SAMURAI - NIMS Researchers Database

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Research

Keywords

機械学習 接着 光学 光学活性 フタロシアニン 円二色性 ポリシラン コマンドサーフェス 表面・界面 半導体超分子 シロキサン ヘテロ接合 量子ドット 弱い化学的相互作用 非古典的相互作用 リモネン 球殻状タンパク質 重縮合 微粒子 キラル らせん反転 円偏光発光 σ共役高分子 界面・表面 電子機能 共役高分子 円偏光性発光 Yamatoカップリング ロッド ナノ材料 サークル TEM セラミックス 分子認識 界面化学 Molecular Recognition Surface Chemistry

Masanobu Naito completed his PhD studies in biotechnology with Prof. Yoshio Okahata at the Tokyo Institute of Technology in 2001. During PhD course, he joined Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization (CSIRO) in Melbourne, Australia as a researcher. Afterwards, he took a JSPS postdoctoral position at University of California, Irvine and collaborated with Prof. Kenneth J. Shea. In 2002, he joined the Graduate School of Materials Science, Nara Institute of Science and Technology, as an assistant professor. Since April 2010, he has become a principal investigator and managed environmental photonics super research group. Concurrently, he joins PRESTO-JST project. In 2011, he promoted to be an associate professor at NAIST. In 2012, he joined the National Institute for Materials Science (NIMS) Japan as a principal researcher. His research interests include surface chemistry, bottom-up nanofabrication of conducting polymers and supramolecular chemistry, and the development of environmentally benign antifouling polymer materials.

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PublicationsNIMS affiliated publications since 2004.

Books
Proceedings
Presentations

Society memberships

高分子学会, 日本化学会, 日本MRS

Awards

  • 第16回理事長賞 研究奨励賞 (2021)
  • ベスト・アイデア賞(テクノロジー・ショーケース2021) (2021)
  • 第15回理事長賞(物質・材料研究機構) (2020)
  • 高分子学会パブリシティ賞 (2020)
  • つくば奨励賞(実用化部門) (2020)
  • 第4回マリンテックグランプリ ニッスイ賞 (2020)
  • 第4回マリンテックグランプリ 最優秀賞 (2020)
  • 第4回マリンテックグランプリ 商船三井賞 (2020)
  • 高分子学会パブリシティ賞 (2018)
  • 茨城テックプラングランプリ 三井化学東セロ賞 (2018)
  • 文部科学大臣表彰若手科学者賞 (2013)
  • NAIST学術奨励賞 (2011)
  • 国立大学法人奈良先端科学技術大学院大学財務貢献者表彰 (2011)
  • 第55回高分子研究発表会[神戸]・ヤングサイエンティスト講演賞(高分子学会) (2009)
  • NEDO産業技術研究助成事業(若手グラント)成功事例30選 (2008)
  • 平成19年度高分子研究奨励賞(高分子学会) (2008)
  • 日本化学会第87回春季年会 優秀講演賞 (2007)

Funds

  • JST CREST (2019)
  • National Security Technology Research Promotion Fund (2016)
  • Grant-in-Aid for Exploratory Research (2015)
  • Grant-in-Aid for Young Scientists (A) (2013)
  • Grant-in-Aid for Exploratory Research (2012)
  • Grant-in-Aid for Exploratory Research (2010)
  • JST PRESTO (2009)
  • JST, Comprehensive Support Programs for Creation of Regional Innovation (2008)
  • Grant-in-Aid for Young Scientists (B) (2008)
  • JST, Comprehensive Support Programs for Creation of Regional Innovation (2007)
  • Grant-in-Aid for Young Scientists (B) (2005)
  • NEDO Young research grant (2003)
  • Grant-in-Aid for JSPS Research Fellow (2000)
Research Center for Macromolecules and Biomaterials
Title

サーキュラーエコノミーを指向したデータ駆動高分子材料開発

Keywords

スマートラボ,生物模倣材料,接着,コーティング,ポリマーインフォマティックス

Overview

プラスチック誕生から100年。軽量・安価・加工性などの特徴から、日々の生活に必要不可欠な材料としてプラスチックは浸透しています。しかし、21世紀の今、大量消費に伴う海洋プラスチックごみや、天然資源・生物多様性への影響など、プラスチックが地球に与える深刻な環境負荷の側面が顕在化したため、大量生産・大量消費・大量廃棄を前提としたリニアエコノミーモデルから、モノを長く使い、廃棄物を資源に循環するシステムへと転換するサーキュラーエコノミーシステム(CE)への移行が期待されています。私の研究では、スマートラボやAI、生物模倣といった手法を駆使することで、CE時代に求められる高分子材料の開発に真摯に取り組んでいきます。

Novelty and originality

● ポリマー材料の合成から物性評価まで一気通貫したAI支援スマートラボシステムを開発
● 生物をヒントにしたエコフレンドリーな接着・コーティング・樹脂の開発を展開
● AIツールを駆使した新規高分子材料開発

Details

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● エポキシ樹脂のような熱硬化性樹脂については、熱による溶融や溶媒への溶解が困難なため、リサイクルへの道筋がついていません。
● 天然由来のペプチド「グルタチオン」の水溶液につけるだけで分解できるエポキシ樹脂のリサイクル法を新たに開発しました。グルタチオンは生体内で毒物を解毒する際に使われますが、その反応を参考に、エポキシ樹脂の構造にジスルフィド(-S-S-)基を導入することで、グルタチオンが持つチオール(-SH)基を用いて切断することが可能になります(図)。
● 本技術は、炭素繊維と樹脂を分離・回収する技術が確立しておらず、しかも燃えにくいCFRPの新たなリサイクル手法としての活用が期待されます。

● 接着と剥離は、矛盾する要素が含まれていることから、強力な接着力と容易な剥離を両立することは困難でした。
● この問題を解決するため、波長の異なる紫外線を照射することで架橋・脱架橋反応(図)を可逆的に引き起こすカフェ酸に注目しました。カフェ酸を組み込んだ高分子を基材に塗布したのちに、紫外線を当てると、架橋反応によって不溶化した塗膜となります。この塗膜は加熱することで接着と剥離を繰り返すことができます。さらに、より短波長の紫外線を照射することで、接着剤と基板の両方を回収、再利用できるようになります。カフェ酸の化学構造に含まれるカテコール基は、ムラサキイガイが分泌する接着成分にも多く含まれており、フッ素樹脂や水中での接着などにおいても、強力な接着力とリサイクル性を発揮しました。

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Summary

● 成果:データ駆動型高分子材料研究の基盤構築とその運用
● 今後解決すべき問題点:企業連携による協業を通じた課題解決
● 今達成していること:水中接着や異材接合など、バイオミメティック接着剤やサーキュラープラスチックの開発

この機能は所内限定です。
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