グリーンマテリアル研究センター 循環型社会に適応する材料創生および評価技術の確立

研究紹介

准教授 安藤 義人
 大学院生命体工学研究科

2002年3月に宮崎大学にて博士(工学)の学位を取得後、近畿大学分子工学研究所にて博士研究員、2007年に同所助教に着任。2010年九州工業大学エコタウン実証研究センター・准教授に着任。2015年マレーシア・サテライトキャンパスMSSC副オフィス長を兼務。2017年イノベーション推進機構(現オープンイノベーション推進機構)の准教授に着任。
2020年MSSCオフィス長、グリーンマテリアル研究センターのセンター長を兼務。有機化学、高分子化学の分野を背景にバイオマスという材料の特性を理解し、応用した機能性材料の開発を進めています。

研究キーワード

  • 木質バイオマス
  • セルロース
  • 高分子材料
  • 表面改質
研究内容

研究内容

地球温暖化やプラスチック汚染といった環境問題の解決に向け、持続可能な新しい材料の開発に取り組んでいます。特に、再生可能で生分解性を持つセルロースを原料とし、環境負荷を抑えた熱可塑性セルロースエステルやセルロースナノファイバーの利活用を探求しています。

セルロースは地球上で最も豊富な天然高分子ですが、従来のプラスチックの代替材料としての利用はまだ十分に進んでいません。その背景には、従来の合成方法が環境に与える負荷や、大量の溶媒を必要とする課題があるためです。本研究では、それらの課題を克服する新しいアプローチを検討し、効率的で環境に優しい方法の確立を目指しています。木質バイオマスをより扱いやすくし、実用化を促進することで、バイオプラスチックの持続可能な発展に貢献することを目標としています。

研究室設備

小型二軸エクストルーダー、中型二軸エクストルーダー、自動乳鉢、ポットミル、オートクレーブ、ホモジナイザー、凍結乾燥機、遠心分離機、ゲル透過クロマトグラフィー、接触角測定装置、引張試験機、フーリエ変換赤外分光光度計、紫外可視分光光度計、顕微FTIR、サイクリックボルタンメトリー、スピンコーター、熱プレス機、熱重量分析機、電子顕微鏡、動的光散乱測定器、小型射出成型機


教授 宮崎 敏樹
 大学院生命体工学研究科

2000年4月に奈良先端科学技術大学院大学助手,2002年5月に京都大学にて博士(工学)の学位を取得後、同年6月に本学助手として異動。
2006年助教授(准教授)、2016年教授となり現在に至る。無機材料化学をベースに生体や環境にやさしい材料及びその合成プロセスを追究しています。

研究キーワード

  • バイオミメティックプロセス
  • セラミックス
  • ハイブリッド材料
  • 生体材料
  • 環境浄化材料
研究内容

研究内容

生体組織に対して高い生物学的親和性を示す材料を創成し,骨や歯などの硬組織修復や,深部がん治療に応用する研究を進めています。さらに,これらの合成プロセスからヒントを得て,環境負荷の小さい水溶液プロセスや生物に学んだバイオミメティックプロセスを利用して,セラミックスや有機-無機ハイブリッド,ナノ/マイクロ粒子を合成する試みを進めています。

  • 材料と微生物との相互作用の解明
  • 新規光触媒活性材料の創成と医用材料への応用
  • バイオミネラリゼーションプロセスの計算機シミュレーション

研究室設備

X線回折装置(粉末・薄膜),生体試料用走査型電子顕微鏡,エネルギー分散型X線分析装置,材料試験機,表面性測定機,フーリエ変換赤外分光分析装置,ゼータ電位測定装置(微粒子・平板),熱分析装置,可視紫外分光光度計,接触角計,マイクロプレートリーダー,表面粗さ計,真空プラズマ装置,超音波ホモジナイザー

教授 前田 憲成
 大学院生命体工学研究科

2006年3月に九州工業大学にて博士(工学)の学位を取得後、2006年4月~2007年9月まで、米国テキサスA&M大学のThomas K. WOOD教授の研究室にて博士研究員、2007年10月に九州工業大学大学院生命体工学研究科の助教に着任。2011年10月に同研究科の准教授に、2021年11月に昇任し、現在に至る。微生物機能を活用したバイオテクノロジー開発に関する研究で、環境やヘルスケアなどの分野に貢献する取り組みを行っている。

研究キーワード

  • 微生物機能
  • 環境保全・浄化
  • ヘルスケア
研究内容

研究内容

前田研究室では、微生物の機能を活用して、環境とヒトのヘルスケアに役立つ技術の開発を目指して研究を進めています。人間の活動とリンクして、環境汚染物質、廃棄物、環境負荷物質が増えてきます。微生物のチカラを利用して、環境汚染物質を浄化していくこと、廃棄物を削減して有価物を生み出すこと、温室化ガスなどを有価物に変えることで環境保全と環境浄化に役立つ技術を構築することなどに関する研究を進めています。また、近年深刻な問題となっている薬剤耐性菌に対しても、捕食性細菌群などを活用して不活性化する技術を確立するための基礎研究を進めています。

研究室設備

次世代シーケンサーMiSeq、イオンクロマトグラフ、サーマルサイクラー、蛍光プレートリーダー、ガスクロマトグラフ(TCD搭載)、ガスクロマトグラフ(FID搭載)、凍結乾燥機、オートクレーブ(高圧水蒸気滅菌機)、乾熱滅菌機、インキュベーター、バイオシェーカー

教授 村上 直也
 大学院生命体工学研究科

2007年3月に北海道大学にて博士(地球環境科学)の学位を取得後、九州工業大学大学院工学研究院・助教に着任。2012年11月に九州工業大学大学院工学研究院・助教に着任。2020年4月に九州工業大学大学院生命体工学研究科・准教授に着任。半導体粒子、分光分析の分野を背景に材料の特性を理解するための分光システムの開発、および光触媒をはじめとする光機能性材料の開発を進めています。

研究キーワード

  • 光触媒
  • 半導体粒子
  • 光音響分光法
研究内容

研究内容

光触媒反応は、太陽光をはじめとする光のエネルギーを用いて室温・常圧において化学反応をおこすことができるため、環境にやさしい反応プロセスとして期待されています。半導体を用いた光触媒反応では、光励起により生じた正孔と励起電子が酸化還元反応を行うことによって進行するため、これらの挙動を調べることが重要です。我々の研究グループでは、微粒子材料の測定に有効な光音響分光法(PAS)を用いることによって、半導体材料の評価や反応のその場分析を行ってきました。さらに、分析により得られた情報を活かして、新たな光触媒反応系の開発も行っております。現在研究中の反応系では、半導体微粒子の電子蓄積機能を利用することによって、酸化反応と還元反応のタイミングをずらすことが可能です。これをうまく活用すれば、光触媒反応で問題となっている逆反応を抑制することが可能であり、回収困難とされてきた物質を得ることができます。

研究室設備

FTIR Niclet is10、FTNIR PerkinElmer Frontier、GC-TCD GLサイエンス GC3210、GC-FTD 島津製作所製 GC-2014、紫外可視分光光度計(拡散反射測定) 島津製作所製 UV-2600、比表面積測定装置 QUANTACHROME NOVA4200e(旧モデル)、蛍光分光光度計 日本分光 FP-8500

准教授 城崎 由紀
 工学研究院物質工学研究系

2005年3月に岡山大学にて博士(学術)の学位を取得後、2005年9月〜2008年9月までポルトガル・ポルト大学生医工学研究所にて博士研究員、2008年に10月に岡山大学自然科学研究科助教に着任。2012年9月に九州工業大学若手研究者フロンティア研究アカデミー・テニュアトラック准教授に着任。2017年4月より現職。無機化学、材料化学、生化学の分野を背景に材料特性が生体(細胞)に及ぼす影響を解明し、新たな医療材料の開発を進めています。

研究キーワード

  • 生体材料
  • 再生医療
  • ヘルスケア
  • 生分解性高分子
  • ケイ素
  • 細胞応答性
研究内容

研究内容

医療・ヘルスケア分野で利用できる新しい材料の開発を目指し、主に3つの課題を軸に研究を進めています。
①ケイ素周囲の構造と細胞応答性
ケイ素は生体必須元素であり、またケイ酸イオンが私たちの身体の成長・再生に寄与していることが報告されています。異なるケイ素周囲の構造を持つ化学種と各種細胞(骨芽細胞,神経細胞,線維芽細胞等)の応答性との間の関係性を明らかにするために、キトサンーシロキサン複合体を用いて基礎的な研究を行なっています。
②生体組織再生用足場材料の創製
神経、骨、靭帯などが欠損した際に、それらの再生を助け得る材料の開発に取り組んでいます。ゾル−ゲル法を用いて作製した、膜、ゲル、ファイバーなどの形状を持つ有機−無機複合体による生体組織再生の可能性を調べています。
③抗菌材料の創製
感染性の病気を防ぐ新しい抗菌材料の創製にも取り組んでいます。キトサンは抗菌性を持つ材料であることは数多く報告されていますが、それを日常生活の中で違和感なく使用できる形をデザインしています。

研究室設備

多機能型プレートリーダー(Varioskan Flash S250040)、走査電子顕微鏡(JSM-6010PLUS/LA)、クリープメータ(RE2-3305C)、微量分光光度計(DS11)、トランスブロット(Turbo TM)、化学発光スキャナー(C-DiGit)

准教授 坪田 敏樹
 工学研究院物質工学研究系

1997年に日本学術振興会特別研究員(DC2)、1998年3月に九州大学総合理工学研究科博士後期課程中退し1998年4月-2000年6月九州大学工学研究科助手、2000年6月に熊本県工業技術センター技師に着任。2000年9月に博士(工学)の学位を取得。2002年6月に熊本県工業技術センター主任技師。2004年4月に九州工業大学工学大学院工学研究院准教授に着任。バイオマス由来を原料とした炭(バイオ炭)に関連する研究を行っている。

研究キーワード

  • バイオマスのカスケード利用
  • バイオチャー
  • 活性炭、炭素材料
  • 電気二重層コンデンサ
研究内容

研究内容

バイオマス由来を原料とした炭(バイオ炭)は、古来より人類に利用されてきた比較的身近な材料です。従来、バイオ炭は世界各地で主に固体燃料として利用されてきました。しかし、固体燃料としてのバイオ炭の利用は大きく減少しており、今後、使用量が大きく増大することは見込めません。近年、再生可能資源であるバイオマスの積極的な利用の観点から、バイオ炭の新規な活用方法に関連する多方面の分野での研究が盛んになってきています。例えば、バイオマスまたはバイオ炭を原料として、細孔径分布や構成元素を制御して高機能な多孔質炭素材料を創製する研究や、ガス化燃料の製造など、工学的応用を指向する研究が盛んに行われてきています。これからのバイオ炭に関連する研究は、多方面の分野の研究者を横断的に連携して進める必要があります。

研究室設備

准教授 高嶋 一登
 大学院生命体工学研究科

研究キーワード

  • スマートソフトマテリアル
  • ソフトアクチュエータ
  • 血管内治療
  • 触覚センサ
  • 手術シミュレータ
研究内容

研究内容

スマートソフトマテリアルを用いて、ソフトロボットの柔軟性・多自由度と工場で従来使われてきた金属製のロボットの正確性・高剛性を自在に切り替えることを目指しています。

研究室設備

准教授 吉田 嘉晃
 工学研究院物質工学研究系

2011年に室蘭工業大学で博士号を取得後、同大学で博士研究員に着任。その後、遠藤剛教授の研究グループにて、2015年に近畿大学分子工学研究所の博士研究員、2019年に九州工業大学分子工学研究所の特任助教に着任。2020年に九州工業大学大学院工学研究院の准教授に着任し、現在に至る。ケミカルリサイクル、自己修復、形状記憶ポリマーなどのサスティナブルな機能を有する高分子材料の開発を行っている。

研究キーワード

  • 機能性高分子
  • 含硫黄高分子
  • 二酸化炭素利用
  • 環境調和型材料
研究内容

研究内容

「環境調和」を大きなコンセプトとして、廃棄硫黄や二酸化炭素の利用、植物由来原料などの入手容易で豊富な資源を原料とする高分子材料の開発を行っています。また、形状記憶性、自己修復性、リサイクル性などの再加工性に優れた高分子や金属吸着材、易解体性接着剤などの資源循環に貢献する材料を無溶剤や水系、光照射によって合成する研究に取り組んでいます。4R(リデュース・リユース・リサイクル・リニューアブル)に基づく環境に配慮した新しい機能性高分子材料の開発を目指します。

研究室設備

高速GPC装置HLC-8220GPC(DMF用)、高速GPC装置HLC-8420GPC(THF用)、A&D 卓上型引張圧縮試験機(フォーステスター) MCT-1150(最大500N)、イマダ 卓上型引張圧縮試験機(デジタルフォースゲージ) ZNS-5000(最大5000N)、SHIMADZU 示差走査熱量計 DSC-60、SHIMADZU TG / DTA同時測定装置 DTG-60、SHIMADZU 熱機械分析装置 TMA-60、A&D 剛体振り子型物性試験器 RPT-3000W、アントンパール 多波長型デジタルアッベ屈折計 AbbematMW

准教授 中村 仁
 大学院生命体工学研究科

研究キーワード

  • 準安定化合物
  • 環境浄化
  • 医用材料
  • 炭酸塩
  • リン酸塩
  • ケイ酸塩
研究内容

研究内容

貝殻にはタンパクで被覆された形で炭酸カルシウムが存在し、海水中で安定に存在します。
バテライト型の炭酸カルシウムが有機物の配位に有利な結晶面を持つことに注目し、任意の分解性をもつ有機修飾ケイ酸でこれらを被覆した複合微粒子を創出しました。
海水中でこの微粒子は緩やかに溶解・再析出反応を起こし、その過程で低濃度のストロンチウムイオンなどを高効率に取り込み沈殿する現象を見出しました。
この結果は、海水浄化用に有望な材料である可能性を示しています。

研究室設備

赤外分光計 JASCO FT/IR4100 with ATR、ラマン顕微鏡 Lucir ApaRAMAN micro/CZ 532nm、示差熱分析装置 Rigaku TG8120、微量分光光度計 Thermo scientific Nanodrop、qRT-PCR装置 Takara bio Thermal Cycler Dice Real Time System III

准教授 森本 浩之
 工学研究院物質工学研究系

研究キーワード

  • 有機合成化学
  • グリーンケミストリー
  • 計算化学
  • 情報科学
研究内容

研究内容

有機合成化学は、さまざまな有機化合物を効率よく合成可能な新たな手法を提供し、資源の有効活用や環境負荷の低減に貢献できるため、持続可能な開発目標(SDGs)の観点からも重要です。
一方で、有機合成化学への計算化学や情報科学の適用については、発展の余地を残していました。
そこで、計算化学や情報科学の手法を活用した、新しい有機化合物合成法の開発に関する研究を行っています。
本研究によって、有機化合物の効率的な供給法の確立や、反応機構の正確な理解を目指します。

研究室設備

日本分光 高速液体クロマトグラフィー(PU-2089, UV-2075)(光学活性化合物分析用、順相専用、キラルカラムIA-3, IB N-3, IH-3所有)

准教授 久米村 百子
 大学院生命体工学研究科

研究キーワード

  • MEMS
  • 単一細胞
  • 機械特性計測
研究内容

研究内容

MEMS (Micro Electro Mechanical Systems)と呼ばれる、電気で駆動する微小な機械を開発し、10マイクロメートルほどの微小物質の特性を評価しています。
研究テーマの1つでは、ピン型MEMSやMEMSピンセットを用いて、がん細胞の硬さ・粘弾性を計測し、細胞の運動性と機械特性との関係を評価しています。

研究室設備

准教授 蔡 佩宜
 九州工業大学教養教育院

研究キーワード

  • 環境政策
  • 環境経済
  • 消費者環境配慮行動
研究内容

研究内容

専門は環境経済学。日本と台湾の環境政策、災害廃棄物の適切な処理、市民の環境配慮行動の促進に関する研究を進めています。現在、研究グループは日本と台湾におけるプラスチックごみ削減政策の実施状況と課題を検討し、家庭から排出されるプラスチックごみの増加要因、代替製品の環境負荷、そして使い捨てプラスチックに関する人々の選好や行動変容の影響要因を明らかにすることで、使い捨てプラスチックに依存したライフスタイルの変革を促すための示唆を帰納的に見出すことを目指しています。

研究室設備

助教 ジャックリーン リーゼ
 

研究キーワード

  • バイオマス
  • グリーンケミストリー
  • セルロース
  • 複合材料
研究内容

研究内容

研究室設備

教授 牛房義明
 北九州市立大学 経済学部

研究キーワード

  • 因果推論
  • ナッジ
  • フィールド実験
研究内容

研究内容

1. スマートコミュニティ関連の経済分析
2. カーボンニュートラルに関する経済分析
・ネットゼロエネルギーハウス(ZEH)の導入促進のためのフィールド調査
・洋上風力の社会的受容の調査
・グリーン水素の経済分析

研究室設備

准教授 山﨑 亮太
 九州歯科大学 感染分子生物学分野

2016年3月に九州工業大学 生命体工学研究科にて博士(工学)の学位を取得。同研究科にて博士研究員を経て、2017年にアメリカ合衆国のPennsylvania State Universityでポスドクとして微生物学の研究を行う。2019年に九州歯科大学 感染分子生物学分野で助教に着任し現在に至る。工学の経験を活かした新しい微生物学分野を展開し、歯・工連携の中核となれるよう日々研究に邁進しております。

研究キーワード

  • 口腔関連疾患
  • 口腔細菌
  • 予防
  • 天然抗菌成分
研究内容

研究内容

バイオマス由来の成分やメディカルハーブを活用した口腔関連疾患の予防に関する研究では、口腔病原細菌の抑制に焦点を当てた新たなアプローチが注目されています。歯周病や虫歯などの口腔疾患は、主にPorphyromonas gingivalisやStreptococcus mutansといった病原細菌の増殖やバイオフィルム形成によって引き起こされます。これに対し、抗菌・抗炎症作用を持つ茶カテキン、プロポリス、カモミール、セージなどのメディカルハーブを活用し、口腔内の細菌バランスを整える研究が進められています。また、バイオマス由来のポリフェノールや多糖類は、善玉菌を活性化し、病原細菌の定着を抑制することが期待されています。これらの天然成分は合成化学物質に比べ副作用が少なく、持続可能な資源活用の観点からも有望であり、今後の臨床試験による有効性と安全性の検証が求められています。

研究室設備

教授 飯久保 智
 九州大学総合理工学研究院 物質科学部門 教授

2005年3月に名古屋大学にて博士(理学)の学位を取得後、原子力機構、東北大学WPIでの研究員を経て、2009年に九州工業大学生命体工学研究科に着任。固体物理学を背景に、量子ビームや計算科学を用いて、新物質・材料の開発を進めています。

研究キーワード

  • 第一原理計算
  • 熱力学的制御
  • 量子ビーム(X線、中性子線)
  • 結晶構造解析
研究内容

研究内容

構造・機能性材料の開発には用途に応じてさまざまな性質が求められるため、計算科学を利用して効率よく開発を進めることが成否をわけると言っても過言ではありません。私たちは物質内部の電子状態を明らかにする「第一原理計算」、物質の地図とよばれる「状態図」などを駆使して、新物質探索法や材料組織制御法を研究しています。具体的には太陽電池、熱電材料、二次電池などに適用し、物性物理学と材料組織学の観点から、次世代の構造・機能性材料の開発を行っています。

研究室設備

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