分⼦応⽤化学コース分⼦応⽤化学域 2017年度アニュアルレ …図6...

都市環境学部分⼦応⽤化学コース

都市環境科学研究科分⼦応⽤化学域

2017 年度アニュアルレポート

目次

各研究室からの年次報告

川上研究室 ▪▪▪▪▪ 1

益田研究室 ▪▪▪▪▪ 8

瀬高研究室 ▪▪▪▪▪ 13

春田研究室 ▪▪▪▪▪ 15

金村研究室 ▪▪▪▪▪ 21

高木研究室 ▪▪▪▪▪ 26

山口研究室 ▪▪▪▪▪ 29

内山研究室 ▪▪▪▪▪ 31

久保研究室 ▪▪▪▪▪ 36

宍戸研究室 ▪▪▪▪▪ 39

特定学術研究 ▪▪▪▪▪ 43

社会貢献 ▪▪▪▪▪ 45

学位論文 ▪▪▪▪▪ 48

応化コロキウム ▪▪▪▪▪ 51

コース・学域プロモーション ▪▪▪▪▪ 52

大学院入試説明会

入学前教育

在籍学生数 ▪▪▪▪▪ 54

研究室年次報告

先端機能物質分野川上研究室

教授川上浩良准教授朝山章一郎准教授山登正文助教田中学

特任助教窪田陸特任助教 Manjit Singh Grewal

■構成員

川上浩良（かわかみひろよし）教授/工学博士

高分子化学、機能性高分子、高分子電解質膜、ナノファイバ

ー工学、バイオマテリアル、エピジェネティクス工学、フリーラ

ジカル科学

9-638号室 TEL：042-677-1111 内線4972

[email protected]

朝山章一郎（あさやましょういちろう）准教授/博士(工学)

生体材料化学（バイオマテリアル），医用高分子，生化学，生

体分子工学

9-651号室 TEL：042-677-1111 内線4976

[email protected]

山登正文（やまとまさふみ）准教授/博士(工学)

高分子科学,磁気科学

9-137 室 TEL： 042-677-1111 内線4837

[email protected]

田中学（たなかまなぶ）助教/博士(工学)

高分子化学、高分子電解質、ナノファイバー、高分子膜

9-639号室 TEL：042-677-1111 内線4586

[email protected]

窪田陸（くぼたりく）特任助教/博士(工学)

超分子化学、錯体化学、触媒化学

9-649号室 TEL：042-677-1111 内線4973

[email protected]

Manjit Singh Grewal（ﾏﾝｼﾞｯﾄｼﾝｸﾞﾚﾜﾙ）特任助教/Ph.D.

高分子化学、高分子電解質

9-649号室 TEL：042-677-1111 内線4973

[email protected]

修士課程 17 名

学部 4 年 8 名

■研究概要

機能性分離膜に関する研究

川上浩良、山登正文、田中学

地球温暖化の原因とされる温室効果ガス等をその発生源

で分離回収することは緊急に確立されるべき研究課題である。

我々は含フッ素ポリイミドや固有微細孔性高分子(PIM)に表

面修飾シリカナノ粒子を添加することで既存膜を上回る優れ

た二酸化炭素透過性、選択性が達成可能であることを報告し

てきた。

本年度は、新規粒子形状として、従来の球状粒子に加え

粒子同士が連結したパールネックレス状ナノ粒子や鎖状ナノ

粒子に着目し、粒子連結構造が気体透過性に与える影響を

検証した(図１)。その結果、パールネックレス状ナノ粒子複合

膜において、非常に高い二酸化炭素透過性を達成することに

成功した。また、13CO2ガスをプローブとした 13C NMR 法を用い、

表面修飾ナノ粒子複合膜における気体透過特性向上のメカ

ニズムを解析した。

図 1. 各種粒子形状を有する表面修飾ナノ粒子複合膜

高分子固体電解質膜に関する研究

川上浩良、田中学

固体高分子形燃料電池はクリーンで再生可能なエネルギ

ーとして期待されており、その実用化・普及には、特に低加湿

条件での高プロトン伝導性が求められている。本研究室では、

プロトン伝導性ナノファイバーを複合した電解質膜が優れた

燃料電池特性を示すことを明らかにしてきた。特に、フィチン

酸をドープしたポリベンズイミダゾールナノファイバー(PBINF)

を基盤とする複合電解質膜は、高いプロトン伝導性と優れた

ガスバリア性を有し、従来材料を上回る優れた燃料電池発電

特性を示すことを実証してきた。

本年度は、ナノファイバー内部に効率的なプロトン伝導パ

スを構築することを目指し、スルホン酸とホスホン酸を有する

フィチン酸ドープ型ブレンドナノファイバー、コアシェルナノファ

イバーを作製し、その複合膜の電解質特性を評価した。その

結果、ナノファイバー内部の酸官能基を効果的に活用するこ

とで低湿度での大幅なプロトン伝導性の向上が達成された。

図 2. 新規プロトン伝導性ナノファイバー複合膜

1

ナノファイバーに関する研究

川上浩良、田中学、Manjit Singh Grewal

ナノファイバーは、ナノオーダーのファイバー径を有し、大き

な比表面積とファイバーの配向による優れた機械的強度を示

すことが知られている。我々はエレクトロスピニング法を用い、

ポリマー種や作製条件の最適化により直径 50nm 以下のファ

イバーを作製すること、ナノファイバー単体の力学強度やイオ

ン輸送特性を評価することに成功してきた。

本年度は全固体二次電池応用を志向した、リチウムイオン

伝導性高分子ナノファイバーからなる複合電解質膜の作製と

二次電池評価に取り組んだ (図 3)。ナノファイバー複合電解

質膜は、ナノファイバーを含まない同一組成の単独膜と比較

して、特に低温において優れたリチウムイオン伝導性を示し

た。さらに、ナノファイバー複合電解質膜を用いてコインセル

を作製し、全固体型二次電池として充放電可能であること、

多層積層も可能であることを明らかにした。

図 3. ナノファイバー複合電解質膜の二次電池応用

超分子システムを用いた触媒機能

川上浩良、窪田陸、Fidelis Simanjuntak

天然の金属酵素は、水中温和な条件下で多彩な化学反応

を迅速に引き起こしている。天然の金属酵素の機能を人工的

に模倣することは、薬剤応用可能な金属錯体の開発や、環

境・エネルギー分野への応用が可能な触媒の開発に繋がる

等、様々な分野への応用が期待できる。

本年度は、Cucurbit[10]uril (CB[10]) の内部に金属ポルフィ

リン二核錯体を包接した超分子システムを新規多電子酸化

還元触媒として合成した。得られた超分子システムは、金属

ポルフィリン二核構造に由来する電気化学な水素発生反応を

示した。さらに、ガスビュレットを用いた評価の結果、グルコー

スからの水素製造にも成功した。今後は、環境・エネルギー

分野において重要な他の触媒反応についても検討していく。

図 4 超分子金属二核錯体による多電子酸化還元反応

エピジェネティクス工学に関する研究

川上浩良、朝山章一郎、窪田陸

エピジェネティクスは DNA 塩基配列によらずに遺伝子発現

を制御でき、その発現プロファイルは一度ゲノム上に書き込

まれると安定して細胞分裂後も維持できるという特徴を有して

いる。後天性疾患は、塩基配列の変化を伴わない後天的な

遺伝子発現制御であるエピジェネティクス異常が強く関与して

いると考えられ、エピジェネティクスを人為的に制御できれば

新しい治療法となり得る（図４）。

本年度は、エピジェネティック制御能を有するエピジェネテ

ィクスコントロール（EpC）キャリアの更なる高機能化を目指し、

新規アルキルイミダゾール型一本鎖脂質被覆型 EpC キャリア

を調製した。得られた EpC キャリアは、長期安定性に優れる

一方、pH 依存的な挙動を示し、従来の一本鎖脂質にはない

有意な遺伝子発現能を示した。これにより、新規 EpC キャリア

の後天性疾患への応用が期待される。

図 5 エピジェネティクスコントロール（EpC）キャリアによる遺

伝子発現制御

生体内フリーラジカル制御分子に関する研究

川上浩良、朝山章一郎、窪田陸

生体内に存在するスーパーオキシドジスムターゼ（SOD）は

細胞内で発生した活性酸素(ROS)（特に O2-）を特異的に消去

する生体防御系酵素として作用している。我々は SODミメティ

ックカチオン性マンガン（Mn）ポルフィリン錯体が優れた SOD

活性及び細胞内 ONOO-消去活性更に起因する抗酸化活性

を示すことを明らかにしてきた。（図５）。

本年度は、Mnポルフィリンダイマー(MnPD)を用い、抗酸化

能及び遺伝子発現能を有する新規生分解性ナノ粒子を調製

した。得られたナノ粒子は、MnPD の効率的な細胞内取り込

みを示した。さらに、ナノ粒子は、in vitro 慢性閉塞性肺疾患

(COPD)モデルにおいて、MnPD の抗酸化作用に由来する有

意な抗炎症効果を示すことが明らかとなった。

図 6 抗酸化活性を有する Mn ポルフィリン錯体（MnP）と MnP

ナノキャリア

Metallo-porphyrins

Multifunctional＆ multifunctional redox catalyst

M=Mn, Fe, Co etcM=Cu, Co, Fe etc

Metallo-bisbipyridineCucurbit[10]uril

Two-electron redox catalyst

CO2

CO, HCOOH,CH3OH etc

CO2 reduction

2H+

H2

H2 production

H2OO2

Oxygen reduction

2

ドラッグデリバリーシステム材料に関する研究

朝山章一郎、川上浩良

人類の健康を維持し生活の質（QOL）を向上させる為に、

医薬を特定の部位へ副作用無く効率良く運ぶためのバイオ

マテリアルを創製し、ドラッグデリバリーシステム（DDS）を開

発している。特に、現代医療では治療不可能な疾病に対して

の先端かつ均質医療の実現を目指し、核酸（pDNA、siRNA）、

タンパク質、Zn2+キャリア材料を合成してきた。

本年度は、独自概念の MIC（図６）の持続的遺伝子発現を

目的に、MIC へ生分解性エステル基の導入、および、エステ

ル加水分解後に pH 応答性カルボキシル基が露出する様な

分子設計を施した。その結果、遺伝子導入 1 週間後から 2 週

間後に、遺伝子発現を上昇させることに成功した。また、血液

適合性バイオマテリアル設計のため、ＤＤＳ用コレステロール

末端修飾 PEG（Chol-PEG）を用いることにより、化学修飾の

困難なポリプロピレン表面へ、高密度かつ非共有結合的な

PEG ブラシ表面の構築に成功した。

図 7 モノイオンコンプレックス（MIC）による生体個体内未踏

空間送達

反磁性物質の磁気プロセスに関する研究

山登正文

多くの物質が示す反磁性の性質を利用して高次構造を巧

みに制御し，材料の特性向上，新規機能発現を目指した研究

を行っている．

今年度は異方性有機無機ハイブリッドゲルの作製に関す

る研究を中心に行った．異なるクレイ種を混合することで異方

性を有するハイブリッドゲルの作成が可能であった．さらに，

クレイに吸着している高分子の吸着量についてコイル-グロビ

ュール転移の転移熱の DSC 測定から検討を行い，クレイ表

面に高密度で吸着していることを明らかにした．磁場内で調

整されたハイブリッドゲルの複屈折の結果と併せて考えると，

クレイ表面に高分子が疎水相互作用で異方的に吸着してい

ることが示唆された．

■査読付き論文

1. Genki Ito, Manabu Tanaka, Hiroyoshi Kawakami, “Sulfonated

polyimide nanofiber framework: Evaluation of intrinsic proton

conductivity and application to composite membranes for fuel

cells”, Solid State Ionics (2018) in press.

2. Shoichiro Asayama, Kana Nagashima, Yoichi Negishi,

Hiroyoshi Kawakami, “By-product-free intact mofdification of

insulin by cholesterol end-modified poly(ethylene glycol) for in

vivo protein delivery”, Bioconjugate Chemistry, 29, 67-73

(2018).

3. Masanari Nakayama, Satoshi Kajiyama, Akihito Kumamoto,

Tatsuya Nishimura, Yuichi Ikuhara, Masafumi Yamato, Takashi

Kato, “Stimuli-responsive hydroxyapatite liquid crystal with

macroscopically controllable ordering and magneto-optical

functions”, Nature Communications, 9, 568.1-9 (2018).

4. Shoichi Hasebe, Satoshi Aoyama, Manabu Tanaka,

Hiroyoshi Kawakami, "CO2 separation of polymer membranes

containing silica nanoparticles with gas permeable

nano-space", Journal of Membrane Science, 536, 148-155

(2017).

5. Manabu Tanaka, Yasushi Takeda, Takeru Wakiya, Yuta

Wakamoto, Kaori Harigaya, Tatsunori Ito, Takashi Tarao,

Hiroyoshi Kawakami, "Acid-doped polymer nanofiber

framework: Three-dimensional proton conductive network for

high-performance fuel cells", Journal of Power Sources, 342,

125-134 (2017).

6. Takahito Makinouchi, Manabu Tanaka, Hiroyoshi Kawakami

“Improvement in characteristics of a Nafion membrane by

proton conductive nanofibers for fuel cell applications”,

Journal of Membrane Science, 530, 65–72 (2017).

7. Tsukasa Watanabe, Manabu Tanaka, Hiroyoshi Kawakami,

“Anion Conductive Polymer Nanofiber Composite Membrane:

Effects of Nanofibers on Polymer Electrolyte Characteristics”,

Polymer International, 66, 382-387 (2017).

8. Motoyuki Matsuho, Riku Kubota, Shoichiro Asayama,

Hiroyoshi Kawakami, “Lactoferrin-modified nanoparticles

loaded with potent antioxidant Mn-porphyrins exhibit

enhanced antioxidative activity in vitro intranasal brain

delivery model”, Journal of Materials Chemistry B, 5,

1765-1771 (2017).

9. Shoichiro Asayama, Kana Nagashima, Hiroyoshi Kawakami,

“Facile method of protein PEGylation by a mono-ion

complex”, ACS Omega, 2, 2382-2386 (2017).

10. Shoichiro Asayama, Mizuki Sakata, Hiroyoshi Kawakami,

“Structure-activity relationship between Zn2+-chelated

poly(1-vinylimidazole) and gene transfection”, Journal of

Inorganic Biochemistry, 173, 120-125 (2017).

■学会発表

【招待講演・依頼講演】

Fig.8 Water fraction dependence of enthalpy of coil-globule transition in NC gel.

Fig.9 Schematic drawing of NIPAm molecules adsorbed on clay.

0

50

100

150

0.85 0.90 0.95 1.00

ΔH

/ J

mol

-gel

-1

water mole fraction

3

1. 朝山章一郎，QOL の向上を目指した機能性バイオマテ

リアルの創製（依頼講演），第 9回 TMU サイエンスカフェ

（生命・健康）(2017 年 5 月)

2. Manabu Tanaka, Tsukasa Watanabe, Hiroyoshi Kawakami,

Ion Conductive Polymer Nanofiber Framework for

All-Solid-State Lithium Ion Battery, The 21st

International Conference on Solid-State

Ionics(SSI-21), Padova, Italy (June, 2017)

3. Manabu Tanaka, Hiroyoshi Kawakami, Polymer

Composite Membranes based on Proton Conductive

Nanofiber Framework for Fuel Cell Applications The

17th IUPAC International Symposium on MacroMolecular

Complexes (MMC-17), Waseda University (June, 2017)

4. 田中学, イオン伝導性ナノファイバーの燃料電池、二

次電池応用, TIRI クロスミーティング 2017 (東京都立産

業技術研究センター) (2017 年 6 月)

5. Shoichiro Asayama, Plasmid DNA delivery system

based on Zn2+ ions for up-regulation of gene expression

(Invited Lecture), The 3rd International Forum on

Applied Chemistry (September, 2017)

6. 山登正文，高分子の熱的・磁気的性質, 2017 年度若手

社員のための高分子基礎講座（横浜ゴム湘南セミナーハウ

ス），2017 年 10 月

7. Manabu Tanaka, Ion Conductive Polymer Nanofiber

Framework: Fabrication, Characterization and

Application to Polymer Electrolyte Fuel Cells, The 2nd

International Symposium on Hydrogen Energy‒based

Society, Research Center for Hydrogen Energy-based

Society, Tokyo Metropolitan University (November

2017)

8. 山登正文，高分子の高次構造解析,高分子のための機器

分析セミナー（東工大），2017 年 12 月

9. 川上浩良、プロトン伝導性ナノファイバーを用いた電

解質膜の燃料電池特性、燃料電池研究会第 135 回セミナー

(電気化学会), 2017 年 4 月.

10. 川上浩良、ナノファイバーフレームワークを骨格とす

る新規全固体電解質膜の開発、日本膜学会第 39 回 (早稲

田大学), 2017 年 5 月.

11. 川上浩良、地球環境を化学が守る、第 1 回都立高校生

のための先端研究フォーラム（首都大学）, 2017 年 6 月.

12. 川上浩良、イノベーションの先に待つ社会、教育、東

京都産業教育振興会総会（東京）, 2017 年 6 月.

13. 川上浩良、大学入試改革の実現性、東京私立中学高等

学校協会(東京), 2017 年 6 月.

14. 川上浩良、ナノスぺースを有するナノ粒子からなる超

高 CO2 透過膜の開発、技術情報センターセミナー(連合会

館), 2017 年 8 月.

15. 川上浩良、2020 年入試改革の政策動向と大学として

の対応課題、第 9回大学マネイジメント(筑波大学), 2017

年 11 月.

16. 川上浩良、入学者選抜改革を進めるために～大学にお

ける対応～、公立大学協会協議会(東京グランドホテル),

2017 年 11 月.

17. 川上浩良、高大接続改革で目指すグローバル人材育成、

CEES,文科省(ベルサール高田馬場), 2017 年 11 月.

年 11 月.

18. 川上浩良、ナノスペースを利用した革新的高分子 CO2分離膜の開発、高分子学会同友会(東京), 2018 年 3 月.

19. 川上浩良、Big Ideas In Chemistry、早稲田大学(東

京), 2018 年 3 月.

【国内発表・国際会議】

1. 朝山章一郎, 種市さくら，根岸洋一, 川上浩良, 持続

的遺伝子発現型 pDNA/PEG モノイオンコンプレックスの分子

設計, 遺伝子・デリバリー研究会第 17 回シンポジウム(JEC

日本研修センター江坂), P-7 (2017 年 5 月)

2. 田中学、工藤雄貴、山登正文、川上浩良, 表面修飾

ナノ粒子含有 PIM-1 複合膜の気体透過機構解析, 日本膜学

会第 39 年会 (早稲田大学), 1B-02 (2017 年 5 月)

3. 稲船勇太, 田中学, 川上浩良, リチウムイオン伝導

性ナノファイバー複合電解質膜からなるバイポーラ型全固体

二次電池の作製と特性評価, 日本膜学会第 39 年会 (早稲田

大学), P-38S (2017 年 5 月)

4. 小椋隆廣、田中学、川上浩良、連続的なプロトン伝導

パスを有する酸ドープ型ナノファイバー複合膜の作製と燃料

電池特性評価、日本膜学会第 39 年会(早稲田大学)、P-35S

(2017 年 5 月)

5. 坂口梨紗, 田中学, 川上浩良, 酸性/塩基性高分子ブレン

ドナノファイバー含有複合膜の燃料電池特性評価, 日本膜学

会第 39 年会 (早稲田大学西早稲田キャンパス), 予稿集,

P-36S (2017 年 5 月)

6. 三上寛翔, 亀山百合, 田中学, 山登正文, 川上浩良, 異

種表面修飾シリカナノ粒子を混合した複合ポリイミド膜の CO2

透過特性評価, 日本膜学会第 39 年会(早稲田大学), P-13S,

(2017 年 5 月)

7. 中澤駿, 田中学, 川上浩良, リチウムシングルイオン

伝導性ナノファイバー複合電解質膜の作製と二次電池特性

評価, 日本膜学会第 39 年会 (早稲田大学), P-37S (2017 年

5 月)

8. 朝山章一郎, 種市さくら, 根岸洋一, 川上浩良,

pDNA/PEG モノイオンコンプレックスの機能向上とオリゴイオ

ンコンプレックスの形成, 第 66 回高分子学会年次大会(幕張

メッセ), 1Pc101(2017 年 5 月)

9. 朝山章一郎, 永倉大賀, 坂田瑞希, 川上浩良, Zn2+/pDNA

共送達システムのインスリン肝クリアランス抑制機構解析,

第 66 回高分子学会年次大会(幕張メッセ), 1Pc102(2017 年 5

月)

10. 篠原良輔, 窪田陸, 朝山章一郎, 川上浩良, エピジェ

ネティクス制御能を有する新規一本鎖脂質被覆型生分解性

ナノキャリアの作製, 第 66 回高分子学会年次大会(幕張メッ

セ), 2017 年 5 月

11. 横川由麻、窪田陸、朝山章一郎、川上浩良 β-CD 修飾

ポリマーによるアミロイドβ凝集阻害、第 66 回高分子年次大

会（幕張メッセ）発表番号：2Pe101（2017 年 5 月）

12. 亀山百合，工藤雄貴, 田中学，川上浩良，連結構

造を有するシリカナノ粒子を導入した高分子複合膜の気体透

過特性，第 66 回高分子年次大会（幕張メッセ），1Pb082

(2017 年 5 月)

13. 窪田陸, 高部大河, 谷口秀明, 川上浩良, 四電子酸

化還元特性を有する新規水溶性超分子システムの触媒活性,

第 66 回高分子学会年大会(幕張メッセ),2017 年 5 月.


性ナノファイバー複合電解質膜を用いたバイポーラ型全固体

二次電池の作製, 第 66 回高分子学会年次大会 (幕張メッセ),

1Pe079 (2017 年 5 月)

15. 稲船勇太, 渡辺司, 田中学, 川上浩良, リチウムイ

オン伝導性ナノファイバー複合電解質膜による全固体二次電

池特性評価, 第 66 回高分子学会年次大会 (幕張メッセ),

3G05 (2017 年 5 月)

16. 有間晃平, 窪田陸, 朝山章一郎, 川上浩良, 抗酸化能/

遺伝子発現能を有するリポソーム被覆型ナノ粒子による酸化

4

ストレス疾患治療, 第 66 回高分子年次大会(幕張メッセ),

2017 年 5 月

17. 小椋隆廣、田中学、川上浩良、プロトン伝導パスの

連結性向上を目指した酸ドープ型ナノファイバー複合膜の作

製と燃料電池特性評価、第 66 回高分子学会年次大会(幕張

メッセ)、1Pf088(2017 年 5 月)

18. 小椋隆廣、牧之内貴仁、田中学、川上浩良、緻密化

/表面多層修飾されたナノファイバーフレームワークからなる

酸ドープ型ナノファイバー複合電解質膜の燃料電池特性評価、

第66回高分子学会年次大会(幕張メッセ)、3G12(2017年5月)

19. 伊藤瑛子, 工藤雄貴, 田中学, 山登正文, 川上浩

良, ナノ粒子含有複合膜内のナノスペース解析, 第 65 回高

分子学会年次大会(幕張メッセ), 1P081(2017 年 5 月)

20. 山登正文，望月翔馬，大山光太郎，川上浩良，廣田憲之，

混合クレイ型ハイブリッドゲルの合成とその力学特性，第 66

回高分子年次大会（幕張メッセ），2Pb046 (2017 年 5 月)

21. 高部大河, 谷口秀明, 窪田陸, 川上浩良, 多電子

酸化還元能を有する新規水溶性超分子システムの機能評価,

第 66 回高分子学会年次大会（幕張メッセ）, 1Pc091 (2017

年 5 月).

22. 坂口梨紗, 田中学, 川上浩良, 酸/塩基ブレンドポリマー

ナノファイバー複合膜の作製と燃料電池特性評価, 第 66 回

高分子学会年次大会(幕張メッセ), 予稿集, 1Pe089 (2017年5

月)

23. 三上寛翔, 工藤雄貴, 田中学, 山登正文, 川上浩良, 高

気体透過性を有する表面修飾シリカナノ粒子含有複合膜の

気体透過機構解析, 第 66 回高分子学会年次大会(幕張メッ

セ), 2F10, (2017 年 5 月)

24. 三上寛翔, 亀山百合, 田中学, 川上浩良, 異種シリカナ

ノ粒子混合複合ポリイミド膜の CO2 透過機構の解析, 第 66

回高分子学会年次大会(幕張メッセ), 1Pa083, (2017 年 5 月)

25. 中澤駿, 田中学, 川上浩良, 側鎖にビススルホニルイ

ミドアニオンを有するリチウムシングルイオン伝導性高分子の

ナノファイバー化と電解質特性評価, 第 66 回高分子学会年

次大会 (幕張メッセ), 1Pe080 (2017 年 5 月)

26. 中澤駿, 渡辺司, 田中学, 川上浩良, リチウムシン

グルイオン伝導性ナノファイバー複合膜の作製と伝導度特性,

第 66 回高分子学会年次大会 (幕張メッセ), 3G06 (2017 年 5

月)

27. 南侑志,窪田陸,朝山章一郎,川上浩良,Mn-ポルフィリン/

ビピリジン誘導体/cucurbit[10]からなる新規水溶性超分子シ

ステムによる ONOO-不均化反応,第 66 回高分子年次大会(幕

張メッセ),(2017 年 5 月)

28. 竹間恒佑，大内みさき，中林一彦，窪田陸，朝山

章一郎，川上浩良，CD 修飾アニオン性ポリマーの核内挙

動とクロマチン構造制御，第 66 回高分子学会年次大会（幕張

メッセ），1Pe109，2017 年 5 月


性ナノファイバー複合電解質膜からなる多層積層型全固体二

次電池の作製と評価, 平成 29 年度繊維学会年次大会 (タワ

ーホール船堀), 2P213 (2017 年 6 月) 30. 稲船勇太, 渡辺司, 田中学, 川上浩良, リチウムイ

オン伝導性ナノファイバーフレームワークを用いた全固体二

次電池の作製と特性評価, 平成 29 年度繊維学会年次大会

(タワーホール船堀), 2E10 (2017 年 6 月)

31. 小椋隆廣、田中学、川上浩良、連続的なプロトン伝

導パスを有するナノファイバーフレームワークからなる電解質

膜の作製と燃料電池特性、平成 29 年度繊維学会年次大会

(タワーホール船堀)、1P236(2017 年 6 月)

32. 小椋隆廣、牧之内貴仁、田中学、川上浩良、高プ

ロトン伝導パスを表面に有するナノファイバーフレームワーク

複合電解質膜の作製と燃料電池特性評価、平成 29 年度繊

維学会年次大会(タワーホール船堀)、1F03(2017 年 6 月)

33. 三上寛翔, 亀山百合, 田中学, 山登正文, 川上浩良, 形

状の異なるシリカナノ粒子を混合したポリイミド膜の気体透過

機構の解析, 平成 29 年度繊維学会年次大会(タワーホール

船堀), 2P212, (2017 年 6 月)

34. 三上寛翔, 工藤雄貴, 田中学, 山登正文, 川上浩良, 表

面修飾シリカナノ粒子含有 PIM-1 複合膜の気体透過メカニズ

ムの解析, 平成 29 年度繊維学会年次大会(タワーホール船

堀), 2E05, (2017 年 6 月)

35. 中澤駿, 田中学, 川上浩良, エレクトロスピニング法

を用いたリチウムシングルイオン伝導性高分子のナノファイ

バー化と二次電池用電解質応用, 平成 29 年度繊維学会年

次大会 (タワーホール船堀), 2P214 (2017 年 6 月)

36. 中澤駿, 渡辺司, 田中学, 川上浩良, リチウムシン

グルイオン伝導性ナノファイバー複合膜の作製と二次電池応

用, 平成 29 年度繊維学会年次大会 (タワーホール船堀),

2E11 (2017 年 6 月)

37. 窪田陸, 松帆志幸, 朝山章一郎, 川上浩良, 新規

Mn-ポルフィリン含有ラクトフェリン修飾ナノ粒子の調製と in

vitro 経鼻投与モデルにおける抗酸化効果(つくば国際会議

場),2017 年 6 月.

38. 朝山章一郎，長嶋果南，川上浩良，モノイオンコンプ

レックスによるタンパク質の非共有結合 PEGylation，第 46 回

医用高分子シンポジウム(産業技術総合研究所臨海副都心

センター), 講演要旨集, pp.71-72 (2017 年 7 月)

39. 有間晃平, 窪田陸, 朝山章一郎, 川上浩良, リポソーム

被覆型ナノ粒子による酸化ストレス疾患治療, 第46回医用高

分子シンポジウム(産業技術総合研究所臨海副都心センタ

ー), 2017 年 7 月

40. 朝山章一郎, 長嶋果南, 根岸洋一, 川上浩良, イン

スリンの非共有結合 PEGylation：コレステロール末端修飾

PEG とインスリンの複合体形成, 第 33 回日本 DDS 学会学術

集会(京都市勧業館みやこめっせ),予稿集, p.186 (2017 年 7

月)

41. Shoichiro Asayama, Atsushi Nohara, Sakura Taneichi,

Yoichi Negishi, Hiroyoshi Kawakami, Design of mono-ion

complex for in vivo diffusive plasmid DNA delivery, 44th

Annual Meeting & Exposition of the Controlled Release

Society, P-436 (Boston, USA) (July, 2017)

42. Riku KUBOTA, Hiroyoshi KAWAKAMI, Novel

supramolecular approach for multicatalytic activity of

Mn-porphyrin derivative, The 254th ACS National Meeting ＆

Exposition (Washington, D. C., USA), August 2017.

43. Riku KUBOTA, Hiroyoshi KAWAKAMI, Bioinspired

water-soluble Mn-porphyrin complex as catalase mimic for

antioxidative activity, The 254th ACS National Meeting ＆

Exposition (Washington, D. C., USA), August 2017.

44. Ryosuke Shinohara, Riku Kubota Shoichiro Asayama,

Hiroyoshi Kawakami, Single chain lipid-coated biodegradable

polymer nanoparticles having co-delivery activity of drugs /

plasmid DNA, The 17th IUPAC International Symposium on

MacroMolecular Complexes(Waseda University), P08, (August

2017)

45. Yuta Inafune, Manabu Tanaka, Hiroyoshi Kawakami,

Fabrication and Characterization of Composite Electrolyte

Membranes composed of Lithium Ion Conductive Nanofiber

Framework, The 17th IUPAC International Symposium on

Macromolecular Complexes (MMC-17), Waseda University,

P-41 (August 2017)

5

46. Kohei Arima, Riku Kubota, Shoichiro Asayama,

HiroyoshiKawakami, Effect of liposome-coated nanoparticle

possessing antioxidant activity and gene expression capacity

on oxidative stress disease, Waseda University, (August 2017)

47. Takahiro Ogura, Takahito Makinouchi, Manabu Tanaka, and

Hiroyoshi Kawakami, Fabrication and Fuel Cell Application of

Nafion Composite Membrane Containing Proton Conductive

Nanofiber Framework, The 17th IUPAC International

Symposium on MacroMolecular Complexes(WASEDA

University), (August, 2017)

48. Mikami Hiroto, Shoich hasebe, Manabu Tanaka, Hiroyoshi

Kawakami, CO2 Separation Membranes Containing

Surface-modified Silica Nanoparticles with Gas Permeable

Nano-Space. IUPAC 17th International Symposium on Macro

Molecular Complexes (MMC-17), 早稲田大学, 日本, (8 月,

2017)

49. Riku KUBOTA, Hiroyoshi KAWAKAMI, Supramolecular

system composed of Mn-porphyrin, imidazole and

cucurbit[10]uril toward multielectron redox catalyst, The 17th

IUPAC International Symposium on MacroMolecular

Complexes(Waseda University, Japan), August 2017.

50. Shun Nakazawa, Manabu Tanaka, Hiroyoshi Kawakami,

Preparation and electrolyte characterizations of nanofiber

composite membranes with lithium single-ion conductivity,

The 17th IUPAC International Symposium on Macromolecular

Complexes (MMC-17), Japan (Waseda University), P-42

(August 2017)

51. 山登正文，低次元ナノ界面配列の磁場制御，生体磁気・

磁場効果調査専門委員会研究会（東大），2017 年 8 月

52. Yuta Inafune, Manabu Tanaka, Hiroyoshi Kawakami,

Fabrication of lithium ion conductive nanofiber composite

electrolyte membranes for all-solid-state lithium ion battery,

International Seminar on Green Energy Conversion 2017 ,

Koumi, P55 (September, 2017)

53. Shun Nakazawa, Manabu Tanaka, Hiroyoshi Kawakami,

FABRICATION AND EVALUATION OF LITHIUM SINGLE-ION

CONDUCTING NANOFIBER COMPOSITE MEMBRANES,

International Seminar on Green Energy Conversion, Japan

(Koumi), P-56 (September 2017)

54. 篠原良輔、島崎莉沙、窪田陸、朝山章一郎、川上

浩良、糖尿病治療を目指したエピジェネティクス制御による細

胞分化、第 55 回日本人工臓器学会大会(法政大学),

YP3-1(2017 年 9 月),

55. 田中学, 稲船勇太, 中澤駿, 竹中海斗, 川上浩良,

ナノファイバーフレームワークからなる固体高分子電解質の

設計と二次電池応用, 第 66 回高分子討論会(愛媛大学),2017

年 9 月

56. Riku KUBOTA, Hiroyoshi KAWAKAMI, Water-soluble

supramolecular system for multielectron redox reaction, 第

66 回高分子討論会(愛媛大学),2017 年 9 月

57. 窪田陸, 川上浩良, 水溶性超分子システムの多電子

酸化還元反応における構造活性相関, 第 66 回高分子討論

会(愛媛大学),2017 年 9 月.

58. 朝山章一郎，長嶋果南，川上浩良，プロテインモノイ

オンコンプレックスによるカタラーゼの PEGylation 効果，第 66

回高分子討論会（愛媛大学），Polymer Preprints, Japan, Vol.

66, No.2，2Ｎ09 (2017 年 9 月)

59. Shoichiro Asayama, Atsushi Nohara, Sakura Taneichi,

Yoichi Negishi, Hiroyoshi Kawakami, Biocompatible highly

condensed plasmid DNA for in vivo diffusive delivery, The

25th Anniversary Congress of the European Society of Gene

& Cell Therapy, P-380 (Berlin, Germany) (October, 2017)

60. 窪田陸, 川上浩良, 金属ポルフィリン/金属ビピリジン/

ククルビット[10]から構成される水溶性超分子システムの酸

素還元反応メカニズム解析,第 67 回錯体化学会討論会(北海

道大学),2017 年 9 月.

61. 高部大河, 谷口秀明, 窪田陸, 川上浩良，金属ポル

フィリン/金属ビピリジン/ククルビット[10]から構成される水溶

性超分子システムの構造活性相関，錯体化学会第67回討論

会（北海道大学），1PF-032 (2017 年 9 月)

62. Manabu Tanaka, Tsukasa Watanabe, Yuta Inafune,

Hiroyoshi Kawakamia,Solid Polymer Electrolytes Based on Ion

Conductive Nanofiber Framework for Lithium Ion Battery,

232nd ECS MEETING (National Harbor, MD) A01-0064

(October, 2017)

63. 小椋隆廣、田中学、川上浩良、低加湿燃料電池作

動で水を有効利用可能なナノファイバー複合薄膜の作製と特

性評価、第 55 回高分子と水に関する討論会(東京工業大学)、

P8(2017 年 11 月)

64. 三上寛翔, 村本卓也, 亀山百合, 田中学, 山登正文,

川上浩良, 高分子気体分離膜における表面修飾ナノ粒子が

透過特性メカニズムにおよぼす影響, 第 55 回高分子と水に

関する討論会(東京工業大学), P7, (2017 年 11 月)

65. 大山光太郎、山登正文、望月翔馬、廣田憲之、川上浩良、

磁場配向させた有機/無機ハイブリッドゲルの異方的膨潤挙

動、第 55 回高分子と水に関する討論会（東京工業大学）、

P23(2017 年 11 月)

66. 朝山章一郎，長嶋果南，根岸洋一，川上浩良，コレス

テロール末端修飾 PEG によるインスリンの非共有結合

PEGylation，第 39 回日本バイオマテリアル学会大会（タワー

ホール船堀），予稿集，p. 182 (2017 年 11 月)

67. 小椋隆廣、田中学、川上浩良、酸ドープ型ポリベン

ズイミダゾールナノファイバー複合膜の作製と電解質特性評

価、第 25 回日本ポリイミド・芳香族系高分子会議(東京工芸

大学)、(2017 年 11 月)

68, 三上寛翔, 田中学, 山登正文, 川上浩良, 表面修飾ナノ

粒子を添加した含フッ素ポリイミド膜の気体透過特性評価,

第 25 回日本ポリイミド・芳香族系高分子会議(東京工芸大学),

(2017 年 11 月)

69. 山登正文，望月翔馬，川上浩良，廣田憲之，磁場内調製

ナノコンポジットゲルの力学特性，第 87 回高分子学会関東支

部武蔵野地区高分子懇話会（東京工科大学），ポスターセッ

ション(2017 年 11 月)

70. 小峰一将, 山登正文, 川上浩良, 含水量の異なるナノコ

ンポジットゲルの相転移エンタルピー, 第 87 回武蔵野地区高

分子懇話会(東京工科大学)、ポスター(2017 年 11 月)

71. 山登正文，望月翔馬，川上浩良，廣田憲之，磁場配向ナ

ノコンポジットゲルの力学特性，第 12 回磁気科学会年会（京

都大学），予稿集 p.80-81(P-17)(2017 年 11 月)

72. 山登正文，望月翔馬，川上浩良，廣田憲之，磁場内重合

ナノコンポジットゲルの力学特性，応用物理学会磁気科学

研究会 2017 年度研究会（首都大学東京秋葉原サテライトキ

ャンパス），P-11(2017 年 11 月)

73. 小峰一将, 山登正文, 川上浩良, ナノコンポジットゲルの

熱分析, 応用物理学会日本磁気科学会 2017 年度研究会(首

都大学東京秋葉原サテライトキャンパス), P-4(2017 年 11 月)

74. Takahiro Ogura, Takahito Makinouchi, Manabu Tanaka, and

Hiroyoshi Kawakami, Fabrication and Fuel Cell Application of

Nanofiber/Nafion Composite Membrane bending proton

conductive pathways, 水素社会のための第 2 回国際シンポ

ジウム(首都大学東京)、(2017 年 11 月)

6

75. 高部大河, 谷口秀明, 窪田陸, 川上浩良，

Bioinspired water-soluble Mn-porphyrin complex for catalytic

activity, 水素社会のための第 2 回国際シンポジウム（首都大

学東京）, P-20(2017 年 11 月)

76. Mikami Hiroto, Shoich hasebe, Manabu Tanaka, Hiroyoshi

Kawakami, CO2 Separation Membranes Containing

Surface-modified Silica Nanoparticles for High Gas

Permeation. 水素社会のための第 2 回国際シンポジウム, 首

都大学東京, 日本, (11 月, 2017)

山大輔，藤原涼平，安藤努，廣田憲之，小池修，辰巳怜，山

登正文，異方性材料開発に向けた溶媒中の磁性粒子の構造

形成数値シミュレーション，第 11 回日本磁気科学会年会（京

大），2017 年 11 月

77. 田中学, 稲船勇太, 中澤駿, 竹中海斗, 川上浩良,

リチウムイオン伝導性ナノファイバーフレームワークからなる

固体高分子電解質の作製と二次電池特性評価, 第 58 回電

池討論会 (九州国際会議場), 3C05 (2017 年 12 月)

78. 朝山章一郎，長嶋果南，根岸洋一，川上浩良，イン

スリン/コレステロール末端修飾 PEG 複合体による血糖降下

作用，日本薬学会第 138 年会，要旨集，26Ｗ-ｐm10 (2018 年

3 月)

79. 片山大輔，藤原涼平，安藤努，廣田憲之，小池修，辰巳

怜，山登正文，磁場を利用した異方性材料開発における微粒

子構造形成に関する研究，第 65 回応用物理学会春季学術

講演会（早稲田大），2018 年 3 月

■特許

1, 特開 2017- 63039, 高分子電解質膜及び燃料電池, 川上

浩良田中学, 渡辺司, 川上浩良

2. 特開 2017-202976, ドラッグデリバリー用脂質単層被覆型

ナノ粒子, 川上浩良, 朝山章一郎, 浅羽祐太郎, 松帆志

幸, 篠原良輔

3. 特開 2017-216187, 複合ナノファイバーおよび該ナノファイ

バーを含む電解質膜, 川上浩良, 田中学, 坂口梨紗

4. WO/2017/179738, 気体分離膜の製造方法, 川上浩良,

田中学, 亀山百合, 大澤梓, 伊左治忠之, 菊池隆正

5. 特願 2018-10232，表面処理剤, 朝山章一郎，川上浩良，

長嶋果南，曽根祐哉

■著書・総説・解説、報告書

1. 朝山章一郎，提言「リーディングバイオマテリアル」，バイ

オマテリアル，36，10（2018）

2. 朝山章一郎（分担作成），提言「医療を支えるバイオマテ

リアル研究に関する提言」，日本学術会議材料工学委員会

バイオマテリアル分科会（2017）

3. 山登正文，高橋弘紀，渡辺和雄, 磁性イオン液体を用いた

ミクロ相分離構造制御，東北大学金属材料研究所強磁場超

伝導材料研究センター平成 28 年度年次報告書,，p.p.

143-144 (2017)

4. 森篤史，山登正文，高橋弘紀, 配向相転移的観点に基づ

いた磁場中シリカゲルの構造異方性の解明，東北大学金属

材料研究所強磁場超伝導材料研究センター平成 28 年度年

次報告書，p.p.137-138 (2017)

5. 田中学, 高分子膜を用いた気体分離, 化学と教育, 65,

630-631 (2017)

6. 川上浩良，プロトン伝導性ナノファイバーを用いた電

解質膜の燃料電池特性，燃料電池,Vol.17 No.1, p.p. 42-46

(2017).

7. 川上浩良，ナノファイバーフレームワークを骨格とす

る新規全固体電解質膜の開発，膜, Vol.17 No.1, p.p.

42-46 (2017).

8. 川上浩良（分担作成），二酸化炭素・水素分離膜の開

発と応用，シーエムシー出版 (2018).

■受賞

1. 日本膜学会第 39 年会学生ポスター賞, 稲船勇太, 田

中学, 川上浩良, リチウムイオン伝導性ナノファイバー複

合電解質膜からなるバイポーラ型全固体二次電池の作製と

特性評価

2. 日本膜学会第 39 年会学生ポスター賞, 中澤駿, 田中

学, 川上浩良, リチウムシングルイオン伝導性ナノファイバ

ー複合電解質膜の作製と二次電池特性評価

3. 平成 29 年度繊維学会年次大会学生ポスター賞, 稲船

勇太, 田中学, 川上浩良, リチウムイオン伝導性ナノファ

イバー複合電解質膜からなる多層積層型全固体二次電池の

作製と評価

4. 第 55 回日本人工臓器学会大会最優秀ポスター賞, 篠原

良輔、島崎莉沙、窪田陸、朝山章一郎、川上浩良、糖尿

病治療を目指したエピジェネティクス制御による細胞分化

5.Hiroyoshi Kawakami, ACS Publication Awards, ACS.

6.Hiroyoshi Kawakami, 2018 Albert Nelson Marquis

Lifetime Achievement Award, MARQUIS WHOS WHO.

■国内外の大学・行政機関との連携を行った教育

1. （派遣先）東京薬科大学薬学部薬物送達学教室（派

遣院生）１名

2. 国立成育医療研究センター（派遣学生）2 名

3. 神奈川大学（派遣学生）3 名

■先端的・学際的な研究の推進

研究概要で記載した 8 テーマは全て先端的研究にあたり、

高分子材料に関する新しい基礎的知見の発見と、その知見

を基にした実デバイスや医療材料への応用を目指して研究を

進めている。分離膜研究、電池材料デバイス研究においては、

各種企業、神奈川大学、首都大学（金村研）などと共同研究

を進めており、実用化を視野に入れ研究を推進している。一

方、医用系材料では東京薬科大学薬学部や国立成育医療研

究センター、京都府立大学、大阪市立大学医学部などと共同

研究を実施しており、本学では実験が困難である動物実験等

を進めている。

7


先端機能物質分野益田研究室

教授益田秀樹准教授武井孝准教授柳下崇助教近藤敏彰 ■構成員

益田秀樹 (ますだひでき) 教授 /工学博士

電気化学，ナノファブリケーション，機能性電極

9－147 室 TEL： 042－677－2843 masuda-

[email protected]

武井孝 (たけいたかし) 准教授 / 博士（工学）

表面化学, 界面・コロイド科学

9-136 室 TEL： 042－677－2822 [email protected]

柳下崇 (やなぎしたたかし) 准教授/博士（工学）

材料化学

9－140 室 TEL： 042－677－1111 (内線 4931)

[email protected]

近藤敏彰（こんどうとしあき）助教/博士（工学）

電気化学プロセスにもとづくナノ・マイクロ加工，応用光学

9－238室 TEL： 042－677－1111 (内線4854) kondo-

[email protected]

修士課程 14 名

学部 4 年 9 名

■研究概要

（１）電気化学プロセスにもとづくナノフィルターの作製に関す

る研究

柳下崇，益田秀樹

アルミニウムを酸性電解液中で陽極酸化することにより得

られる高規則性ポーラスアルミナの作製と構造制御，更には

環境浄化に寄与する無機系ナノフィルターの作製を目的に，

前年度に引き続き検討を行った．本手法によって得られるフィ

ルターメンブレンは，細孔径の精密制御が可能であることか

ら，様々な環境汚染物質を除去するためのフィルターメンブレ

ンや，ガス分離を行うためのメンブレンとして有効である．

（２）ナノインプリントプロセスにもとづく機能性表面の形成に

関する研究


ナノスケールの細孔が規則的に配列した陽極酸化ポーラ

スアルミナ，または，それを鋳型として作製した Ni 製ネガ型を

ナノインプリント用モールドに適用し，ポリマーや無機材料か

らなる規則表面の形成と構造制御について検討を行った．得

られた表面の反射防止特性や撥水・撥油特性についても合

わせて検討した．このようにして得られる機能性表面は，例え

ば太陽電池の高効率化，ディスプレー等の表示素子の省エ

ネルギー化に貢献することができる．

（３）高規則性ポーラスアルミナを用いたエネルギーデバイス

構築に関する研究


陽極酸化ポーラスアルミナを用いた膜乳化プロセスによる，

単分散ナノ粒子の作製と二次電池用電極材料への応用につ

いて検討を行った．微細でサイズの均一な電極活物質微粒

子は，電池特性の向上に寄与することができる．

（４）陽極酸化アルミナセル構造の自己規則化機構

益田秀樹，柳下崇

陽極酸化アルミナの規則化条件に関して，従来から検討を

加えてきたシュウ酸，硫酸浴に加え，リン酸をはじめとする他

の浴に関しても検討を加えた．これらの知見をもとに，規則化

条件，および機構に関しての検討を進めた．

（５）半導体規則ナノ構造の作製とエネルギーデバイスへの

応用

近藤敏彰，益田秀樹

高規則性ポーラスアルミナを基盤材料とした，各種半導体

材料の構造制御について検討した．更には，得られたナノ材

料を用いて，太陽電池をはじめとする高性能エネルギーデバ

イス作製への応用について検討した．

（６）光機能性デバイスへの応用

近藤敏彰，益田秀樹

高規則性ポーラスアルミナを基盤材料とした，各種ナノ構造

材料の作製と構造制御について検討した．更には，得られた

ナノ材料が示す局在表面プラズモン特性を利用した表面増強

ラマン散乱によるセンシングデバイスの作製について検討し

た．

（７）窒素吸着法による高規則性ポーラスアルミナの細孔構

造評価に関する研究

武井孝，柳下崇，益田秀樹

均一な径の円筒状細孔が規則的に配列している高規則性ポ

ーラスアルミナの細孔径分布や表面積を窒素吸着法で評価

することを検討した。


1. Takashi Yanagishita, Masahiko Imaizumi, Toshiaki Kondo,

and Hideki Masuda

Preparation of Nanoporous Alumina Hollow Spheres with

図高規則性ポーラスアルミナナノフィルター

8


a Highly Ordered Hole Arrangement

RSC Adv., 8, 2041 (2018).

2. Takashi Yanagishita, Toshiaki Kondo, and Hideki Masuda

Preparation of Renewable Antireflection Moth-Eye

Surfaces by Nanoimprinting Using Anodic Porous Alumina

Molds

J. Vac. Sci. Technol. B, 36, 031802 (2018).

3. Takashi Yanagishita, Taito Inoue, Toshiaki Kondo, and

Hideki Masuda

Preparation of Monodisperse LiCoO2 Hollow Particles by

Membrane Emulsification Using Anodic Porous Alumina

Chem. Lett., 47, 551 (2018).

4. Takashi Yanagishita, Masahiko Imaizumi, Toshiaki Kondo,

and Hideki Masuda

Formation of Porous Al Particles by Anisotoropic Etching

Electrochem. Commun., 78, 26 (2017).

5. Toshiaki Kondo, Hayato Miyazaki, Takashi Yanagishita, and

Hideki Masuda

Anodic Porous Alumina with Square Holes Through Lattice

Conversion of Naturally Occurring Ordered Structure

J. Vac. Sci. Technol. B, 35, 050602 (2017).

6. Toshiaki Kondo, Sanami Nagao, Takashi Yanagishita, and

Hideki Masuda

Tuning of Interval in Nanohole Array of Anodic Porous

Alumina through Deformation of Polymer Templates

RSC Adv., 7, 44799 (2017).

7. Nhat Truong Nguyen, Imgon Hwang, Toshiaki Kondo,

Takashi Yanagishita, Hideki Masuda, and Patrik Schmuki

Optimizing TiO2 Nanotube Morphology for Enhanced

Photocatalytic H2 Evolution Using Single-Walled and

Highly Ordered TiO2 Nanotubes Decorated with Dewetted

Au Nanoparticles

Electrochem. Commun, 79, 46 (2017).

8. Takashi Yanagishita, Atsushi Kato, and Hideki Masuda

Preparation of Ideally Ordered Through-Hole Anodic

Porous Alumina Membranes by Two-Layer Anodization

Jpn. J. Appl. Phys., 56, 035202 (2017).

9. Ryohei Takakura, Tomoya Oshikiri, Kosei Ueno, Xu Shi,

Toshiaki Kondo, Hideki Mausda, and Hiroaki Misawa

Water Splitting Using a Three-Dimensional Plasmonic

Photoanode with Titanium Dioxide Nano-Tunnels

Green Chem, 19, 2398 (2017).

10. A. Kawamura, S. Ueno, C. Takai, T. Takei, H.Razavi-

Khosroshahi, M. Fuji

Effect of steric hindrance on surface wettability of fine

silica powder modified by n- or t-butyl alcohol

Adv.Powder.Technol., 28, 2488 (2017)

■学会発表

【国際学会での依頼講演】

1. Hideki Masuda, Toshiaki Kondo ,and Takashi Yanagishita

Synthesisi of Ordered Semiconductor Nanostructures

for Energy Conversion Using Anodic Porous Alumina

231th ECS Meeting, 2017 年 5 月，New Orleans，US.

2. Hideki Masuda, Toshiaki Kondo ,and Takashi Yanagishita

Highly Ordered Anodic Porous Alumina for Functioanl

Nanodevices

Anodizing it 2017 congress，2017 年 7 月，Toulouse,

France

3. Hideki Masuda

Preparation of Ordered Micro- and Nanostructures for

Functional Devices by Using Anodic Porous Alumina

2nd Global Congress & Expo on Materials Science &

Nanoscience，, 2017 年 9 月，Valencia, Spain

4. Takashi Yanagishita

Anodizing Process for Hydrogen Energy Synthesis

The 2nd International Symposium on Hydrogen Energy-

based Society，2017 年 11 月，東京

5. Toshiaki Kondo, Takashi Yanagishita, Hideki Masuda

Ideally Ordered Nanohole Array Obtained by Anodizing

Pretextured Metals

Electrochemistry 2017, 2017 年 11 月, Berlin

6. Toshiaki Kondo, Takashi Yanagishita, Hideki Masuda

Fabrication of Al Nanowires Based on Anodic Porous

Alumina and Its Plasmonic Properties

The 39th PIERS, 2017 年 11 月, Singapore

【国内での依頼講演】

1. 益田秀樹

ポーラス型アノード酸化皮膜形成の基礎

第 96 回金属のアノード酸化被膜の機能化部会（ARS）

例会，2017 年 6 月，東京

2. 近藤敏彰

金属ナノ構造配列の形成とプラズモン応用

ＴＩＲＩクロスミーティング，2017 年 6 月，東京

3. 柳下崇

高規則性ポーラスアルミナを用いた規則構造の形成と

機能化

首都大学東京サイエンスカフェ，2017 年 7 月，東京

4. 柳下崇

規則多孔質アルミニウムアノード酸化皮膜にもとづく機

能材料


例会，2017 年 9 月，東京

5. 柳下崇，益田秀

ポーラスアルミナにもとづくナノ構造の形成と二次電池

応用


例会松島コンファレンス，2017 年 10 月，仙台

6. 益田秀樹

規則ポーラスアルミナに基づく高効率ナノ加工プロセス

神奈川県ものづくり技術交流会，2017 年 10 月，神奈川

9


7. 武井孝

分子吸着による固体表面と細孔の評価


例会，2018 年 2 月，東京

8. 益田秀樹

アノード酸化で作る規則ナノ構造

電気化学会第 85 回大会，2018 年 3 月，東京

【国際学会での一般講演】

1. Takashi Yanagishita, Atsushi Kato, Toshiaki Kondo, Hideki

Masuda,

Fabrication of Ordered Porous Alumina Through-Hole

Membrane by Two-Layer Anodization

2017 MRS Fall Meeting, 2016 年 11 月，ボストン，アメリカ

2. Toshiaki Kondo, Taiga Sakamoto, Takashi Yanagishita, and

Hideki Masuda,

Fabrication of Ordered Array of ZnO Nanorods Using

Anodic Porous Alumina

2017 MRS Fall Meeting, 2016 年 11 月，ボストン，アメリカ

【国内学会での一般講演】

1. 佐原里香，柳下崇，益田秀樹

ポーラスアルミナを用いたナノインプリントによるナノ・マイ

クロ階層パターンの形成と超撥水表面への応用

第 68 回コロイドおよび界面化学討論会，2017 年 9 月，神

戸

2. 武井孝，唐木田直人，綱島かおり，柳下崇，益田秀樹

アルミナ最高内に充填した Sn および In-Sn 合金の相転

移挙動

第 68 回コロイドおよび界面化学討論会，2017 年 9 月，神

戸

3. 佐野知美，近藤敏彰，柳下崇，益田秀樹

陽極酸化ポーラスアルミナをテンプレートとした電析法に

よる微細 Al ナノワイヤー形成と光学特性評価

2017 年第 78 回応用物理学会秋季学術講演会，2017 年

9 月，福岡

4. 黒沢みずき，近藤敏彰，柳下崇，益田秀樹

陽極酸化ポーラスアルミナにもとづく微細なテーパー型同

軸なのケーブルアレーの形成と光学特性評価

2017 年第 78 回応用物理学会秋季学術講演会，2017 年

9 月，福岡

5. 大塚雅也，武井孝，柳下崇，益田秀樹

ALD を用いた陽極酸化ポーラスアルミナの最高刑制御と

気体吸着法による評価

表面技術協会第 136 回講演大会，2017 年 9 月，金沢

6. 柳下崇，稲田裕美，近藤敏彰，益田秀樹

二層アノード酸化によるスルーホールメンブレン形成条件

の検討

表面技術協会第 136 回講演大会，2017 年 9 月，金沢


陽極酸化ポーラスアルミナにもとづいた微細なテーパー

型同軸ナノケーブルアレイの形成と光学特性評価

2017 年電気化学秋季大会，2017 年 9 月，長崎

8. 柳下崇，三木怜，益田秀樹

構造制御したポーラスアルミナを口金としたポリマーナノ

ファイバーの紡糸


9. 柳下崇，稲田裕美，益田秀樹

二層アノード酸化によるポーラスアルミナスルーホールメ

ンブレンの形成


10. 佐原里香，柳下崇，益田秀樹

膜乳化プロセスにより作製した単分散 MgCo 複合酸化物

微粒子の Mg 二次電池特性

電気化学第 85 回大会，2018 年 3 月，東京

11. 一之瀬玲皇，近藤敏彰，柳下崇，益田秀樹

陽極酸化ポーラスアルミナにもとづく Al ナノドットアレーの

形成と SERS 基板への応用


12. 唐木田直人，武井孝，柳下崇，益田秀樹

陽極酸化ポーラスアルミナ細孔内に充填された金属ナノ

ワイヤの構造と熱特性


13. 大槻亮太，近藤敏彰，柳下崇，益田秀樹

Al の電解エッチングにおける微細な規則トンネルピットの

形成


14. 柳下崇，大塚雅也，益田秀樹

ALD を用いたポーラスアルミナの構造制御



陽極酸化ポーラスアルミナにもとづいた微細同軸ナノケー

ブルの形成と光伝搬特性


16. 大友良々歌，柳下崇，益田秀樹

膜乳化プロセスによる単分散 LLZ 微粒子の形成


17. 近藤敏彰，大槻亮太，柳下崇，益田秀樹

Al アノードエッチングにおける微細トンネルピットの形成

位置制御

表面技術協会第 137 回講演大会，2018 年 3 月，東京

18. 中村貴紀，柳下崇，益田秀樹

高規則性アルミナスルーホールメンブレンの形成


19. 柳下崇，稲田裕美，近藤敏彰，益田秀樹

二層アノード酸化によるチタニアスルーホールアレーの作

製


20. 武井孝, 唐木田直人, 綱島かおり, 柳下崇, 益田秀樹

アルミナ細孔内に充填した Sn および In-Sn 合金の相転

10


移挙動

第 53 回熱測定討論会, 2017 年 11 月，福岡

21. 廣江宜久, 吉川徳信, 武井孝, 吉田博久

HPLC 用充填剤のメソ細孔内における水-アセトニトリル

混合液体の解析

第 53 回熱測定討論会, 2017 年 11 月，福岡

22. 近藤敏彰，佐野知美，森俊介，森下芳伊，木村綾

花，柳下崇，益田秀樹

陽極酸化ポーラスアルミナを鋳型とした非水交流電析に

よる Al ナノワイヤー形成

第 65 回応用物理学会春季学術講演会，2018 年 3 月，東

京

23. 近藤敏彰，黒沢みずき，柳下崇，益田秀樹

陽極酸化ポーラスアルミナにもとづいたテーパー型ナノ集

光デバイス形成と光学特性評価

第 65 回応用物理学会春季学術講演会，2018 年 3 月，東

京

【国内学会でのポスター発表】

1. 古賀あかね，柳下崇，益田秀樹

細孔形状を制御したポーラスアルミナによるナノファイバ

ーの連続紡糸


2. Tomomi Inada, Takashi Yanagishita, Hideki Masuda

Ppreparation of Odered TiO2 Through-hole Membrane by

Two-Layer Anodization



3. Taiga Sakamoto, Toshiaki Kondo, Takashi Yanagishita,

Hideki Masuda

Fabrication of Highly Ordered ZnO Nanorod Array Using

Anodic Porous Alumina Template



4. 廣瀬春人，柳下崇，益田秀樹

ポーラスアルミナを鋳型とした押し込み法によるポーラス

SnO2 ナノワイヤーの作製と Li イオン二次電池への応用

第 34 回 ARS 松島コンファレンス，2017 年 10 月，仙台

5. 坂本大河，近藤敏彰，柳下崇，益田秀樹

アルミナナノホールアレイにもとづいた ZnO ナノロッドアレ

イの形成と有機薄膜太陽電池への応用

第 34 回 ARS 松島コンファレンス，2017 年 10 月，仙台

6. 吉田正弥，近藤敏彰，柳下崇，益田秀樹

陽極酸化ポーラスアルミナにもとづいた電析法による微

細 Li ナノ規則構造音形成

第 7 回 CSJ 化学フェスタ 2017，2017 年 11 月，東京

7. 花岡樹，柳下崇，益田秀樹

ポーラスアルミナを口金とした連続紡糸プロセスによるナ

ノファイバーの作製


8. 稲田裕美，柳下崇，益田秀樹

二層アノード酸化による高規則性ポーラス地タニアスルー

ホールメンブレンの作製


9. 大槻亮太，近藤敏彰，柳下崇，益田秀樹

Al の異方性アノードエッチングによる微細な規則ピット配

列の形成


10. 坂本大河，近藤敏彰，柳下崇，益田秀樹

規則配列 ZnO ナノロッドアレイの形成と有機薄膜太陽電

池への応用


11. 唐木田直人，武井孝，柳下崇，益田秀樹

陽極酸化ポーラスアルミナ細孔内に拘束された金属の熱

特性


12. 廣瀬春人，柳下崇，益田秀樹

押し込み法によるポーラス SnO2 ナノワイヤーの作製と Li

イオン二次電池への応用



1. 柳下崇，近藤敏彰，益田秀樹

電気化学プロセスにもとづくナノポーラスセラミック

セラミックス，53, 106 (2018).


細孔配列規則性の高いポーラスアルミナスルーホールメ

ンブレンの作製

ケミカルエンジニアリング，63, 135 (2018).

3. 近藤敏彰，柳下崇，益田秀樹

ナノホールアレイにもとづいた金属ナノ構造配列の形成

とプラズモンデバイスへの応用

ケミカルエンジニアリング，68,806 (2017)


高規則性ポーラスアルミナを用いたナノインプリントプロセ

スによるナノ規則表面の形成と機能的応用

機能材料，37, 16 (2017).

5. 武井孝（分担執筆）

熱分析（7.3.2 界面活性剤，ミセル，P342-348）

講談社サイエンティフィック (2017)


高規則性アノード酸化ポーラスアルミナのナノ機能化研

究の新展開

アルトピア，47, 15 (2017)

7. 柳下崇，益田秀樹（分担執筆）

高規則性ポーラスアルミナを用いたモスアイ型反射防止

構造の形成技術

光学樹脂の屈折率，複屈折率制御技術と応用事例，技

術情報協会 (2017)

8. Hideki Masuda, Takashi Yanagishita, and Kondo Toshiaki

（分担執筆）

Encyclopedia of Interfacial Chemistry 219598th Edtion,

11


Elsevier (2018)

■新聞

1. 「アルミナ膜の穴自在に」，日経産業新聞，8 月 3 日

(2017).

■受賞

1. 坂本大河第 34 回 ARS 姫路コンファレンス優秀ポスタ

ー

12


先端物質デザイン分野瀬高研究室

准教授瀬高渉助教稲垣佑亮

■構成員

瀬高渉 (せたかわたる) 准教授 /博士（理学）

物理有機化学、機能分子化学

9－336 室 TEL： 042－677－1111 内線 4874

[email protected]

稲垣佑亮 (いながきゆうすけ) 助教 /博士（理学）

有機典型元素化学、機能分子化学

9－351 室 TEL： 042－677－1111 内線 4887

[email protected]

博士前期課程 6 名

学部 4 年生 4 名

■研究概要

環境負荷が小さいケイ素を組み込んだ新規な分子の設計、

合成、および機能性評価についての実験研究を通して、持続

可能な低炭素社会を実現する新しいファインケミカルの開発

原理の確立を目指す研究を進めている。

１．分子機械としてのπ電子系が回転する分子ジャイロ

コマ

瀬高渉、稲垣佑亮

分子のメカニカルな運動を機能利用する研究が分子機械研

究として注目されている。当研究室では、カゴ型分子骨格の

内部に有機π電子系が架橋した分子を、構造の類似性から

分子ジャイロコマとして設計した。実際に合成し、π電子系の

溶液および固体中における回転運動の観察とこれに伴う複

屈折性や誘電性など機能性を研究している。

図. 分子ジャイロコマの分子構造と結晶複屈折

２．トリプチセンを歯車とする新規な分子ギア


トリプチセンは３つのベンゼン環が歯車のように配列した有機

分子である。これを橋頭位で連結すると歯車が互いに噛み合

う分子ギアとしての性質が発現することが知られている。当研

究室では、連結部位を修飾することにより、ギア回転の制御

と機能利用について研究している。

図. 分子ギアのクラッチ－デクラッチ機構

３．環境応答性分子内電荷移動蛍光を示すフェニルジシ

ラン


電荷移動相互作用に基づく蛍光は、溶媒の種類に応じて発

光極大波長が変化するため、これを制御できれば環境応答

型分子素子への利用が期待される。ベンゼンにケイ素－ケイ

素結合を有するジシラニル置換基を導入すると、局在発光の

他に、分子内電荷移動(ICT)蛍光の２重蛍光を示すことが知ら

れていた。本研究では、金属カチオンが配位可能なアミノ基を

有するフェニルジシランを合成し、配位のＯＮ－ＯＦＦに伴う光

誘起電子移動のスイッチングを利用した ICT 蛍光強度の制御

を実現した。

図. 分子内電荷移動蛍光を示すフェニルジシラン


1. A Crystalline Molecular Gyrotop with a Biphenylene

Dirotor and its Temperature Dependent Birefringence, A.

Fujiwara, Y. Inagaki, H. Momma, E. Kwon, K. Yamaguchi, M.

Kanno, H. Kono, and W. Setaka, 19,

6049-6056 (2017).

■解説

1. ケイ素の特長を利用したπ電子系架橋かご型化合物

“分子ジャイロコマ”の構造化学, 瀬高渉,

, 34, 19-26 (2017).

■招待講演

1. Phenylene-bridged Macrocages as Crystalline Molecular

Gyrotops, Wataru Setaka, International Conference of

Natural and Artificial Molecular Machines, 2017.12.18-20,

IIT Bombay, India (IT11 12/19, invited)

■学会発表

1. 田中尋之・稲垣佑亮・山口健太郎・瀬高渉, レゾル

シルトリプチセンの合成と結晶構造, 日本化学会第98春季年

13

会、日本大学理工学部船橋ｷｬﾝﾊﾟｽ（千葉県船橋市）、

2018.3.20-24 (3/23, 4F4-09) (oral)

2. 細野哲司・稲垣佑亮・山口健太郎・瀬高渉, スズ架

橋分子ギアの合成とギア滑り, 日本化学会第 98 春季年会、

日本大学理工学部船橋ｷｬﾝﾊﾟｽ（千葉県船橋市）、

2018.3.20-23 (3/22, 3A8-18) (oral)

3. 伊藤雅也・稲垣佑亮・山口健太郎・瀬高渉, シリル

置換チエノ[3,2-b]チオフェンの光学特性における置換基効果, 日本化学会第 98 春季年会、日本大学理工学部船橋ｷｬﾝﾊﾟｽ

（千葉県船橋市）、2018.3.20-23 (3/22, 3A8-02) (oral)

4. 林大樹・稲垣佑亮・瀬高渉, ジメチルフルオレン架橋

カゴ型化合物の固体発光のカゴサイズ効果, 日本化学会第

98 春季年会、日本大学理工学部船橋ｷｬﾝﾊﾟｽ（千葉県船橋

市）、2018.3.20-23 (3/22, 3A8-01) (oral)

5. 橋本光・稲垣佑亮・瀬高渉, -オキシルカルバゾール

架橋カゴ型化合物の調製と観察, 日本化学会第 98 春季年

会、日本大学理工学部船橋ｷｬﾝﾊﾟｽ（千葉県船橋市）、

2018.3.20-23 (3/21, 2F2-52) (oral)

6. 梶山一輝・稲垣佑亮・山口健太郎・瀬高渉, フェニレ

ン架橋ジアザ大環状化合物の合成と酸化還元特性, 日本化

学会第 98 春季年会、日本大学理工学部船橋ｷｬﾝﾊﾟｽ（千葉

県船橋市）、2018.3.20-23 (3/20, 1F2-40) (oral)

7. 土屋太朗・稲垣佑亮・山口健太郎・瀬高渉, o-ジフル

オロベンゼン架橋分子ジャイロコマの結晶中における回転運

動, 日本化学会第 98 春季年会、日本大学理工学部船橋ｷｬﾝ

ﾊﾟｽ（千葉県船橋市）、2018.3.20-23 (3/20, 1F2-39) (oral)

8. 橋本光・稲垣佑亮・山口健太郎・瀬高渉, カルバゾー

ル架橋カゴ型化合物によるカルバゾールの機能化, 第 44 回

有機典型元素化学討論会、東京工業大学大岡山キャンパス

（東京都目黒区）、2017.12.7-9. (oral)

9. 高島英明・稲垣佑亮・山口健太郎・瀬高渉, フェロセン

及びルテノセン架橋カゴ型化合物の合成と酸化還元特性, 第

44 回有機典型元素化学討論会、東京工業大学大岡山キャン

パス（東京都目黒区）、2017.12.7-9. (poster)

10. Taro Tsuchiya, Yusuke Inagaki, Kentaro Yamaguchi,

Wataru Setaka,

, The

2nd International Symposium on Hydrogen Energy-based

Society, 2017.11.20-21, Tokyo Metropolitan University, Japan

(poster).

11. 土屋太朗・稲垣佑亮・瀬高渉, o-ジフルオロベンゼン

を回転子とする分子ジャイロコマの合成, 第 7 回 CSJ 化学フ

ェスタ 2017, 2017.10.17-19. タワーホール船堀（東京都江戸

川区）(P4-030 10/18) (poster)

※優秀ポスター発表賞を受賞

12. 田中尋之・稲垣佑亮・山口健太郎・瀬高渉, 新規分

子ローターとしてのレゾルシノールトリプチセンの合成, 第 7

回 CSJ 化学フェスタ 2017, 2017.10.17-19. タワーホール船堀

（東京都江戸川区）(P4-031 10/18) (poster)

13. 伊藤雅也・稲垣佑亮・瀬高渉, ビピリジン架橋分子ジ

ャイロコマの合成と Pd(II)との錯形成, 第 7 回 CSJ 化学フェス

タ 2017, 2017.10.17-19. タワーホール船堀（東京都江戸川区）

(P3-026 10/17) (poster)

14. 鶴長都・荒瀬淳子・稲垣佑亮・山口健太郎・瀬高渉,

チオフェンジオキシドを回転子とする分子ジャイロコマの固体

誘電性, 第 28 回基礎有機化学討論会、九州大学伊都キャン

パス（福岡県福岡市）(1B03 9/7). (oral)

■受賞

1. 土屋太朗, 第 7 回 CSJ 化学フェスタ 2016、優秀ポスター

発表賞を受賞、2018.11.


1. 有機化合物の構造解析共同研究

有機化合物の構造や物性解析において、本学に設置されて

いない大型分析装置による共同研究実験を行った。［連携機

関］徳島文理大学香川薬学部、東北大学大学院理学研究科

附属巨大分子解析研究センター［研究成果］査読付き論文

＃１

2. 分子ジャイロコマにおける分子回転運動の理論と実験共

同研究（科研費基盤Ｃ(特設分野)共同研究）

分子ジャイロコマはカゴ型分子骨格の内部でπ電子系が１軸

回転するよう設計された分子である。分子運動について、理

論研究を東北大学河野教授・菅野博士が、実験研究を当研

究室で担当し、理論と実験の整合性に関する共同研究を進

めている。［連携機関］東北大学大学院理学研究科河野研究

室［研究成果］査読付き論文＃１

14

先端物質デザイン分野春田研究室

教授春田正毅助教竹歳絢子特任教授石田玉青特任教授村山徹特任准教授西垣潤一特任助教藤田隆史特任助教吉田拓也

特任助教石川大輔特任助教井上泰徳特任助教秦槙一特任助教 Mingyue LIN 特任助教 Qianqian ZHU

■構成員

春田正毅（はるたまさたけ）教授/工学博士触媒化学、ナノ材料化学 F-204室 TEL：042-677-2582 [email protected] 竹歳絢子（たけとしあやこ）助教/博士(工学) 触媒化学 F-203室 TEL：042-677-2360 [email protected] 石田玉青（いしだたまお）特任教授/博士(工学) 触媒化学 F-203室 TEL：042-677-2360 [email protected] 村山徹（むらやまとおる）特任教授/博士(工学) 触媒化学 F-203室 TEL：042-677-2360 [email protected] 西垣潤一（にしがきじゅんいち）特任准教授/博士(理学) 触媒化学 F-203室 TEL：042-677-2360 [email protected] 藤田隆史（ふじたたかし）特任助教/博士(理学) 触媒化学 F-201室 TEL：042-677-2360 [email protected] 吉田拓也（よしだたくや）特任助教/博士(理学) 触媒化学 (2017年9月転出) 石川大輔（いしかわだいすけ）特任助教/博士(工学) 触媒化学 F-201室 TEL：042-677-2360 [email protected]

井上泰徳（いのうえやすのり）特任助教/博士(理学) 触媒化学 (2017年10月転出)

秦槙一（はたしんいち）特任助教/博士(工学) 触媒化学 (2018年3月転出)

LIN Mingyue 特任助教/博士(工学) 触媒化学 F-201室 TEL：042-677-2360 [email protected] (2017年7月転入) ZHU Qianqian 特任助教/博士(工学) 触媒化学 F-201室 TEL：042-677-2360 (2018年1月転入) 修士課程 2 名 ■研究概要 (1) 担持金ナノ粒子触媒を用いた気相反応に関する研究

村山徹、吉田拓也、井上泰徳、秦槙一、LIN Mingyue、ZHU Qianqian、石田玉青、春田正毅

ケギン型ポリオキソメタレートにコロイド固定化法により 2.0 nm 以下の金クラスターを担持することにより、低温 CO 酸化

活性の高い触媒となることがわかった。このAu/Cs4SiW12O40

は高い触媒安定性を示し、少なくとも 1 か月間 0 °C で CO 転

化率 100%を維持した。さらに反応温度が 40 °C 以上になる

と、触媒活性が劇的に変わり、図 1 のような U 字型反応曲線

となった。温度領域により反応メカニズムが異なり、低温では

触媒に吸着した水分により、反応が促進されることを明らか

にした。

図 1 Au/Cs4SiW12O40 による CO 酸化反応臭気ガスの分解除去について、種々の金属酸化物担持金

触媒を用いて、選択酸化反応を行ったところ、酸化物担体に

よる選択性の違いを見出した。脱硝技術にて、アンモニア選択的還元法(NH3-SCR)を穏

やかな条件で実現する触媒が求められている。我々が開発し

た V2O5 触媒は高比表面積化に伴う酸点の増加により、200 ˚C 以下で極めて高い脱硝率を有しており、高比表面積 V2O5

が低温領域にて従来の工業用触媒(2-3wt%V2O5/TiO2)より

も高活性であることを示している(図 2)。この結果は、排ガス

処理システムの効率化に大きく寄与するものと期待され、触

15

媒化学やプロセス工学など広範囲の分野で高く評価されてい

る。

(2) 担持金ナノ粒子触媒を用いた有機反応に関する研究石田玉青、竹歳絢子、春田正毅これまでに金ナノ粒子触媒を用いた酸化的な芳香族 C–H結合のカップリング反応では、芳香族求電子置換反応的に反

応が進行することから、担体酸化物との界面に存在するカチ

オン性の金原子が活性サイトとして働くことが示唆されている。

計算化学でも 0 価の金ナノ粒子がソフトルイス酸性を有する

ことが明らかにされている。そこで、金粒子のソフトルイス酸

性を評価するために、種々の酸化物担持金触媒を用いて、

Au(I)錯体触媒で報告されているカルボン酸のビニル基交換

反応を検討した(Scheme 1)。

Scheme 1. 安息香酸と酢酸ビニルとのビニル基交換反応

図 3 に担体酸化物の酸塩基性と安息香酸ビニル収率との

関係を示す。その結果、塩基性や酸性担体では収率が低下

し、両性担体に金粒子を担持すると触媒活性が高くなり、

Au/ZrO2 で最も高い収率が得られることが分かった。また、金

粒子径を小さくするために金担持量を 1 wt%から 0.3 wt%に

減らした Au/ZrO2 では更に収率が向上した。更に金粒子を CeO2-ZrO2複合酸化物にすることで、最終的

に収率 92%で目的物が得られた。Au/CeO2-ZrO2 について、

触媒調製時の還元条件を変えて、異なる Au(III)/Au(0)の比

率を持つ触媒を調製したところ、水素還元した Au(0)触媒が

乾燥のみで調製したAu(III)比率の高いものよりも高い触媒活

性を示した。また、同じ Au(0)粒子で比較した場合には、より

小さな金粒子の方が高い触媒活性を示した。これらの結果から、担持触媒においてはカチオン性の金よ

りも、粒子径の小さい 0 価金粒子の方がカルボン酸のビニル

基交換反応に対して高い触媒活性を示し、0 価金粒子がソフ

トルイス酸触媒として機能することが明らかになった。

図 3 担体酸化物の電気陰性度と安息香酸ビニル収率との

関係香料となるエステルは、工業的に有用な化合物である。エ

ステル合成の従来法であるアルデヒドをカルボン酸に酸化し

た後、酸触媒によりエステルとする 2 段階反応に代わり、ア

ルデヒドから 1 段でエステル化する方法がグリーンケミストリ

ーの観点から注目されている。オクタナールとエタノールから

オクタン酸エチルを選択的に得る酸化的エステル化を種々の

担持金ナノ粒子触媒を用いて検討した。バッチ式の検討にお

いて、酸化亜鉛、アルミナ、シリカを担体とした場合に、目的

のエステルが高い収率で得られた(図 4)。次にこれらの金触

媒を用いて固定床流通式で反応を行った。流通式でも目的の

エステルが高い収率で得られ、6 時間の試験中、活性低下

は見られなかった。

図 4 種々の金触媒によるオクタナールの酸化的エステル化 (3) 生体関連物質と担持金ナノ粒子触媒との相乗作用に関

する研究西垣潤一、藤田隆史、春田正毅金ナノ粒子触媒と生体触媒である酵素を組み合わせること

で相補的・相乗的作用を持つ触媒反応の開発を行った。ニコチンアミドアデニンジヌクレオチド(還元型: NADH、酸化型

NAD＋)は、生体内の脱水素酵素の活性を発現させる補酵素

として機能し、基質の酸化還元反応に使用される。2 nm 以下

の微小な金クラスターを塩基性担体に固定した触媒を用いた

場合に、1.0 MPa の H2下で水素化反応が進行した(図 5)。水素化の活性は PtAu 合金触媒より低かったが、NADH 選択性

は金クラスターの方が高く、これは金クラスターと塩基性担体

の界面で水素がヘテロリテックに活性化されるためと考えら

れる。現在、金クラスターサイズの縮小による活性・選択性の

向上を目指すとともに、補酵素再生系として導入するため脱

水素酵素の活性を阻害しない担体のスクリーニングを行なっ

ている。

図 2 V2O5 と 2~3wt%V2O5/TiO2 を用いた NO の

NH3-SCR における NO 転化率の反応温度依存性

OH

O

AcO O

O

AcOHair

100 oC,48 h

[Au] (1 mol%)

0.5 mmol 1 mL

16

図 5 金触媒による NAD＋水素化反応．赤：NADH．PtAu 触

媒のみ 0.1 MPa H2, 2 h で反応．担持金ナノ粒子触媒がマウス初代マクロファージに及ぼす

影響について検討した。1-100 µg/ml の Au/TiO2と TiO2を 48時間マクロファージに曝露したところ、いずれも細胞毒性を示

さなかった。一方で、炎症応答に注目したところ、TiO2 の曝露

によってサイトカイン分泌量の著しい増加が観察されたが、

Au/TiO2ではほとんど増加しなかった。このAu/TiO2の効果を

調べるため、リポ多糖(LPS)で炎症を誘発した条件下で同様

の実験を行った(図 6)。その結果、Au/TiO2 の場合のみ、サイ

トカイン分泌量が著しく減少した。また、これと同様な効果が

Au/ZrO2 においても観察された。Au/TiO2 や Au/ZrO2 が抗炎

症剤の有望な候補であることが示唆された。

図 6 各処理後の TNFα 濃度 (4) DNA 構造体を足場として金ナノ粒子触媒と生体関連物

質を集積させた界面膜開発に関する研究石川大輔、春田正毅

DNA オリガミ技術を用いて、金ナノ粒子や酵素などを選択

的に導入可能な四角形の DNA ナノ構造体を設計、作製した

(図 7a)。このナノ構造体では内側に DNA のハイブリダイゼー

ションを利用して金ナノ粒子などを固定することが可能になっ

図 7 (a)DNA を原料とするナノ構造体作製の模式図、 (b)電気泳動による最適な MgCl2 濃度の決定。ている。この構造体作製のための最適な塩濃度、加熱・冷却

時間を電気泳動から決定している(図 7b)。


1. A. Taketoshi, T. Ishida, H. Ohashi, T. Honma, M. Haruta, “Preparation of gold clusters on metal oxides by deposition-precipitation with microwave drying and their catalytic performance for CO and sulfide oxidation”, Chin. J. Catal. 2017, 38, 1888–1898.

2. Q. Lin, C. Han, H. Su, L. Sun, T. Ishida, T. Honma, X. Sun, Y. Zheng, C. Qi, "Remarkable enhancement of Fe-V-Ox composite metal oxide to gold catalyst for CO oxidation in the simulated amosphere of CO2 laser", RSC Adv. 2017, 7, 38780–38783.

3. Z. Zhang, Y. Kumamoto, T. Hashiguchi, T. Mamba, H. Murayama, E. Yamamoto, T. Ishida, T. Honma, M. Tokunaga, “Wacker Oxidation of Terminal Alkenes over ZrO2 Supported Pd Nanoparticles under Acid- and Co-Catalyst-Free Conditions”, ChemSusChem 2017, 10, 3482–3489.

4. H. Murayama, T. Hasegwa, Y. Yamamoto, M. Tone, M. Kimura, T. Ishida, T. Honma, M. Okumura, A. Isogai, T. Fujii, M. Tokunaga, “Chloride-Free and Water-Soluble Au Complexes for Preparation of Supported Small Nanoparticles by Impregnation Method”, J. Catal. 2017, 353, 74–80.

5. H. Ando, D. Kawamoto, H. Ohashi, T. Honma, T. Ishida, Y. Okaue, M. Tokunaga, T. Yokoyama, “Adsorption Behavior of Au(III) Complex Ion on Nickel Carbonate and Nickel Hydroxide”, Colloids Surf. A 2018, 537, 383–389.

6. T. Ishida, Z. Zhang, H. Murayama, M. Tokunaga, “Oxide-Supported Palladium and Gold Nanoparticles for Catalytic C-H Transformations”, J. Synth. Org. Chem., Jpn. 2017, 75, 1150–1161.

7. A. Yada, T. Murayama, J. Hirata, T. Nakashima, M. Tamura, Y. Kon, W. Ueda, “W-Ti-O Mixed Metal Oxide Catalyzed Dehydrative Cross-etherification of Alcohols”, Chem. Lett. 2018, in press.

8. T. Yoshida, T. Murayama, N. Sakaguchi, M. Okumura,

17

T. Ishida, M. Haruta, “Carbon Monoxide Oxidation by Polyoxometalate ‐ Supported Gold Nanoparticulate Catalysts: Activity, Stability, and Temperature ‐

Dependent Activation Properties”, Angew. Chem. Int. Ed. 2018, 57,1523–1527.

9. K. Nakajima, J. Hirata, M. Kim, N. K. Gupta, T. Murayama, A. Yoshida, N. Hiyoshi, A. Fukuoka, W. Ueda, “Facile Formation of Lactic Acid from a Triose Sugar in Water over Niobium Oxide with a Deformed Orthorhombic Phase”, ACS Catal. 2018, 8, 283–290.

10. T. Baidya, T. Murayama, P. Bera, O. Safonova, P. Steiger, N. Katiyar, K. Biswas, M. Haruta, “Low-temperature CO oxidation over combustion made Fe and Cr doped Co3O4 catalysts: Role of dopant’s nature toward achieving superior catalytic activity and stability”, J. Phys. Chem. C 2017, 121, 15256–15265.

11. S. Ishikawa, Y. Goto, Y. Kawahara, S. Inukai, N. Hiyoshi, N. F. Dummer, T. Murayama, A. Yoshida, M. Sadakane, W. Ueda, “Synthesis of crystalline microporous Mo-V-Bi oxide for selective (amm)oxidation of light alkanes”, Chem. Mater. 2017, 29, 2939–2950.

12. T. Murayama, K. Nakajima, J. Hirata, K. Omata, E. J. M. Hensen, W. Ueda, “Hydrothermal Synthesis of a Layered-type W-Ti-O Mixed Metal Oxide and its Solid Acid Activity”, Catal. Sci. Tech. 2017, 7, 243–250.

13. S. Ishikawa, D. Jones, S. Iqbal, R. Christian, D. J Morgan, D. J. Willock, P. Miedziak, J. K. Bartley, J. Edwards, T. Murayama, W. Ueda, G. Hutchings, “Identification of the catalytically active component of Cu-Zr-O catalyst for the hydrogenation of levulinic acid to γ-valerolactone”’, Green Chem. 2017, 19, 225–236.

14. K. Nomiya, K. Endo, Y. Murata, S. Sato, S. Shimazaki, S. Horie, E. Nagashima, Y. Yasuda, T. Yoshida, S. Matsunaga, T. Matsubara, "Polyoxometalate-Assisted, One-Pot Synthesis of a Pentakis[(triphenylphosphane)gold]ammonium(2+) Cation Containing Regular Trigonal-Bipyramidal Geometries of Five Bonds to Nitrogen", Inorg. Chem. 2018, 57, 1504–1516.

15. M. Okuno, D. Ishikawa, W. Nakanishi, K. Ariga, T. Ishibashi, “The Symmetric Raman Tensor Contributes to Chiral Vibrational Sum Frequency Generation from Binaphthyl Amphiphile Monolayers on Water – Study of Electronic Resonance Amplitude and Phase Profiles”, J. Phys. Chem. C, 2017, 121, 11241–11250.

16. T. Sagami, S. Umemoto, Y. O. Tahara, M. Miyata, Y. Yonamine, D. Ishikawa, T. Mori, K. Ariga, H. Miyake, S. Shinoda, “pH-Responsive Cotton Effects in the d-d Transition Band of Self-Assembling Copper (II) Complexes with a Cholesteryl-Armed Ligand”, Bull. Chem. Soc. Jpn., 2017, 90, 739–745.

17. T. Mori, D. Ishikawa, Y. Yonamine, Y. Fujii, J. P Hill, I. Ichinose, K. Ariga, W. Nakanishi, “Mechanically Induced Opening-Closing Movements of Binaphthyl Molecular Pliers: Digital Phase Transition v.s. Continuous Conformational Change”, ChemPhysChem, 2017, 18, 1470–1477.

18. S. Hata, T. Omura, K. Oshima, Y. Du, Y. Shiraishi, N. Toshima, "Novel Preparation of Poly(3,4-ethylene dioxythiophene)-Poly(styrenesulfonate)-Protected Noble Metal Nanoparticles as Organic-Inorganic Materials", Bull. Soc. Photogr. Imag. Jpn. 2017, 27, 13–18.

19. M. Sadakiyo, S. Hata, X. Cui, M. Yamauchi, "Electrochemical Production of Glycolic Acid from Oxalic Acid Using a Polymer Electrolyte Alcohol Electrosynthesis Cell Containing a Porous TiO2 Catalyst", Sci. Rep. 2017, 3, 17032.

20. Y. Shiraishi, S. Hata, Y. Okawauchi, K. Oshima, H. Anno, N. Toshima, "Improved Thermoelectric Behavior of Poly(3,4-ethylene dioxythiophene)-Poly(styrenesulfonate) using Poly(N-vinyl-2-pyrrolidone)-coated GeO2 Nanoparticles", Chem. Lett. 2017, 46, 933–936.

21. T. Fukushima, S. Kitano, S. Hata, M. Yamauchi, “Carbon neutral energy cycles using alcohols”, Sci. Tech. Adv. Mater. 2018, 19, 142–152.

■学会発表

【国内発表(口頭発表)】 1. 宮岡裕樹, 新里恵多, 魏弘之, 定金正洋, 村山徹, 市

川貴之, 「マグネシウムの水素吸蔵放出反応における

種々の Nb 酸化物の触媒効果」, 日本金属学会 2017 年

秋期講演大会, 北海道大学, 2017.9.8. 2. 西垣潤一 , 春田正毅 , 「金クラスター触媒を用いた

NAD+の水素化反応」, 第 120回触媒討論会, 愛媛大学, 2017.9.12.

3. 細田和也, 井上泰徳, 服部真史, 鎌田慶吾, 原亨和, 「担持金属触媒を用いたベンゼンとアンモニアからの直

接アニリン合成」, 第 120 回触媒討論会, 愛媛大学, 2017.9.12.

4. 秦慎一, 村山徹, 美濃真, 清永英嗣, 盛田啓一郎, 引野健治, 春田正毅, 「酸化バナジウムを用いた低温

（200 °C 以下）における NO の NH3-SCR」, 第 120 回

触媒討論会, 愛媛大学, 2017.9.13 5. 竹歳絢子, 石田玉青, 春田正毅, 「流通式反応装置を

用いた担持金ナノ粒子触媒によるオクタなーるの酸化的

エステル化」 , 第 120 回触媒討論会 , 愛媛大学 , 2017.9.13.

6. 袖永竜生, 石田玉青, 春田正毅, 「担持金触媒によるア

ルキンのホモカップリング反応とカルボン酸とアルコール

とのビニル基交換反応」, 第120回触媒討論会, 愛媛大

学, 2017.9.13. 7. 石川理史, 後藤文倫, 河原義人, 犬飼将槙, 日吉範人,

NICHOLAS, Dummer, 村山徹, 吉田暁弘, 定金正洋, 上田渉, 「結晶性 Mo-V-Bi 複合酸化物の合成とそれを

用いた低級アルカン(アンモ)酸化反応」, 第 120 回触媒

討論会, 愛媛大学, 2017.9.13. 8. 矢田陽, 村山徹, 平田純, 中島拓哉, 今喜裕, 上田渉,

「W-Ti-O 複合金属酸化物触媒によるアルコールの脱水

交差エーテル化反応」, 第 120 回触媒討論会, 愛媛大

学, 2017.9.13. 9. 張振中, 万場鉄矢, 村山美乃, 山本英治, 石田玉青,

本間徹生, 徳永信, 「パラジウム触媒を用いたブタジエ

ンの酸化的ジヒドロキシ化反応」, 第 120 回触媒討論会, 愛媛大学, 2017.9.13.

10. 村山徹, Navneet Kumar Gupta, 中島清隆, 福岡淳, 春田正毅, 「金ナノ粒子担持触媒を用いたフルフラール

18

酸化」, 第 120 回触媒討論会, 愛媛大学, 2017.9.14. 11. 森大洋, 井上泰徳, 服部真史, 鎌田慶吾, 原亨和,「水

素化カルシウム担持ルテニウム触媒を用いたアンモニア

合成」, 第 120 回触媒討論会, 愛媛大学, 2017.9.14. 12. 村山徹, 竹歳絢子, 石田玉青, 春田正毅，「金ナノ粒子

を担持した酸化ニオブ触媒によるフルフラールの酸化反

応」, 第47回石油・石油化学討論会, とりぎん分化会館, 2017.11.17.

13. 村山徹, 吉田拓也, 坂口紀史, 石田玉青, 春田正毅, 「ポリオキソメタレートに担持した金ナノ粒子触媒による

CO 酸化反応」 , 第 121 回触媒討論会, 東京大学, 2018.3.22.

【国内発表(ポスター発表)】 1. 石川大輔, 鈴木勇輝, 黒川知加子, 大原正行, 土屋美

恵, 森田雅宗, 柳澤実穂, 川野竜司, 遠藤政幸, 瀧ノ

上正浩，「構造化 DNA の球状集積体を用いた動的反応

場構築に向けて」, 「分子ロボティクス」最終公開シンポ

ジウム, 東京大学本郷キャンパス伊藤国際学術研究セ

ンター, 2017.7.15. 2. 石川大輔, 鈴木勇輝, 黒川知加子, 大原正行, 土屋美


上正浩，「DNA 構造化粒子の油中水滴界面への集積に

よるカプセル形成」, 「分子ロボティクス」最終公開シンポ

ジウム, 東京農工大学小金井キャンパス科学博物館, 2017.8.15.

3. 竹歳絢子, 石田玉青, 大橋弘範, 本田徹生, 春田正毅, 「金属酸化物担持金クラスター触媒調製におけるマイク

ロ波乾燥効果」, 第14回Spring-8産業利用報告会, 川崎市産業振興会館, 2017.9.1.

4. 村山美乃, 長谷川貴之, 刀禰美紗紀, 本間徹生, 石田

玉青, 徳永信, 辻哲郎, 「日本酒の劣化臭吸着材実

用化のための担持金ナノ粒子調製条件の検討」, 第 14回 Spring-8 産業利用報告会, 川崎市産業振興会館, 2017.9.1.

5. 田口和樹, 大島啓佑, 秦慎一, 白石幸英, 戸嶋直樹, 「第 13 族元素ドープ ZnO ナノ粒子の合成と熱電特性」, 第 7 回 CSJ 化学フェスタ , タワーホール船堀 , 2017.10.17

6. 星野聡, 大島啓佑, 秦慎一, 白石幸英, 戸嶋直樹, 「導電性高分子/カーボンナノチューブ/Ag ナノプレート複

合膜の熱電特性」, 第 7 回 CSJ 化学フェスタ 2017, タワーホール船堀, 2017.10.17

7. 袖永竜生, 石田玉青, 春田正毅, 「担持金触媒によるカ

ルボン案とビニルエーテルのビニル基交換反応」, 第 7回 CSJ 化学フェスタ, タワーホール船堀, 2017.10.19.

8. 石川大輔, 鈴木勇輝, 黒川知加子, 大原正行, 土屋美


上正浩，「両親媒化 DNA ナノプレートの自己組織化によ

る油中水滴カプセル形成」, 「細胞を創る」研究会 10.0, 京都教育文化センター, 2017.10.19.

【国際会議(口頭発表)】 1. T. Murayama, K. Nakajima, N. K. Gupta, A. Fukuoka,

M. Haruta, “Gold nanoparticulate catalysts deposited on niobium oxide and their catalytic activity for gas and liquid phase oxidation”, 8th International Symposium on Acid-Base Catalysis (ABC-8), Rio de Janeiro, Brazil, 2017.5.9.

2. H. Gi, K. Shinzato, M. Sadakane, T. Murayama, H. Miyaoka, T. Ichikawa, “Catalytic effect of various

Nb2O5 on hydrogen desorption and absorption in MgH2”, The 1st International Symposium on Fuels and Energy, Hiroshima, Hiroshima, 2017.7.11.

3. T. Murayama, K. Nakajima, N. K. Gupta, A. Fukuoka, M. Haruta, “Low temperature gas/liquid phase oxidation by nanoparticulate gold catalysts deposited on niobium oxide”, 13th European Congress on Catalysis (EUROPACAT 2017), Florence, Italy, 2017.8.28.

4. T. Ishida, "Supported Gold Nanoparticle-Catalyzed Coupling Reactions", Dalian Institute of Chemical Physics-Tokyo Metropolitan University (DICP-TMU) Joint Symposium on Gold Catalysis Research, Dalian, China, 2017.9.29.

5. T. Murayama, “Gold nanoparticulate catalysts deposited on solid acid and their application for oxidation reactions”, Dalian Institute of Chemical Physics-Tokyo Metropolitan University (DICP-TMU) Joint Symposium on Gold Catalysis Research, Dalian, China, 2017.9.29.

6. J. Nishigaki, “Interconversion of NADH and NAD+ by gold cluster catalysts: regeneration of active coenzymes in dehydrogenase catalytic process”, Dalian Institute of Chemical Physics-Tokyo Metropolitan University (DICP-TMU) Joint Symposium on Gold Catalysis Research, Dalian, China, 2017.9.29.

7. T. Fujita, K. Shibamoto, M. Haruta, “Effects of calcination temperature and atmosphere on Au/ZnO catalyst for CO oxidation”, Dalian Institute of Chemical Physics-Tokyo Metropolitan University (DICP-TMU) Joint Symposium on Gold Catalysis Research, Dalian, China, 2017.9.29.

8. A. Taketoshi, T. Ishida, M. Haruta, “Preparation of Gold Clusters on Metal Oxides by Deposition-Precipitaion with Microwave Drying”, Dalian Institute of Chemical Physics-Tokyo Metropolitan University (DICP-TMU) Joint Symposium on Gold Catalysis Research, Dalian, China, 2017.9.29.

9. R. Sodenaga, T. Ishida, M. Haruta, "Supported gold-catalyzed transfer vinylation of carboxylic acid", Dalian Institute of Chemical Physics-Tokyo Metropolitan University (DICP-TMU) Joint Symposium on Gold Catalysis Research, Dalian, China, 2017.9.29.

10. T. Murayama, “Nanoparticulate gold catalyst deposited on polyoxometalate”, Workshop Cardiff & TMU, Cardiff University, Cardiff, UK, 2018.2.5.

11. A. Taketoshi, “Oxidative Esterification of Aliphatic Aldehydes Catalyzed by Gold Nanoparticles in Bach and Continuous Flow Reactors”, Workshop Cardiff & TMU, Cardiff University, Cardiff, UK, 2018.2.5.

12. T. Ishida, “Supported Gold Nanoparticle Catalysts for C-H Bond Transformation”, Workshop Cardiff & TMU, Cardiff University, Cardiff, UK, 2018.2.5.

【国際会議(ポスター発表)】 1. T. Ishida, R. Sodenaga, T. Honma, M. Haruta,

"Transfer Vinylation Catalyzed by Supported Gold Catalysts", The 2nd International Symposium on Hydrogen Energy‒based Society, Tokyo Metropolitan

19

University, 2017.11.21

【依頼・招待講演】 1. 村山徹, 「種々の結晶相を有する酸化二オブの水熱合

成と触媒への応用」, 第 3 回機能性ナノ酸化物研究拠

点コロキウム, 広島大学, 2017.4.17. 2. T. Fujita, M. Haruta, J. Boczkowski, “Gold catalysis: a

new anti-inflammaging therapeutic option”, JSPS-INSERM Joint Symposium, Paris, France, 2017.7.3.

3. 石田玉青, 「金属ナノ粒子触媒による C-H 結合の官能

基化」, 神戸大学先端融合科学シンポジウム「非共有

結合系の分子科学：構造と機能」 , 神戸大学 , 2017.7.21.

4. T. Ishida, "Palladium and Gold-Nanoparticle-Catalyzed Oxidative C-H Functionalization", 8th World Congress on Oxidation Catalysis (2017) (8WCOC), Krakow, Poland, 2017.9.5.

5. 石田玉青, 「担持金属ナノ粒子・クラスター触媒の調製

と機能」, 17-1 無機高分子研究会, 和光純薬工業(株)湯河原研修所, 2017.10.13.

6. T. Murayama, H. Gi, K. Shinzato, M. Sadakane, H. Miyaoka, T. Ichikawa, “Hydrogen desorption and absorption in MgH2 assisted by catalytic effect of Nb2O5”, The 2nd International Symposium on Hydrogen Energy‒based Society, Tokyo Metropolitan University, 2017.11.21.

7. 石田玉青, 「金ナノ粒子の触媒作用と酵素との相乗作

用」, GIC 平成 29 年度第 54 回研修セミナー, 産業技

術総合研究所東北センター, 2017.12.22 8. A. Taketoshi, “Oxidative Esterification of Octanal

Catalyzed by Gold Nanoparticles in Batch and Continuous Flow Reactors”, TMU and PetroMat Joint Mini Symposium on Catalysis and Advanced Materials 2018, Tokyo Metropolitan University, 2018.1.31.

■著書・総説・解説、報告書他

1. T. Ishida, M. Haruta, "Supported Gold Nanoparticles Leading to Green Chemistry", Nanotechnology in Catalysis: Applications in the Chemical Industry, Energy Research, and Environment Protection, Ed. By Bert F. Sels, M. van de Voorde, Wiley-VCH.

2. 村山美乃, 播磨大樹, 生武侑也, 本間徹生, 石田玉青, 徳永信, 井澤雄輔, 2017A SPring-8 産業利用課題実

施報告書, 課題番号: 1576, 実験課題名: In-situ Pt LIII-edge XAFS による担持白金触媒のアリルエステル異性

化反応における構造変化の解析 (Structure Changes of Supported Pt Catalysts During Isomerization of Allyl Esters by In Situ Pt LIII-edge XAFS

3. 村山美乃, 万場鉄矢, 本間徹生, 石田玉青, 徳永信, 井澤雄輔, 2017A SPring-8 産業利用課題実施報告書, 課題番号: 1780, 実験課題名: In situ XAFS 測定による

フルフラール脱カルボニル化反応における担持パラジウ

ム触媒の失活要因解明 (Structure Changes of Supported Pd Catalysts During Decarbonylation Reaction of Furfural)

4. Ultra-efficient removal of carbon monoxide using gold nanoparticles on a molecular support ~New method and mechanism for state-of-the-art gas purification~, TOKYO METROPOLITAN UNIVERSITY, EurelAlert!, PUBLIC RELEASE: 9-FEB-2018.

■受賞

1. 石田玉青, 第 5 回関博雄記念賞, 「担持金属クラスター

触媒を用いた有機反応の開発」 , 関記念財団 , 2017.11.8.

2. 石川大輔, 第 1 回分子ロボティクス年次大会若手研究

奨励賞, 「両親媒性 DNA ナノプレートの界面自己集積

のカプセル空間形成」, 2018.3.6.


JSPS 外国人特別研究員（欧米短期）として Cardiff University (英国)の Graham J. Hutchings 教授の研究グル

ープから博士課程学生 1 名を 3 か月受入れ、単原子金なら

びにパラジウム担持触媒、金ナノ粒子触媒を用いた有機反応

に関する共同研究を行った。


Yantai University（中国）の Caixia Qi 教授の研究グループ

とは引き続き金触媒に関する共同研究を行い、Qi グループ

の触媒構造解析を春田研で行った。大連化学物理研究所(DICP, 中国)の金触媒研究センター

とは金の化学研究センターとの合同シンポジウムを大連で開

催した。また、DICP の Junhu Wang 教授のグループとは、ハ

イドロキシアパタイト担持金触媒を用いた有機反応開発につ

いて、共同研究を開始した。九州大学の徳永信教授のグループとは JST・ALCA の研

究プロジェクトにおいて、金触媒を用いたアルケンの異性化

反応等の共同研究を行った。産業技術総合研究所の三村直樹主任研究員とは、金触媒

を用いたフローリアクターでの有機反応開発等で共同研究を

開始した。東京都立産業技術研究センターの紋川亮主任研究員とは

引き続き酵素燃料電池に関する共同研究を行い、春田研で

は炭素材料への金クラスターの担持に取り組んだ。

20


エネルギーデバイス分野金村研究室

教授金村聖志准教授梶原浩一助教棟方裕一 ■構成員

金村聖志（かなむらきよし）教授/工学博士

工業無機化学, エネルギー化学, 電気化学

9-247号室 TEL：042-677-2828 [email protected]

梶原浩一（かじはらこういち）准教授/博士(エネルギー化学)

無機化学, 機能物質化学, 無機材料・物性


棟方裕一（むなかたひろかず）助教/博士(工学)

電気化学, 無機材料化学, 蓄電池・燃料電池


博士後期課程 x7 名 (うち社会人 4 名)

修士課程 x15 名

学部 4 年 x 9 名

■研究概要

蓄電池に関する研究

金村聖志, 棟方裕一

エネルギーの有効利用に基づく持続可能な社会の実現を目

指し、安全で高いエネルギー密度を有する蓄電池の開発を行

った。固体電解質を利用した全固体電池に必要な電極の作

製(図 1)や固体電解質に有機材料を複合したフレキシブルな

無機有機コンポジット電解質膜の開発(図 2)を進めた。Li 金属

負極を使用する蓄電池に関する総合的な研究を推進し、多く

の成果を得た。

図 1 溶媒和イオン液体含有複合正極を適用した全固体リチ

ウム二次電池の充放電特性。

図 2 柔軟性に富み薄膜化が可能な無機有機コンポジット電

解質膜シート。

燃料電池に関する研究

金村聖志, 棟方裕一

高効率なエネルギー変換が可能な熱回収型中温無加湿燃料

電池の開発に取り組んだ。中温無加湿環境で使用できる電

解質材料の探索を進め、リン酸とイオン液体の混合物が中温

作動の燃料電池の有望な電解質材料であることを明らかにし

た。また、この電解質を用いて燃料電池を試作し、180 ℃、無

加湿条件下において燃料電池を動作させることに成功した

(図 3)。

図 3 リン酸とイオン液体の混合物からなる新規電解質を用い

た燃料電池の中温無加湿動作試験。

無機酸化物系材料の光・電子物性に関する研究

梶原浩一

無機酸化物系材料を機能材料として活用するため、主にそれ

らの合成法の開発と、光・電子物性を把握し機能化する研究

を行っている。本年度は主としてイオン伝導体の開発を行っ

た。リチウムボラサイト Li4B7O12Cを結晶化ガラスとして簡便に

合成する方法を開発した。さらに、そのホウ素サイトが他の金

属イオンで置換できることを初めて知見し、リチウムボラサイ

ト系で現在最高の Li+イオン伝導度(室温で~10−5 S cm−1)を示

す新規化合物 Li4B4M3O12Cl(M = Al, Ga)を発見した(図 4)。M =

Al の化合物は金属リチウムとの接触に対して安定であり、全

固体リチウム二次電池に適用しうる。また、Mg2+イオン伝導性

セラミックス Mg0.5−x(Zr1−xNbx)2(PO4)3 (x = 0.15)の、真空中での

金属 Mg 電極を用いた高温直流伝導度測定試験と輸率測定

に成功し、この化合物で Mg2+イオンが直流伝導することを直

接的に示した(図 5)。

図 4 新規リチウムイオン伝導性化合物 Li4B4M3O12Cl(M = Al,

Ga)の結晶構造と Li 金属に接触後の結晶化ガラス試料(M =

Al)の写真。

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

0

20

40

60

80

100

0 100 200 300 400 Pow

er d

ensi

ty /

mW

cm

-2

Current density / mA cm-2C

ell v

olta

ge /

V

3

3.2

3.4

3.6

3.8

4

4.2

0 50 100 150 200

Volta

ge /

V

Capacity / mAh g–1

Charge1

Charge2

Charge3

Charge4

Charge5

Charge6

Charge7

Charge8

Charge9

Charge10

Discharge1

Discharge2

Discharge3

Discharge4

Discharge5

Discharge6

60 °C20 µA cm–2

1st-3rd

Composite cathode

21


図 5 Pt(ブロッキング)電極および Mg(ノンブロッキング)電極で

測定した Mg0.5−x(Zr1−xNbx)2(PO4)3 (x = 0.15)焼結体の交流伝導

度のアレニウスプロット(左)と Mg 電極による 350℃での直流

分極測定(右)。


1. Yuta Maeyoshi, Shohei Miyamoto, Hirokazu Munakata,

Kiyoshi Kanamura, Enhanced cycle stability of LiCoPO4

by using three-dimensionally ordered macroporous

polyimide separator, J. Power Sources 350, 103–108

(2017).

2. 松岡涼, 青柳重夫, 松本尚志, 松平昌昭, 高橋康史, 熊

谷明哉, 井田大貴, 棟方裕一, 飯田克彦, 珠玖仁, 金村

聖志, 末永智一, 超高解像度電気化学顕微鏡の創成と

応用, Electrochemistry, 85, 316-326 (2017).

3. Sunghyun Lim, Ji-Hyun Kim, Yuto Yamada, Hirokazu

Munakata, Young-Seak Lee, Sung-Soo Kim, Kiyoshi

Kanamura, Improvement of rate capability by graphite

foam anode for Li secondary batteries, J. Power Sources

355, 164-170 (2017).

4. Xiao Yan and Deye Sun, Yanqing Wan, Zengqi Zhang,

Wenchao Yan, Jicheng Jiang, Furui Ma, Jian Liu,

Yongcheng Jin, Kiyoshi Kanamura, Enhanced

Electrochemical Performance of LiMn0.75Fe0.25PO4

Nanoplates from Multiple Interface Modification by Using

Fluorine-Doped Carbon Coating, ACS Sustainable Chem.

Eng., 5, 4637–4644 (2017).

5. Kei Nishikawa, Nobuyuki Zettsu, Katsuya Teshima,

Kiyoshi Kanamura, Intrinsic electrochemical

characteristics of one LiNi0.5Mn1.5O4 spinel particle, J.

Electroanal. Chem., 799, 468-472 (2017).

6. Jungo Wakasugi, Hirokazu Munakata, Kiyoshi Kanamura,

Improvement of sintering of Li6.25Al0.25La3Zr2O12 by using

pre-heat treatment, Solid State Ionics, 309, 9–14 (2017).

7. Yanqing Wang, Zengqi Zhang, Masaki Haibara, Deye Sun,

Xiaodi Ma, Yongcheng Jin, Hirokazu Munakata, Kiyoshi

Kanamura, Reduced Polysulfide Shuttle Effect by Using

Polyimide Separators with Ionic Liquid-based

Electrolytes in Lithium-Sulfur Battery, Electrochim. Acta,

255, 109-117 (2017).

8. Yuta Maeyoshi, Shohei Miyamoto, Hirokazu Munakata,

Kiyoshi Kanamura, Effect of conductive carbon additives

on electrochemical performance of LiCoPO4, J. Power

Sources, 376, 18-25 (2018).

9. Naoto Tezuka, Yuta Okawa, Koichi Kajihara, Kiyoshi.

Kanamura, Synthesis and characterization of lithium-ion-

conductive glassceramics of lithium chloroboracite

Li4+xB7O12+x/2Cl (x = 0–1), J. Ceram. Soc. Jpn. 125, 348-

352 (2017).

10. Koichi Kajihara, Hayato Nagano, Takaoki Tsujita,

H.irokazu Munakata, Kiyoshi Kanamura, High-

temperature conductivity measurements of magnesium-

ion-conducting solid oxide Mg0.5-x(Zr1-xNbx)2(PO4)3 (x =

0.15) using Mg metal electrode, J. Electrochem. Soc. 164,

A2183-A2185 (2017).

11. Koichi Kajihara, Naoto Tezuka, Mao Shoji, Jungo Wakasugi,

Hirokazu Munakata, Kiyoshi Kanamura, Li4B4M3O12Cl (M =

Al, Ga): an electrochemically stable, lithium-ion-

conducting cubic boracite with substituted boron sites,

Bull. Chem. Soc. Jpn. 90, 1279-1286 (2017)

12. Linards Skuja, Koichi Kajihara, Krisjanis Smits, Kalvis Alps,

Andrejs Silins, Janis Teteris, Luminescence properties of

chlorine molecules in glassy SiO2 and optical fibre

waveguides, Proc. Est. Acad. Sci 66, 455-461 (2017)

■学会発表

【国内発表】

1. 于潔, 菊池翔二郎, 棟方裕一, 金村聖志, プロトン

性イオン液体/リン酸混合電解質を用いた中温・無加湿

燃料電池の開発, 第 19 回化学電池材料研究会ミーティ

ング, 2017 年 6 月, 日本化学会会館, 東京

2. 宋健也, 万代俊彦, 金村聖志, 塩化物とイミド塩の混

合 Mg 塩を含む 3 成分電解液の電気化学特性, 第 19 回

化学電池材料研究会ミーティング, 2017 年 6 月, 日本化

学会会館, 東京

3. 庄司真雄, 棟方裕一, 金村聖志, 溶媒和イオン液体

を含有させた LiCoO2 による正極/固体電解質間の界面

抵抗の低減効果, 第 19 回化学電池材料研究会ミーティ

ング, 2017 年 6 月, 日本化学会会館, 東京

4. 梶原浩一,五十嵐雄太, 櫻木新, 金村聖志, ポリシ

ルセスキオキサン系有機-無機ハイブリッドガラスの無共

溶媒合成と光学的性質, 第 78 回応用物理学会秋季学

術講演会, 2017 年 9 月, 福岡国際会議場, 福岡

5. 田中優美、眞正浄光、古場裕介、栁澤伸、梶原浩

一, Cu 添加 Li2B4O7 ガラスセラミックスの熱蛍光特性, 第

78 回応用物理学会秋季学術講演会, 2017 年 9 月, 福岡

国際会議場, 福岡

6. 金村聖志, エアロゾル析出法による全固体電池の作製,

2017 年度セラミックス総合研究会, 2017 年 9 月, 松栄第

二別館, 高知

7. 須田真優, 梶原浩一, 金村聖志, ゾル−ゲル法によ

るシリカ−(Gd,Pr)PO4 透明結晶化ガラスの紫外発光にお

ける希土類-リン比の影響, 日本セラミックス協会第 30

回秋季シンポジウム, 2017 年 9 月, 神戸大学六甲台地

区、兵庫

8. 于潔, 菊池翔二郎, 棟方裕一, 金村聖志, 中温無

加湿燃料電池用イオン液体/リン酸混合電解質の電気

化学特性評価, 2017 年電気化学秋季大会, 2017 年 9 月,

長崎大学, 長崎

9. 安藤慧佑, 山田悠登, 西川慶, 松田智行, 今村大

地, 金村聖志, 単粒子測定法を用いたリチウムイオン

電池正極活物質 Li(Ni-Co-Al)O2 の劣化メカニズム解析,

第 58 回電池討論会, 2017 年 11 月, 福岡国際会議場,

福岡

10. 金村聖志, ALCA-SPRING 概要, 第 58 回電池討論会,

2017 年 11 月, 福岡国際会議場, 福岡

11. 金村聖志, 金属系負極を用いた革新電池, 第 58 回電

池討論会, 2017 年 11 月, 福岡国際会議場, 福岡

12. 西川慶, 篠田啓介, 金村聖志, マイクロ電極を利用

した金属リチウムの析出・溶解メカニズムの研究, 第 58

回電池討論会, 2017 年 11 月, 福岡国際会議場, 福岡

13. 木村豪志, 庄司真雄, 棟方裕一, 金村聖志, Al ドー

プ Li7La3Zr2O12 を用いた Li+イオン伝導性固体-液体コン

ポジット電解質の電気化学特性, 第 58 回電池討論会,

22


2017 年 11 月, 福岡国際会議場, 福岡

14. 庄司真雄, 野中公貴, 棟方裕一, 桐原聡秀, 金村

聖志, 三次元構造化固体電解質と溶媒和イオン液体含

有複合正極からなる全固体リチウム電池の作製と評価,

第 58 回電池討論会, 2017 年 11 月, 福岡国際会議場,

福岡

15. 前吉雄太, 久保田昌明, 阿部英俊, 金村聖志, 三

次元規則配列多孔質構造を有するポリイミドセパレータ

による高電位正極材料 LiCoPO4 を用いた電池のサイク

ル特性向上, 第 58 回電池討論会, 2017 年 11 月, 福岡

国際会議場, 福岡

16. 棟方裕一, 長崎素子, 長久英三, 八木優子, 金村

聖志, 3DOM ポリイミドセパレータを用いたリチウム金属

二次電池の開発, 第 58 回電池討論会, 2017 年 11 月,

福岡国際会議場, 福岡

17. 菊池翔二郎, 于潔, 棟方裕一, 金村聖志, リン酸/

イオン液体からなる混合電解質を用いた中温無加湿燃

料電池の開発, 第 58 回電池討論会, 2017 年 11 月, 福

岡国際会議場, 福岡

18. Choudhary Ashu, 袖山慶太郎, 万代俊彦, 金村聖志,

館山佳尚, DFT-MD 法を用いたマグネシウム電池にお

ける Grignard 試薬の溶媒和構造解析, 第 58 回電池討

論会, 2017 年 11 月, 福岡国際会議場, 福岡

19. 紺谷昌司, 野田祐作, 棟方裕一, 金村聖志, 水熱

合成法による Mn1−xTixO2 の合成とその電気化学特性評

価, 第 58 回電池討論会, 2017 年 11 月, 福岡国際会議

場, 福岡研究室ごとに通し番号を記載

20. 梶原浩一, 櫻木新, 福田祐子, 五十嵐雄太、柿木

詩織, Junhyeok Jang, 吉田博久, 金村聖志, 親水性

ポリシルセスキオキサン液体の無共溶媒合成と物性,

第 58 回ガラスおよびフォトニクス材料討論会, 2017 年 11

月, 名古屋国際会議場, 愛知

21. 馬崎陸, 梶原浩一, 金村聖志, イッテルビウムトリフ

ルオロ酢酸塩含有マクロ多孔質シリカゲルの無共溶媒

ゾル−ゲル合成, 日本セラミックス協会 2018 年年会,

2018 年 3 月, 東北大学川内北キャンパス, 宮城

22. 工藤裕貴, 梶原浩一, 金村聖志, マグネシウムイオ

ン伝導性酸化物 Mg0.35(Zr0.85Nb0.15)2(PO4)3 の液相合成と

薄膜化, 日本セラミックス協会 2018 年年会, 2018 年 3 月,

東北大学川内北キャンパス, 宮城

23. 瀬戸涼介, 梶原浩一、金村聖志, 低融点ポリフェニ

ルシルセスキオキサンガラスの無共溶媒合成と評価, 日

本セラミックス協会 2018 年年会, 2018 年 3 月, 東北大学

川内北キャンパス、宮城

24. 梶原浩一, 手塚直人, 庄司真雄, 若杉淳吾, 棟方

裕一, 金村聖志, ホウ素サイト置換型新規リチウムイオ

ン伝導性ボラサイト Li4B4M3O12Cl (M = Al, Ga)の合成と評

価, 日本セラミックス協会 2018 年年会, 2018 年 3 月, 東

北大学川内北キャンパス、宮城

25. L. Skuja, 梶原浩一, K. Smits, A. Silins, 細野秀雄, シ

リカガラス中の格子間 Cl2 および ClClO 分子の発光およ

びラマン分光法による検出, 第 64 回応用物理学会春季

学術講演会, 2018 年 3 月, 早稲田大学西早稲田キャン

パス、東京

26. 金村聖志, リチウム金属負極の溶解析出反応の可逆

性向上のための界面構築, 2018 年 3 月, 東京理科大学

葛飾キャンパス, 東京

27. 棟方裕一, 柴田喜行, 浅井隆宏, 高木利哉, 金村

聖志, 3D 電池への適用を目的とした半固体複合電解質

の開発と評価, 2018 年 3 月, 東京理科大学葛飾キャンパ

ス, 東京

28. 木村豪志, 小塚恭子, 庄司真雄, 棟方裕一, 金村

聖志, エアロゾルデポジッション法を用いた LiCoO2-

Li3BO3 コンポジット正極 / Al ドープ Li7La3Zr2O12 固体電

解質界面の形成とその電気化学特性, 2018 年 3 月, 東

京理科大学葛飾キャンパス, 東京

29. 西川慶, 篠田啓介, 金村聖志, マイクロ電極を用い

た金属リチウムの析出・溶解メカニズムの研究, 2018 年

3 月, 東京理科大学葛飾キャンパス, 東京

30. 清水雄斗, 棟方裕一, 金村聖志, リチウム金属の溶

解析出挙動に及ぼす３次元規則配列多孔構造ポリイミド

セパレータの孔径の効果, 2018 年 3 月, 東京理科大学

葛飾キャンパス, 東京

31. Puthen Peediyakkal Hasna, 于潔, 棟方裕一, 金村聖

志 , Nitrogen doped graphene as highly durable

nonprecious catalyst for protic ionic liquid based

intermediate temperature PEFCs, 2018 年 3 月, 東京理

科大学葛飾キャンパス, 東京

32. 于潔, 菊池翔二郎, 棟方裕一, 金村聖志, 異なるフ

ッ化アルキル鎖長を有するプロトン性イオン液体-リン酸

混合電解質の電気化学特性評価と中温無加湿燃料電

池への適用, 2018 年 3 月, 東京理科大学葛飾キャンパ

ス, 東京

33. 長崎素子, 増田卓也, 西川慶, 金村聖志, Li4Mn5O12

正極と Li 金属負極を用いた二次電池のリチウム金属負

極表面の解析, 2018 年 3 月, 東京理科大学葛飾キャン

パス, 東京

34. 庄司真雄, 本田健斗, 道畑日出夫, 金村聖志,

Li6.25Al0.25La3Zr2O12 を適用した全固体リチウム硫黄電池

のための正極層の開発, 2018 年 3 月, 東京理科大学葛

飾キャンパス, 東京

35. 山田悠登, 野田祐作, 棟方裕一, 吉田周平, 柴田

大輔, 金村聖志, 単粒子測定法を用いた炭素被覆

LiCoPO4 の電気化学特性評価, 2018 年 3 月, 東京理科

大学葛飾キャンパス, 東京

36. 紺谷昌司, 万代俊彦, 下川航平, 市坪哲, 金村聖

志, 水熱法を用いたマグネシウム二次電池用正極材料

ZnCo2O4 の合成と電気化学特性評価, 2018 年 3 月, 東

京理科大学葛飾キャンパス, 東京

【国際会議】

1. Linards Skuja, Koichi Kajihara, Krisjanis Smits, Andrejs

Silins, Janis Teteris, Luminescence properties of chlorine

molecules in glassy SiO2 and optical fiber waveguides,

International Conference 'Functioanal Materials and

Nanotechnologies 2017 (FM&NT-2017), 2017 年 4 月,

Tartu, Estonia

2. Hasna Puthen Peediyakkal, Shojiro Kikuchi, Yu Jie,

Hirokazu Munakata, Kiyoshi Kanamura, Electrochemical

Oxygen Reduction on Nitrogen Doped Graphene in Ionic

Liquid at Intermediate Temperatures, 2017 International

Workshop on Electrified Interfaces for Energy

Conversions, 2017 年 5 月, 湘南国際村センター, 神奈川

3. Fumihiro SAGANE, Kenta OGI, Akinori KONNO, Kiyoshi

KANAMURA, Effect of the cyclic ethers on the reversible

Mg plating/stripping reaction for Mg batteries, IUMRS-

ICAM2017, 2017 年 8 月, Kyoto University, Kyoto

4. Kei NISHIKAWA, Kiyoshi KANAMURA, Electrodeposition

of Li metal from various electrolytes, IUMRS-ICAM2017,

2017 年 8 月, Kyoto University, Kyoto

5. Hirokazu Munakata, Jungo Wakasugi, Kiyoshi Kanamura,

Investigation of sintering process of aluminum-doped

23


lithium lanthanum zirconate for dense pellet fabrication,

1st World Conference on Lithium Garnets, Competitors

and Beyond for Advanced Batteries, 2017 年 9 月, Hotel

Ocean Spray, Pondicherry, India

6. Mao Shoji, Hirokazu Munakata, Kiyoshi Kanamura,

Interface formation between LiCoO2 and Li7La3Zr2O12

using solvate ionic liquids for all-solid-state batteries, 1st

World Conference on Lithium Garnets, Competitors and

Beyond for Advanced Batteries, 2017 年 9 月, Hotel

Ocean Spray, Pondicherry, India

7. Takeshi Kimura, Mao Shoji, Hirokazu Munakata, Kiyoshi

Kanamura, Electrochemical properties of Solid/Liquid

Composite-type Electrolyte for Next-Generation Lithium

Batteries, 1st World Conference on Lithium Garnets,

Competitors and Beyond for Advanced Batteries, 2017

年 9 月, Hotel Ocean Spray, Pondicherry, India

8. T. Mandai, K. Kanamura, A Key Concept of Utilization of

Both Magnesium Chloride and Imide Salts for High

Temperature Rechargebale Mg Battery Electrolytes,

232nd ECS meeting, 2017 年 10 月, National Harbor, USA

9. H. Puthen Peediyakkal, S. Kikuchi, J. Yu, H. Munakata, K.

Kanamura, The Electrochemical Activity of Nitrogen

Doped Graphene Towards Oxygen Reduction Reaction in

Ionic Liquid at Intermediate Temperature, 232nd ECS

meeting, 2017 年 10 月, National Harbor, USA

10. H. Munakata, J. Wakasugi, K. Kanamura, Investigation of

Thermal Compatibility of Various Cathode Materials with

Li6.25Al0.25La3Zr2O12 Solid Electrolyte for All-Solid-State

Rechargeable Lithium Batteries, 232nd ECS meeting,

2017 年 10 月, National Harbor, USA

11. H. Yamashita, T. Ogami, K. Kanamura, Enhanced

Electrochemical Performance of Li2Mn0.25Co0.75SiO4/C

Cathode Materials for Li-Ion Batteries through Reduced

Graphene Oxide Addition, 232nd ECS meeting, 2017 年

10 月, National Harbor, USA

12. K. Nishikawa, K. Kanamura, Electrodeposition of Li Metal

Onto a Micro-Electrode in Various Electrolytes, 232nd

ECS meeting, 2017 年 10 月, National Harbor, USA

13. J. Yu, S. Kikuchi, H. P. Peediyakkal, H. Munakata, K.

Kanamura, Diethylmethylammonium Trifluoromethanesulfonate /

Phosphoric Acid Mixture As Electrolyte for Non-Humidified

Intermediate Temperature Fuel Cells, 232nd ECS meeting,

2017 年 10 月, National Harbor, USA

【招待講演】

1. Kiyoshi Kanamura, Interfacial Control of All Solid State

Battery with Li Metal Anode, LLZAl Electrolyte and LiMO2

Cathode, PACRIM12, 2017 年 5 月, Waikoloa, Hawaii, USA

2. Kiyoshi Kanamura, Masaki Haibara, Naohiro Kobori, and

Hirokazu Munakata, Interfacial Behavior of Li Metal

Anode in Nonaqueous Electrolytes Under Controlled

Current Distribution, 2017 International Workshop on

Electrified Interfaces for Energy Conversions, 2017 年 5

月, 湘南国際村センター, 神奈川

3. Koichi Kajihara, Tatsuya Mori, Kiyoshi Kanamura,

Yoshitake Toda, Hidenori Hiramatsu, and Hideo Hosono,

Synthesis, structure, and properties of indium-based

ultraviolet-transparent electroconductive oxyfluoride

InOF, STAC10, 2017 年 8 月, メルパルク横浜, 神奈川

4. Kanamura Kiyoshi, Kozuka Kyoko, Shoji Mao, Kimura

Takeshi, Munakata Hirokazu, Preparation of All solid

State Battery by Aero Sol Deposition Method,

INESS2017, 2017 年 8 月, Astana, Kazakhstan

5. Munakata Hirokazu, Kikuchi Shojiro, Ionic

Liquid/Phosphoric Acid Mixed Electrolyte for Non-

humidified Intermediate Temperature Fuel Cells,

INESS2017, 2017 年 8 月, Astana, Kazakhstan

6. Kiyoshi KANAMURA, Kyoko KOZUKA, Takeshi KIMURA,

Mao SHOUJI, Hirokazu MUNAKATA, All solid state

battery with Li metal anode and oxide cathode prepared

by aero-sol deposition process, IUMRS-ICAM2017, 2017

年 8 月, Kyoto University, Kyoto

7. Kiyoshi Kanamura, Dendrite Suppression of Li Metal in

Various, ACEPS９, 2017 年 8 月, HICO, Gyeongju, Korea

8. Kiyoshi Kanamura, Takeshi Kimura, Kyoko Kozuka, Mao

Shoji, Hirokazu Munakata, Interface Formation of All-

solid-state Rechargeable Lithium Batteries, 1st World

Conference on Lithium Garnets, Competitors and Beyond

for Advanced Batteries, 2017 年 9 月, Hotel Ocean Spray,

Pondicherry, India

9. Kiyoshi Kanamura, Fabrication of All-Solid-State Battery

with Aero Sol Deposition Process for Cathode Layer,

2017 MRS Fall Meeting & Exhibit, 2017 年 11 月, Boston,

USA

10. Hirokazu Munakata, Jungo Wakasugi, Kyoko Kozuka,

Takeshi Kimura, Mao Shoji, Kiyoshi Kanamura, Electrode

Fabrication for All-solid-state Rechargeable Lithium

Batteries using Li6.25Al0.25La3Zr2O12 Solid Electrolyte,

ICACC2018, 2018 年 1 月, Daytona Beach, Fla. USA

【依頼講演】

1. 金村聖志, 次世代型蓄電池の開発をビジネスへ展開

するために -リチウムイオン電池の新展開と革新電池

の進展-, 第 57 回電気化学セミナー蓄電池の今後の

展開とビジネスチャンス, 2017 年 7 月, 京都教育文化セ

ンターホール, 京都

2. 棟方裕一, 金村聖志, Li 金属二次電池のためのセパ

レータ開発, 第 100 回新電池構想部会記念講演会,

京都ガーデンパレス, 京都

3. 金村聖志, 二次電池、燃料電池を革新する材料科学,

第 27 回東海ミニシンポジウム, 2017 年 9 月, 豊田中央

研究所厚生センター, 愛知

4. 梶原浩一, 希土類ドープ光機能性シリカガラスのゾル−

ゲル合成と物性, 第 7 回 GIC セミナー, 2017 年 9 月, 九

州大学筑紫キャンパス、福岡

5. 金村聖志, 二酸化炭素削減に資する電地技術の現状

と今後, 東京工業大学グローバル水素エネルギーコンソ

ーシアム, 2017 年 9 月, 東京工業大学大岡山キャンパ

ス, 東京

6. 金村聖志, 新しい電池の世界～古典的リチウムイオ

ン電池からの脱却～, 2017 年度 KRI ワークショップ１,

2017 年 10 月, 京都リサーチパーク, 京都

7. 金村聖志, グリーン社会のキーテクノロジー電池技術

の展開, 第 7 回 CSJ 化学フェスタ 2017, 2017 年 10 月,

タワーホール船堀, 東京

8. 棟方裕一, 三次元構造化によるリチウム二次電池の新

展開, 第74回表面技術アカデミック研究会討論会, 首都

大学東京秋葉原サテライトキャンパス, 東京

9. 梶原浩一, ゾル－ゲル法による光機能性シリカガラス

の合成と機能開拓, ニューガラスフォーラム第 129 回若

手懇談会, 2018 年 3 月, 日本ガラス工業センター, 東京

24


■特許

1. 特願 2017-142512, 電解質組成物、電解質膜及び電池,

金村聖志, 棟方裕一, 木村豪志


1. Kiyoshi Kanamura, Large-Scale Batteries for Green

Energy Society, Electrochemical Science for a

Sustainable Society: A Tribute to John O’M Bockris,

Editors: Uosaki, Kohei, pp. 175-195.

2. 梶原浩一, 光機能性シリカガラスの合成, ゾル–ゲルテク

ノロジーの最新動向, 新材料・新素材シリーズ, 幸塚広

光(編) (シーエムシー出版, 2017), 第 25 章, pp. 250-259

3. 棟方裕一, リンの事典 (大竹久夫編, 朝倉書店 2017),

第 7 章工業利用, 電池, pp. 248-249

■受賞

1. 日本化学会 BCSJ 賞(vol. 90, no. 12), Koichi Kajihara,

Naoto Tezuka, Mao Shoji, Jungo Wakasugi, Hirokazu

Munakata, Kiyoshi Kanamura, Li4B4M3O12Cl (M = Al, Ga):

an electrochemically stable, lithium-ion-conducting cubic

boracite with substituted boron sites, Bull. Chem. Soc.

Jpn. 90, 1279-1286 (2017)


(1)連携大学院協定に基づく研究指導実績

韓国忠南大学校グリーンエネルギー研究センターとの国際交

流協定に基づく研究指導実績

1. 2017 Joint Seminar in Japan, 2017 年 7 月, 首都大学東

京, 参加学生数 25 名 (首都大学東京金村研究室、韓国

忠南大学校 Kim 研究室、Cho 研究室との合同セミナー)

2. 2018 Joint Seminar in Korea, 2018 年 3 月, 韓国忠南大

学校 (首都大学東京金村研究室、韓国忠南大学校 Kim

研究室、Cho研究室との合同セミナー), 派遣学生数 9名

(2)その他，他機関との教育の連携に関する実績）

3. 日本化学会電気化学ディビジョン化学電池材料研究会

第 40 回講演会・夏の学校幹事校, 2017 年 8 月, 石和ビ

ューホテル, 山梨, 参加学生数23名(全国の電池材料関

連の研究室の学生を主体とした合同宿泊セミナー)

4. 第 15 回四大学合同研究会, 2017 年 11 月, 東京理科大

学, 東京, 参加学生数 26 名(首都大学東京金村研究室、

東京理科大学安盛研究室、早稲田大学菅原研究室・宗

宮研究室、慶応義塾大学今井研究室による合同ポスタ

ー発表会)

5. JST さくらサイエンスプラン, 2018 年 2 月, 中国科学院青

島生物エネルギー・プロセス研究所より教員 1 名、大学

院生 1 名を首都大学東京に受入


1. 科学技術振興機構先端的低炭素化技術開発-次世代

蓄電池（ALCA-SPRING）プロジェクト次世代電池に関

する研究 [主な連携機関] 慶応大学理工学部、東北大

学金属材料研究所、東京大学生産技術研究所、物質・

材料研究機構、岩手大学工学部

2. 高純度合成シリカガラスおよびa-石英における真性欠

陥過程に関する研究 [主な連携機関] 東京工業大学フ

ロンティア材料研究所、ラトビア大学固体物理学研究所

3. 放射線熱蛍光線量計に関する研究 [主な連携機関] 首

都大学東京健康福祉学部

25


環境分子化学分野高木研究室

教授高木慎介助教嶋田哲也 ■構成員

高木慎介（たかぎしんすけ) 教授/博士(工学)

光化学、光機能材料化学、粘土科学

9-446号室 TEL：042-677-2839

[email protected]

嶋田哲也 (しまだてつや) 助教/博士(工学)

物理化学、分光計測

9-445号室 TEL：042-677-1111 内線4897 shimada-

[email protected]

修士課程 15 名

学部 4 年 7 名

■研究概要

植物による光合成においては、精緻な分子配置が高度な化

学反応の実現において重要な役割を果たしている。分子を並

べることは究極のナノテクノロジーの一つであり、これまでの

化学では不可能だったナノ材料の開発や、精緻な化学反応

系の構築が可能となる。独自に見い出した分子配列技術を

用いて、有機合成を基盤とした機能性色素材料の開発や、人

工光合成モデルの研究を行ってきている。光合成反応は分

子配列を巧みに利用している理想的なエネルギー変換反応

であり、人工光合成を実現できれば、環境問題、エネルギー

問題に大きく貢献することができる。一方、極短パルスレーザ

ーを用いた超高速時間分解分光測定、導波路分光測定など

により学理を追求し、科学の発展につながる新たな法則、原

理の発見を目指している。さらに進んではナノ構造化学と光

化学研究を結びつけることにより新たな学問領域の創成に向

けて研究を進めている。このような研究方針のもと、本年度は

下記の研究を進展させた。

人工光捕集系の開発に関する研究

高木慎介、嶋田哲也

無機ナノシート上に配列させた色素集合体を用いて、異種

色素間での光エネルギー移動反応において高効率な系を見

出してきた。本年度は、用いる色素の種類や、色素の混合比

率などを調整することにより、ほぼ１００％の効率でのエネル

ギー移動反応を実現した。

図 1. 相補的光吸収を持つ色素分子の組合せにより、太陽光(薄青

色)の可視光全域を高効率に有効利用する光捕集システム

また、時間分解蛍光測定により、エネルギー移動反応のメカ

ニズムを詳細に検討し、ナノシート上における色素分子の吸

着分布に関して詳細に検討した。さらに進んでは、フタロシア

ニン系の色素を用いることで、多数の分子から一つの分子に

光エネルギーを集めることが可能であることを明らかとした。

最近では半導体ナノシートであるチタニアナノシート上におい

ても色素の吸着構造を制御可能であることを見出した。

無機ナノシート上における分子配列技術に関する研究


これまでに、独自の無機ナノシート上における分子配列技

術を見出してきたが、無機ナノシート上の負電荷間距離と、ゲ

スト色素分子内正電荷間距離の一致が重要である事(Size-

Matching Effect : SME)を明らかとしてきた。本研究では、負電

荷間距離のことなるナノシート材料を合成することにより、ゲ

スト色素であるポルフィリン分子の精密な分子間距離制御を

試みた。特に、無機ナノシート骨格の異なる位置で電荷を発

生させた際のゲスト吸着挙動への影響について明らかとした。

また、末端修飾粘土の利用により、エネルギー移動反応をプ

ローブとした色素の吸着構造の直接的観測を行った。その結

果、色素の種類により吸着分布が異なることを見出した。また、

全く新規な吸着種として中性分子を用いたところ、中性分子

であっても、十分に複合体形成が可能であり、興味深い光化

学的性質を示すことを明らかとした。さらには、蛋白質の吸着

挙動についても検討し、ナノシート上では蛋白質の構造に興

味深い変化が現れることを見出した。

図 2. 精密に設計に基づき合成した異なる負電荷間距離を持つ

粘土シートにより、分子間隔を自在にコントロール

表面固定誘起発光増強の発見


通常色素は、その分子構造に基づく特徴により発光強度が

定まっている。一方、本研究では、発光が極めて弱い色素で

あっても、ナノシート上に無会合状態で吸着させることにより、

多くの場合に発光増強が起こることを見出した。色素によって

は 100 倍を越える発光増強が観察され、光機能性材料の開

発に有益な技術である。

26


図 3. スチルバゾウリウムの発光現象、左：ナノシートなし、右：ナノ

シート共存下

半導体ナノシートー色素複合体の作成に関する研究


粘土鉱物は絶縁体であるために、それ自体は電子移動活

性を有しない。そこで、新規に半導体ナノシートを設計、合成

し、色素との複合体形成挙動を検討した。その結果、粘土鉱

物ナノシートと同様に、色素の高密度、無会合吸着構造を実

現できることを明らかとした。このことにより、太陽電池、人工

光合成系の構築に向け、新たな知見を得た。

図 4. チタニアナノシート上における吸着構造制御と、光電子注入


1. Energy Transfer among Three Dye Components in a

Nanosheet-Dye Complex: An Approach To Evaluating

the Performance of a Light-Harvesting System, Y.

Ohtani, S. Kawaguchi, T. Shimada, S. Takagi, J. Phys.

Chem. C, 121, 2052-2058 (2017).

2. “Size-Matching Effect” in Cationic Porphyrin-Titania

Nanosheet Complex, A. Sonotani, T. Shimada, S. Takagi,

Chem. Lett., 46, 499-501 (2017).

3. Trapping of excess energy in a nano-layered

microenvironment to promote chemical reactions, V.

Ramakrishnan, Y. Nabetani, D. Yamamoto, T. Shimada,

H. Tachibana, H. Inoue, Phys. Chem. Chem. Phys., 19,

4734-4740 (2017).

4. Photoinduced electron transfer in layer-by-layer thin

solid films containing cobalt oxide nanosheets,

porphyrin, and methylviologen, R. Sasai, Y. Kato, W.

Soontornchaiyakul, H. Usami, A. Masumori, W.

Norimatsu, T. Fujimura, S. Takagi, Phys. Chem. Chem.

Phys., 19, 5611-5616 (2017).

5. Unique Fluorescence Behavior of Dyes on the Clay

Minerals Surface: Surface Fixation Induced Emission

(S-FIE), D. Tokieda, T. Tsukamoto, Y. Ishida, H. Ichihara,

T. Shimada, S. Takagi, J. Photoch. Photobio. A, 339, 67–

79 (2017).

6. Light Energy Accumulation from Pyrene Derivative to

Tris(bipyridine)ruthenium on Clay Surface, D. Morimoto,

H. Yoshida, K. Sato, K. Saito, M. Yagi, S. Takagi, T. Yui,

Langmuir, 33, 3680–3684 (2017).

7. Highly Selective Photochemical Epoxidation of

Cyclohexene Sensitized by Ru(II) Porphyrin-Clay

Hybrid Catalyst, D. Tatsumi, T. Tsukamoto, R. Honna,

S. Hoshino, T. Shimada, S. Takagi, Chem. Lett., 46,

1311-1314 (2017).

8. Photoluminescence by Intercalation of a Fluorescent

β-Diketone Dye into a Layered Silicate, M. Hirose, F.

Ito, T. Shimada, S. Takagi, R. Sasai, T. Okada, Langmuir,

33, 13515–13521(2017).

9. Adosorption And Photochemical Behavior Of Mono-

Cationic Porphyrin Onto Synthetic Saponite, S.

Wakayama, S. Takagi, T. Shimada, Clay Science, 20, 1-

3 (2017).

10. Characterization of Dispersed Titania Nanosheet under

Aqueous Conditions and its Complex Formation

Behavior with Cationic Porphyrin, K. Sano, A. Sonotani,

D. Tatsumi, Y. Ohtani, T. Shimada, S. Takagi, J. Photoch.

Photobio. A, 353, 597-601(2018).

11. Active Species Transfer-Type Artificial Light

Harvesting System in the Nanosheet – Dye Complexes:

Utilization of Longer Wavelength Region of Sunlight, S.

Suzuki, D. Tatsumi, T. Tsukamoto, R. Honna, T. Shimada,

H. Inoue, S. Takagi, Tetrahedron Lett., in press.

12. Elucidation of the Adsorption Distribution of Cationic

Porphyrin on the Inorganic Surface by Energy Transfer

as a Molecular Ruler, A. Nakayama, J. Mizuno, Y. Ohtani,

T. Shimada, S. Takagi, J. Phys. Chem. C, in press.

13. Fluorescence Enhancement Behavior of Hemicyanine

Derivatives on the Clay Nanosheets: Aggregation

Induced Emission (AIE) vs. Surface - Fixation Induced

Emission (S-FIE), N. Kudo, T. Tsukamoto, D. Tokieda, T.

Shimada, S. Takagi, Chem. Lett. in press.

■学会発表

【招待講演・依頼講演・受賞講演】

1. PHOTOCHEMICAL EPOXIDATION WITH LIGHT HARVESTING FUNCTIONALITY ON THE INORGANIC SURFACES, S. Takagi, 2017 International Conference on Artificial Photosynthesis (ICARP2017).

2. Environment-responsive materials composed by dyes and layered compounds, S. Takagi, The 1st International Workshop on Chromogenic Materials and Devices.

3. Unique absorption and emission behavior of layered

materials - dyes complexes，高木慎介，日本化学会第

98 春季年会，招待講演，千葉， 2018 年 3 月.

4. 二次元性材料が提供する興味深い光化学反応場，高

木慎介，日本化学会第 98 春季年会，招待講演，千

葉， 2018 年 3 月.

5. 人工光合成研究の夢，高木慎介，第 3 回 FoS Club

Meeting，招待講演，愛知， 2018 年 3 月.

【国際会議・国内発表】

6. Control of Molecular Assembly Structure on

Semiconductor Photocatalyst for Artificial

Photosynthesis, K. Sano, A. Sonotani, Y. Ohtani, T.

Shimada, S. Takagi, The 2nd International Symposium

on Hydrogen Energy‒based Society, Tokyo (Japan),

November, 2017.

7. 粘土ナノシート吸着による酸性条件下でのミオグロビン

のリフォールディング，田淵大裕・佐藤百合菜・嶋田哲

也・高木慎介，第 17 回日本蛋白質科学会年会，宮城，

27


2017 年 6 月．

8. 自己蛍光消光をプローブとしたアニオン性粘土ナノシー

ト表面における二価カチオン性色素の吸着分布の解析，

大﨑穣・山本大亮・嶋田哲也・高木慎介・井上晴夫，

2017 年光化学討論会，宮城， 2017 年 9 月．

9. 粘土ナノシート上におけるピリジン誘導体の吸着および

発光挙動の解明，中里亮介・本橋稔・園田与理子・嶋

田哲也・高木慎介， 2017 年光化学討論会，宮城，

2017 年 9 月．

10. エネルギー移動反応を分子定規とした粘土ナノシート上

におけるポルフィリン類の吸着分布の解明，中山亜

裕美・水野淳也・大谷優太・嶋田哲也・高木慎介， 2017

年光化学討論会，宮城， 2017 年 9 月．

11. High Density Adsorption of Cationic Porphyrin on

Exfoliated Titania Nanosheet ， K.Sano・A.Sonotani ・

D.Yamamoto・T.Shimada・H.Inoue， 2017 年光化学討論

会，宮城， 2017 年 9 月．

12. 二価カチオン性ポルフィリン/粘土ナノシート複合体の光

化学的挙動に対する層電荷密度の影響，藤村卓也・

嶋田哲也・笹井亮・高木慎介， 2017 年光化学討論会，

宮城， 2017 年 9 月．

13. 粘土ナノシート上における共吸着挙動の光化学的解析，

熊坂充弘・嶋田哲也・高木慎介， 2017 年光化学討論

会，宮城， 2017 年 9 月．

14. Size-Matching Effect を利用したチタニアナノシートとカ

チオン性ポルフィリンの複合体形成挙動，佐野奎斗・

園谷周・大谷優太・嶋田哲也・井上晴夫・高木慎介，日

本化学会新領域研究グループ「低次元無機-有機複合

系の光化学」第 6 回サマーセミナー，宮城， 2017 年 9

月．

15. 異なる負電荷密度を有する粘土を用いたチアゾールオ

レンジの吸着挙動の検討，門馬実乃里，日本化学会

新領域研究グループ「低次元無機-有機複合系の光化

学」第 6 回サマーセミナー，宮城， 2017 年 9 月．

16. 新規ポルフィリンを用いたチタニアナノシートへの電子

注入の観測，原純平・中山亜祐美・園谷周・嶋田哲也・

高木慎介，日本化学会新領域研究グループ「低次元

無機-有機複合系の光化学」第 6 回サマーセミナー，

宮城， 2017 年 9 月．

17. 半導体チタニアナノシート表面におけるカチオン性色素

の吸着および光化学的挙動，佐野奎斗・園谷周・大谷

優太・熊坂充弘・立花宏・嶋田哲也・高木慎介，第 36

回固体・表面光化学討論会，滋賀， 2017 年 11 月．

18. 自己蛍光消光を用いたアニオン性粘土ナノシート上に

おける二価カチオン性色素の吸着構造の解析，大﨑

穣・嶋田哲也・井上晴夫・高木慎介，新学術領域研究

「革新的光物質変換」第 1 回公開シンポジウム，東京，

2018 年 1 月

19. Sn ポルフィリン類の水中、室温合成，大﨑穣・Thomas

Arun・嶋田哲也・高木慎介・立花宏・井上晴夫，日本

化学会第 98 春季年会，千葉， 2018 年 3 月．

20. ゾル/ゲル法による酸化チタンナノ粒子の合成と分子触

媒増感水分解挙動，佐野奎斗・ Kuttassery

Fazalurahman・Remello Sebastian Nybin・嶋田哲也・高

木慎介・立花宏・井上晴夫，日本化学会第 98 春季年

会，千葉， 2018 年 3 月．

21. ミオグロビンの粘土ナノシート上への吸着による構造変

化，田淵大裕・荒井巽・佐藤百合菜・嶋田哲也・高木慎

介，日本化学会第 98 春季年会，千葉， 2018 年 3 月．

22. 粘土ナノシートにおけるフラーレン誘導体の吸着挙動，

二村圭亮・中里亮介・本橋稔・嶋田哲也・高木慎介，日

本化学会第 98 春季年会，千葉， 2018 年 3 月．

23. 半導体ナノシート上における色素分子の光電気化学特

性，園谷周・佐野奎斗・大西涼太・嶋田哲也・高木慎介，

日本化学会第 98 春季年会，千葉， 2018 年 3 月．

24. 粘土ナノシート上におけるペルオキシダーゼの吸着挙

動及び酵素活性の評価，荒井巽・田淵大裕・佐藤百合

菜・仁科遥・高木慎介・嶋田哲也，日本化学会第 98 春

季年会，千葉， 2018 年 3 月．

25. 粘土ナノシート上におけるピリジン誘導体の吸着および

発光挙動，中里亮介・本橋稔・嶋田哲也・高木慎介，

日本化学会第 98 春季年会，千葉， 2018 年 3 月．

■特許

1. 特許第 6183838 号, 異性化反応制御方法、及び異性

体製造方法, 高木慎介，嶋田哲也，梅本哲郎，， 2017

年 8 月


1. Inorganic Nanosheets and Nanosheet-Based Materials

(Chapter 1.&14. ), S. Takagi, Springer (2017)

2. 層状無機化合物と光化学, 高木慎介, 化学と工業 70

(2017)

3. 二次元物質の科学―グラフェンなどの分子シートが生

み出す新世界（第 11 章光化学の舞台としての無機ナ

ノシート執筆）, 高木慎介, 化学同人, (2017).

■受賞

1. 日本化学会低次元系光機能材料研究会第６回サマー

セミナー優秀講演賞，佐野奎斗(首都大学東京・M1)，

2017 年 9 月，Size-Matching Effect を利用したチタニア

ナノシートとカチオン性ポルフィリの複合体形成挙動


セミナー優秀ポスター賞，門馬実乃里(首都大学東京・

M1)， 2017 年 9 月，チアゾールオレンジの粘土上での

会合挙動


セミナー優秀ポスター賞，原純平(首都大学東京・B4)，

2017 年 9 月，新規ポルフィリンを用いたチタニアナノシ

ートへの電子注入の観測

4. 第 36 回固体・表面光化学討論会最優秀発表賞，佐野

奎斗(首都大学東京・M1)， 2017 年 11 月，半導体チタ

ニアナノシート表面におけるカチオン性色素の吸着状態

および光化学挙動の解析


1. 日本化学会低次元系光機能材料研究会サマーセミナ

ー（気仙沼大島）


日本化学会研究会における役員として、ナノシート材料の

学際的利用を促進した。

Asian Photochemistry Association の理事として、光化学の

アジアにおける学際的普及を促進した。

フォーラム人工光合成ネットワーク副代表として、エネルギ

ー問題の社会への啓発活動を行ったｗ

28


環境分子化学分野山口研究室

教授山口素夫准教授佐藤潔 ■構成員

山口素夫（やまぐちもとお）教授 / 工学博士

専門分野：応用錯体化学，酸化触媒，機能性錯体

9-542号室 TEL：042-677-2849

[email protected]

佐藤潔（さとうきよし）准教授 / 博士（工学）

専門分野：複素環化学，分子認識化学，構造有機化学

9-542号室 TEL：042-677-2848

[email protected]

修士課程４名

学部 4 年４名

■研究概要

(1) 光機能性ルテニウム錯体の開発

山口素夫

a) 配位子の光解離反応のスイッチング：配位子にスイッチ

ング部位として，プロトンが可逆的に付加・脱離するイミダゾ

ール基を導入したターピリジン誘導体を有する混合配位型ル

テニウム錯体を合成し，酸や塩基の添加によりプロトンが二

段階で可逆的に付加・脱離することを確認した．さらにアセト

ン溶液中における光配位子置換反応を検討した結果，塩基

添加時には反応速度が約１００分の１に抑制され，高い反応

速度制御が可能であることが分かった．この様に，配位子に

導入されたイミダゾール基は酸や塩基の添加により容易に変

換可能なスイッチであり，光解離反応に対するスイッチング性

能の著しい向上が実現された．今後種々の光機能性材料へ

の応用が期待される．

図１外部因子による配位子光解離反応の制御

b) ルテニウムーランタニドヘテロ二核錯体の合成とその光

化学：架橋配位子ビスベンズイミダゾールを有するルテニウ

ム錯体を用いて，ランタニド元素であるネオジウム錯体をアセ

トン中で加えヘテロ二核錯体を合成し，その性質を調査した．

光照射による配位子置換反応の反応速度を測定したところ，

配位子が脱プロトン化した錯体で最も速く，ルイス酸であるネ

オジウムイオンやプロトン酸が付加した錯体は遅くなった．

c) 環状四核錯体の合成と包接挙動：三座配位子に架橋配

位子としてピラジンを組み込んだ単核ルテニウム錯体をユニ

ットして，自己集合により環状四核錯体のみが選択的に得ら

れることを見出した．また，この環状四核錯体の空孔内に，チ

オシアン酸イオンやアジドイオンなど柱状アニオンや球状の

ハライドイオンを用い，その包接挙動をプロトンＮＭＲスペクト

ルやＤＯＳＹスペクトルにより検討したところ，塩化物イオンや

臭化物イオンがよく包接されることを見出した．さらにホスト・

ゲスト錯体の構造を密度汎関数法計算により検討したところ，

塩化物イオンや臭化物イオンのホスト・ゲスト錯体はリム２ヶ

所と空孔中心付近１ヶ所に極小値を持つのに対し，ヨウ化物

イオンのホストゲスト錯体では空孔中心付近には極小値がな

く，リム２ヶ所のみに極小値を持つことから，イオン半径が大

きく空孔中心には包接されないことが示唆された．

図２ピラジン架橋 Ru 環状四核錯体の最安定構造

(2) 環境応答型イオン性凝集誘起発光材料の開発

佐藤潔

近年，凝集することによって発光強度が大幅に増加する AIE

現象を利用したバイオイメージング用色素やケモセンサーな

どの研究が活発に行われている．既にヘキサフェニルシロー

ルをはじめ様々な複素環をコアとしたポリアリール型のAIE発

色団が報告されているが，いずれも中性複素環であるためバ

イオイメージングやプローブ色素として用いるには親水性置

換基を取り付ける必要がある．一方，イオン性複素環をコア

に用いた場合，親水性置換基を取り付けることなく水溶性を

付与することができるため有用であるが，ピリジニウム環をコ

アとする AIE 色素として唯一報告されている 1,4-ビス(2,4,6-ト

リフェニルピリジニオ)ベンゼンは，凝集に伴う発光強度の増

加率が小さいことや光閉環反応によって AIE とは逆の発光挙

動を示す縮合多環化合物を生成するなど改善の余地がある．

そこで本研究では，２つの 1,2,4,6-テトラフェニルピリジニウム

ユニットをメチレンやヘテロ原子を介して架橋することで，凝

集時の発光強度の増加率が大きく，かつ光閉環反応に対す

る安定性にも優れたイオン性 AIE 色素の開発を目的とした．

29


混合比を変化させた MeCN/H2O 混合溶媒中における AIE 特

性を観測したところ，メチレン架橋体（X = CH2）は，1,4-ビス

(2,4,6-トリフェニルピリジニオ)ベンゼンと同様に蛍光スペクト

ル測定中に光閉環反応を起こして強発光性の縮合多環化合

物を生成したが，電子供与性のヘテロ原子（X = O, S, NH）で

架橋した３種の色素は高い光安定性を示すと共に，溶液状態

の蛍光量子収率の低下と凝集状態における蛍光量子収率の

増加を示した．さらに，凝集状態における発光波長は，架橋

に用いたヘテロ原子の電子供与性の強さに依存して長波長

側へシフトし，肉眼でも識別可能な異なる発光色を示した．

図３ヘテロ原子で架橋したピリジニウム二量体の AIE

(3) 多重光閉環反応による縮合多環アゾニア芳香族化合物

の合成

佐藤潔

縮合多環芳香族化合物の橋頭位炭素を四級窒素で置換し

た「縮合多環アゾニア芳香族化合物」は，貴金属を使わない

低コスト燃料電池用正極材料や省エネルギー型発光材料と

して有望視されている窒素ドープグラフェンのモデル化合物

である．本研究では 1,2,4,6-テトラフェニルピリジニウムの二

重光閉環の適用範囲の拡張により，新規な縮合多環アゾニ

ア芳香族化合物の合成経路の開発について検討した．

ヘキサフェニルピリジニウムの光反応では，1,2,4,6-テトラフ

ェニルピリジニウムとは閉環箇所が異なる二ヶ所閉環体が得

られることが報告されている．閉環位置の違いについては理

論計算による解析が行われているものの，閉環反応が三ヶ

所以上は進まない点に関しての検証は行われていない．

図４ 1,2,4,6-テトラフェニルピリジニウムおよびヘキサフェニ

ルピリジニウムの二重光閉環反応

そこで 1,2,3,5,6-ペンタフェニルピリジニウムの光閉環反応を

検討したところ，反応は二段階で進み 1,2,4,6-テトラフェニルピ

リジニウムの場合と同じ箇所で閉環した生成物が得られた．

この様な逐次的な反応性となった要因が 3,5-位フェニル基の

立体障害によるものであることを確認するため，3,5-ジメチル

体の光閉環反応を検証したところ，一段目で反応は停止した．

一方, 1-メチル-2,3,4,5,6-ペンタフェニルピリジニウムでは，ヘ

キサフェニルピリジニウムと同様の箇所で閉環した生成物が

得られた．しかし，どちらの場合もそれ以上の閉環反応は進

行しなかった．そこで，1-メチル-2,3,5,6-テトラフェニル体の場

合を検討したところ，反応はほとんど進まなかったことから．

2,3-フェニル基間および 5,6-フェニル基間の反応性の低さが

三カ所以上の閉環反応の進行を妨げている主要因であるこ

とが明らかとなった．現在この部位を予め縮環した前駆体か

らの合成経路を検討中である．


1. Dual-mode Cross-coupling on Aromatic Imino

Compounds by Dihydridoruthenium Catalysts, D.

Hirasawa, Y. Watanabe, T. Yamahara, K. Tanaka, K. Sato,

T. Yamagishi, Molecular Catalysis, in press (2018)

■学会発表

【国際会議】

1. Motowo YAMAGUCHI, Pyrazine-bridged Macrocyclic

Tetranuclear Ruthenium Complex: Synthesis, Inclusion

Behavior, and Electrochemical Properties, The 24th

International SPACC Symposium 2017 年 11 月，オークラ

ンド, ニュージーランド

2. Wataru MURATA, Kiyoshi SATO, Motowo YAMAGUCHI,

Exploring Efficient Metal Complexes as a Catalyst for

Hydrogenation and Dehydrogenation, The 2nd

International Symposium on Hydrogen Energy‒based

Society 2017 年 11 月，首都大学東京, 八王子

3. Ken SEIMIYA, Kiyoshi SATO, Motowo YAMAGUCHI,

Application of Bis-Pyridinium Derivatives for a

Multi-Electron Anolyte of Aqueous Organic Redox Flow

Batteries, The 2nd International Symposium on Hydrogen

Energy‒based Society 2017 年 11 月，首都大学東京, 八

王子

【国内発表】

4. Motowo YAMAGUCHI，Kento AOSHIMA, Aya HAMAZAKI,

Kiyoshi SATO, Syntheses, Inclusion Behavior, and

Electrochemical Properties of Pyrazine-bridged

Macrocyclic Tetranuclear Ruthenium Complex（英語講

演），第 67 回錯体化学討論会 2017 年 9 月，北大，札幌

5. 玉井桜子，佐藤潔，山口素夫，ルテニウムーネオジ

ウム二核錯体の合成と性質，第 67 回錯体化学討論会

2017 年 9 月，北大，札幌

6. 野崎健吾, 木村幸雄, 山口素夫, 佐藤潔, 合理的

分子設計に基づいたアリール置換ピリジニウム及びイミ

ダゾリウムの凝集誘起発光特性, 第 28 回基礎有機化

学討論会, 2017 年 9 月, 九大, 福岡

7. 鳥井萌, 池田雄介, 山口素夫, 佐藤潔, 多重光閉

環反応によるジアゾニアヘキサベンゾペリレンの合成,

第 28 回基礎有機化学討論会, 2017 年 9 月, 九大,

福岡

N+

hν N+

RR

N+

hν

R = H

R = Ph

N+

30

分子計測化学分野内山研究室

教授内山一美准教授中嶋秀准教授加藤俊吾助教乗富秀富助教曾湖烈特任准教授孫萌学生実験担当香川末雄学生実験担当宮本治子 ■構成員

内山一美（うちやまかつみ）教授/博士（薬学）

分析化学,マイクロ化学,マイクロ TAS,レーザー分光分析

9-339 室 TEL:042-677-1111 内線 4877

[email protected]

中嶋秀(なかじまひずる) 准教授/博士 (工学)

分析化学,マイクロ化学分析システム,クロマトグラフィー，

電気泳動,化学センサ,バイオセンサ

9-343 室 TEL：042-677-1111 内線 4882

[email protected]

加藤俊吾(かとうしゅんご) 准教授/博士（工学）

大気化学,分析化学,地球化学

9-338 室 TEL：042-677-1111 内線 4875

[email protected]

乗富秀富(のりとみひでたか) 助教/博士（工学）

バイオプロセス、生体触媒工学, ナノ材料

9-148 室 TEL：042-677-1111 内線 4838

[email protected]

曽湖烈(ぜんふーりえ) 助教/博士（PhD）

分析化学,マイクロ化学分析システム

9-344 室 TEL：042-677-1111 内 4883

[email protected]

孫萌(そんめん) 特任准教授/博士（PhD）

分析化学

9-344 室 TEL：042-677-1111 内 4883

[email protected]

香川末男(かがわすえお) 学生実験担当

9-290 室 TEL：042-677-1111 内線 4872

[email protected]

宮本治子(みやもとはるこ) 学生実験担当

9-291 室 TEL：042-677-1111内線 4873

[email protected]

博士後期課程： 3 名

博士前期課程： 5 名

学部 4 年： 9 名

■研究概要

(1) インクジェットマイクロチップを用いる超微量試料導入法

の開発

内山一美，曽湖烈

微小な液滴を吐出できるインクジェット技術は，プリンター

のみならず化学や材料の分野で広く利用されている。本研究

ではこの技術を分析化学に応用し，インクジェットマイクロチ

ップを用いるキャピラリーガスクロマトグラフィーおよびキャピ

ラリー電気泳動用新規試料導入法を開発した。現在この研

究をさらに発展させ，インクジェットを用いたオンライン濃縮法

や液液抽出法について検討している。

(2) インクジェットマイクロチップを用いる微少液滴 ELISA の

開発

内山一美，曽湖烈

酵素免疫測定法(ELISA)は抗原抗体反応を利用したタン

パク質の高感度測定法の一つであり，医療検査に広く用いら

れている。ELISAでは 96穴マイクロプレートを反応場として用

いることにより多成分同時測定や多検体同時測定を可能に

している。しかし，測定に煩雑な操作が必要なうえ，測定に長

時間を要するという問題がある。そこで，インクジェットを用い

て形成した微少液滴を反応場とする ELISA を開発した。これ

により，ELISAの迅速化と試料量の大幅な削減を実現した。

(3) マイクロケミカルペンの開発

内山一美

任意の材料表面の任意の位置に，微小化学修飾を可能と

するツール（マイクロケミカルペン）を開発した。マイクロケミカ

ルペンは溶媒中に固定した材料表面に，反応試薬と触媒を

送液し，数 10 ナノ～数マイクロメートルの反応領域を形成す

る。マイクロケミカルペンを材料表面で走査することにより反

応領域が移動し，結果的に微小化学修飾パターンが形成さ

れる。本ツールは分子機械の配置及びその機能発現場の形

成，マイクロマシンの高機能化，マイクロ化学分析の高度化

など多くの応用が期待される。

31

(4) コンパクトディスク型マイクロチップを用いるマイクロ化学

分析システムの開発

中嶋秀

マイクロチップを用いて多成分同時測定や多検体同時測

定を行う場合，多数のポンプとバルブが必要となるので，シス

テム全体が大型化してしまう問題がある。そこで，コンパクト

ディスク(CD)上に，多数の溶液溜めと微細流路(マイクロチャ

ネル)を作製し，CDの回転による遠心力を利用してマイクロチ

ャネル内に試薬及び試料を導入する送液法を考案した。これ

を表面プラズモン共鳴(SPR)センサ，蛍光検出システムおよ

び電気化学検出システムに適用し，ポンプレス，バルブレス

な小型分析システムを開発することに成功した。

(5) 有機 EL を用いる蛍光検出システムの開発

中嶋秀

マイクロ化学分析システムでは，試料量が極微量であるた

め，超高感度な検出法が必要不可欠である。一般的に，レー

ザー誘起蛍光法や熱レンズ法が用いられているが，レーザ

ーや顕微鏡などの周辺機器がマイクロチップそのものにくら

べて極めて大きいため，オンサイトでの測定は事実上不可能

である。そこで，有機 EL 素子をマイクロチップ上に作製し，こ

れを光源とする新規マイクロチップ用小型蛍光検出システム

を開発した。これにより，分析システム全体を小型化すること

に成功した。

(6) 有機フォトダイオードを用いる化学発光分析システムの

開発

中嶋秀

化学発光法は励起光源が不要であるため，光源に由来す

る迷光や変動が原因で生じるバックグラウンドノイズの影響

がなく，測定対象物質の超高感度検出が可能である．しかし，

光検出器として一般的に用いられている光電子増倍管が大

型かつ高価であるため，これをオンサイト測定に適用すること

は困難である。そこで，有機フォトダイオードをマイクロチップ

上に作製し，これを光検出器とする新規化学発光分析システ

ムを開発した。このシステムを用いて，ルミノールの増強化学

発光に基づく過酸化水素の定量に成功した。

(7) 携帯型感染症検査装置の開発

中嶋秀

デング熱などの熱帯地域特有の感染症がグローバル化に

より容易に国境を超えて伝搬し，全世界の脅威となりつつあ

る。このような感染症による被害を最小限に食い止めるため

には，感染症発生の早期検知と拡散防止が極めて重要であ

る。しかし，熱帯地域の途上国では経済的基盤が不十分なこ

とから，その対策が十分に行われていない。そこで，現場で，

誰もが，簡便かつ迅速にウイルス抗体検査が可能な，小型

で安価な携帯型検査装置を開発した。これを用いてベトナム

国立フエ医科薬科大学にて麻疹および風疹の抗体検査を実

施し，従来法と同様の検査結果が得られることを実証した。

(8) 無電解めっき光ファイバーを用いる SPRセンサの開発

中嶋秀

光ファイバー型 SPR センサは，プリズムやレンズが不要な

ので，装置の小型化や取り扱いが容易であるなどの利点を

有している。しかし，SPR センサ用の光ファイバーを作製する

ためには，光ファイバーのコア表面に金属薄膜を形成するた

めの回転機構を備えた特別な真空蒸着装置が必要なので，

SPR センサ用の光ファイバーを低コストかつ精度よく作製す

ることは困難である。そこで，無電解めっき法を用いて光ファ

イバー表面に金属薄膜を簡便かつ安価に形成する方法を開

発した。この方法により作製した光ファーバーを用いて，試料

溶液の屈折率変化を市販の SPRセンサと同等の感度で測定

することに成功した。

ELSPF

&

LPF

9CH&PD

I/V&

EL

9CH

50(mm

50(mm

200(mm

95gPC

Syringe pump

Injector

OPD

Data logger

I/V conversion amplifier

Power supply

Dark boxReagent

Sample

①

②

• 1.2 mM luminol containing• 1.0 mM p-iodophenol• 0.1 mg/mL HRP• 0.05 % Tween20

• 0.1 M Tris-HCl (pH 8.5)

• 0-16.6 mM H2O2 (500 μL)

Flow rate : 100 μL/min

Reagent

Sample

①

②

①

②

H2O2

Light receiving section

PC

32

(9) 都市域の揮発性有機化合物の動態に関する研究

加藤俊吾

郊外域（南大沢・つくば）において揮発性有機化合物の個

別濃度測定を行い、郊外域における発生源ごとの光化学オ

キシダント生成への寄与を推定し、対策について検討した。

(10) 郊外森林域での大気汚染物質沈着に関する研究

加藤俊吾

都市郊外の小規模森林（FM 多摩丘陵、東京農工大学）にお

いて、フラックスタワーを用いた大気微量成分の高度分布測

定を行い、これらの森林への沈着挙動や、植物から発生する

有機物と光化学オキシダントの関係などについて調べた。

(11) リモート地域での大気微量成分の濃度変動に関する研

究

加藤俊吾

近傍の発生源の影響を受けない沖縄県辺戸岬、石川県珠

洲および北海道母子里において、大気中の一酸化炭素、オ

ゾン、揮発性有機化合物の観測を行い、長距離越境汚染輸

送の影響について検討を行った。

(12)山岳地域での大気汚染物質濃度変動に関する研究

加藤俊吾

富士山頂にある富士山測候所において、夏季に一酸化炭

素、オゾンおよび二酸化硫黄の濃度測定を行った。夏季には

国内で放出された火山性ガスが頻繁に検出されることを明ら

かにし、防災の観点からも有用な情報が得られることが分か

った。また、商用電源の利用できない夏季以外での富士山頂

の観測を目指して、小電力ガスセンサーでの観測や、バッテ

リーでの駆動テストを行った。

(13)小型ガスセンサーによる大気測定

加藤俊吾

小型小電力のガスセンサーにより、都市郊外域や清浄な

富士山頂で大気測定を行った。また、電池駆動で持ち運び可

能なシステムを作成し、車に乗せての汚染大気測定や、火山

活動で放出されるガスの測定、登下山での大気成分の高度

分布測定を行った。

(14) 環境大気中の水素濃度測定

加藤俊吾

水素社会が本格的に始まる前の状況での一般環境大気

中での水素濃度を把握するため、大気中の微量な水素濃度

を測定するガスクロマトグラフィー/還元性ガス検出器のシス

テムを立ち上げ、都市郊外域での大気中水素濃度の測定を

行った。

(13) バイオ炭のタンパク質ストレス耐性への応用に関する研

究

乗富秀富

温室効果ガス排出削減を目指して、カーボンニュートラル

な林地残材などを原料としたバイオ炭を調製し、バイオ炭の

タンパク質担体としての機能について検討を行った。その結

果、バイオ炭は、タンパク質の熱や有機溶媒ストレスに対す

る脆弱性を著しく改善できることを見出した。この成果は、バ

イオセンサやバイオリアクター、バイオ燃料電池などへ応用

可能である。


1. 毛思鋒, 張永, Haifang Li, 曽湖烈, 林金明, 内山

一美

Writing of nanowires via high viscosity-induced nano

diffusive layer

Journal of Materials Chemistry C, 2017,5, pp.11666-

11671

2. 張永, 毛思鋒, 鈴木悠午, 田中佑実, 河口政登,

張煒飛, 曽湖烈, 中嶋秀, 楊明, 内山一美

Elaborately programmed nanowires fabricated using a

tapered push–pull nozzle system

Chemical Communications, 2018,54, pp.719-722

3. 毛思鋒, Wanling Zhang, Qiushi Huang, Mashooq Khan,

Haifang Li, 内山一美, 林金明

In Situ Scatheless Cell Detachment Reveals Correlation

between Adhesion Strength and Viability at Single-Cell

Resolution

Angew. Chem. Int. Ed, 2018, 57, pp.236 –240

4. 曽湖烈, 毛思鋒, 張永, 中嶋秀, 内山一美

Reversibly electro-controllable polymer brush for

electro-switchable friction,

J. Mater. Chem. C, 2017 5, pp5877-5881.

5. 曽湖烈, 張永, 中嶋秀, 内山一美

Reversibly electro-switchable poly-allyloxy

hydroxypropyl sulfonate branched brushes and its

applications,

Sensor. Actuat. B, 2017, 251, pp334-338.

6. 中嶋吉弘, 鶴丸央, Ramasamy Sathiyamurthi, 坂本陽介,

加藤俊吾, 定永靖宗, 中山智喜, 宮﨑雄三, 望月智貴,

和田龍一, 松田和秀, 梶井克純

夏季東京都市郊外部におけるガス状グリオキサール濃

度測定と発生源の検討

大気環境学会誌, 2017, Vol.52, No.6, pp.167-176

7. 中山智喜, 車裕輝, 松見豊, Yu Morino, Kei Sato, 鶴

33

丸央, Sathiyamurthi Ramasamy, 坂本陽介, 加藤俊

吾, 宮﨑雄三, 望月智貴, Kimitaka Kawamura, 定永靖

宗, 中嶋吉弘、松田和秀、梶井克純

Missing Ozone-Induced Potential Aerosol Formation at

a Suburban Deciduous Forest

Atmospheric Environment, 2017, 171, pp.91-97

8. Chang-Feng Ou-Yang, Chih-Chung Chang, Jia-Lin

Wang, Kojiro Shimada, 畠山史郎, 加藤俊吾, Jia-Yang

Chiu, Guey-Rong Sheu, Neng-Huei Lin

Characteristics of Summertime Volatile Organic

Compounds in the Lower Free Troposphere: Background

Measurements at Mt. Fuji

Aerosol and Air Quality Research, 2017, 17(12),

pp.3037-3051

9. 乗富秀富, 西上純平, 遠藤信行, 加藤覚, 内山一

美

Influence of water activity on protease adsorbed on

biochar in organic solvents

Journal of Materials Science Research, 2017, 6(4), pp.

96-102

■学会発表

1. 【招待講演】

内山一美

Analytical and Chemical Application of Ink-jet

IUPAC International Congress on Analytical Sciences

2017 (ICAS2017), Hainan International Convention &

Exhibition Center, 6p-CA-K2

2. 張煒飛、○内山一美

インクジェットによる定量反応電気泳動イムノアッセイ

第84回日本分析化学会有機微量分析研究懇談会第

104 回計測自動制御学会力学量計測部会第 34 回合

同シンポジウム,, 大阪大学吹田キャンパス, O-16

3. ○田中佑実, 曽湖烈, 加藤俊吾, 中嶋秀, 内山一

美

μTASのための温度応答性マイクロバルブの開発

日本分析化学会第 66 年会, 東京理科大学葛飾キャン

パス, Ｙ2145

4. ○長嶋萌子, 森岡和大, 中嶋秀, 辺見彰秀, 曾湖

烈, 加藤俊吾, 内山一美

ピペットチップ内壁を反応場とするオンサイト測定用蛍光

検出システムの開発,

日本分析化学会第 66 年会, 東京理科大学葛飾キャン

パス, Ｙ2110

5. 内山一美

The use of an inkjet injection technique for quantitative

on-line electrophoretically mediated micro

Advances in Pharmaceutical Analysis 2017(APA 2017),

Wuhan University, China, K14

6. ○森岡和大, 長嶋萌子, 中嶋秀, 辺見彰秀, 曾湖

烈, 加藤俊吾, 東海林敦, 柳田顕郎, 内山一美

有機フォトダイオードを用いる蛍光マイクロプレートリー

ダーの開発

日本分析化学会第 77 回分析化学討論会, 龍谷大学深

草学舎, P2021

7. 〇乗富秀富，西上純平，遠藤信行，加藤覚, 内山一美

バイオマス炭への吸着による有機溶媒中でのプロテア

ーゼ活性の向上

分離技術会年会 2017，明治大学理工学部生田キャンパ

ス，S3-5

8. 片岡良太, 桃井裕広, 三浦和彦, 岩本洋子, 矢吹正教,

加藤俊吾

Factors controlling daytime and nighttime new particle

formation at the summit of Mt. Fuji, Japan

Asian Aerosol Conference (AAC) 2017, Jeju

9. 三浦和彦, 片岡良太, 桃井裕広, 岩本洋子, 矢吹正教,

永野勝裕, 加藤俊吾, 小林拓, 速水洋, 大河内博, 植松

光夫

富士山頂におけるエアロゾルの新粒子生成，成長と雲

生成に関する研究

第 34 回エアロゾル科学・技術研究討論会, 豊洲

10. 中山智喜, 車裕輝 , 松見豊, 森野悠 , 佐藤圭 ,鶴丸央,

Ramasamy Sathiyamurthi, 坂本陽介, 加藤俊吾, 宮崎雄

三, 望月智貴, 河村公隆, 定永靖宗,中嶋吉弘, 松田和

秀, 梶井克純

東京多摩丘陵における実大気へのオゾン添加による二

次粒子生成の観測：エアロゾル生成モデル計算との比

較

第 34 回エアロゾル科学・技術研究討論会, 豊洲

11. 島田幸治郎, 松田和秀, 中嶋吉弘, 加藤俊吾, 畠山史

郎

東京の都市大気に対する越境大気汚染物質の寄与推

定の手法開発

第 26 回環境化学討論会, 静岡

12. 宮内洋輔, 大河内博, 島田幸治郎,勝見尚也，皆巳幸也，

小林拓，三浦和彦，加藤俊吾，竹内政樹，戸田敬，米持

真一

富士山体を利用した大気境界層上層および自由対流圏

における酸性ガスおよびエアロゾルの観測（１）


13. 山脇拓実, 麻生智香, 大河内博, 島田幸治郎, 勝見尚

也, 皆巳幸也, 小林拓, 三浦和彦, 加藤俊吾, 竹内政樹,

戸田敬, 米持真一

富士山体を観測タワーとして活用した自由対流圏大気

および雲水中揮発性有機化合物の観測(2)


14. 大河内博，村上周平，廣川諒祐，島田幸治郎，勝見尚也，皆巳幸也，小林拓，三浦和彦，加藤俊吾，竹内政樹，

戸田敬，米持真一，榎本孝紀

自由対流圏大気エアロゾル中 PFOS/PFOA の動態に関

する予備検討：新規開発されたハイボリュームエアサン

プラー用 PM2.5 サイクロンの富士山頂におけるフィー

ルド観測への適用


15. 米持真一,堀井勇一, 小西智也, 大河内博, 加藤俊吾

富士山頂観測から考察した 2015 年夏季の関東地方の

PM2.5 高濃度現象

第 58 回大気環境学会, 兵庫

16. 加藤俊吾, 大河内博, 三浦和彦

CO and O3 observation at the summit of Mt. Fuji during

summer

2017 Symposium on Atmospheric Chemistry and

Physics at Mountain Sites, Gotemba

17. Yukiko Dokiya, Shiro Hatakeyama, 三浦和彦, 大河内博,

Masashi Kamogawa, Naoki Kaneyasu, Yoko Katayama,

Kazuya Sasaki, 加藤俊吾, Yukiya Minami, 小林拓

Ten years research at Mount Fuji research station



18. 島田幸治郎, C. F. Ou-Yang, 加藤俊吾, N. H. Lin1, C. K.

Chan, Y. P. Kim, and S. Hatakeyama

Aerosol chemistry in summer at the top of Mt. Fuji

34



19. 片岡良太, 三浦和彦, 桃井裕広, 岩本洋子, 矢吹正教,

永野勝裕, 加藤俊吾, 小林拓, 速水洋, 大河内博

Properties of new particle formation at the summit of

Mt. Fuji, Japan - Measured results during summer from

2006 to 2016 ?

2017 Symposium on Atmospheric Chemistry and Physics

at Mountain Sites, Gotemba

20. Yosuke Miyauchi, Hiroshi Okochi, Kojiro Shimada, Naoya

Katsumi, Yukiya Minami, Hiroshi Kobayashi, Kazuhiko

Miura, 加藤俊吾 , Masaki Takeuchi, Kei Toda, Shinichi

Yonemochi

Observation of acidic gases and aerosols in the upper

atmospheric boundary layer and in the free troposphere

on Mt. Fuji (2)



21. Tatsuya Yamaji, Hiroshi Okochi, Satoshi Ogawa, Naoya

Katsumi, Kojiro Shimada, Hiroshi Kobayashi, Yukiya

Minami, Kazuhiko Miura, 加藤俊吾, Shin-ichi Yonemochi,

Natsumi Umezawa, Kiyoshi Nojiri, and Kei Toda

Observation of gaseous mercury at the top and the foot

of Mt. Fuji



22. Ryuichi Wada, Yasuhiro Sadanaga, 加藤俊吾 , Naoya

Katsumi, Hiroshi Okochi, Yoko Iwamoto, Kazuhiko, Miura,

Hiroshi Kobayashi, Hitoshi Kamogawa, Jun Matsumoto,

Seiichiro Yonemura

NOy measurements at the top of Mt. Fuji



23. Shinji Muramoto, Indra Chandra, Yayoi Inomata, Hidenori

Higashi, Yoshio Otani, Takafumi Seto, Kazuhiko Miura,

Yoko Iwamoto, 加藤俊吾

Measurement of particle size distribution of nanoparticles

at summit of Mt. Fuji



24. Megumi Nakamura, Hiroshi Okochi, Kojiro Shimada, Naoya

Katsumi, Yukiya Minami, Hiroshi Kobayashi, Kazuhiko

Miura, 加藤俊吾

Observation of cloud water chemistry in the free

troposphere and the atmospheric boundary layer on Mt.

Fuji (4)



25. ○乗富秀富, 西上純平, 遠藤信行, 加藤覚, 内山

一美

微水系における粉炭吸着酵素の触媒活性に対する水分

活性の影響

第 68 回コロイドおよび界面化学討論会，神戸大学，

3F17

26. ○乗富秀富, 西上純平, 遠藤信行, 加藤覚, 内山

一美

Effect of water activity on enzymes adsorbed on biomass

charcoal in organic media

Third International Conference on Science, Engineering &

Environment (SEE-USQ 2017), University of Southern

Queensland, Brisbane, Australia, 3600

27. 中嶋美優, 東海林敦, Kenji Morita, 森岡和大, 柳田

顕郎, 辺見彰秀, 曽湖烈, 加藤俊吾, 内山一美, 中

嶋秀

Development of surface plasmon resonance sensor

using an optical fiber prepared by electroless

displacement gold plating method

PITTCON2018, Orlando,Florida , USA, 660-21P


■受賞

1. 長嶋萌子（博士前期課程１年）

英国王立化学会 Analystポスター賞

「ピペットチップ内壁を反応場とするオンサイト測定用蛍光

検出システムの開発」

日本分析化学会第 66 年会（東京理科大学葛飾キャンパ

ス）

2. 曽湖烈, Leading Scientist, 都市環境学部、首都大学東

京


35


分子計測化学分野久保研究室

教授久保由治准教授 Mulyana J. Yan 助教西藪隆平

■構成員

久保由治 (くぼゆうじ) 教授 / 工学博士

有機合成化学，超分子化学，機能性色素

9-448 室 TEL：042-677-3134 [email protected]

MULYANA J. Yan (ムリヤーナヤン) 准教授 / Ph D

錯体化学，光化学

9-149 室 TEL：042-677-2823 [email protected]

西藪隆平 (にしやぶりゅうへい) 助教 / 工学博士

超分子化学，有機合成化学，材料化学

9-438 室 TEL：042-677-1111(内線 4941) [email protected]

学生数

博士後期課程：3 名

博士前期課程：13 名

学部生：7 名

■研究概要

1) 凝集誘起発光（AIE）特性を利用した不斉認識センサーの

提案

久保由治

凝集誘起発光（AIE）特性をもつπ共役分子は，従来の発光

性分子と異なる機能創出ができる点で盛んに研究されている。

ボロン酸会合系に不斉情報を組み込む試みをおこない，構造

が単純な不斉認識センサーの提案を検討した。

図．AIE 特性を利用した不斉認識センサー

2) Photoelectrochemical cells for hydrogen generation

MULYANA J. Yan，久保由治

There is an urgent need for creating new energy materials

capable of producing hydrogen fuel from water as an

alternative to the use of fossil fuels. Our research is

concerned with creating bio-inspired energy materials, namely

photo electrochemical (PEC) cells, which are capable of

harvesting light energy to drive the water splitting process.

The construction of the devices involves the synthesis of

organic and inorganic materials, which can be assembled with

appropriate semiconductors such as titanium oxide (TiO2) and

indium tin oxide (ITO) nanoparticles.

図．光電気化学セルを用いた水素発生実験

3) 色素増感太陽電池用増感色素の合成と評価

久保由治

低炭素社会の実現にむけた取り組みのひとつとして，太陽

光エネルギーを電気エネルギーに変換するための増感剤とし

てはたらく色素の合成をおこなっている。特に，資源の枯渇が

懸念される貴金属に頼らないメタルフリー色素の合成に取り

組んでおり，優れた光吸収特性および安定性を持つジピロメ

テンホウ素錯体(BODIPY)を基本骨格に採用した色素を色素

増感剤に用いた色素増感太陽電池の高効率化を目指してい

る。

4) カルコゲン含有π共役分子の開発

久保由治

カルコゲン含有π共役分子は，その原子に由来した光学特

性の発現が期待される。本研究では，優れた光吸収特性お

よび安定性を持つジピロメテンホウ素錯体(BODIPY)にセレノ

フェンを導入した色素の合成をおこなった。合成された色素が

光線力学的治療や有機合成で有用な一重項酸素の発生に

おける増感剤としてはたらくことを見出した。

5) 太陽光の高効率利用を指向したフォトン・アップコンバージ

ョンの構築

久保由治

三重項-三重項消滅に基づくフォトン・アップコンバージョン

(TTA-UC) は低強度で非コヒーレントな励起光でも達成され

ることから，既存の太陽電池や光触媒の高効率化，布怒りス

イッチングデバイスなどへの応用が期待されている。本研究

では，ポルフィリンプラチナ錯体とジフェニルアントラセンから

なる TTA-UC 系において，コバルト錯体の添加が TTA-UC 過

程に摂動を与え，その結果，発光色の変化を導くといった興

味深い発光色スイッチングが見出された。

6) ジアザボリンπ共役系化合物の合成

久保由治，西藪隆平

含ホウ素系π共役化合物は, ホウ素の空の p 軌道をπ共役

系に組み込むことから，既存の芳香族炭化水素系にはない

特異な光物性が期待される。なかでも, C=C と等電子構造で

ある B−N を含むπ電子系は機能性探求の観点から興味深い。

本研究では，B−N 複素環であるベンゾジアザボリンが直接ナ

フタルイミドに結合した新規化合物を合成した。当該色素は

36


溶媒に依存してアニオンに対する光学応答が変化する興味

深い光物性が見出された。

7) 過酸化水素に対する化学線量計として機能する亜鉛配位

型ボロネートジピリンの合成

久保由治，西藪隆平

ピロールとアザフルベンから構成されるジピリンは種々の

金属イオンのみならず典型元素とも錯体を形成でき，そのπ

共役系との協働による多彩な機能化が期待できる。今回, 化

学反応型ケモセンサー開発の一環として，ピナコールボリル

基を有するジピリン誘導体を設計・合成した。当該色素の溶

液に，亜鉛イオン存在下，当該色素に過酸化水素を添加する

と，溶液の色が赤色から青色に変化した。さらに，当該色素を

用いることで、過酸化水素の蒸気を検出できる試験紙型の化

学線量計を開発した。

8) ポリビニルアルコール固体表面を簡便に機能化できる化

学修飾剤の開発

西藪隆平、久保由治

合成高分子のひとつであるポリビニルアルコールの固体表面

を簡便に機能化できる化学修飾剤の開発をおこなっている。

アンカー部位としてボロン酸基を持つ種々の化学修飾剤を合

成し、表面修飾をおこなうことで固体型ケモセンサーや三次

元細胞培養基材など機能性材料への展開を検討した。

9) 近赤外吸収光電変換素子の開発

久保由治

近赤外光に対して高い吸収特性を有するナフト[1,3,2]オキ

サボリニン系ジベンゾ-BODIPY を新規に合成した。当該色素

を組み込んだデバイスは、優れた光電変換特性を示し、フォト

デテクターとして応用可能であることがわかった。


1. Yuji Kubo, Shun Tobinaga, Yoshihide Ueno, Tatsuya Aotake,

Hidenori Yakushiji, and Tatsuya Yamamoto 、

Near-infrared-absorbing Photodetectors Based on

Naphtho[1,3,2]oxazaborinine-type Dibenzo-BODIPY Dyes,

Chem. Lett., 2018, 47, 300−303. DOI:

dorg/10.1246/cl.1710612.

2. I. Purnama Y. Kubo, J. Y. Mulyana, A robust ruthenium

complex with nonyl-substituted bpy ligand for

dye-sensitized photoelectrochemical cell application, Inorg.

Chim. Acta, 2018, 471, 467-474. DOI:

10.1016/j.ica.2017.11.052

3. M. Kawai, A. Hoshi, R. Nishiyabu and Y. Kubo, Fluorescent

chirality recognition by simple boronate ensembles with

aggregation-induced emission capability, Chem. Commun.,

2017, 53, 10144-10147. DOI: 10.1039/C7CC05784A

4. S. Erten-Ela, Y. Ueno, T. Asaba and Y. Kubo, Synthesis of a

dibenzo-BODIPY-incorporating phenothiazine dye as a

panchromatic sensitizer for dye-sensitized solar cells,

New. J. Chem., 2017, 41, 10367-10375. DOI:

10.1039/C7NJ01735A

5. O. Suryani, Y. Higashino, J. Y. Mulyana, M. Kaneko, T. Hoshi,

K. Shigaki and Y. Kubo, Near-infrared organic

photosensitizer for use in dye-sensitized

photoelectrochemical water splitting, Chem. Commun.,

2017, 53, 6784-6787. DOI: 10.1039/C7CC02730C

6. R. Nishiyabu, S. Iizuka, S. Minegishi, H. Kitagishi, and Y.

Kubo, Surface modification of polyvinyl alcohol sponge with

functionalized boronic acid to develop porous materials for

multicolor emission, chemical sensing and 3D cell culture,

Chem. Commun., 2017, 53, 3563-3566. DOI:

10.1039/C7CC00490G

7. K. Sakakibara, Y. Takahashi, R. Nishiyabu and Y. Kubo, A

Zn2+-coordinated boronate dipyrrin as a chemodosimeter

toward hydrogen peroxide, J. Mater. Chem. C, 2017, 5,

3684-369. DOI: 10.1039/C7TC00405B (2017 Journal of

Materials Chemistry C HOT papers)

8. Y. Satta, R. Nishiyabu, T. D. James and Y. Kubo, A

1-hydroxy-2,3,1-benzodiazaborine-containing π

-conjugated system: synthesis, optical properties and

solvent-dependent response toward anions, Tetrahedron,

2017, 73, 2053-2061. DOI: 10.1016/j.tet.2017.02.050

9. Y. Kubo and R. Nishiyabu, White-light emissive materials

based on dynamic polymerization in supramolecular

chemistry, Polymer, 2017, 128, 257-275.

DOI:10.1016/j.polymer.2016.12.082

.

■学会発表

【国内発表】

1. キラル分子を固定化させたボロネート粒子の調製とイミン

の不斉還元への応用，中西雄大・永坂友佳・久保由治，

C05，有機合成化学協会関東支部シンポジウム，学習院

大学（目白キャンパス），2017 年 5 月 20 日

2. 有機セレン置換 BODIPY の合成と性質，飯塚啓太・中島美

香・久保由治，C19，有機合成化学協会関東支部シンポジ

ウム，学習院大学（目白キャンパス），2017 年 5 月 20 日

3. 亜鉛配位型ボロネートジピリンの H2O2 応答型呈色挙動，

高橋由希・榊原圭織・西藪隆平・久保由治，2P-26，第 15

回ホスト・ゲスト化学シンポジウム，立命館大学びわこ・く

さつキャンパス，2017 年 6 月 3 日

4. ポリビニルアルコール薄膜表面を機能化できるボロン酸マ

ーカーペンの開発，西藪隆平・岡出朋・久保由治，A17，第

15 回ホスト・ゲスト化学シンポジウム，立命館大学びわ

こ・くさつキャンパス，2017 年 6 月 3 日

5. A near-infrared organic photosensitizer for use in dye

sensitized photoelectrochemical water splitting ， Okta

Suryani, Yuta Higashino, J. Yan Mulyana, Yuji Kubo，1C03，

Annual meeting on photochemistry 2017 ， Tohoku

University，2017 年 9 月 4 日

6. 有機セレン置換 BODIPY 系色素の合成と光学特性，中島

美香・飯塚啓太・久保由治，3P76，2017 年光化学討論会，

東北大学 (青葉山キャンパス) ，2017 年 9 月 6 日

7. エナンチオ選択的蛍光応答を示す凝集誘起発光性ボロネ

ートアンサンブル，星綾香・川合名子・西藪隆平・久保由治，

1P136，第 28 回基礎有機化学討論会，九州大学（伊都キ

ャンパス），2017 年 9 月 7 日

8. テトラフェニルエチレンを含むボロネート動的共有結合分

子系の合成と機能化，川合名子・金子尚義・星綾香・西藪

隆平・久保由治，3C03，第 28 回基礎有機化学討論会，九

州大学（伊都キャンパス），2017 年 9 月 9 日

9. ポリビニルアルコール固体表面を機能化できるボロン酸イ

ンクの開発，西藪隆平・岡出朋・久保由治，2J07，第 66 回

高分子討論会，2017 年 9 月 20 日

10. A near-infrared organic photosensitizer for use in

dy sensitized photoelectrochemical water splitting，Okta

Suryani, Yuta Higashino, J. Yan Mulyana, Yuji Kubo，2P-54，

International symposium on novel energy nanomaterials,

catalysts and surfaces for future earth，The University of

electro-communications，2017 年 10 月 29 日

37


11. A new and robust ruthenium photosensitizer for

light-induced hydrogen production from water in

dye-sensitized photoelectrochemical cells (DSPECs) ，

Indra Purnama, Yuji Kubo, Jacob Yan Mulyana，2P-55，

International symposium on novel energy nanomaterials,

catalysts and surfaces for future earth，The University of

electro-communications，2017 年 10 月 29 日


dy sensitized photoelectrochemical water splitting，Okta

Suryani, Yuta Higashino, J. Yan Mulyana, Yuji Kubo，P-13，

The 2nd International symposium on hydrogen

energy-based society ， Tokyo Metropolitan University ，

2017 年 11 月 21 日

13. A new and robust ruthenium photosensitizer for

light-induced hydrogen production from water in

dye-sensitized photoelectrochemical cells (DSPECs) ，

Indra Purnama, Yuji Kubo, Jacob Yan Mulyana，P-3，The

2nd International symposium on hydrogen energy-based

society，Tokyo Metropolitan University，2017 年 11 月 21

日

14. 動的構造制御に基づくボロネート大環状化合物の

合成，金子尚義・西藪隆平・久保由治，O-16，第 44 回有

機典型元素化学討論会，東京工業大学（大岡山キャンパ

ス），2017 年 12 月 7 日

15. ボロネート自己集合粒子の界面機能化に基づく不

斉固体触媒の調製，中西雄大・永坂友佳・久保由治，

P-70，第 44 回有機典型元素化学討論会，東京工業大学

（大岡山キャンパス），2017 年 12 月

16. Synthesis of a quinoline amide dye with a

boronic acid-grafting group and its application to

chemosensors, Uji;Pramoto, Yuji Kubo, 1F5-36, The

98th CSJ Annual meeting, Nihon University，2018 年

3 月 20 日

17. マルチカラー発光をめざした AIE 活性ボロネートド

ットの合成，星光起・金子尚義・久保由治，1I4-44，日本化

学会第 98 回春季年会，日本大学（船橋キャンパス），2018

年 3 月 20 日

18. ボロネート酒石酸型発光分子の不斉認識機能，

星綾香・川合名子・久保由治，1F5-34，日本化学会第 98

回春季年会，日本大学（船橋キャンパス），2018 年 3 月 20

日

19. Photocatalytic hydrogen production using a

dibenzo-BODIPY-incorporated phenothiazine as

panchromatic photosensitizer，Okta Suryani, Yumi Maeda,

J. Yan Mulyana, Yuji Kubo，3I1-07，The 98th CSJ Annual

meeting Nihon University，2018 年 3 月 22 日

20. Dynamics of water reduction by dye-sensitized

photoelectrochemical cells incoporating ruthenium

photosensitizers，Indra Purnama, Yuji Kubo, Jacob Yan

Mulyana oral，2B5-43，The 98th CSJ Annual meeting，

Nihon University，2018 年 3 月 22 日

21. 三重項-三重項型アップコンバージョン用増感剤と

して機能するアリールセラニル BODIPY，飯塚啓太・中島

美香・久保由治，4F5-15，日本大学（船橋キャンパス），

2018 年 3 月 23 日

【国際会議】


dy sensitized photoelectrochemical water splitting ， Okta

Suryani, Yuta Higashino, J. Yan Mulyana, Yuji Kubo，Chemistry

conference for young scientists，Blankenberge， Belgium，

2018 年 2 月 21 日

【招待講演等】

1. Hierarchical supramolecules using boronic acid building

blocks, Yuji Kubo, The 4th International Seminar of Chemistry,

Bundung (Indonesia),2018 年 9 月 29 日（基調講演）

2. テロ対策に活用する色素による爆発物検知技術の解説、

久保由治、環境技術委員会、衆議院第一議員会館、2017 年

12 月 19 日

3. ボロン酸ユニットを用いた機能性超分子の調製、久保由治、

第49回「工学とバイオ」セミナー、東京大学生産技術研究所、

2018 年 3 月 1 日

■特許

1.新規化合物及びそれを用いた光電変換素子、久保由治、

紫垣晃一郎、特許第 6278504 号、2018 年 2 月 14 日


1. 派遣留学生経済支援制度（部局中長期分），飛永駿（博士

前期課程 2 年），派遣国：英国，派遣先：バーミング大学

2. 派遣留学生経済支援制度（部局中長期分），東野悠太（博

士前期課程1年生、派遣国：トルコ共和国、派遣先：エーゲ

大学太陽エネルギー研究所

■受賞

1. 第 44 回有機典型元素化学討論会（7 日〜9 日）、優秀講演

賞（Chemistry Letters Young Award）、金子尚義君（首都

大学東京、博士前期課程 2 年生）、2017 年 12 月、「動的構

造制御に基づく発光型ボロネート大環状化合物の合成」.

38

環境調和化学分野宍戸研究室

教授宍戸哲也助教三浦大樹

■構成員宍戸哲也（ししどてつや）教授/博士（工学）触媒化学、表面化学、固体酸塩基、選択酸化、その場分析

9-551 号室 TEL ： 042-677-2850 内線 4963 [email protected]

三浦大樹（みうらひろき）助教/博士(工学) 触媒化学、固体酸塩基、有機合成化学、有機金属化学


Deng Lidan（デンリダン）特任助教/博士（工学）触媒化学


博士後期課程 1名修士課程 15名学部 4年 7名

■研究概要自動車排ガスの浄化に有効な担持 Rh 触媒の開発に関する研究

宍戸哲也、三浦大樹

自動車の排気ガスに含まれる窒素酸化物、一酸化炭素、炭

化水素は、貴金属を含む三元触媒によって無害な N2、CO2、

H2O へ浄化されているが、元素戦略の観点から貴金属使用

量の低減や代替が求められている。また、高い熱安定性や酸

素過剰存在下での NOx還元活性の向上も重要である。本年度は、Rh を種々の酸化物担体に担持した触媒を調製し、それらの NO 還元活性を検討した。その結果、Rh/NbOPO4 が

Rh/Al2O3などに比べて優れた触媒活性を示すことを明らかに

した。特に酸素過剰領域（リーン領域）において高い NO転化率を示した。

アルキンの[2+2+2]付加環化反応に有効な担持合金ナノ粒子触媒の開発に関する研究

宍戸哲也、三浦大樹

多置換ベンゼン誘導体は医薬・農薬中間体などの機能性材

料に含まれる中心骨格であり、その効率的な合成法の開発

は重要である。アルキン[2+2+2]付加環化反応はこれらを原子効率 100％で合成できる魅力的な手法であるが、これに対して回収・再利用が容易、かつ広範な基質に適用可能な不均

一系触媒による例はこれまで報告されていなかった。本年度

は、アルキンの[2+2+2]付加環化反応に対して、担持 PdAu合金触媒が優れた触媒活性を示すことを見出した。これらの

触媒は広範なアルキン基質に適用可能であり、高い再利用

性も示すことを明らかにした。種々の速度論的および分光学

的解析により、合金表面に隣接して存在するPdとAuが協奏的に作用し触媒反応を進行させていることを明らかにした。

遷移金属触媒を用いる環境調和型分子変換反応に関する研

究

三浦大樹・宍戸哲也

遷移金属触媒を用いる選択的 C-C 結合生成反応は、医薬・

農薬中間体等に含まれる複雑な炭素骨格を精密かつ高効率

的に構築することが可能な重要な手法である。本年度は、ル

テニウム触媒による芳香族カルボン酸のアルデヒドへの付加

反応によるイソベンゾフラノン誘導体の合成について検討を

行った。最適反応条件において芳香族カルボン酸とアルデヒ

ドの適用範囲を検討した結果、様々な基質が適用可能であり、

対応するイソベンゾフラノン誘導体がそれぞれ良好な収率で

得られた。また、担持 Ru 触媒を用いた場合にも反応が良好に進行し、さらに触媒を複数回使用できることも明らかにした。

■査読付き論文1. Hydrosilylation of Allenes over Palladium–Gold Alloy

Catalysts: Enhancing Activity and Switching Selectivityby the Incorporation of Palladium into GoldNanoparticles Miura, H.; Sasaki, S.; Ogawa, R.;Shishido, T. Eur. J. Org. Chem. 2018,DOI:10.1002/ejoc.201800224

2. Dynamic Behavior of Rh Species of Rh/Al2O3 ModelCatalyst During Three-Way Catalytic Reaction – AnOperando XAS Study Asakura, H.; Hosokawa, S.; Ina,T.; Kato, K.; Nitta, K.; Uera, K.; Uruga, T.; Miura, H.;Shishido, T.; Ohyama, J.; Satsuma, A.; Sato, K.;Yamamoto, A.; Hinokuma, S.; Yoshida, H.; Machida,M.; Yamazoe, S.; Tsukuda, T.; Teramura, K.; Tanaka,T. J. Am. Chem. Soc. 2018, 140, 176-184.

3. Selective Hydrogenolysis of Tetrahydrofurfuryl Alcoholover Pt/WO3/ZrO2 Catalysts : Effect of WO3 loadingamount on activity Feng, S.; Nagao, A.; Aihara, T.;Miura, H.; Shishido, T. Catal. Today 2018, 303, 207-212.

4. Concerted Functions of Surface Acid-Base Pairs andSupported Copper Catalysts for Dehydrogenative

Au

PdPdAu alloy

39

Synthesis of Esters from Primary Alcohols Miura, H.; Nakahara, K.; Kitajima, T.; Shishido, T. ACS Omega 2017, 2, 6167-6173.

5. Effect of WO3 loading on the activity of Pt/WO3/Al2O3

catalysts in selective hydrogenolysis of glycerol to 1,3-propanediol Aihara, T.; Kobayashi, H.; Feng, S.; Miura,H.; Shishido, T. Chem. Lett. 2017, 46, 1497-1500.

6. Highly active and stable Pt-Sn/SBA-15 catalystprepared by direct reduction for ethylbenzenedehydrogenation: Effects of Sn addition Deng, L.;Arakawa, T.; Ohkubo, T.; Miura, H.; Shishido, T.;Hosokawa, S.; Teramura, K.; Tanaka, T. Ind. Eng.

Chem. Res. 2017, 56, 7160-7172.7. Strong metal-support interaction between Pt and SiO2

following high-temperature reduction: a catalyticinterface for propane dehydrogenation Deng, L.; Miura,H.; Shishido, T.; Hosokawa, S.; Teramura, K.; Tanaka,T. Chem. Commun. 2017, 53, 6937-6940.

8. Supported Palladium–Gold Alloy Catalysts for Efficientand Selective Hydrosilylation under Mild Conditionswith Isolated Single Palladium Atoms in AlloyNanoparticles as the Main Active Site Miura, H.; Endo,K.; Ogawa, R.; Shishido, T. ACS Catal. 2017, 7, 1543–1553.

9. Ruthenium-catalyzed Addition of Aromatic Amides toInternal Alkynes and Subsequent IntramolecularCyclization for the Atom-Economical Synthesis ofIsoindolinones Miura, H.; Terajima, S.; Tsutsui, K.;Shishido, T. J. Org. Chem. 2017, 82, 1231–1289.

■学会発表【国内発表】

1. 高選択的ヒドロシリル化に有効な担持 PdAu 合金触媒の開発三浦大樹・遠藤圭介・小川亮一・宍戸哲

也，石油学会第 60 回年会 2017 年 5 月 23 日(金)～24日(土) タワーホール船堀

2. 環境調和型分子変換を可能にする担持合金ナノ粒子

触媒の開発三浦大樹，TIRI クロスミーティング2017年 6月 8日(木)～9日(金) 都産技研本部

3. Pt/WO3/Al2O3 触媒による選択的グリセロール水素化分解相原健司・三浦大樹・宍戸哲也，第 15 回触媒化学ワークショップ 2017 年 7 月 31(月)～8 月 2 日(水) 高岡市生涯学習センター

4. 微量 Pt 添加 Ni/TiO2 触媒による選択的水素化三浦大樹・野口啓太郎・宍戸哲也，第 15 回触媒化学ワークショップ 2017年 7月 31日(月)～8月 2日(水) 高岡市生涯学習センター

5. 固体酸-銅ハイブリッド触媒によるジメチルエーテル水蒸気改質河合絵梨佳・三浦大樹・宍戸哲也，第 15回触媒化学ワークショップ 2017 年 7 月 31 日(月)～8月 2日(水) 高岡市生涯学習センター

6. 高疎水表面を有するスルホ基含有シロキサンゲル触媒

の調製とその加水分解作用亀山周太郎・三浦大

樹・宍戸哲也，第 15 回触媒化学ワークショップ 2017年 7月 31日(月)～8月 2日(水) 高岡市生涯学習センター

7. 担持 PdAu合金触媒を用いたアレンの選択的ヒドロシリル化佐々木英・三浦大樹・宍戸哲也，第 15 回触媒化学ワークショップ 2017 年 7 月 31 日(月)～8 月 2日(水) 高岡市生涯学習センター

8. WO3/Al2O3 触媒によるグリセロール脱水反応浅妻克弥・三浦大樹・宍戸哲也，第 15回触媒化学ワークショップ 2017年 7月 31日(月)～8月 2日(水) 高岡市生涯学習センター

9. 担持 PdAu 合金触媒を用いるアルキンの[2+2+2]付加環化反応田中友海・三浦大樹・宍戸哲也，第 15回触媒化学ワークショップ 2017 年 7 月 31 日(月)～8月 2日(水) 高岡市生涯学習センター

10. 担持 PdAu 合金触媒によるアルキンの[2+2+2]付加環化反応田中友海・三浦大樹・宍戸哲也，第 38 回触媒学会若手会「夏の研修会」 2017 年 8 月 2 日(水)～4日(金) KKRホテルびわこ

11. Pt/WO3/Al2O3 触媒による選択的グリセロール水素化分解相原健司・三浦大樹・宍戸哲也，第 38 回触媒学会若手会「夏の研修会」 2017 年 8 月 2 日(水)～4 日(金) KKR ホテルびわこ

12. Pt/WO3/Al2O3 触媒によるグリセロール水素化分解におけるタングステン酸化物種の役割相原健司・三浦

大樹・宍戸哲也，第 120回触媒討論会 2017年 9月12日(火)～14(木) 愛媛大城北キャンパス

13. 担持 PdAu合金触媒を用いるモノインとジインの交差付加環化反応中原花梨・田中友海・三浦大樹・宍戸

哲也，第 120回触媒討論会 2017年 9月 12日(火)～14日(木) 愛媛大学城北キャンパス

14. Cu/ZnO/Al2O3‐H-ZSM-5 ハイブリッド触媒によるジメチルエーテル水蒸気改質河合絵梨佳・三浦大樹・

宍戸哲也, 第 120回触媒討論会 2017年 9月 12日(火)～14日(木) 愛媛大学城北キャンパス

15. 高疎水表面を有するスルホ基含有シロキサンゲル触媒

の調製とその加水分解作用亀山周太郎・三浦大

樹・宍戸哲也，第 120回触媒討論会 2017年 9月 12日(火)～14日(木) 愛媛大学城北キャンパス

16. 担持 PdAu 合金触媒によるアレンの選択的ヒドロシリル化佐々木英・三浦大樹・宍戸哲也，第 120 回触媒討論会 2017年 9月 12日(火)～14日(木) 愛媛大学城北キャンパス

17. WO3 担持量の異なる WO3/Al2O3 触媒によるグリセロール脱水反応浅妻克弥・相原健司・三浦大樹・

宍戸哲也, 第 120回触媒討論会 2017年 9月 12日(火)～14日(木) 愛媛大学城北キャンパス

18. 担持 PdAu 合金触媒によるアルキンの[2+2+2]付加環化反応田中友海・中原花梨・三浦大樹・宍戸哲

也，第 120 回触媒学会 2017 年 9 月 12 日(火)～14日(木) 愛媛大学城北キャンパス

19. 担持 Pd系合金触媒によるアンモニアボランからの水素生成反応冨永光宏・中嶋健悟・三浦大樹・宍戸

哲也, 第 120回触媒討論会 2017年 9月 12日(火)～14日(木) 愛媛大学城北キャンパス

20. WO3/Al2O3 触媒によるグリセロール脱水反応浅妻克弥・三浦大樹・宍戸哲也 , 第 11 回触媒道場

2017年 9月 25日(月)～26日(火) ⾼知市サンピアセリーズ

21. Pt/WO3/Al2O3 触媒による選択的グリセロール水素化分解相原健司・三浦大樹・宍戸哲也，第 7回CSJ化学フェスタ 2017 2017 年 10 月 17 日(火)～19(木)タワーホール船堀

22. 担持 PdAu 合金触媒を用いるアルキンの[2+2+2]付加環化反応田中友海・中原花梨・三浦大樹・宍戸哲

也，第 7 回 CSJ 化学フェスタ 2017 2017 年 10 月 17日(火)～19日(木) タワーホール船堀

40

23. 高疎水表面を有するスルホ基含有シロキサンゲル触媒の調製とその加水分解作用亀山周太郎・三浦大

樹・宍戸哲也，第 7 回 CSJ 化学フェスタ 2017 2017年 10月 17日(火)～19日(木) タワーホール船堀

24. 担持 PdAu合金触媒を用いたアレンの選択的ヒドロシリル化佐々木英・三浦大樹・宍戸哲也，第 7回CSJ化学フェスタ 2017 2017年 10月 17日(火)～19日(木) タワーホール船堀

25. 担持 AuPd 合金触媒を用いたアンモニアボランからの水素生成反応冨永光宏・中嶋健悟・三浦大樹・宍

戸哲也, 第 7 回 CSJ 化学フェスタ 2017 2017 年 10月 17日(火)～19日(木) タワーホール船堀

26. 炭酸水素アンモニウム/ギ酸アンモニウムの相互変換による水素供給・貯蔵システムに有効な担持Pd系合金触媒中嶋健悟・三浦大樹・宍戸哲也，第 47回石油・石油化学討論会 2017年 11月 16日(木) ～2017年11月 17日(金) とりぎん文化会館

27. 担持 NiAu 触媒を用いるアルキンのヒドロシリル化小川亮一・三浦大樹・宍戸哲也, 第 47 回石油・石油化学討論会 2017年 11月 16日(木)~17日(金) とりぎん文化会館

28. Ru 触媒を用いる芳香族カルボン酸とアルデヒドの[4+1]付加環化反応寺島幸恵・三浦大樹・宍戸哲也，第

47 回石油・石油化学討論会 2017 年 11 月 16 日(木)~17日(金) とりぎん文化会館

29. 担持 Cu 系合金触媒による NO-CO-C3H6-O2 反応桑島泰司・三浦大樹・宍戸哲也，第 47 回石油・石油化学討論会 2017年 11月 16日(木)～17日(金) とりぎん文化会館

30. リン酸ニオブ担持 Rh触媒による NO-CO-C3H6-O2反応今井進介・三浦大樹・宍戸哲也，第 47回石油・石油化学討論会 2017 年 11月 16 日(木)～18 日(土) とりぎん文化会館

31. 炭酸水素アンモニウム/ギ酸アンモニウムの相互変換に有効な担持Pd系合金触媒中嶋健悟・三浦大樹・宍

戸哲也，第 38回水素エネルギー協会大 2017年 12月 4 日(月)～2017 年 12 月 5 日(火) タワーホール船堀小ホール

32. Cu/ZnO/Al2O3－H-ZSM-5 ハイブリッド触媒によるジメチルエーテル水蒸気改質：触媒活性に対する H-ZSM-5シリカアルミナ比の影響河合絵梨佳・三浦大樹・宍

戸哲也，第 38 回水素エネルギー協会大会 2017 年12月 4日(月)～5日(火) タワーホール船堀小ホール

33. 担持 AuPd 合金触媒によるアンモニアボランの脱水素反応冨永光宏・中嶋健悟・三浦大樹・宍戸哲也, 第 37回水素エネルギー協会大会 2017年 12月 4日(月)～5日(火) タワーホール船堀小ホール

34. スルホ基含有シロキサンゲル触媒の表面疎水性がエステル加水分解活性に与える影響三浦大樹・亀山周

太郎・宍戸哲也，第 121回触媒討論会 2018年 3月22日(木)～23日(金) 東京大学駒場キャンパス

35. 高い疎水性表面を有するブレンステッド酸ゲル触媒によるシリルエーテルの加水分解的脱シリル化亀山周太

郎・三浦大樹・宍戸哲也，第 121 回触媒討論会

2018年 3月 22日(木)～23日(金) 東京大学駒場キ

ャンパス 36. アレンの選択的ヒドロシリル化に対する Pd と Au の合

金化効果佐々木英・三浦大樹・宍戸哲也，第 121回触媒討論会 2018年 3月 22日(木) ～23日(金) 東京大学駒場キャンパス

【国際会議】 1. Steam Reforming of Dimethyl Ether over Solid Acid

Catalyst Coupled with Cu-based Catalyst, E. Kawai, Y. Kubo, H. Miura, T. Shishido, 16th Korea-Japan Symposium on Catalysis May 15-17, 2017 Hokkaido, Japan

2. Hydrogenolysis of glycerol to C3 diols over Pt/WO3/Al2O3 and Pd/L-Nb2O5, T Aihara, H Kobayashi, S Feng, H Miura, T Shishido, 16th Korea-Japan Symposium on Catalysis (16KJSC, Sapporo) May 15-17, 2017, Hokkaido, Japan

3. Hydrosilylation of Alkynes and α,β-Unsaturated Ketones by Supported PdAu Catalysts, H. Miura, K. Endo, R. Ogawa, S. Sasaki, T. Shishido, EUROPACAT 2017 August, 26-30, 2017 Florence, Japan

4. Promotion effect of a tiny amount of platinum on the activity of Ni/TiO2 catalyst for the selective hydrogenation, K. Noguchi, H. Miura, T. Shishido, EUROPACAT 2017 August, 26-30, 2017 Florence, Japan

5. Steam reforming of dimethyl ether over Cu/ZnO/Al2O3 coupled with H-ZSM-5: Effect of SiO2/Al2O3 ratio on the activity, E. Kawai, H. Miura, T. Shishido, The 2nd International Symposium on Hydrogen Energy‒based Society November 20-21, 2017 Tokyo, Japan

6. Selective catalytic reduction of NO with CO and C3H6 over Rh/NbOPO4, S. Imai, H. Miura, T. Shishido, The 8th Japan-China Workshop on Environmental Catalysis December 5-6, 2017, Tsukuba, Japan

7. The effect of WO3 loding on the activity ofPt/WO3/ZrO2 catalysts for hydrogenolysis of tetrahydrofurfuryl alcohol, Feng, Shixiang ・Nagao, Aiko ・ Miura, Hiroki ・ Shishido, Tetsuya, 4th International Congress on Catalysis for Biorefineries ,11-15, December, 2017, Lyon, France

【依頼講演】 1. 2017 一般社団法人水素エネルギー協会（HESS）特別

講演会, 「首都大学東京水素エネルギー社会構築推進研究センターにおける水素エネルギーに関する取り組

み (招待講演)」2018/3/1 （日本大学会館（本部）講堂） 2. 新学術領域研究「ハイブリッド触媒」第 1 回公開シンポ

ジウム, 「担持合金ナノ粒子を触媒とする分子変換 (招待講演)」2018/1/30 （名古屋大学 ES 総合館 ES ホール）

3. 第 17 回石油学会北海道支部講演会, 「低炭素社会の実現にむけた水素エネルギー関連技術の課題 (招待講演)」2018/1/26 （北見工業大学）

4. Zasshikai seminar 1709th, 「 Synthesis and characterization of nano-sized alloy catalyst (Invited lecture)」2017/12/19 （東京大学理学部 3F Lecture Room, Chemistry Main Bldg.）

5. 第 7回CSJ化学フェスタ 2017「ニオブとタンタル触媒の魅力と新展開～馴染みは薄いが、実は凄いんです！～, 酸化ニオブ・酸化タンタルの不均一系酸触媒ならびに光

酸化触媒としての機能 (依頼講演)」2017/10/19 （タワーホール船堀）

41

6. 第 120 回触媒討論会「水素エネルギーを中軸とする低炭素社会の実現に向けた取り組み, 2H10 (依頼講演)」2017/9/13 （愛媛大学城北キャンパス）

7. 第 4 回機能性ナノ酸化物研究拠点コロキウム The 4thcolloquium of Center for Functional Nano Oxide「酸化ニオブの触媒作用酸塩基触媒ならびに光酸化触媒と

しての機能と特徴 (招待講演)」 2017/5/26 （広島大学

東広島キャンパス）

8. “Hydrosilylation of Unsaturated Organic Moleculesover Supported PdAu Alloy Catalysts”, H. Miura, K.Endo, R. Ogawa, S. Sasaki, T. Shishido, 16th Japan-Taiwan Joint Symposium on Catalysis January, 29-31, 2018 Kyoto, Japan

9.

■受賞1. 学生ポスター発表賞 “アンモニアボランからの水素発生

に有効な担持 Pd 触媒の開発” 冨永光宏・中嶋健悟・

三浦大樹・宍戸哲也，第 119回触媒討論会（首都大学東京南大沢キャンパス）

2. 学生ポスター発表賞 “グリセロール水素化分解の選択

性の制御要因に関する検討” 相原健司・三浦大樹・宍

戸哲也，第 119 回触媒討論会（首都大学東京南大沢

キャンパス）

3. 学生ポスター発表賞 “Cu/ZrO2 触媒によるアルコール脱水素カップリング” 中原花梨・三浦大樹・宍戸哲也，

第 119 回触媒討論会（首都大学東京南大沢キャンパス）

4. 優秀ポスター発表賞 “高疎水表面を有するスルホ基含

有シロキサンゲル触媒の調製とその加水分解作用” 亀山周太郎・三浦大樹・宍戸哲也，第15回触媒化学ワークショップ（高岡市生涯学習センター）

5. 優秀ポスター賞 “WO3/Al2O3 触媒によるグリセロール脱水反応” 浅妻克弥・三浦大樹・宍戸哲也, 第11回触媒道場 (⾼知市サンピアセリーズ)

6. 優秀ポスター賞 “Pt/WO3/Al2O3 触媒による選択的グリセロール水素化分解” 相原健司・三浦大樹・宍戸哲

也，第 7回 CSJ化学フェスタ 2017 (タワーホール船堀)7. 優秀ポスター発表賞 “担持AuPd合金触媒を用いたアンモニアボランからの水素生成反応” 冨永光宏・中嶋健

悟・三浦大樹・宍戸哲也，第 7 回 CSJ 化学フェスタ2017（タワーホール船堀）

8. 優秀ポスター賞 “炭酸水素アンモニウム/ギ酸アンモニウムの相互変換に有効な担持Pd系合金触媒”中嶋健悟・

三浦大樹・宍戸哲也，第 38 回水素エネルギー協会大会(タワーホール船堀)

9. 優秀ポスター発表賞 “担持PdAu合金触媒によるアルキンの[2+2+2]付加環化反応”田中友海・三浦大樹・宍

戸哲也，第 38 回触媒学会若手会「夏の研修会」 (KKRホテルびわこ)

42

特定学術研究

■川上研

寄付金による研究 2 件産学共同研究費による研究 4 件提案公募型研究費による研究 1 件 1) 東京都「経済交流促進のプラットフォーム」共同研究研究代表者川上浩良イオン伝導性ナノファイバーフレームワークから構成される次

世代型固体電解質膜の開発文部科学省科学研究費による研究 4 件 1) 文部科学省科学研究費挑戦的萌芽研究研究代表者川上浩良

CCU を目指した次世代型 CO2 分離回収膜システムの創製

2) 文部科学省科学研究費基盤研究(B) 研究代表者朝山章一郎環状 DNA 単分子の高密度凝縮化技術による生体個体内未

踏空間送達システムの創製 3) 文部科学省科学研究費挑戦的萌芽研究研究代表者朝山章一郎血糖降下ホルモン血中濃度を遠隔操作する四元亜鉛核酸複

4) 文部科学省科学研究費基盤研究(C) 研究代表者田中学電池構造に革新をもたらすナノファイバーフレームワークを用

いた高機能相界面の構築

■益田研

寄付金による研究 4 件

産学共同研究費による研究 8 件

提案公募型研究費による研究 3 件

１）益田秀樹，先端的低炭素化技術開発事業(ALCA)特別重

点技術領域/ナノ・マイクロ構造制御にもとづく正極活物質の

高性能化

2)近藤敏彰，光科学技術研究振興財団/光電磁石の創成

3)近藤敏彰，先端加工機械技術振興協会/塑性変形プロセス

にもとづいた金属ナノワイヤーの高スループット形成手法の

開発

文部科学省科学研究費による研究 1件

１）益田秀樹，基盤研究（Ａ）/シングルnmスケールアノード酸

化ポーラス構造の形成と電子・光局在デバイスへの応用

■瀬高研

文部科学省科学研究費による研究 2 件

1. 基盤研究（Ｃ）（特設分野）（研究分担者瀬高渉）

「結晶性分子ジャイロスコープの光駆動高速内部回転

制御：理論設計・合成・観測」

2. 若手研究(Ｂ)（研究代表者稲垣佑亮）

「高周期14族元素を含む3次元拡張π電子系化合物の

創成」

特定研究寄附金による研究 1 件

1. H29 年度池谷科学技術振興財団研究助成（研究代表

者瀬高渉）

「有機結晶による高機能固体発光誘電材料の開発」

■春田研

寄付金による研究 2 件産学共同研究費による研究 3 件提案公募型研究費による研究 5 件

1. JST-ALCA（研究分担者春田正毅）「水の分離コスト削減を目指したエステルの不可逆型加

水分解およびアルケンの直接的変換」 2. 東京都「経済交流プラットフォーム」事業 (研究代表者

村山徹)

「加熱式の金ナノ粒子担持触媒再生ユニットを用いた食

料・花卉の鮮度保持システムの開発と公衆衛生への応

用検討」 3. 公益財団法人日立財団 2017 年度（第 49 回）倉田奨励

金 (研究代表者石川大輔) 「力学的刺激に応答する液液界面動的代謝システムの

構築」 4. 一般財団法人油脂工業会館平成 30 年度研究助成(研

究代表者石川大輔) 「構造化 DNA 粒子を構成成分とする人工細胞の創製」

5. 公益財団法人旭硝子財団 2017 年度募集・2018 年度採

択自然科学系「研究奨励」(研究代表者石川大輔) 「液液二相界面に構築した柔らかい DNA 構造体膜にお

ける疎水性基質の低温触媒変換」文部科学省科学研究費による研究 3 件

1. 若手研究 (B) （研究代表者竹歳絢子）「酸化物担持金クラスター触媒の開発と分子状酸素に

よる高選択的官能基変換への適用」 2. 基盤研究(C) （研究代表者石田玉青）

「金ナノ粒子触媒の新機能開拓によるグリーンファインケ

ミカル合成」 3. 若手研究 (B) （研究代表者石川大輔）

「力学的にチューニング可能な DNA ネットワーク集積体

の創製」 5件

■金村研


学術相談による研究 3 件



1. 先端的低炭素化技術開発事業(ALCA)特別重点技術領域

（研究代表者金村聖志）「新原理に基づく金属負極を有する

高性能新電池の創製


（研究代表者梶原浩一）「セラミックス系固体電解質の開発」


（研究代表者棟方裕一）「全固体リチウム空気二次電池の

開発」

4. 経済交流プラットフォーム事業（研究代表者金村聖志）

「液体燃料の改質を用いた新しい電池システムの開発」

■高木研


科学研究費補助金挑戦的萌芽研究

研究代表者高木慎介

■内山研

提案公募型研究費による研究 1 件論文博士支援事業費（研究代表者内山一美）「高炉ガス中微量金属の高感度定量法の開発」


基盤研究(C) （研究代表者中嶋秀）

「コンパクトディスク型マイクロチップを用いる感染症検査シス

テムの開発」

挑戦的研究（萌芽）（研究分担者加藤俊吾）

「森林大気のオゾン反応性計測に基づく植物由来揮発性有

機化合物の動態解析への挑戦」

■久保研



43

特定学術研究

1) 基盤(B) (一般)，（研究代表者久保由治）

「含ホウ素自律組織体を協働性担体とする金ナノクラス

ター触媒の開発」

■宍戸研




1) 経済交流プラットフォーム事業（研究分担者宍戸哲也）

「液体燃料の改質を用いた新しい電池システムの開発」

2) 多様な天然炭素資源の活用に資する革新的触媒と創

出技術（JST-CREST）（研究分担者宍戸哲也）「酸素

原子シャトルによるメタン選択酸化反応プロセス開発」

3) 京都大学実験と理論計算科学のインタープレイによる

触媒・電池の元素戦略研究拠点（研究分担者宍戸哲

也）


1) 基盤(B) (一般)，（研究代表者，宍戸哲也、研究分担者,

三浦大樹）

「階層構造を制御した担持合金ナノクラスタ触媒の創成と

選択的分子変換への展開」

2) 新学術領域（研究領域提案型），（研究代表者，宍戸哲

也、研究分担者, 三浦大樹）

「合金クラスタ－無機固体ハイブリッド触媒系による高選

択的分子変換」

44

社会貢献

■川上浩良 (1) 国際専門誌の Associate Editor：Polymer International (2) 国際専門誌の Associate Editor：Applied Membrane Science & Technology (3) 高分子学会医用高分子研究会運営委員会委員 (4) 高分子学会燃料電池研究会運営委員会委員 (5) 高分子分子学会武蔵野地区運営委員会委員 (6) 日本人工臓器学会評議委員 (7) 日本酸化ストレス学会評議委員 (8) 日本膜学会理事 (9) 日本バイオマテリアル学会評議委員 (10) 国内学会、国際学会の企画、主催（約 10 件）など

(11) 文部科学省「大学入学希望者学力評価テスト（仮称）」

検討準備グループ委員

(12) 文部科学省新テスト実施企画委員会委員

(13) 東京都労働産業局ライフサイエンスベンチャース

タートアップ支援事業委員

(14) 経済産業省産業技術環境局『二酸化炭素回収技術

実用化研究開発事業』プロジェクト中間評価検討会座長

(15) 公立大学協会第 2 委員会 WG 委員 ■朝山章一郎 (1) 日本バイオマテリアル学会評議委員 (2) 日本バイオマテリアル学会将来構想委員会委員 (3) 高分子学会武蔵野地区懇話会幹事 (4) 都立富士高等学校・都立富士高等学校附属中学校理

数アカデミー運営委員 ■山登正文 (1) 高分子学会武蔵野地区懇話会運営委員 (2) 高分子学会関東支部代表会員 (3) 高分子学会関東支部常任幹事 (4) 応用物理学会磁気科学研究会代表 (5) 第 66 回高分子年次大会運営委員 (6) 電気学会強磁界下での材料プロセッシングと生体効果

調査専門委員会委員 ■田中学

(1) 高分子学会関東高分子若手研究会世話人 (2) 平成 29 年度繊維学会年次大会実行委員 (3) 平成 29 年度日本膜学会 39 年会委員 (4) 高分子学会 IPC2018 プログラム委員 (5) 高分子電解質国際会議(ISPE-16) 実行委員 ■益田秀樹表面技術協会副会長キャパシタ技術委員会運営委員，日本化学会電気化学ディビジョン幹事，表面技術協会金属のアノード酸化の機能化研究会幹事 ■武井孝

日本化学会コロイドおよび界面化学部会事業企画委員日本粉体工業技術協会造粒分科会副コーディネーター日本セラミックス協会関東支部代議員日本表面科学会編集委員東京農工大学非常勤講師学術論文審査 ■柳下崇表面技術協会編集委員表面技術協会評議員

表面技術協会アカデミー実行委員会委員表面技術協会金属のアノード酸化皮膜の機能化部会会計幹

事電気化学会第 85 回大会実行委員表面技術協会第 137 回大会実行委員 ■近藤敏彰電気化学会関東支部幹事 ■瀬高渉

1. 日本化学会関東支部支部幹事 2. 第４回さきがけ「物質と光作用」懇話会幹事 3. 学術論文審査担当（ＡＣＳ，ＲＳＣ） 4. 学会座長および学会講演賞審査員 ■稲垣佑亮

1. 日本化学会 CSJ フェスタポスター審査員 2. 日本化学会春季年会プログラム編成委員 3. ケイ素化学協会シンポジウムポスター審査員 ■春田正毅 Royal Society of Chemistry Fellow Visiting Professor for Senior International Scientists of the Chinse Academy of Sciences Director of Gold Catalysis Research Center for Dalian Insitute of Chemical Physics (DICP) Member, Advisory Board of State Key Laboratory of Catalysis, Dalian Institute of Chemical Physics, China Advisor, the Chinese Journal of Catalysis ■石田玉青第 7 回 CSJ 化学フェスタ実行委員

日本化学会関東支部幹事

日本化学会代表正会員

日本学術振興会創造機能化学第 116 委員会委員

東京工科大学非常勤講師

日本化学会関東支部「化学クラブ研究発表会」コメンテーター

兼審査員

日本化学会第 98 春季年会講演賞審査委員

日経産業新聞 3 月 14 日掲載記事取材対応

■村山徹日経新聞 3 月 26 日掲載記事取材対応

日経産業新聞 3 月 14 日掲載記事取材対応

■金村聖志文部科学省「平成 29 年度科学技術分野の文部科学大臣表

彰審査委員会若手科学者賞審査部会」委員 H28 年 9 月 1 日～H29 年 8 月 31 日文部科学省「平成 30 年度科学技術分野の文部科学大臣表

彰審査委員会若手科学者賞審査部会」委員 H29 年 9 月 1 日～H30 年 8 月 31 日国立研究開発法人科学技術振興機構さきがけ研究領域

「エネルギー高効率利用と相界面」領域アドバイザー H29 年 4 月 1 日～H30 年 3 月 31 日国立研究開発法人科学技術振興機構 A-STEP プログラム

オフィサー H29 年 4 月 1 日～H30 年 3 月 31 日大学共同利用機関法人自然科学研究機構分子科学研究

所文部科学省「エネルギーの高効率な創出、変換・貯蔵、

利用の新規基盤技術の開発」諮問委員会委員

45

社会貢献

H29 年 4 月承認日～H30 年 3 月 31 日国立研究開発法人物質・材料研究機構ナノ材料科学環境

拠点（GREEN）界面制御電池材料創製グループグループリ

ーダー H29 年 4 月 1 日～H30 年 3 月 31 日 ■梶原浩一応用物理学会学術講演会プログラム編集委員 Scientific Committee, 12th International Symposium on SiO2, Advanced Dielectrics and Related Devices (SiO2 2018), 2018 Program Committiee, International Congress on Glass (ICG) Annual Meeting 2018 Steering Committiee, The 13th Pacific Rim Conference on Ceramics and Glass Technology (PACRIM13) 2019 ■棟方裕一電気化学会編集副幹事長電気化学会大会学術企画委員会委員電気化学会関東支部幹事電気化学会第 85 回大会実行委員会実行委員第 58 回電池討論会実行委員燃料電池開発情報センター編集委員日本無機リン化学会編集委員化学電池材料研究会幹事 ■高木慎介・光化学協会理事・日本粘土学会常務委員・Clay Science誌 Edior ・日本化学会低次元系光機能材料研究会役員・J. Photochem.Photobiol.C誌 Editor ・Asian and Oceanian Photochemistry Association（アジア

光化学協会） Councilor ・日本化学会春季年会プログラム委員幹事・大阪府立大学客員教授・カーボン・エネルギーコントロール社会協議会：フォーラム人

工光合成ネットワーク副代表 ■嶋田哲也・日本化学会春季年会プログラム編成委員 ■山口素夫・先端錯体工学研究会理事 ■佐藤潔・日本化学会代表正会員 ■内山一美・日本分析化学会副会長 2016.4～2018.4 ・日本化学会化学だいすきクラブ委員・日本分析機器工業会高校生のための最先端分析機器体

験講座（JAIMA-サマーサイエンススクール SSS) 発起人

委員 2012.4.1～現在・Editorial Board Member of 'Journal of Pharmaceutical Analysis' 2011.2.1～現在・Editorial Board Member of “Chinese Chemistry Letters”, 2015~現在・独立行政法人日本学術振興会創造機能化学第 116 委

員会幹事委員 2011.4.1～現在・China-Japan-Korea Symposium on Analytical Chemistry International Advisary Board 2010~現在

・ Asia/China-Japan-Korea Symposium on Analytical Chemistry 2017，Chair (2017th) ・IUPAC: International Conference on Analytical Chemistry, Internationla advisory board. 2016~現在 ■中嶋秀・日本分析化学会論文誌「分析化学」編集幹事 2011〜現在・ Asia/China-Japan-Korea Symposium on Analytical Chemistry 2017，実行委員・日本分析化学会 66 年会 2017.9，実行委員・学術論文審査 ■加藤俊吾・認定 NPO「富士山測候所を活用する会」理事 2016.7.1～現在・ACPM2017（山岳地点での大気化学・物理に関するシンポ

ジウム）実行委員・大妻女子大学非常勤講師・学術論文審査 ■乗富秀富・ Editorial Board Member of ‘Journal of Engineering’ 2012.7.1~現在・固体表面・界面の科学と技術座長(第 68 回コロイドおよび界

面化学討論会) 2017.9 ・若手口頭講演賞審査員(第 68 回コロイドおよび界面化学討

論会) 2017.9 ・ポスター発表審査員(第 68 回コロイドおよび界面化学討論

会) 2017.9 ・ポスター発表審査委員 (第 7 回 CSJ 化学フェスタ

2017)2017.10 ・青山学院大学非常勤講師(化学工学通論) 1997.10.1〜現

在・学術論文審査 ■曽湖烈：・2014 - present, Editor board of the Austin Journal of Analytical & Pharmaceutical chemistry. ・学術論文審査 ■久保由治

1) 日本学術振興会からの委嘱業務

2) 東京大学生産技術研究所リサーチフェロー

3) 企業との共同研究

4) 国際学術誌「Supramolecular Chemistry」の編集委員会メ

ンバー（Editorial Board Member）

5) 東京都施策提案発表会にて提案発表

6) 学術論文審査

7) 学会でのポスター賞や講演賞の審査委員

■J. Y. Mulyana

1) The member of the Editorial board of conferences

■西藪隆平

1) 2017 年度首都大学東京１日体験化学教室課題（ルミノ

ール反応）担当

2) 学会座長および学会ポスター賞審査員

3) 学術論文審査

4) 企業との学術相談 ■宍戸哲也

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社会貢献

1) 日本学術振興会書面審査員 2) 利用研究課題審査委員会XAFS分科会委員 3) Royal Society of Chemistry フェロー 4) Royal Society of Chemistry Catalysis Science and Technology 誌 Associate Editor 5) 企業との共同研究 6) 学術論文審査 7) 東京都中小企業振興公社「次世代イノベーション創出プロ

ジェクト2020助成事業」書面審査委員 8) 触媒学会東日本地区幹事 9) 学会でのポスター賞や講演賞の審査委員 10）触媒討論会実行委員 11）電気化学会第 84 回大会実行委員 ■三浦大樹 1) 学術論文審査 2) 学会での座長や講演賞の審査委員 3) 触媒学会若手会委員 4) 触媒学会触媒誌編集委員 5) 日本化学会春季年会プログラム編成委員 6) 石油学会ジュニアソサイエティ委員

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学位論文

学位論文リスト修士論文高秀光 Al のアノードエッチングにおけるトンネルピット形成位置制御

寺島幸恵 Ru 触媒を用いた複素環の新規合成法の開発

中原花梨担持 PdAu 合金触媒を用いるアルキンの交差付加環化反応

花岡樹アルミナナノホールアレーを口金としたナノファイバーの連続紡糸

熊坂充弘粘土ナノシート上での水素発生を目指した有機無機複合系の評価

飛永駿ナフト[1,3,2]オキサザボリニン系ジベンゾ-BODIPY の合成と近赤外光吸収型

フォトディテクターへの応用

辻田孝興新規マグネシウムイオン伝導性固体酸化物の探索

菊池翔二郎リン酸/イオン液体混合電解質の物性評価と中温無加湿燃料電池への適用

柴田喜行擬固体複合電解質の開発と三次元電極を有するリチウムイオン電池への適用

小堀直洋リチウム金属負極の溶解析出挙動に対する電解液濃度依存性とクーロン効率の改善

仁科遥環境応答性光捕集系を目指した粘土-色素複合膜の層間エネルギー移動反応

田村東子テクスチャリング処理にもとづく規則性ナノホールアレイの形成

中島美優無電解めっき技術を用いる表面プラズモン共鳴センサの開発

伊藤瑛子 13C-NMR を用いたナノ粒子含有高分子膜の CO2 透過挙動の解析

中嶋健悟新規水素キャリアシステムの開発

- 炭酸水素塩/ギ酸塩の相互変換に有効な担持 Pd 系合金触媒

小塚恭子エアロゾルデポジション法による高容量正極を用いた全固体電池の作製と評価

鈴木駿平長波長光捕集を指向した粘土上における新規増感酸素化反応

亀山百合表面修飾パールネックレス状ナノ粒子を含有したポリイミド複合膜の作製とその気体透過特性

稲田裕美二層アノード酸化による高規則性チタニアスルーホールメンブレンの形成

金子尚義動的構造制御に基づく発光型ボロネート大環状化合物の合成

川合名子光学活性ボロネート酒石酸会合体の可視化不斉認識機能

小川亮一アルキンのヒドロシリル化に有効な担持 Au 系合金触媒の開発

相原健司 Pt/WO3/Al2O3触媒によるポリオール類の水素化分解

- W-Al 界面の役割とその活性への影響

北川優コンパクトディスク型マイクロチップを用いる電気化学検出システムの開発

鶴長都チオフェンジオキシド架橋カゴ型化合物の合成・構造と固体誘電性

大塚雅也 ALD を用いた陽極酸化ポーラスアルミナの細孔径制御と窒素吸着法による評価

坂口梨紗ホスホン酸基/スルホン酸基含有ナノファイバーの作製とその燃料電池特性

薩田雄介 1-ヒドロキシ-2,3,1-ベンゾジアザボリン型π共役分子の合成とアニオン応答に対する

溶媒依存性

小林大地東京近郊の小規模森林における大気汚染物質の高度別測定

須田真優ゾル－ゲル法によるシリカ－希土類リン酸塩結晶化ガラスの合成と発光特性

榊原圭織過酸化水素に対する化学線量計として機能する Zn(II)配位型ボロネートジピリンの調製

橋本光カルバゾール架橋かご型化合物の合成・構造と発光特性およびニトロキシルラジカルの性質

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学位論文

工藤奈々シアニン誘導体における表面固定誘起発光と凝集誘起発光

園谷周半導体ナノシート上における色素の吸着挙動および光電気化学特性

久保裕真メタノール酸化的改質による低温での高効率水素製造

鳥井萌ポリアリールピリジニウムの光閉環反応に対する構造的な影響

種市さくら生分解性モノイオンコンプレックスによる in vivo 持続的遺伝子発現システムの構築

中島美香フォトン・アップコンバージョン増感剤として機能するアリールセラニル BODIPY の合成

永坂友佳ボロネート自己集合粒子の界面機能化に基づく不斉固体触媒の調製

野崎健吾発光色を調節可能なポリアリール置換ピリジニウム塩の凝集誘起発光特性

本田健斗 Li6.25Al0.25La3Zr2O12 を用いた全固体リチウム硫黄電池の高性能化

篠原良輔アルキルイミダゾール型１本鎖脂質被覆ナノ粒子の調製とその薬理機能

玉井桜子ルテニウム-ランタニド二核錯体における光配位子置換反応の制御

高橋遼水熱法によるゼオライトの合成と特性評価

高島英明フェロセンおよびルテノセン架橋カゴ型化合物の合成・構造および酸化還元特性

望月翔馬二次元ナノシートの磁場配向制御と異方性ナノコンポジットゲルへの応用

吉田正弥ナノ・マイクロ空間における Li 電析挙動

牛山祐介アノード酸化にもとづくポーラスシリカの形成

上田雄也三重項-三重項消滅型フォトン・アップコンバージョン系における Co(II)錯体の添加効果

横川由麻脳指向性を目指した高分子の合成とアミロイドβ凝集阻害効果

川戸遼太郎陽極酸化ポーラスアルミナにおける細孔配列規則化に関する検討

佐藤百合菜粘土ナノシート/水界面におけるヘム蛋白質の振る舞い

水野淳也粘土ナノシート上におけるフォトンアップコンバージョンの観測

本橋稔粘土鉱物の電荷密度に応じたメチルピリジニウム誘導体の吸着及び発光挙動

高部大河 Cucurbit[10]uril に包接された⾦属ポルフィリン二核錯体の調製とその触媒機能

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学位論文

学位論文リスト博士論文張煒飛

「Development of quantitative capillary analysis system with inkjet technique

(インクジェットを用いた定量的キャピラリー分析システムの開発)」

張永

「Region Selective Chemical Fabrication of Nano-wires by Chemical Pen with Tapered

Nozzle System (テーパーノズルシステムを持つ化学ペンによる位置選択的ナノワイヤー

の化学合成)」

山田悠登

「Characterization of Active Materials for Lithium Ion Batteries by Single

Particle Measurement

（単粒子測定法を用いたリチウムイオン電池用活物質の特性評価）」

山下弘樹

「Hydrothermal synthesis of the functional ceramics（水熱法による機能性無機材料の

創製）」

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応化コロキウム

第 369 回 2017/4/21 中林一彦 (国立成育医療研究センター研究所・周産期ゲノミクス研究

室) 「エピゲノム科学：古典・基礎から疾患治療応用まで」

第 370 回 2017/5/8

Jorge Boczkowski (INSERM, Paris Est Créteil University, France)

“Effects of manufactured Nanoparticles on inflammation” 第 371 回 2017/7/21

坂口裕樹 (鳥取大学)

「次世代リチウム二次電池用ケイ素系負極の創製と電極／電解質界面

の最適化」

第 372 回 2017/12/8

吉武優（燃料電池開発情報センター）

「水素•燃料電池利用社会に向けた現状と今後の展望」第 373 回 2017/12/15

青柳隆夫（日本大学理工学部物質応用化学科）

「スマートポリマーの設計•合成とバイオマテリアルへの応用」

第 374 回 2018/1/16

小鹿健一郎 (独立行政法人自動車技術総合機構交通安全環境研

究所)

「燃料電池車および電気自動車に関する交通安全環境研究所での研究」

第 375 回 2018/1/30

Prof. Dr. Zeev Gross（Schulich Faculty of Chemistry, Technion – Israel

Institute of Technology）

“Energy Relevant Processes Catalyzed by Corrole Metal Complexes”

51

コース・学域プロモーション

大学院入試説明会（外部対象）

2017 年度は、大学院入試説明会（外部対象）を下記の通り、2 度開催した。

・5 月 13 日（土）13:30～17:00 場所：本学南大沢キャンパス（参加者：6 名）

・6 月 3 日（土）13:30～17:00 場所：本学南大沢キャンパス（参加者：10 名）

☆環境応用化学域の沿革：

東京都立大学開学時から、現在の首都大学東京に至るまで、環境応用化学域の沿革を説明する。とくに今回の受験対象者か

ら分子応用化学専攻ではなく「環境」応用化学専攻となるため、説明を丁寧におこなった。さらに、首都大学東京のタイムズ世界

ランキングについて紹介する。

☆環境応用化学域の構成：

都市環境科学研究科としての分子応用化学域の研究対象および研究室構成を紹介する。

☆研究室紹介：

各研究室主宰教員の作成したスライドを用いて、研究室毎に研究内容を紹介する。

☆入学試験に関する説明：

事務的な説明を行う。特に、学外受験者の筆記試験免除制度に関する手続きの詳細を説明する。

☆研究室の見学：

説明会参加申し込み時に希望した研究室を見学して、指導予定教員からの直接の説明を受ける。

52

コース・学域プロモーション

入学前教育

多様な選抜合格者（一般・指定校推薦・化学グランプリ入試・グローバル人材育成入試）合格者の入学前教育を行っている。推薦

入試では、１１月下旬から１２月上旬までに合格が決定される。

１２月下旬から３月にわたって、全５回にわたる入学前教育プログラムを組み、入学までの学習をサポートしている。毎年、第

１回（ガイダンス・模擬講義）、第２回（大学入試センター試験受験）、第３回（特別研究発表会見学）、第４回（プレゼンテーション）、

第５回（TOEIC 受験）などのプログラムを実施している。これらのプログラムを通じて、推薦合格者がスムーズに大学での学習に

適応できるよう配慮している。

実施概要

＜第１回＞

午前中の全学・学科別ガイダンスの後、午後からコース長による模擬講義を受講する。コース長の専門の最先端の環境応用化

学*の研究内容をわかりやすく解説する。その後、茶話会にて、担当教員と入学予定生徒同士親睦を深めている。

＜第２回＞

大学入試センター試験を受験する。大学入学後の基礎知識の定着を図る。

＜第３回＞

大学４年生が卒業論文を執筆するために１年間遂行した特別研究の成果発表会を見学する。４年後の将来像を確認し、入学後

に受講する講義に臨む意識を高める。また、高校生と大学生の違いを認識し、生徒から学生への意識改革を行う。

＜第４回＞

「４年生に進級したら行いたい研究」に関するショートプレゼンテーションを行う。ショートプレゼンテーション方法は、パソコンを用

いて、プロジェクターで投影する。環境応用化学科の研究への理解を深めると共に、他人に分かりやすく説明するプレゼンテーシ

ョン能力を身に付ける。

＜第５回＞

１年生の必修科目である環境応用化学基礎ゼミナールの単位取得要件の一つである TOEIC を受験する。大学４年生からは、研

究室に所属し、英語の論文を読むため、理系としての英語の重要性を認識する。

＊平成 30 年 4 月より、分子応用化学コースは、環境応用化学科に改称する。

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在籍学生数

博士後期課程： 11 名

博士前期課程： 113 名

学部４年生： 69 名

学部３年生： 64 名

学部２年生： 65 名

学部１年生： 60 名

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2017 年度アニュアルレポート

⾸都⼤学東京都市環境学部分⼦応⽤化学コース編集・発⾏

2018 年 4 ⽉ 1 ⽇発⾏

分⼦応⽤化学コース 分⼦応⽤化学域 2017年度 アニュアルレ …図6...

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分⼦応⽤化学コース分⼦応⽤化学域 2017年度アニュアルレ …図6...