Chemistry laboratory which contributes to SDGs and is useful during COVID-19 pandemic

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K02877
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 09080:Science education-related
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: OGINO Kazuko 東北大学, 理学研究科, 客員研究者 (40004353)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 荻野 博 東北大学, 理学研究科, 名誉教授 (00004292) ; 渡辺 尚 宮城教育大学, 大学院教育学研究科高度教職実践専攻, 教授 (20756522) ; 豊田 耕三 東北大学, 理学研究科, 教授 (50217569)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 感染リスク回避 / SDGs / 分子レゴ / インクルーシブ教育 / 電池と電気分解 / ロタキサン

Outline of Final Research Achievements

1. We utilized microscale chemistry (MC) in reducing the risk of infection during the covid-19 pandemic. 2. We have developed a series of MC for students with physical disabilities. We have to modify the MC for ordinary students so that students can handle the apparatus with less strength. 3. We developed microscale titration without the use of burets and pipettes. Instead, electronic balances are used. 4. Rotaxanes consisting of cyclodextrin (CDX) threaded by 1,12-diaminododecane(don) bearing two different cobalt(III) complexes as stoppers were synthesized. Synthetic routes of topological isomers have been discovered. 5.A variety of 2-substituted benzo[b]thiophenes were prepared from o-(alkylsulfanyl)(ethynyl)benzenes in the presence of silica gel under thermal conditions. These reactions were used for workshop ’Molecular Lego’for high school students.

Free Research Field

化学教育

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

上記の成果は、パンデミックの事態における実験授業の実施を可能にする。肢体不自由生徒のための実験の開発はインクルーシブ教育の進展に大きな貢献をするものである。これらの実験では、マイクロスケール実験（MC)を活用しているが、MCは、省資源、省エネルギーで、環境にやさしく、持続可能社会の概念の教育に有用である。
化学における最先端研究の成果を身近なものとして理解することは教育上極めて重要で本研究の一つの柱である。最先端化学研究の一例として分子機械に利用されているロタキサン、有用な化合物をレゴをくみたてるように合成する分子レゴ例を取り上げることは化学教育に有意義である。