機能材料解析工学研究室

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技術シーズカテゴリー
ものづくり
キーワード
高分子繊維材料複合材料

研究室教職員

小林 高臣

小林 高臣KOBAYASHI Takaomi

技術科学イノベーション
物質材料

教授

TEL:
0258-47-9326
FAX:
0258-47-9300
Siriporn Taokaew

Siriporn TaokaewSiriporn Taokaew

物質材料

助教

TEL:
0258-47-9383

専門分野

1. 工学一般:機能材料 2. 基礎化学:物理化学、高分子化学

研究分野

1.機能性高分子材料とその複合化材料 インテリジェント高分子素材(分子認識、外部刺激応答(光、音、電気))、導電性機能性高分子フイルム、ゾルゲル材料 2.ソノケミストリーとソノプロセス 超音波化学による活性種の検出とソフト材料の構造における音場制御、エマルション制御(乳化、脱乳化) 3.環境浄化材料 水処理素材(重金属分離材、除染材、除鉄素材)、多孔性ジオポリマー材料によるゼオライト代替吸着材料 4.バイオマス材料の機能化 セルロースゲルの再生医療材料への応用、リグニンの応用

主要設備

超音波診断装置、電子顕微鏡、原子間力顕微鏡、紫外・可視・近赤外分光光度計(固体、液体)、蛍光分光計、赤外分光光度計、質量分析装置、
ガスクロマトグラフィー、ヘッドスペースガスクロマトグラフィー、液体クロマトグラフィー、水晶振動子微量天秤、レーザー、プラズマ発生装置、
粒度分布計、顕微赤外分光光度計、ガスセル赤外分光光度計、スペクトロアナライザー、マイクロ波発生装置(1500W出力)、超臨界CO2反応器

得意とする技術

機能性高分子膜やフィルム、高分子–無機素材の複合化とナノ構造制御(分子レベルの構造を制御したインプリント認識技術、分離膜(水の浄
化、アルコール/水の分離) 、温度、光、音、電気に応答する材料設計、自立型導電性有機フィルムとその電気特性) 超音波を利用した得意
な物理化学現象に着目したポリマー材料の機能化(超音波刺激による高分子場の水素結合制御、ミクロ・高分子ゲルの収縮-膨張、乳化、脱乳
化の超音波制御(EPA、DHA等の超音波分離)、水処理への超音波の利用 水処理に利用する環境浄化材料 バイオマス機能化技術

産学官連携実績・提案

実績: 超音波による脱エマルション技術、アルコール–水の非加熱的分離(パーベーパレーション)、水処理材料技術による放射性セシウム除染、土状汚染改善技術の開発
提案:高分子材料、複合化材料と反応活性種が関連する分野(下記)への新規技術

交流を求めたい分野

・機能材料を利用した環境浄化技術(重金属、リン、ホウ素等除去の為の水処理など) ・オゾン、光、超音波による有機物分解、処理技術(除鉄、除金属、プロセス効率化など) ・導電性高分子を用いた、センサー、デバイス、ペーパー電池、光電変換素材としての利用 ・バイオマスの有効利用(セルロース、多糖類ポリマー、リグニンなど

知的財産等

1)液液分離機能を有する繊維シート、小林高臣、楚山智彦、特許公報5110477号(P5110477),2012.12.26
2)生体適合機能を有するゲルシート、小林高臣、多賀谷基博、楚山知彦、特願2012-221400
3)放射性セシウム吸着繊維及びその製造方法、大城優、小林高臣、特願2012-134813
4)焼却飛灰中に含まれる放射性セシウムの固定化方法および固定化剤、大城優、小林高臣、三ケ月彩也、  
5)分子吸着機能を有する繊維シート、楚山智彦、小林高臣、特許公報5105423号(P5105423), 2012,12.6

メッセージ

当研究室では高分子や高分子–無機複合材料をベースに新しい機能を付与した新規材料を創成し,その応用展開を視野にいれた研究を展開している。 応用展開としては、⑴環境浄化材料の開発、⑵超音波による材料機能化、⑶オゾン、光を利用した有機物分解、検出技術、⑷フイルム状導電性材料の機能化応用(電子材料、光電変換材料、フイルム蓄電材料)、⑸バイオマスの有効活用へと、その展開は多岐にわたる。特に、県内企業等からの材料の機能化、複合化とそれらの応用に関する諸技術相談には積極的に対応している。開発技術の一つは福島県富岡市での除染技術として実用化されている。特に積極的なグローバル化を念頭に、教育研究に取り組み、メキシコ、中国、マレーシア、タイからの留学生が多く、最近の研究成果では開発途上国への新規水処理技術の導入、バイオマステキーラ材料からの皮膚再生材料、透明紙などの研究展開がある。

  • 図1 ゼオライトーポリマー複合繊維写真 放射性セシウム吸着能を有するため、福島県の除染に実用化。セシウムの他、鉛への吸着特性も有するため、屋外での重金属除去に応用可能。図1 ゼオライトーポリマー複合繊維写真 放射性セシウム吸着能を有するため、福島県の除染に実用化。セシウムの他、鉛への吸着特性も有するため、屋外での重金属除去に応用可能。
  • 図2 メキシコ産アガベ(竜舌蘭)の搾りかす(バガス)から機能性ハイドロゲルの作製に成功(皮膚再生医療用として展開)。広葉樹、針葉樹、竹、サオウキビ等の廃材、バガスに技術を展開し,汎用性技術として確立。(a)アガベバガス、(b)アガベセルロース、(c)セルロースフイルム(乾燥状態)、(d)含水ハイドロゲル。(Industrial & Engineering ChemistryResearch, 52(33),11607-11613( 2013))図2 メキシコ産アガベ(竜舌蘭)の搾りかす(バガス)から機能性ハイドロゲルの作製に成功(皮膚再生医療用として展開)。広葉樹、針葉樹、竹、サオウキビ等の廃材、バガスに技術を展開し,汎用性技術として確立。(a)アガベバガス、(b)アガベセルロース、(c)セルロースフイルム(乾燥状態)、(d)含水ハイドロゲル。(Industrial & Engineering ChemistryResearch, 52(33),11607-11613( 2013))
  • 図3 分子インプリントとは、分子のサイズや機能を合成素材に刷り込むことをいう。これにより、素材は鋳型分子を選択的に認識したり、捕捉したりするいわゆるテーラーメイドなサイトを保持できる。表面積が大きく物質の透過性が容易な多孔性高分子中空糸素材に子インプリントする技術開発に成功(SEM 写真)し、その素材の環境、医療、ナノテク材料としての応用展開。(J.MembraneSci., 384,117–125(2011))図3 分子インプリントとは、分子のサイズや機能を合成素材に刷り込むことをいう。これにより、素材は鋳型分子を選択的に認識したり、捕捉したりするいわゆるテーラーメイドなサイトを保持できる。表面積が大きく物質の透過性が容易な多孔性高分子中空糸素材に子インプリントする技術開発に成功(SEM 写真)し、その素材の環境、医療、ナノテク材料としての応用展開。(J.MembraneSci., 384,117–125(2011))
  • 図4 自立型導電性ポリピロールフイルム(Industrial& Engineering Chemistry Research,51(17)5961-5966(2012))。キャパシターフイルム、ペーパー電池に応用可能。図4 自立型導電性ポリピロールフイルム(Industrial& Engineering Chemistry Research,51(17)5961-5966(2012))。キャパシターフイルム、ペーパー電池に応用可能。
  • 図5 蛍光性ポリアミノアントラセンによる鉛イオンの高感度蛍光検出(ChemistryLetters,図5 蛍光性ポリアミノアントラセンによる鉛イオンの高感度蛍光検出(ChemistryLetters,
  • 図6 超音波照射によるポリマー濃厚溶液の減粘挙動(種々の周波数超音波を社雨射した場合のPVA217水図6 超音波照射によるポリマー濃厚溶液の減粘挙動(種々の周波数超音波を社雨射した場合のPVA217水
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