量子ドットの透過型電子顕微鏡象。結晶成長を制御すると、形も変わります。 量子ドットコロイド溶液の発光の様子。紫外線を照射すると明るく光る様子が見えます。 触媒反応の模式図(左)、ホイスラー合金触媒(右)(Sci. Adv. 4 eaat6063, 2018: CC BY-NCライセンス: http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0) 金属溶解炉(左)、単結晶薄膜合成装置(右上)、非酸化雰囲気操作装置(右下) 試料の合成、取り扱い、触媒評価の全てを精密におこない、メカニズムを解明！ 教員紹介 この量子ドット、光るだけではありません。光のエネルギーを電気（太陽電池）や化学エネルギー（光触媒）に変換したり、光の検出（光センサー）に使うこともできます。極めて小さな粒子の中に、エネルギー変換やセンシング技術の未来を変えるほどの可能性が秘められています。量子ドットというナノテクノロジーの結晶が、私たちの暮らしや産業、そして地球環境に新たな光をもたらそうとしています。 亀山 達矢 准教授 2011年JX日鉱日石金属株式会社、2012年名古屋大学工学研究科助教、2021年同准教授を経て、2025年4月より現職。 専門：光電気化学・ナノ結晶材料化学 できたての研究室で卒業生はいませんが、ナノ材料化学はとても身近なところで活用されており、活躍できる分野は幅広いです。卒業生が電子デバイス、次世代電池、半導体、自動車、バイオ医療など多様な業界で、革新を支える人材となることを目指しています。 教員紹介 従来の触媒研究は殆ど化学者によってのみおこなわれていましたが、特殊な合金の取り扱いには金属(冶金)学の知識や技術が必要なため、その触媒機能は殆ど未解明です。特に元素数が３元以上になるとさらに複雑になる一方、元素の組み合わせが無限に広がり、特殊な触媒機能の発現が期待できます。そのような系を開拓していけば、従来の常識を覆す触媒機能が発見されると考えています。革新的触媒の開発は、新化合物や新素材の合成、化学反応を伴う様々なプロセスの省エネルギー化・環境負荷低減につながります。 小嶋 隆幸 准教授 東北大学工学研究科で博士(工学)取得後、同大学研究員、助教を経て、2020年11月に信州大学に着任。学生時代は(金属)材料を専攻、磁性材料薄膜を研究し、分野を変えて触媒の世界へ。異分野融合を常に模索。 これからは終身雇用の時代も終わり、一握りの超有能な人間以外、一つのことだけを突き詰めて生きていくのは難しくなります。分野や既成概念にとらわれずに常に広い視野を持っておくことが重要です。ポストコロナの激動の時代を生き抜くため、柔軟な思考と行動力を身に付けてほしいと思っています。 研究から広がる未来 卒業後の未来像 研究から広がる未来 卒業後の未来像 写真サイズ 33 100 nm サイズや形状、化学組成を自在に制御しながら、半導体や金属のナノ粒子を合成する研究をおこなっています。数ナノメートルという極めて小さなサイズで結晶成長させた半導体微粒子は「量子ドット」と呼ばれ、エネルギーを加えると鮮やかな光を発します。近年ではディスプレイ技術にも応用され、注目を集めているこの発光材料を、環境負荷の少ない元素で合成することを目指しています。量子ドットの光の強さや発光色は、そのサイズや形によって変わるため、精密な制御が不可欠です。たった1ナノメートル（10億分の1メートル）の違いで、性質が大きく変わるので細部まで油断できません。 高さ2.65cm×幅3cm 金属などの固体触媒は、目的の化学反応を起こしやすい「場」を表面に提供します。化学反応は原子・分子の間で電子をやり取りして進行します。なので、触媒の性能は、触媒物質が持つ電子がどういう状態なのか、触媒表面はどういう状態なのか、によって左右されます。違う金属を混ぜ合わせると電子の状態も表面の状態も変わりますので触媒機能が変わります。中でも、異種金属が整数比で混合し規則的に配列した「金属間化合物」という特殊な合金では特殊な触媒機能が発現します。 当研究室では、明確なターゲットは決めずに、多種多様な合金の触媒機能を精密に調べて共通の法則性を解明することにより、あらゆる触媒に使える開発設計指針を獲得しようと考えています。 化学・材料学科 化学・材料学科 特殊な合金の特殊な触媒機能を解明・開発 小さく育てて大きく輝くナノ粒子の化学
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