研究部門・研究センター等の紹介

ウォーターフロンティアサイエンス&テクノロジー研究センター

センター長  理学部第一部 化学科 教授 由井宏治  
研究内容 材料表面・界面における水の学際研究拠点の形成 
目的 表面・界面における水の挙動を体系的に理解・制御し、産業界のニーズに応える世界初の学際研究拠点を形成する。 
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当センターは、文部科学省「平成28年度私立大学ブランディング事業」の採択を受けて平成28年11月発足しました。

目的

135年の歴史を有する本学は、「理学の普及を以て国運発展の基礎とする」という建学の精神と「自然・人間・社会とこれらの調和的発展のための科学と技術の創造」という教育研究理念のもと、科学の発展への貢献と、産業界からのニーズに応えるべく、界面科学研究とそれに基づく材料・ものづくり技術の開発に全学を挙げて取り組んできました。さらに近年では、人口が集中する都市部にキャンパスを有する強みを生かし、近隣に多数存在する医科系大学や病院との緊密な共同研究体制を構築することで、医療分野で活用する材料開発や計測機器の開発にも積極的に取り組んでいます。

現在、日本が抱える問題である超高齢化社会に対応した医療技術の実現、エネルギー低自給率の解決、地球温暖化の抑制は急務であり、安全・環境低負荷はもとより様々な医療・省エネルギー技術を支える材料の高機能化は、日本が世界を先導し、地球規模の問題を解決していくための必須の技術課題です。

我々は、平成28年度私立大学研究ブランディング事業を通して、本学の叡智を結集し、医療・生命科学や環境・エネルギー分野で活用される材料について、その特性向上と機能発現の根底にある表面・界面における水の挙動を体系的に理解・制御し、産業界のニーズに応える世界初の学際研究拠点を形成します。研究成果は国内外の学術界や産業界に広く伝達し、材料表面・界面の水の研究と言えば東京理科大学と国際的にも認識される「世界の理科大」への発展を目指します。

本事業で取り組む研究テーマ

我々の日常生活を支える人工関節等の医療材料や、産業活動を支える船舶や航空機といった輸送機材に使用される材料は、水が存在する大気中、水中、生体中などで機能し、これらの機能の発現には常に表面・界面の水が関与しています。材料表面・界面に存在する水の吸着・濡れ・流れといった挙動は、材料表面の親水・撥水性や生体適合性等の諸機能の発現を決定付けます。本学の藤嶋学長が発見した酸化チタン表面における水の光分解現象(本多-藤嶋効果)を利用した光触媒機能や、光誘起超親水化現象を利用した環境浄化・機能素材への応用はその典型例と言えます。 一方で、材料の機能発現に深く影響する材料表面・界面における水の挙動は、材料表面の凹凸形状や化学組成等により複雑に変化するため、その予測・制御が難しく、体系立てて理解・制御する学理の構築そのものが立ち遅れています。そこで、本学の叡智を結集して「材料表面・界面における水の学際研究拠点」を世界に先駆けて形成し、材料表面・界面における水の挙動を体系立てて理解できる学理の創成を目指す。得られた科学的知見に基づき材料特性の飛躍的向上と新奇機能発現を先導し、医療や省エネルギー技術の革新をもたらすことを目指します。

WFST

これまでの活動

ウォータフロンティアサイエンス研究部門 (平成27年4月~平成28年11月)

水は私たちにとって最も身近な存在であり、古くから研究がなされてきました。 しかし、最近の計測技術・シミュレーション技術により、物質表面やナノ細孔内部では自由空間の水とは全く異なる分子構造体を形成することが明らかになりました。この新しい姿の水が材料の物性や生命現象に対してどのような役割を果たしているのかを解明するとともに、その機能の積極的な利用が望まれます。
本研究部門は、空間サイズに対応した水の独自計測技術を有する実験研究者と、水のシミュレーション技術を有する理論研究者が連携し、実験と理論を両輪とした研究を展開します。身近な存在である水に着目し、これを最先端科学の対象とすることに特徴があります。また、学理の探求にとどまらず、洗浄、農業応用、水環境管理や雲生成の研究を通じて、人間・社会における水の高度利用にも踏み込みます。

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