環境・分析・プロセス工学
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多孔質テフロンチューブを用いた拡散スクラバー法による空気清浄装置
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拡散スクラバー法は、空気を濾過して処理を行うフィルターや活性炭等の吸着剤とは異なり通気抵抗が極めて少なく、簡便な装置により連続的に大量の汚染空気を処理できます。本空気清浄技術は第28同環境賞・優良賞を受賞し、今後、住宅、ビル、トイレ、病院、美術館、クリーンルーム等の様々な生活・生産環境現場において利用され普及することが期待できます。
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バイオリアクターの設計
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バイオリアクターとして従来の攪拌槽に比べ滅菌処理が容易、運転コストが低い、混合状態がマイルド、大型化が容易なエアリフト型気泡塔の利用が検討されています。本反応器は液循環量が大きく、大容量の培養を行う場合に、その威力を発揮します。さらに効率のよい装置にするため、種々の改良が加えられつつあります。
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宇宙の化学プラント
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宇宙旅行も実現し、宇宙環境を利用して物質を生産することも夢ではなくなりました。しかし無重力環境では地上と同じ化学プラントは使えません。写真のように地上重力下では気泡を液中に入れると扁平形になって液面まで上昇し容易に分離できますが、無重力下では気泡は真球状になり液中に留まってしまい分離できません。このような間是を解決するプロセスの開発が進められています。
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金石英脈と鉱脈からとられた金
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金属鉱物は、熱水から沈澱をし、鉱床をつくります。地下を熱水が上昇をし、鉱石鉱物、石英などの鉱物が沈澱をし、鉱脈となります。写真（右）の白い部分は、石英で、黒い縞のところに、金、銀、銅などの金属を含む鉱物が濃集をしています。これらの鉱物は細粒ですが、稀に肉眼で分かる程の大きさの金が産まれます（写真左）。鉱床や周囲の岩石を調べることで、地殻内での水による物質移動のメカニズムが明らかになります。
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高効率な触媒反応プロセスのための循環流動層
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流動層とは触媒粒子を使って気相で化学反応を行わせる装置で、排ガスからの脱硫・脱硝などの環境対策技術、石炭燃焼や重質油からのガソリン製造などのエネルギープラントに使われています。とくに循環流動層は熱的な制御が容易で、触媒反応と再生を連続に行えるなどのメリットを持っています。そこでさらに精密に化学反応が進行するように、触媒粒子循環速度や圧力分布などを予測できる設計技術の開発が期待されています。
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高輝度有機蛍光色素
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蛍光は、外から与えられたエネルギーを光として放出する現象で、分子一個でも見えるはどの非常に効率の高い蛍光物質もあります。写真の有機色素は、蛍光の効率が高い上に、その分子の構造をほんの一部を替えるだけで、見た目でもはっきりと分かるほど色変化を起こします。特定の化学物質で蛍光色が変わるような色素が完成すれば、細胞などの複雑な生体反応機構の解明に役立ちます。
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マルチカラーアナリシスプレート
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機能性色素および特定な化学物質を捕らえることのできるホスト分子を設計・合成し、これらを使って色変化で簡単に化学物質を定量できる色センサーを開発中です。この写真のようにマルチプレートとすれば、目視でも濃度を調べることが出来ます。重金属イオンや生体物質に応答するホスト分子や機能色素を研究し、家庭でも利用できる環境分析や医療検査プレートの実現を目指しています。
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