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環境物質工学科

研究分野の紹介

1.無機材料系

セラミックスで循環型社会を構築します

 セラミックスは陶磁器や耐火レンガなどとして古くから利用されてきた材料です。近年では私たちの豊かな生活を支え、人類の持続的発展に必要不可欠な材料として重要性が増しています。例えば、冷暖房の効率を高める断熱ガラスや調光ガラス、水をきれいにするゼオライト、CO2を排出せず環境に優しい燃料電池などがあげられます。私たちはエネルギー変換能を持つ材料の開発や環境浄化能のある可視光応答型光触媒、レアメタルを含む廃棄物の機能材料への変換など新しいリサイクル手法の開発に取り組んでいます。

(分野名)
 セラミックス材料学
 無機機能材料学

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ありふれた材料で高い機能性を目指す
 亀島 欣一 教授(埼玉県立川越高等学校卒業)

 地殻を構成する岩石はおもにケイ酸塩化合物です。高い機能性をもつ粘土鉱物やゼオライトから石ころまで、ケイ酸塩化合物に多くの物質が含まれます。石ころのように身近に存在するケイ酸塩化合物を利用した新しい機能性材料は、持続的に利用可能で低環境負荷な材料といえます。例えば、ケイ酸塩やゼオライトを基材に用いた多孔体を利用することで、高い透過量と高い分離性能をあわせもつ新しい分離材料を作り出せます。このように身近な物質を利用した環境問題の解決に貢献する材料を、一緒に開発しましょう。

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2.有機材料系

 有機材料で21世紀の地球環境を救います

 プラスチックや医薬品などの有機材料は、日常生活を支える材料として不可欠ですが、近年では、合成技術を巧みに駆使して分子をデザインしたり、集合状態の構造を制御したりすることによって高度な機能発現が可能になる材料として注目を集めています。燃料電池の電極材料として利用が期待できるカーボンナノチューブなどの炭素複合材料や植物由来のバイオマスプラスチックや超高耐久性スーパーエンプラなどこれからの地球環境保全に必要な新規材料の開発やエネルギーコストの小さいエコ調製法の確立などに取り組んでいます。

(分野名)
 有機機能材料学
 環境高分子材料学

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化学を駆使した環境に優しいものづくり
 新  史紀 助教(鳥取県立鳥取西高等学校卒業)

 私たちの身の周りにあるプラスチックと呼ばれる素材は先人達がつくりあげてきた科学・技術の結晶であり、現在の便利で快適な生活を支えています。しかし、プラスチックは植物などとは異なり自然に戻すことが難しいため、大量のゴミや土壌・海洋汚染といった深刻な環境問題を引き起こしてしまいます。これらを解決していくためにはその素材がもつ特性や挙動の本質を明らかにする必要があります。このような基礎科学の発展に繋がる研究を通し、環境に負荷のかからないプラスチックの合成やその手法の開発などにも取り組んでいます。

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3.プロセス工学系

 プロセス工学は化学技術の実用化展開の礎です

 無機化学や有機化学の研究でいかにすばらしい成果を見出したとしても、それを実用化段階まで発展させる技術がなければ、それは絵に描いた餅でしかありません。開発された技術の種を実社会に届ける役割をプロセス工学が担っています。ここでは環境調和型製造プロセスの設計・開発や大気・水の汚染防止と環境保全に関する研究が中心です。例えば、生分解性高分子のカプセル化を取り入れたドラッグデリバリーシステムの高度化や廃棄バイオマスを有効活用した窒素酸化物などの吸着能に優れた環境浄化触媒の開発などに取り組んでいます。

(分野名)
 環境プロセス工学
 環境反応工学

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不純物を手軽に分離して高純度化
 加藤 嘉英 教授(福島県立会津高等学校卒業)

 密度や粒径の異なる混合物粒から不純物を効率よく物理的に取り除く方法の一つとして、浮遊分離法があります。これは補集剤と呼ばれる薬剤を投入して要回収物質粒体の表面を疎水化し、懸濁溶液中にガスを吹きこんで気泡に付着させることによって、気泡とともに回収する方法で、起泡剤添加による気泡径の変化で回収物質の純度も制御可能です。本原理を利用して、シリコン系廃太陽電池粉中のシリコン粉を電極や配線等の研削粉から分離して高純度なシリコン粉として取り出し、リサイクル使用する方法の研究を進めています。

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若手教員からのメッセージ

好奇心と想像力を持って!
 山崎 慎一 准教授(愛知県立豊橋南高等学校卒業)

 私は4年生や大学院生と一緒に高分子材料の研究を行っています。高分子というと難しそうな感じがするかもしれませんが、高分子はプラスチックとして生活に不可欠な材料として大活躍しています。また、我々の「からだ」も高分子から成り立っています。高分子は、多くの低分子が共有結合で結ばれた長くて巨大な分子で、その種類やかたちの多様性から、非常に美しい集合体を形成します。この構造をいかに制御し、環境に優しい材料を作り上げていくか、その技術が現代社会では求められています。私は高分子の織りなすこの美しい構造に魅せられ研究を始めて20年近くになり、若手の域から脱しつつありますが、研究においてはいつまでも若々しくありたいと思っています。みなさんの飽くなき好奇心と若い想像力とともに、高分子を使って地球環境問題の解決に一緒に取り組んでみませんか?

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