理学部化学科

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物性化学教室

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研究室紹介

 新規分子集合体の設計と物性開発をテーマに、フラーレンやナノチューブなどのπ電子系物質を構成分子ユニットとする新たな機能物質の研究と開発を進めています。化学結合を駆動力とした自己集積能による機能界面を持つ有機ナノ薄膜の形成や、さらに単層カーボンナノチューブの官能基化による可溶化によって、新たな機能薄膜創製をめざしています。また、2層カーボンナノチューブの選択的生成やナノ物質の気相計測法の開発も行っています。

研究内容

  • 気相移動能法によるナノ物質の構造測定と構造制御法の開発 
    気体中のイオンの静電場下の移動速度が構造と強く相関を持つことを活用して構造を測定する気相移動能法の研究開発を行っています。この手法は質量分析法と親和性が高く、両者を併用することで、これまで測定不能であった極微少量で、溶媒に不要な短寿命ナノ物質を高速・高感度に測定できます。この方法を従来の顕微鏡では不可能なナノ物質の形成過程の追跡に活用し、ナノ物質の構造制御法の開発を目指しています。
  • 2層カーボンナノチューブの生成と物性解明およびデバイスへの応用
    2層カーボンナノチューブは特異な円筒状の炭素ネットワーク構造を持つカーボンナノチューブの中でも、細さを保ちつつ内層と外層の相互作用からさまざまな優れた性質が期待できます。選択的に2層ナノチューブを生成するシステムを開発し、その優れた電気的特性や機械特性を解明し、電子デバイスやセンサーとして活用する試みを行っています。
  • イオントラップを用いたナノ粒子成長過程の観察と結晶制御・分離技術の開発
    金属ナノ粒子は成長過程によって、その構造と特性が大きく変化します。結晶制御方法と分離方法が確立できれば、目的に合った金属ナノ粒子を研究、応用用途開発へと利用することが可能となります。同じ空間に長時間ナノ物質を留めておくことができるイオントラップ装置を利用することにより、ナノ粒子の成長過程をその場で観察し、結晶制御の鍵となる反応要素を明らかにすることに挑戦します。
  • 色素増感太陽電池の光電変換界面の評価と制御による性能向上
    次世代型太陽電池である色素増感太陽電池に関して、光から電子を取り出す界面で起こるダイナミクスを解明し、最適な光電変換界面を構築することにより変換効率の向上を目指します。
  • ナノ物質を駆動源とした新規デバイスの構築
    2層カーボンナノチューブを輸送レール、金属ナノ(またはマイクロ)粒子を機能材料として用いた新規デバイスを構築し、外部刺激に応答して自発的に駆動し、目的の場所でエネルギーなどを与えるナノシステムの開発を目指します。

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