機能性ソフトマテリアル研究グループ
グループディレクター
相田 卓三 (D.Eng.)
地球規模のエネルギー問題・環境問題に世界的な注目が集まる中、化学者に課せられた責務は重大です。当研究グループでは、分子レベル・ナノレベルでの構造や物性を精密に制御した材料の開発を通じ、これらの問題解決に繋がる材料科学の学理樹立を目指します。これらの目標の達成に向け、当グループを構成する三チームが密接に協力しながら研究を遂行します。
(i) 水を主原料とするプラスチック代替
水は地球上に存在する最も安全かつ無尽蔵な資源です。当グループでは、水を主原料とするプラスチック代替「アクアマテリアル」の開発に挑戦します。「アクアマテリアル」は、究極の環境無負荷社会への道を切り開くとともに、環境・生体・医療・材料科学におけるブレークスルーを促すものです。具体的には、(1) 水を材料化し真の環境無負荷型材料を発信する、(2) 特異な親水的環境を用い化学反応・生体反応を制御することを目標とします。
(ii) 新概念に基づく有機薄膜太陽電池
化石燃料エネルギーへの依存が増え続ける中、新概念に基づく太陽電池の開発は人類の急務です。当グループでは、高効率の光電変換を実現するための、新規有機薄膜太陽電池の設計に挑戦します。具体的には(1) 有機物-金属電極の間の界面構造および界面物性を制御する、(2) 活性層に存在する粒界による低効率化を軽減する、(3) ドナー層とアクセプター層 とが広い接触面積を持つ構造を形成するための一般的な手法を開発することを目標とします。
- 機能性有機・高分子・超分子ナノ材料の創製
- 動的応答機能を有するソフトマテリアルの開拓
- ヒドロゲルよりなるプラスチック代替マテリアルの創製
- 分子集合体の系内反応に基づくソフトマテリアルの開発
- 機能性有機半導体を用いた光電変換システムの開発
- Aida, T., Meijer, E. W., and Stupp, S. I.:
"Functional Supramolecular Polymers"
Science 335, 813-817 (2012). - Zhang, W., Jin, W., Fukushima, T., Saeki, A., Seki, S., and Aida, T.:
"Supramolecular Linear Heterojunction Composed of Graphite-Like Semiconducting Nanotubular Segments"
Science 334, 340-343 (2011). - Ohta, E., Sato, H., Ando, S., Kosaka, A., Fukushima, T., Hashizume, D., Yamasaki, M., Hasegawa, K., Muraoka, A., Ushiyama, H., Yamashita, K., and Aida, T.:
"Redox-Responsive Molecular Helices with Highly Condensed π-Clouds."
Nat. Chem. 3, 68-73 (2011). - Kawamoto, M., Shiga, N., Takaishi, K., and Yamashita, T.:
"Non-Destructive Erasable Molecular Switches and Memory Using Light-Driven Twisting Motions"
Chem. Commun. 8344-8346 (2010). - Ishida, Y., Achalkumar, A. S., Kato, S., Kai, Y., Misawa, A., Hayashi, Y., Yamada, K., Matsuoka, Y., Shiro, M., and Saigo, K.:
"Tunable Chiral Reaction Media Based on Two-Component Liquid Crystals: Regio-, Diastereo-, and Enantio-Controlled Photo-Dimerization of Anthracenecarboxylic Acids."
J. Am. Chem. Soc. 132, 17435-17446 (2010). - Hosono, N., Kajitani, T., Fukushima, T., Ito, K., Sasaki, S., Takata, M., and Aida, T.:
"Large-Area Three-Dimensional Molecular Ordering of a Polymer Brush by One-Step Processing."
Science 330, 808-811 (2010). - Wang, Q., Mynar, J. L., Yoshida, M., Lee, E., Lee, M., Okuro, K., Kinbara, K., and Aida T.:
"High-Water-Content Mouldable Hydrogels by Mixing Clay and Dendritic Molecular Binder."
Nature 463, 339-343 (2010). - Yamamoto, Y., Zhang, G., Jin, W., Fukushima, T., Ishii, N., Saeki, A., Seki, S., Tagawa, S., Minari, T., Tsukagoshi, K., and Aida, T.:
"Ambipolar-Transporting Coaxial Nanotubes with a Tailored Molecular Graphene-Fullerene Heterojunction."
Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 106, 21051-21056 (2009). - Alam, M. A., Motoyanagi, J., Yamamoto, Y., Fukushima, T., Kim, K., Kato, K., Takata, M., Saeki, A., Seki, S., Tagawa, S., and Aida, T.:
"'Bicontinuous Cubic' Liquid Crystalline Materials from Discotic Molecules: A Special Effect of Paraffinic Side Chains with Ionic Liquid Pendants."
J. Am. Chem. Soc. 131, 17722-17723 (2009). - Sekitani, T., Nakajima, H., Maeda, H., Fukushima, T., Aida, T., Hata, K., and Someya T.:
"Stretchable Active Matrix Organic Light-Emitting Diode Display using Printable Elastic Conductors."
Nat. Mater. 8, 494-499 (2009).
主宰者
- 相田 卓三
- グループディレクター