| 研究領域 | 水圏機能材料：環境に調和・応答するマテリアル構築学の創成 |
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| 研究課題/領域番号 |
19H05719
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| 研究種目 |
新学術領域研究(研究領域提案型)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
理工系
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
田中 求 京都大学, 高等研究院, 特任教授 (00706814)
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| 研究分担者 |
中畑 雅樹 大阪大学, 大学院理学研究科, 助教 (40755641)
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| 研究期間 (年度) |
2019-06-28 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
117,130千円 (直接経費: 90,100千円、間接経費: 27,030千円)
2023年度: 19,240千円 (直接経費: 14,800千円、間接経費: 4,440千円)
2022年度: 18,980千円 (直接経費: 14,600千円、間接経費: 4,380千円)
2021年度: 20,670千円 (直接経費: 15,900千円、間接経費: 4,770千円)
2020年度: 23,400千円 (直接経費: 18,000千円、間接経費: 5,400千円)
2019年度: 34,840千円 (直接経費: 26,800千円、間接経費: 8,040千円)
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| キーワード | 生体着想分子材料 / 半導体電子材料 / 界面制御 / 電子・イオン機能 / 生物着想分子材料 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究課題は、生物の持つ高感度で選択的な機能を、強靭性・安定性をもつ人工材料で実現することに焦点をあて、水と無機・有機半導体材料の界面接続（つなぐ）により、水圏電子・イオン機能材料を創製するための基礎学理の確立を目指す。
田中求の専門とする半導体材料と生体融合材料による融合電子材料を核に、中畑（研究分担者）の分子認識機能を有する生物着想材料を組み合わせ、水圏の有害イオンを超高効率で捕捉して環境浄化する機能を有する水圏電子・イオン機能材料や、水圏の微小な環境変化を超高感度で検知し電視信号として発信する、機能材料を設計・創製する。
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| 研究成果の概要 |
本研究課題では、田中求（研究代表者）の専門である界面制御技術を駆使して、材料と水圏環境の界面水和構造を制御することで「水圏で作動する電子・イオン機能材料」の創製およびそのための基礎学理の確立を目ざした。水界面での自己組織化や液晶的な分子の振る舞いを活用して、生物に着想を得たイオンや分子を選択的に認識する材料と水分子の界面相互作用を精密計測し、水圏電子・イオン機能材料の機能を最適化した。主たる成果としては生物着想型イオン認識材料の超高集積化によって水圏環境浄化システムを設計・構築したり、液晶超分子膜と半導体デバイスの融合によるイオン選択輸送機構を明らかにした研究などが挙げられる。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究で得られた成果の学術的意義としては、通常ドライ系で作動する無機・有機半導体材料と水圏で分子・イオン認識機能を発揮する高分子・液晶材料を融合させた「水圏で作動する電子・イオン機能材料」の創製にとりくみ、そのために必須である「材料界面の水分子の挙動を理解し制御する」ための基礎学理を確立したことが挙げられる。
社会への貢献としては、分担者・中畑が合成した「生物にならい生物を超える」重金属捕捉機能を持つ高分子材料を代表者・田中の得意とする界面制御技術で超高集積化することで、実装可能な水処理システムを構築し、国連のSDGs６番「安全な水とトイレを世界中に」の技術基盤確立に貢献したことが挙げられる。
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