メンバー

酒井 秀樹

理工学部先端化学科 教授

【研究課題と成果】白金担持チタニアナノスケルトンの光触媒特性と殺菌への応用

カチオン界面活性剤が形成するリオトロピック液晶を構造指向剤として調製したアナターゼ型多孔質酸化チタン(チタニアナノスケルトン)に対して、光還元法を用いて白金ナノ粒子を助触媒として高分散担持した。450℃で焼成処理した白金担持チタニアナノスケルトンは、アセトアルデヒドの気相光酸化分解ならびに大腸菌の殺菌に対して優れた活性を示した。

研究分野

  • ナノ構造化学 (ナノポーラス材料、中空粒子、コア/シェル粒子、ナノシート)
  • ナノ材料化学 (ドラッグデリバリーシステム、リポソーム、膜透過ペプチド)
  • 物理化学 (表面物性、界面物性、溶液物性、相図)
  • 機能物性化学 (界面活性剤、自己組織化、エマルション、ナノ粒子)
  • 有機・ハイブリッド材料 (界面活性剤、エマルション、表面処理)

研究キーワード

応用界面化学、界面光電気化学

研究経歴

1995-現在 光電気化学、応用界面化学の研究に従事

 

 

インタビュー

■なぜ宇宙の研究をすることになったか?

宇宙に関する子供時代の印象に残っている記憶は、中学の林間学校の時に見たふたご座流星群です。たくさんの流れ星を見て、星に興味を持ちました。実は、その時一緒に流れ星を見ていた友達は、今JAXAで「はやぶさ2」のプロジェクトに携わっています。私は宇宙とは関係のない研究分野に進んだつもりでしたが、現在、スペース・コロニー研究センターで宇宙関連の仕事をしているのは感慨深いです。

学生時代は光触媒反応のメカニズムに関する研究をしていたのですが、理科大に赴任後は界面化学の研究室に所属することになりました。光触媒反応は界面で起きるため、その界面制御(表面積の増大など)が重要となります。そこで、界面がナノスケールで制御された高機能の光触媒の開発を行うようになりました。

自分の研究が宇宙と関わることになったきっかけは、約10年前にJAXAの応用利用プロジェクトで、「チタニアナノスケルトン」(規則的細孔を有する高機能光触媒)を宇宙ステーション、すなわち微小重力下で作製するプロジェクトに参加したことでした。微小重力環境でチタニアナノスケルトンを作製すると、地上で作製するよりも結晶性が向上し、また細孔のサイズが拡大できることを報告しました。このプロジェクトから宇宙との関わりがスタートしました。

■研究開発した、あるいは、している技術をつかって宇宙で実現したいことは?

光触媒、界面科学という立場から、宇宙空間でのクオリティ・オブ・ライフの向上につながる研究ができればと思います。私の所属するチーム4では、光触媒を利用して、宇宙船内で生成する有害気体(アンモニア、メタンなど)・廃棄物などを浄化可能な光触媒の開発に取り組んでいます。

一方で、以前のチタニアナノスケルトンのプロジェクトからもつながりますが、チャンスがあれば、微小重力空間を利用して、地上では作れないような結晶・材料を作りたいという希望があります。例えば、地上では油は水と分離してしまいますが、微小重力下では、油の微細な滴(エマルション)を長時間水中に分散できるようになります。この安定なエマルションを使って、地上ではできないようなサイズの揃った触媒粒子などを宇宙で作ってみたい。

■地上で実現したいことは?

宇宙空間で光触媒を有効に使おうとすると地上以上にその活性・機能を上げていく必要があります。そこで、光触媒の基盤となる技術が「研ぎ澄まされ」向上します。宇宙空間でそのような新しい材料が作れれば、それを地上にフィードバックすることにより、地上(=我々が通常生活する空間)においても、より質の高い材料を作れるようになるのではないかと期待しています。

その結果、光触媒が病院の手術室や、保育施設、住居などに加えて、地震や疫病流行など災害時の住居テント、仮設病院などに応用することも可能になるのではないかと期待しています。

■研究していて印象に残ったこと・楽しいと感じたことは?

もともと宇宙に興味はありましたが、自分の研究分野が宇宙につながることは思っていませんでした。自分の専門領域である界面化学や光触媒が、宇宙という遠いと考えていた領域につながって行くのを夢見ながら、スペースコロニー研究センターにて研究を進めていきたいです。