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岡山大学 理学部 化学科

自然科学(理・工)

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先端数物系科学

分子化学研究分野 反応化学研究分野 物質化学研究分野

理学部 科学科

http://chem.okayama-u.ac.jp/

研究分野の紹介

理学部化学科は、分子化学、反応化学および物質化学の3分野から構成されており、それぞれの分野に所属するおよそ20数名の教員が、それぞれ教育・研究活動を展開しております。理学部化学科は、岡山大学における純正化学を担う唯一の学科であり、基礎化学研究を中心として教育・研究活動を行っているため、基本的に理学の立場から化学の発展を担うという立場です。実際には、理学の立場とは、純粋に基礎化学を追求するのみならず、それを基礎にして将来の産業応用につながる考え方や方法を追求するものであるため、産業応用上重要な研究課題を、基礎化学的な発想に基づいて研究展開している教員も多数います。ここでは、主要な研究テーマをあげるとともに、実際にどのような産業応用を目指した研究活動がなされているかを示します。また、それぞれの研究分野ごとに産学連携活動と、産学連携活動のために活用が提案可能な基盤技術ならびに機器類を示します。

分子化学研究分野

化学の全領域を貫く根本問題を実験と理論によって解明する

一般に物理化学(Physical Chemistry)と呼ばれるこの分野では、一個の分子の性質、少数の分子集団(クラスター)の性質、そして多数の分子からなる固体・液体の性質の解明に取り組んでいます。例えば、分子による光(電磁波)の吸収・放出から、電子、振動運動、回転運動の状態を調べます。また、気相・液相中における分子間に働く力(分子間力)から化学反応が進む方向の予測を試みます。さらには、無機・有機分子の結晶・アモルファス・液体における分子配列の解明、物質の相変化(相転移)の研究などを行っています。

【研究の基盤科学技術と産学連携の可能性】
理論化学の研究グループは、ナノスケール物質内での分子の挙動の精密な予測や、表面・界面の特性の解明、水を主成分とする吸着・蓄冷熱材料、氷結を制御する素材、および生体に親和性の高い希少糖などの物性の理論的予測、分子動力学を使った大規模分子シミュレーションを行うなど活発な研究活動を展開しています。このグループは、物質設計や創薬などの分野において、計算機シミュレーションや理論化学の手法に基づいて、産業応用研究に貢献できます。
また、グラファイトなどの炭素材料を基礎にした次世代二次電池の研究を行っているグループは、産学連携活動に最も大きな貢献をしている研究グループです。この研究グループは、固体NMRを使った多様なインターカレーション物質の特性解明研究において、複数の企業との共同研究を行っています。更に、高分解能のレーザー分光研究を行っている研究グループは多様な気体分子の精密な構造同定が可能です。

反応化学研究分野

新しい有機反応の開発と新たな医薬品や機能性材料の創出

「有機分子」は私たちの生活と密接に関係しています。例えば、抗生物質ペニシリンの発見は多くの感染症患者の命を救いました。有機ELの開発は私たちの生活をより豊かなものにしました。反応化学分野ではこれらに代表される医薬品や機能性材料を創り出す研究を行っています。具体的には、有機金属錯体を巧みに利用した触媒的有機反応の開発・生理活性物質の化学合成・多機能性蛍光物質の創製に関する研究を行っています。新たな医薬品や機能性材料となる「有機分子」を創り世に送り出し、そして科学の発展と生活の向上に大きく貢献したいと考えています。

【研究の基盤科学技術と産学連携の可能性】
反応化学研究分野に所属する2つの研究グループが、電界効果トランジスタに使うことのできる新規な有機材料の合成を積極的に進めており、関連企業との積極的な研究交流を展開しています。その中の1つの研究グループは、高性能な有機太陽電池のための有機材料研究を積極的に実施しており、直接的に近未来型デバイス材料の開発に貢献できるので、産学連携研究を直ちに実施することが容易です。もう1つの研究グループは、光化学反応を駆使して新規有機電子材料を合成するという特徴的な研究を展開しています。更に、天然物有機化学を基礎にして創薬にも繋げることが可能な新規物質の開発を行う研究グループがあり、新規な有機物質合成研究を産学連携の下で実施可能です。

物質化学研究分野

元素の個性を活かした材料の創製と機能の追究

私たちは、元素の周期表に挙げられている全ての元素を研究対象として、新しい材料の開発とそれらの機能の解明を行っています。例えば、炭素類似の構造でありながらガス吸着能に優れた窒化ホウ素細孔体や、温度や酸性度などの外場の変化や光照射に応答して磁性や色などの性質を変える金属錯体、ダイヤモンドや貴金属のナノ粒子は、次世代の触媒やセンサー材料としての応用が期待できます。また、水中に含まれる微量元素を精密かつ迅速に分析するための技術は、我々が安心して生活する上で不可欠です。私たちは、元素の個性を深く追究しながら、便利で安全な未来を目指します。

【研究の基盤科学技術と産学連携の可能性】
第一に、カーボンナノチューブを始めとする炭素系物質の物性と応用研究を行う研究グループの存在をあげることができます。また、固体触媒の研究を行う研究グループが存在しており、多様な無機材料を使って高性能な触媒の開発研究を産学連携で進めることが可能です。更に、人工光合成に向けた新たなモデル錯体の合成や、磁性や光機能性を有する錯体や、更にはキラリティ制御された新規の錯体物質研究を推進することが可能です。また、有機物質や無機物質を使った新たなトランジスタデバイスの開拓を進める研究グループがあり、各種のモデルデバイスを現実に作製可能です。したがって、企業で開発された物質のトランジスタ特性を調べることが可能で、これによって産学連携活動を進めることができます。また、次世代のエネルギー物質である超伝導物質の新規合成評価を進めることができます。超伝導研究に関しては、物理学科の教員との活発な共同研究も行われており、超伝導研究のコンソーシアムが形成されています。更に、新規なエキソーム分析法を始めとする高性能分析能力を有する研究グループがあり、企業との連携の上で微小物質の分析を行うことが可能です。今年度からはダイヤモンドなどの無機ナノ粒子を用いたナノセンサ開発を進める研究グループも加わっており、積極的な研究が開始されています。

研究に用いる計算機ソフトウェア等

・研究に用いる分析機器等.pdf
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