物質化学・バイオ
 本分野では,化学や生物を基盤とした新しい機能性物質や触媒の開発,物質機能の解明に関する以下 の研究を行っています。
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有機金属化学・錯体化学をベースとする機能性 高分子材料・錯体の分子設計と機能開発を中心 に研究を行っています。特に電子材料・光機 能・分子素子・触媒機能など高度機能物質創生 および物性評価を目指した研究を進めています。

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環境に応じて発光特性の変化する金属錯体の分子構造
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発光性共役系高分子,光-電気エネルギー変換物質,エネルギー貯蓄・利用型の炭素などの開発を目的に,共役系有機物 質や高分子の合成,炭素への物質変換を行い,機能材料化を目指した合成化学研究を行なっています。

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高分子電界発光素子(左)とミセル化法で調製した粒状ミクロ孔性ポーラスカーボン (右)
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液晶を用いた共役系ポリマーの合成手法の開発、光学活性などの新しい機能をもった高分子半 導体の合成・測定・解析を行っています。

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液晶の偏光顕微鏡写真(左)とポリマーの 偏光顕微鏡写真(右)
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電気化学的な原理やマイクロマシーニング技術を利用して、切手程度のチップ上にマイクロポンプやバルブ、センサなどを搭載させた lab-on-a-chip に関する研究を行っています。さらに、この技術を有機化学、細胞工学などと結びつけ、細胞チップ、Tissue Engineering、再生医療などの分野へ応用する研究を行っています。

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左:再生医療に利用する移植組織培養皿 右:ナノリットル細胞機能解析チップ
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表面化学(科学)と触媒開発(技術)を融合し、社会的ニーズの高い環境エネルギー技術に貢献する研究を行っています。 カーボンナノチューブやグラフェンなどの新しい炭素材料を用いて、二酸化炭素からメタノールを室温で変換する触媒の開発や 固体高分子形燃料電池の白金代替触媒の開発に挑戦しています。 表面化学においては、原子分解能での顕微鏡観察や電子分光計測など最先端計測を駆使して、炭素の化学的性質を原子レベルで調べています。これは新しい化学分野の開拓です。未来の環境に調和する社会に大きく役立つと考えています。

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高分子の精密合成技術をベースとした機能性材料、特に生体機能の 一部を代替する「生体機能材料(バ イオマテリアルズ)」に関する研究を行っています。例えば、微量の検体(タンパク質・DNA)から病 気を診断するバイオセンサー、細胞の機能および分化を制御する培養システム、細胞・分子レベルで病 巣を発見するイメージングシステム、病巣の環境に応答して薬物や遺伝子を放出するドラッグデリバ リーシステムやナノメディシンなどがあげられます。

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写真(左)は、ホウレンソウから抽出した色素を分離しているところ。写真(右)は分離したクロロフ ィル(Chl)達。Chl a(左端)は緑というよりはむしろ青。Chl a からMg が外れたフェオフィチン a(中 央)の色は、野沢菜漬けなどお馴染み。光合成細菌にはバクテリオクロロフィル(BChl)が存在し、青紫 (右から2番目)。本研究室で発見したZn-BChl(右端)はなんとピンク!これらの色素、実は光治療に 使えます。

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当研究室では、パイ共役分子(有機低分子・高分子)や生体分子を精密に集積してナノサイズの構造体を構築しています。また、作製したナノ構造体を集積し、これまでにない光・電子機能、エネルギー変換機能の発現に向けた研究を進めています。

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右:パイ共役ポリマーの自己組織化により形成した光電子機能性コロ イドの電子顕微鏡写真
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生体および生体関連物質の電子移動反応に関する基礎研究,マテリアル開発を行っています。 この反応をベースにした高感度バイオセンサや糖から発電するバイオ燃料電池の応用開発を進めています。

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プラズモニクス研究室 (エドウィン カーレン)

ナノスケールサイズの新型センサー及びデバイスの開発。金属ナノ構造体における表面プラズモンポラリトンの実験的基礎研究。新しいナノ加工技術及びマイクロ加工技術の開発。


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ナノ材料とバイオ分析を融合させた新規生体分子計測技術に関する基礎研究からデバイス開発までを一貫して行い、次世代の医療・生命科学の発展に資することを目的としています。

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  DNAへの後天的な化学修飾解析デバイスと
  そのシステム化
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化学プロセスにおける廃棄物の更なる低減、エネルギー効率の一層の向上、循環型資源への原材料転換を実現するために、高効率分子触媒の開発及び触媒における貴金属代替技術と使用量低減化技術の開発を目指しています。

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二酸化炭素の固定化分子触媒   ナノ空孔固定化触媒
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