SDGs
連携提案
【新規機能性材料の創出を目指すナノ材料化学、ナノ材料プロセスの研究】を横軸に、【材料をベースにした新しいデバイスやシステムの開発を目指す研究】を縦軸に据えて研究活動を進めています。ナノテクノロジーの基礎を支える新規の物質群・材料群の創出と環境・エネルギー分野での問題解決を目指し、最先端の課題に挑戦しています。
地球環境問題や資源・エネルギー問題などの様々な課題を解決していくためには、従来の特性をはるかに越えた高機能性ナノ材料・デバイスの創出が不可欠です。本研究室では環境、エネルギー分野での応用が期待されるナノ空間材料（ゼオライトやメソポーラスシリカなど）を主な研究対象として、その合成と応用ならびに合理的な製造プロセスの開発を目指して研究を進めています。ゼオライトは、既に石油関連触媒、自動車脱硝触媒等として広く利用されていますが、今後さらに触媒、吸着剤、分離膜等として、様々な分野への展開が期待されています。
本研究室の特徴として、マルチスケールで課題をとらえ、解決へ向けて取り組んでいることが挙げられます。すなわち、化学をベースとした原子・分子制御からのボトムアップアプローチによるナノ空間材料の創製とマクロの世界からのトップダウンアプローチによるプロセス開発を融合させることにより、新しい科学と技術、システムを創出することを目標としています。
具体的な研究テーマは以下のものがあります。
- 新規ナノ空間材料の合成
- ナノ空間材料の生成メカニズム解明
- ナノ空間材料の新規製造プロセス開発
- 環境、エネルギー問題の解決に貢献する触媒・吸着・膜材料の開発とモデル化
- 放射光X線を用いたナノ空間、無機有機ハイブリッド材料の解析
研究分野は【ナノ材料をつくる研究】、【ナノ材料を応用する研究】に大別され、ベースとなる材料はミクロ孔領域（< 2 nm）に均一な細孔を有するゼオライト、メソ孔領域(2-50 nm)に均一な細孔を有するメソ多孔体、ナノ粒子、そして無機物と有機物とのハイブリッド材料などです。この様な材料を合成し、触媒や吸着材としての利用や、新たなナノテクノロジー分野への幅広い応用を目指しています。
図１ 研究対象とする材料
© 脇原徹
図２ 研究の一例：原子レベルの理解に基づくゼオライト生成メカニズム解明及び新規合成プロセス開発
・種結晶添加法による低コスト・低環境負荷
ゼオライトの合成手法の開発。
・非晶質⇔ゼオライトの原子レベル構造変化
過程の解明。
・高機能ゼオライトの大量生産プロセス開発。
© 脇原徹
研究成果の社会実装に向けて企業との連携を進めています。
© 脇原徹
