SAMURAI - NIMS Researchers Database

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External affiliations

  • 東京大学大学院理学研究科地球惑星科学専攻 准教授(委)

Research

Keywords

粘土鉱物、層状結晶、表面・界面、吸着、トライボロジー、超臨界流体、分子シミュレーション

PublicationsNIMS affiliated publications since 2004.

Research papers
Proceedings
Presentations

Society memberships

日本粘土学会, 日本地質学会, 分子シミュレーション学会, Clay Minerals Society, 日本鉱物科学会

Awards

  • 日本粘土学会「粘土科学」論文賞 (2019)
  • 日本粘土学会奨励賞 (2015)
  • 日本鉱物科学会研究奨励賞 (2014)
Research Center for Electronic and Optical Materials
Title

天然材料を活用した環境調和材料開発と物性発現機構の解明

Keywords

炭酸カルシウム,粘土鉱物,天然結晶, 水熱合成,分子シミュレーション,表面・界面分析,摩擦

Overview

環境問題の喫緊課題に対応するため二酸化炭素の有効活用を視野に入れ、多様な形態とサイズの炭酸カルシウム結晶を合成し、バイオマス材料の性能向上に貢献する。また、天然に広く存在し環境負荷の低い材料である粘土鉱物から、有害物質の吸着材を開発する。これにより、環境負荷を軽減し、持続可能な社会への貢献を目指す。さらに、これらの材料の開発において、科学的な分析を通じて物性発現機構を解明し、材料の信頼性向上、品質管理の強化、安全性の確保、新たな材料のイノベーションを実現する。このことは、材料の競争力を向上させ、市場での評価を高めることにつながる。

Novelty and originality

結晶や表面構造の理論に基づく材料設計
第一原理から大規模分子動力学計算による物性解析
固液界面の構造を0.1 nm以下の分解能で解明

Details

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環境負荷の小さい材料設計・合成:持続可能な未来を実現
①炭酸カルシウムの合成:バイオマス材料の強度を向上させる強化材として多様な形態・サイズの炭酸カルシウム結晶を合成する。合成には大気中の二酸化炭素を活用し、カーボンニュートラルに貢献する材料を目指す。
②粘土鉱物の合成:地球表層だけでなく火星表面にも大量に存在する多様な粘土鉱物を活用した環境材料の開発を行う。粘土鉱物は層状のナノ結晶であり、様々な物質を大量に吸着することができる。使いやすく、環境負荷の小さい吸着剤等の開発を目指す。

材料の分析とシミュレーション:材料の信頼性向上・品質管理の強化・安全性の確保・さらなるイノベーションの促進につなげる。
我々の技術は表面・界面のX線散乱構造解析・分子シミュレーション等であり、材料の物性発現メカニズムの科学的な解明を可能とする。これまでに有害物質吸着剤の構造モデル化による特異吸着サイト、炭酸カルシウム表面への有機分子吸着・脱離への添加剤の影響、固体潤滑剤の潤滑メカニズムの解明などの実績がある。

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Summary

多様な外形を持つ炭酸カルシウム結晶を合成し、この結晶を補強材とする高強度のバイオマスプラスチックを開発する。
天然に広く存在する粘土鉱物は層状ナノ結晶であり様々な分子を吸着する。この性質を制御し、環境負荷の低い材料として活用する。
結晶表面や界面の性質を、表面に敏感な分析技術や分子シミュレーションから解明し、材料の信頼性向上や新しい材料開発に活用する。

この機能は所内限定です。
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