン、トマトのリコペン、卵黄のルテイン、エビやカニの甲羅のアスタキサンチンなどがあります。このようにカロテノイドは天然に、確認されているだけで、800種類以上存在し、その一つ一つが多くの生理活性を持っています。例えば、強すぎる光から生物を守る光保護機能や、植物並びに動物にとっても有害である、活性酸素の消去機能などがあります。この中でも私が注目しているのは、光合成における光捕集機能です。カロテノイドは光合成生物内で、太陽光エネルギーを最初に捕集し、獲得したエネルギーをもう一つの光合成色素であるクロロフィルに渡す重要な役割を担っています。カロテノイドがいかに効率よく太陽光エネルギーをキャッチし、効率よくクロロフィルにエネルギー移動をするかによって、光合成システム全体のエネルギー変換効率を決めると言っても過言ではありません。このカロテノイドの機能は、カロテノイドの電気的特性によってなされております。この分子の電気的特性を研究する最も一般的な手法が分光学です。ひとえに分光学といっても、振動分光(赤外吸収、ラマン分光)、吸収分光、時間分解分光など、現代科学においてはレーザーの発展とともに、多種多様な方法が開発されてきました。私はこれらの分光学的手法を駆使して、カロテノイドの光合成における機能と構造の関係を解明しようと研究を進めています。カロテノイドの光合成組織内における、機能と構造の関係を解明することができれば、効率の良いエネルギー伝達の要因がなんなのか、を突き止めることができると考えております。ここでわかったことは、現代のエネルギー問題の解決の一助になると考えられている、人工光合成デバイスを開発するのに、貢献できると期待しております。

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岡林 識起(おかばやし さとき) 専任講師(千葉研究室)

専門分野:分析化学、地球化学、宇宙化学

微量元素組成や同位体組成は、物質の起源や形成環境を知るための重要なトレーサーです。例えば、地球に落ちてくる隕石の多くは46億年前の太陽系形成直後に集積した微惑星の破片だと考えられていますが、その微量元素分析により、初期太陽系の進化過程を推定することができます。

私たちの研究室では、主に誘導結合プラズマ質量分析計(ICP-MS)を用いた微量元素組成分析をおこなっています。ICP-MSでは、試料1 gあたり1 pg (10-12 g)しか存在しない極微量の元素を検出することが可能です。このような装置を使って、初期太陽系進化、地球外物質の形成過程、地球表層環境中での元素循環など、幅広い研究に取り組んでいます。 また、分析感度や分析精度の向上であったり、様々な形態(固体、水溶液、気体、粒子など)の試料から必要な微量元素情報を引き出すための新たな分析技術の開発にも取り組んでいます。

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加藤 昌子(かとう まさこ) 教授

専門分野:無機・錯体化学、光化学、構造化学

研究テーマ:金属錯体をベースとした高秩序で柔軟な応答系、ソフトクリスタルの学理と光機能導出、および、発光性スマートソフトクリスタルの環境応答制御と機能化
研究概要: 水晶やダイヤモンドのように、結晶は硬くて安定な物質というのが一般的なイメージです。しかし、そのイメージを覆す柔らかい結晶が最近大いに注目されています。「ソフトクリスタル」は、規則正しい結晶構造・周期構造を持つ安定な構造体でありながら、蒸気にさらす、こするなどの極めて弱い刺激に応答して、色や発光、光学特性などの「目に見える」性質が変化するという特徴を持っています。私の研究グループでは、特に、金属錯体集積による金属間d-d相互作用や有機分子間π-π相互作用、水素結合等を駆使することで、様々な刺激に応答するクロミック金属錯体の開発を行っています。また、刺激に応答するメカニズムやダイナミクスの詳細な解明を目指し、新学術領域研究「ソフトクリスタル」を通じて分野融合的研究を展開しています。将来的にセンサーや光デバイス等への応用も志向し、金属錯体をベースとする「ソフトクリスタル」の学理と光機能導出に取り組んでいます。

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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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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。

メール:masuo@(@以下はkwansei.ac.jp)
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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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米倉 恭平(よねくら きょうへい) 助教(研究室)

専門分野:有機化学

研究テーマ: 電子移動を制御することによる,新しい有機合成反応の開発. 有機合成化学を専門として研究しています.反応開発の分野は,新しい化学反応を開発し提供することによって,医薬品や機能性材料などの重要な有機化合物の合成に貢献していますが,特に,有機化合物の基本骨格を形作る炭素–炭素結合を構築する反応を開発しています. 化学反応は,電子の移動によって起こります.特に私は,分子内あるいは分子間の電子移動を制御するために,光や電気エネルギーを利用しています.環境調和性が高く,持続可能な社会に向けた新しい有機合成反応の開発を念頭に,通常反応しない安定な分子を狙った箇所だけで選択的に反応させる手法の確立を目指しています.

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Last Modified : 2021-10-28 16:27

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