九州大学大学院 博士課程リーディングプログラム 分子システムデバイスコース

九州大学理学部化学科

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無機・分析化学講座

錯体化学研究室

生体系には金属酵素など様々な金属錯体が存在しており、これらは生命の根幹に関わる重要な役割を担っています。当研究室では、金属イオンと有機配位子の組織化がもたらす機能や物性に焦点を絞り研究を行っています。金属原子間の相互作用と化学反応性の相関、水からの光水素発生機能を備えた光分子デバイス、及び酸素発生触媒が研究対象です。実用可能な機能性金属錯体の開発を目指し、新規錯体の合成、構造解析、及び機能評価を進めています。

■ 分子性触媒を用いた人工光合成システムの構築

光合成は地上のあらゆる生命活動を担う重要な役割を果たしています。中でも水からの電子の引き抜きとそれに基づく高エネルギー物質の生成が重要であり、これらの反応を効率良く促進する触媒開発が人類の未来を切り拓くとすら言われています。当研究室では、太陽光を用いた水からの水素ガスと酸素ガスの発生反応を中心とした人工光合成システムの開発を試みています。

錯体物性化学研究室

金属錯体は、無機化合物の元素と電子状態の多様性と、有機化合物の優れた分子性・設計性を兼ね備えた化合物です。当研究室では、金属錯体の電子構造や空間配列を制御し、さらに脂質二分子膜等と複合化して特異なメゾサイズ機能空間を構築し、有機材料や無機材料単独では実現できない新しい機能・物性の発現を目指しています。

■メゾサイズ機能空間

生体分子を組込んだ金属錯体と脂質二重層小胞体(リポソーム)を複合化して、メゾサイズ(5-100 nm;1 nmは1 mの10億分の1)の高機能な空間を創出する。

生体分析化学研究室

生体膜は内部器官と外界を仕切る単なる壁でなく、受容体を介した情報伝達など様々な生理的機能をもっています。特に、薬剤の多くが膜タンパク質を標的にしていることや、生体膜が種々の病気にも関与することから、生体膜解析の重要性が増しています。私たちは、最先端の分析化学手法を用いて生体膜を研究し、生体膜そのものを理解するとともに、生体膜に作用する薬や生体膜が関与する病気の機構解明を目標にしています。

 

脂質膜系の構造および相互作用に対して、種々の分析手法でアプローチしています。

 

分光分析化学研究室

化学はその名の通り物質の変化を扱う学問です。しかし実際にその変化が起こっている状態を実時間で観測することは現在でも困難です。しかしもし、このようなことが可能になれば、化学反応や機能性物質の理解が飛躍的に深まり、その設計が容易になることが期待されます。そこで当研究室では、基礎あるいは応用面で重要な物質系を対象に、その動的過程を観測可能な超高速分光分析装置を開発し、様々な物質の変化する過程を詳細に解明する研究を行っています。

無機反応化学研究室

当グループでは環境問題への科学的貢献を目標としています。世界最先端の原子分解能顕微鏡技術と先進的なバルク分析法を駆使して、環境中における有害元素や放射性核種の挙動を原子、分子レベルで明らかにしていきます。そのためフィールド調査、室内実験も行い、マクロな自然現象を俯瞰しながら環境問題の本質的な解明を目指しています。

福島第一原発から環境中に放出された核燃料由来ウラン酸化物。左上図:U-Zr酸化物固溶体ナノ粒子の電子顕微鏡像と元素マップ。左下図:Fe酸化物ナノ粒子とそれに含有されたU酸化物ナノ粒子の電子顕微鏡像。右図はそれを拡大した高分解能原子像。鉄原子の配列とウラン原子の配列が連なっていることが分かります。

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