持続可能な材料設計に向けた確実な結合とやさしい分解

本研究領域では、資源の有効利用や持続可能な材料生産システムの構築を目指して、「確実な結合とやさしい分解」を兼ね備えたサステイナブル材料の創製に向けた独創的な基盤技術の研究開発を目的とします。確実な結合とは、使用中は優れた機能や性能を安定的に発揮するための結合や構造で、やさしい分解とは、使用後は再利用可能な材料に変換するために、温和な条件下で原子・分子レベルあるいは中間・部分構造に速やかに分解することです。 具体的には、高分子、有機、生体、無機および金属材料ならびにそれらの複合材料を対象とし、高性能なサステイナブル材料の設計・開発を目指した、結合と分解に関する精密制御技術の研究開発を行います。物性や構造を分解性と共に制御可能な結合を導入した材料合成、分解性セグメントを導入した材料設計、選択的に結合を切断できる触媒の開発、外部刺激等による有機・無機化合物における結合形成と開裂を自在に制御する技術、異種材料の接着界面における結合と分解を制御する界面制御技術、複合材料における分解リサイクル手法の確立を目指した相分離構造や階層構造などの高次構造制御技術の開発などを目指します。また、長小角X線散乱、3次元トモグラフィー、透過型電子顕微鏡などの手法を用いた複合材料におけるナノ・メソ・高次構造の可視化、理論化学およびコンピュータシミュレーションによる結合および分解の予測など、本分野で必要とされる計測および解析技術の開発にも合わせて取り組みます。さらに、材料学と生物学の融合を目指し、従来の触媒にとらわれず、生体触媒である酵素にも焦点をあて、水系・常温・常圧などの温和な条件下での結合と分解の実現に向けた研究も推進します。複合材料や製品の分解では、物理的な手法による材料間の分離や化学工学的な手法による効率的な分解を目指します。確実な結合の自在な制御と再利用を念頭に入れたやさしい分解手法の確立を通じて、持続可能な社会の実現に貢献します。

国立研究開発法人科学技術振興機構

• 剛直成分含有ポリマーの完全バイオ循環空間デザイン
• オンデマンド合成&解体を実現するビニルポリマーの高速分解技術
• 光安定材料への酸添加による協働的光分解技術の創成
• ホウ素側鎖による主鎖反応性設計を鍵とした循環利用型ポリマー材料の創出
• 自然界最強クモ糸と人類最強ナノチューブの複合繊維

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