当領域は電気化学を柱とし、表面・界面を自在に操ることによって新たな材料の開発を行っています。とりわけ常温で液体の塩であり、揮発しない性質もつ「イオン液体」に注目し、電子顕微鏡と組み合わせて新たな分析法を確立したり、従来にないメカニズムの電池を開発したりしています。また、蛍光発光する半導体ナノ粒子の開発にも精力的に取り組んでおり、光によって電子の流れを可視化することで、少し違った視点からナノ材料の性質を理解する研究を進めています。
自然界では水素結合などの可逆的な相互作用を効果的かつ選択的に使って素晴らしい機能を創生しています。私たちの研究室では、分子に備わった自然に集合する性質「自己集合能」と、集合する時に相手を見分ける性質「分子認識能」を利用し、あたかも思い通りに積み木を組み上げるかのように分子の集合体「超分子」を構築して、個々の分子では発現しないような新しい機能をもった材料の開発や、超分子化学における新たな原理の発見、タンパク質の構造機能相関の解明を目指しています。特に、分子の凝集相のなかで最も美しい相、すなわち分子性結晶に注目して研究しています。
私たちは、有機合成化学をコア技術として多様性に富んだ基礎研究を展開しています。おわん型湾曲π共役系分子「スマネン」のユニークな構造に基づく機能・性質の開拓、例えばスマネンの配列に着目したSinglet Fission活性や誘電応答などを示す有機分子の研究を行っています。また、分子が作る弱い分子間相互作用を活用して、刺激に応じて構造・機能を柔軟に変える「硬くて軟らかい」分子結晶マテリアルの開発も行っています。高分子で安定化された金属ナノ粒子触媒の開発も大きなテーマの一つです。特にナノ粒子を取り巻くマトリクスがつくる触媒環境に興味をもって研究しています。具体的には、親水性コロイド系での精密サイズ制御法や、バイオマス材料を含む様々な保護マトリクス（水酸化フラーレン、セルロースナノファイバーなど）の開発を行っています。これに加え、有機合成の研究室にも実装できるコンパクトなレーザーシステムを用いたレーザー化学の開拓や、放射光施設や電子顕微鏡を活用した触媒活性評価、構造・機能研究など幅広く展開しています。
当領域では、「有機合成化学・錯体化学」と「生物工学・バイオテクノロジー」を基盤とし、有機化合物や金属錯体、タンパク質や微生物などを広く取り扱った新規機能分子・機能材料の開発に取り組んでいます。具体的には、新規ポルフィリノイド化合物の有機合成や機能評価にはじまり、非天然金属錯体を補因子とする人工生体触媒の創製、超分子タンパク質複合体を活用したナノバイオマテリアルや高機能ハイドロゲルの開発など、多様な学際研究を実施し、新しい生物無機化学の分野を切り開くことをめざしています。
当研究室では，“ものづくり”の基礎研究に主眼をおき、シンプル（入手容易）な原料から使える物質（分子）の新しい合成方法の開拓を目的とし、効率性、選択性、およびグリーン性を備えた方法論を重視して研究しています。使える分子として有機合成に有用なビルディングブロック、機能材料を指向したフラーレンの誘導体、および天然物に導ける骨格などを取り上げ、それらの合成の新手法の開発を検討しています。
機能性無機材料に関する幅広い研究を行っている。現在は特に、イオン伝導性固体、ガスセンサ、環境触媒、無機顔料、蛍光体などの創成を目指し、新規な材料開発を行っている。イオン伝導性固体では、世界で始めて3価および4価カチオン伝導を実証した。環境触媒分野では、従来の触媒よりもはるかに低温で環境汚染ガスを浄化可能な触媒を創成し、無機顔料開発では、無害でありながら発色の良い顔料を実現した。
高分子材料化学領域では機能性高分子の精密設計・合成と物性・機能評価を研究しています。地球温暖化抑制に寄与できる独自設計のセルロースナノファイバー、バイオポリエステルをはじめとする再生可能資源を利用するバイオマスプラスチックの創製と物性制御、医療、環境、エネルギー分野での応用を目指した高分子ナノ多孔体の新規合成法の開拓と機能開発、ヒドロゲル材料の接着制御技術の開発を行っています。
光・電子・誘電特性を示す共役分子・高分子・超分子・有機無機ハイブリッド材料などのソフト材料をベースとして、そのナノ階層構造化・機能化及びミクロレベルでの特性評価に関する研究を行なっています。また、次世代陽電池や光触媒、光検出器に応用する新たな半導体材料の合成・開発と、基礎物性の解明を目指した新規評価法の開発を行っています。
有機分子が持つ光機能・電子機能に着目し、材料としての基礎的な性質を明らかにするとともに、新しい材料を開発して光・電子デバイスへと応用することを目標としています。このような研究分野は有機エレクトロニクスと呼ばれ、有機ELや、有機トランジスタ、有機太陽電池などがターゲットとなります。一分子の性質をデザインする有機化学から、半導体工学をベースとしたデバイス物理まで、異なる分野の視点から学際的な研究を行っています。
固体物理化学領域
合金やセラミックスを中心とした多種多様な新規無機化合物を設計・合成し、革新的な固体触媒材料を開発します。反応としてはシェールガスやCO2の有効利用、水素製造、窒素変換などを対象とし、化学工業の発展や地球環境の改善に大きく貢献できる触媒づくりを目指します。また触媒の作用原理を物理化学的視点から原子レベルで詳細に解明し、基礎学理の追究と進展を目指します。
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