慶應義塾大学 材料化学研究室

研究概要

・貝殻・真珠層など天然の有機無機複合体（バイオミネラル）の構造と形成プロセスの理解・模倣

・自然界のものづくりを模倣した有機分子・高分子を用いた無機結晶・材料の構造デザイン

・温和な条件の水溶液中においてセラミックス（機能性酸化物など）を合成する新しい合成方法の開発

・新しい固体材料の構造「メソクリスタル」の設計・合成・制御・機能化

・結晶成長における自己組織化による新しい現象・かたちの発現・制御・メカニズムの解明

・生体活性無機材料の合成・構造デザインとバイオ応用

・作製した材料の環境・エネルギー材料（光触媒・太陽電池・リチウムイオン二次電池電極など）への応用

・多機能性メソポーラスシリカの新規合成方法の開発、構造設計、機能開拓

研究の背景と目標

近年、豊かな生活を送ることができる一方で、資源・環境・エネルギー問題が深刻化しています。石油資源の枯渇、希少金属の枯渇、温暖化など多数の問題があります。私たちは、「トータルに環境にやさしいものづくり」を目指しています。これまでの材料合成においては、希少金属を含む多量の原材料から、高温・高圧などの高エネルギーのプロセスを経て作られ、使用後には廃棄物の問題が生じていました。これらの問題とは無縁な材料が自然界にはあります。貝殻・骨などの生体がつくる鉱物＝バイオミネラルです。私たちは、バイオミネラルの構造や形成プロセスをよく観察して学びながら、安価な原料・環境にやさしいプロセス・自己組織化による材料合成の研究、さらにそれによって既存の材料を凌駕するような機能、リサイクルができるような材料の開発を目指しています。

研究のキーワード

バイオミネラリゼーション	メソクリスタル	生体模倣プロセス
水溶液プロセス	自己組織化	結晶成長
有機無機複合体	ナノ材料	環境・エネルギー材料
機能性セラミックス	メソポーラス材料	生体親和性材料
有機無機複合自己修復材料	無機材料の精密合成

研究内容

当研究室では、「バイオミネラル」「構造デザイン」「機能デザイン」のコンセプトに基づき、グループに分かれて研究を行っています。

■バイオミネラル

炭酸カルシウム系バイオミネラル

アパタイト

バイオシリカ

放散虫

サフィリナ

■構造デザイン

バイオミネラル模倣

結晶成長

ナノブロックの自己集合

スーパーマイクロポーラスシリカ

■機能デザイン

蛍光体

量子ドット

二次電池

磁性体

所在地

〒223-8522 神奈川県横浜市港北区日吉3-14-1
慶應義塾大学理工学部応用化学科
慶應義塾大学大学院理工学研究科総合デザイン工学専攻

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慶應義塾大学 材料化学研究室（今井グループ）

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