環境・エネルギー材料に向けたヘテロ構造を有する遷移金属系ナノ空間材料の 汎用的合成法

黒田 義之
(早稲田大学 高等研究所 助教)

2017年3月27日月曜日

2016年度総括

早いものでもう2016年度も終わりとなって参りました。
本当はもっと更新しなければいけなかったのですが、後回しとなってしまいすみませんでした・・・

実は、3月1日より横浜国立大学大学院工学研究院機能の創生部門に異動いたしました。
早稲田大学での前職の任期が3月末に迫っておりましたので、その直前での異動となります。
早稲田大学での生活も長かったですが、元々横浜から早稲田に通っていましたので、こちらもなじみのある大学です。

また、ちょうど異動を前に、これまでの成果を論文に発表しました。
Direct Synthesis of Highly Designable Hybrid Metal Hydroxide Nanosheets by Using Tripodal Ligands as One-Size-Fits-All Modifiers
(三脚型配位子をフリーサイズな修飾分子として用いた高設計性ハイブリッド水酸化物ナノシートの直接合成)
黒田義之、小市竜之、村松佳祐、山口和也、水野哲孝、下嶋敦、和田宏明、黒田一幸
私が在籍していた早稲田と東大の研究グループの共同研究です
http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/chem.201700580/full

大変光栄なことに、論文誌の研究内容を表したイラストを表紙に採用して頂きました。

この論文では、三脚型配位子という分子を使うことで、いろいろな金属から出来た水酸化物ナノシートが合成できるということについてまとめました。
ナノシートというのは(厳密には大分違いますが、)金箔を原子レベルになるまで、もっともっともっと薄くしたような物質で、表面積がとても大きいため、金属の使用量がごく僅かでも高い性能を発揮することができます。
このため、エネルギー材料などへの応用がとても注目されています。
Wikipediaによると、金箔の厚みは0.0001ミリメートルくらいとのことですが、ナノシートは0.000001ミリメートルくらいしかないので、作り方も性質も全く違う材料になります。

今回開発した技術は、ナノシートの分野で三脚型配位子を使った初めての研究なのですが、そうすることでこれまで想像したよりも色々な金属種を含むナノシートを合成することに成功しました。
ナノシートは早稲田のグループが、三脚型配位子は東大のグループが得意としている技術で、それらの技術を上手く組み合わせてこの成果にたどり着くことができました。
わが国伝統のお寿司も、色々なネタを同じ方法(お米に載せる)で食すという意味で、似ているかなと思い、上記のようなイラストを投稿することにしました。

ありがたいことに、論文は多方面から注目して頂き、Author Profileといって、インタビュー記事も掲載されています(英語ですが・・・)。
http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/chem.201700582/full

また、出版社のニュースサイトChemistry Viewsでも紹介されました。
http://www.chemistryviews.org/details/ezine/10488729/Designable_Hybrid_Metal_Hydroxide_Nanosheets.html

この様に、今回の研究助成で頂いた資金を使い、微力ながらもこの分野の歩みを一歩進める様な貢献が出来たのかなと思っております。
この研究経験・成果を励みに、新天地でもより一層の研鑽に努めて参りたいと思います。
横国では再生可能エネルギーに関連した技術開発に携わる予定ですので、こういった技術を日本のエネルギー問題の解決のために発展させて行きたいと思っております。

この場を借りまして、研究にご支援頂いた財団関係者の皆様や、共同研究者の皆様に感謝をさせて頂き、本年度の締めくくりとさせて頂きますと幸いです。
本当にありがとうございました。

2016年12月2日金曜日

学会発表

11/18~21、12/1、2と、それぞれ学会に参加しました。
国際科学技術財団の助成を受けて行った研究の成果を発表してきました。

11/18~21
The 3rd Asian Clay Conferenceという学会で、中国の広州に行ってきました。
この学会は、粘土鉱物に関連する化学者、鉱物学者、地球科学者などがあつまる学際的な学会です。私が当財団の研究助成にて行っている研究は、機能性新材料を合成する研究ですが、その化学構造は粘土鉱物とよく似た構造を取っています。
ですので、粘土材料について研究している研究者の方々にも割と興味を持って頂けたと思います。

12/1、2は東京にて第32回ゼオライト研究発表会に参加してきました。
この学会は、ゼオライトという石油化学の触媒などで利用されている物質に関する学会です。
今回は、総合講演ということで、これまでの研究成果をほぼ全てまとめて発表しました。
あとは、この成果を学術論文に投稿し、研究のまとめにかかっていきたいところです。


2016年11月2日水曜日

やさしい科学技術セミナーやりました

昨日、早稲田大学でやさしい科学技術セミナーを開催しました。
私の出身校でもある早稲田大学高等学院の3年生を研究所に招き、鉱物とナノテクノロジーについての講義と、実験を体験してもらいました。

実験パートでは、ナノテク材料としても注目されている鉱物である、オパールを人工的に作る実験をしました。
オパールというのは二酸化ケイ素の粒子が結晶の様に綺麗に並んだ物質として知られています。
今回は、色々な大きさの粒子を用意し、どんな大きさの粒子を、どんな方法で集合させると綺麗な色が出せるのか、調べてもらいました。

作った人工オパールは、研究所の電子顕微鏡で観察し、天然オパールとどの様に違うのかを調べました。

当初の予定時間よりもだいぶ押してしまいましたが、高校生の皆さんにも化学の面白さを感じてもらえていたらと思います。
私としても、最近はなかなか高校生や一般の方と交流を持つ機会がなかったので、大変楽しくセミナーを開くことができました。
参加してくれた高校生の皆さん、引率の先生、お手伝いの大学生、そして貴重な機会を与えてくださった国際科学技術財団にこの場を借りて御礼申し上げます。


人工オパールの作製 色がつくのはどの粒子だろうか・・・
 
 

天然オパールを電子顕微鏡で観察 図鑑に載っている写真とは結構違う??

2016年8月2日火曜日

理研サイクロトロン施設の見学

昨日は所属研究室の先生、学生と理化学研究所の仁科加速機研究センターの見学に行ってきました。
最近、日本に命名権が与えられ、話題になった113番元素を発見した設備があるところです。
加速機設備は私が普段実験するような化学の機器とは比べ物にならないほど巨大で、そういった装置がいくつも連なって全体が組みあがっている様は圧巻の一言でした。
そんな大きな装置でたった一つの原子を解析しているというのは、化学を専門としている自分でもにわかには信じがたく、とても感慨深かったです。
当初はGARIS、RILACといった113番元素関連装置の見学の予定だったのですが、研究所の他の加速機群も詳しく案内していただきました。
最近はこういう見学会に行くことなど殆どなかったのですが、やはり先端技術のお話しを聞くのは楽しいですね。
自分にも力になれるよう、やさしい科学技術セミナーの準備にもより一層やる気がでてきました。


2016年5月2日月曜日

高等研究所の紹介

こんにちは。
みなさまGWはいかがお過ごしでしょうか。
私は友達にBBQに誘われ、楽しみにしています(ちょうど雨が降りそうですが・・・)。

本日の記事では、私が所属している早稲田大学高等研究所についてご紹介したいと思います。
高等研究所とは、早稲田大学の学部(理工学部、文学部、法学部などなど)とは別に、主に30代くらいの研究者が集う研究所と呼ばれる組織です。
所員の専門は多種多様で、人文科学、社会科学、自然科学の三分野で、ほぼ全ての学問領域を網羅しています。研究内容は自由です。
逆に言うと、自分と同じ専門の人がいる確率はごく僅かで、近い分野の人が1-2人という感じです(研究所に応募するときもこれは難しい問題で、既に在籍している人と敢えて専門を変えて応募することもあるみたいです。)。
このあたりが絶妙で、他の所員と話していると勉強にもなりますし、同業者の変な利害関係も無く、自由に話せる仲間がたくさん出来ました。

研究所というと、各大学に色々なものがあるのですが、どこかの学部と繋がりが深かったり、プロジェクトの推進のために設置されていたりということが多いそうで、高等研究所の様なスタイルは珍しいそうです。
外国人の研究者もたくさんおり、会議の公用語は英語です。
飲み会などではカルチャーショックな話もたくさん聞けるので、社会勉強という意味でも高等研に入って良かったと思います。

この自由な環境で、ずっと研究が続けられると幸せなのですが、残念なことに3年で余所に移らなければなりません。
是非、財団の研究で成果を挙げて、良い研究場所を見つけたいと思います。

2016年4月24日日曜日

はじめまして

本年度、当財団の研究助成に採択されました、早稲田大学の黒田義之と申します。
この度は、大変貴重な研究費を頂くこととなり、審査員の先生方や財団の関係者の皆様に感謝申し上げます。

先日は研究助成贈呈式の後、日本国際賞の授賞式にも出席させて頂きました。
自分などがいて良いのかと思うほど格調高い式典で、科学技術の発展に貢献することの素晴らしさを感じました。国際科学技術財団の研究助成は、研究資金だけでなく、色々なイベントやサポートがあり、至れり尽くせりという印象です。
どうもありがとうございます。
今日は横浜で友人の結婚式もあり、とても印象深い一週間でした。

私の研究では、触媒やエネルギー貯蔵といった環境問題、エネルギー問題の解決に役立つ新材料の合成方法を考えていきます。
合成化学には、常に意外な実験結果がつきものですので、そんな結果を楽しみながら、面白い研究が出来るよう取り組んで行きたいと思います。
これからもよろしくお願いします。