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リン酸の吸着特性は、これまで比表面積の増大や表面への官能基導入によって制御されてきました。当研究室では、材料表面の化学状態そのものを設計することで、吸着機能を引き出す新しいアプローチに挑戦しています。本研究では、アセトンを用いたメカノケミカル処理によりα-アルミナの表面構造を改質し、リン酸吸着機構との関係を検討しました。その結果、処理初期に生成する酸素欠陥や、長時間処理で導入される炭素種が新たな吸着サイトとして機能し、吸着容量が大きく向上することを明らかにしました。本成果は、表面積ではなく表面化学の設計によって吸着性能を制御できる可能性を示し、新たな表面構造デザインにつながるものです。

2023年卒 藤本 稜也さん、杉江 紗矢香さん (D3)による研究成果で、Applied Surface Science (https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2026.166958)に論文が掲載されました。

この度、NEW GLASS（Vol. 41, No. 1, 2026）の特集「ガラスの表面改質」に、「ガラス構造による濡れ性制御」の題目で寄稿いたしました。

ガラスの濡れ性制御は一般的に表面処理が主流ですが、当研究室で取り組んでいるガラス構造に基づく新しいアプローチについて、概要を日本語で簡潔にまとめています。ご関心をお持ちの方はぜひご一読いただけますと幸いです。

今回ご執筆の機会をいただくにあたり、ご推薦いただいた先生方ならびに関係者の皆様に厚く御礼申し上げます。

ガラスの濡れ性制御技術は、これまでに表面修飾や凹凸構造の付与が行われます。当研究室ではガラス内部の構造そのものを巧みにデザインすることで、表面機能を引き出す新しいアプローチに挑戦しています。リン酸塩ガラスにアルミナを導入することで、ガラス中のリン酸鎖構造が変化し、それに伴い濡れ性が大きく変わることを明らかにしました。特に、リン酸ガラスのネットワーク構造において、 Q³構造よりもQ²構造が優勢になると、ガラス表面の親水性が向上することを発見しました。この成果は、ガラス構造を設計することで濡れ性を自在に制御できる可能性を示すもので、構造と表面機能化の関係解明を目指しています。

2025年卒 今井 敦也さん、杉江 紗矢香さん (D2)、陳 寿妟さん(M2)と本学 応用物理分野の田村 友幸 先生との研究成果で、Materials Chemistry and Physics (https://doi.org/10.1016/j.matchemphys.2025.131716)に論文が掲載されました。

果樹栽培において発生する剪定枝は、一般的に廃棄物として処理されていますが、本研究ではこれらをバイオマスエネルギー資源として有効活用する手法を検討しました。剪定枝は高い水分含有率を有するため、そのままでは燃料利用が困難です。しかし、水熱処理技術を適用することで、この課題を克服することが可能となりました。さらに、処理条件の最適化により、褐炭に相当する高位発熱量を持つ固体燃料への変換に成功しました。本成果は、農業廃棄物の有効利用を通じて循環型社会の構築および持続可能なエネルギーシステムの実現に貢献するものであり、今後は他のバイオマス資源への応用展開を想定しています。

これは上田　裕太さん（M2 創造工学プログラム）による研究成果で、Materials (https://doi.org/10.3390/ma18153425)に論文が掲載されました。

この研究では、アルミナ（Al₂O₃）を有機溶媒中でボールミル処理することで、アルミニウムの配位数など原子レベルでの変化が起こることを明らかにしました。こうした構造変化によって、リン酸イオン回収特性を向上させることに成功しています。この構造変化は使用する有機溶媒の種類によって制御できることから、材料の表面特性を簡便な方法で調整する手法としての応用が期待されます。今後は、水処理や資源回収などの分野への展開も視野に入れています。

これは2023年卒 藤本 稜也さんと、本学 環境セラミックス分野の漆原 大典 先生との研究成果で、Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects (https://doi.org/10.1016/j.colsurfa.2025.137417)に論文が掲載されました。

日本セラミックス協会 2024年度日本セラミックス協会東海支部学術研究発表会（2024年12月7日）において、杉江 紗矢香 (D1)が口頭発表を行いました。発表、お疲れ様でした。

発表題目：もみ殻を用いたマイクロ－メソ細孔を持つ炭素材料の合成

第149回無機マテリアル学会学術講演会（2024年11月7日）において、陳寿妟(M1)が口頭発表を行いました。発表、お疲れ様でした。

発表題目：フミン酸回収によるハイドロガーネットとの複合化とアンモニアガス吸着特性

日本セラミックス協会 第37回秋季シンポジウム（2024年9月12日）において、近藤 優樹 (M2)が口頭発表を行いました。発表、お疲れ様でした。

発表題目：Ca-Al 系層状複水酸化物の複数アニオンによる水蒸気吸脱着挙動

バイオマスを炭素系材料に変換する手法として知られる水熱炭化では、得られる材料に細孔が少なく、比表面積が小さいという課題がありました。この研究では、水熱炭化時の温度と溶媒を制御することで、原料の加水分解を促進し、細孔形成の阻害因子となる微小球体の形成を抑制できることを見出しました。その結果、従来の水熱炭化手法では実現が難しかったメソ細孔と100 m²/gを超える比表面積を併せ持つ材料を開発することに成功し、ガス吸着材としての利用が期待できます。

杉江 紗矢香(D1)による研究成果で、Environmental Science and Pollution Research (https://doi.org/10.1007/s11356-024-34217-6)に論文が掲載されました。

日本セラミックス協会 2024年度第6回資源・環境関連材料部会討論会（2024年7月4日）で、上田裕太 (M1)が口頭発表を行いました。発表、お疲れ様でした。

発表題目：剪定枝の水熱炭化によるバイオマスエネルギー資材化

日本セラミックス協会 東海支部 2023年度学術研究発表会（2023年12月2日）で、横井敬典 (M1)が口頭発表を行いました。発表、お疲れ様でした。