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        <title>ニュースリリース | 近畿大学 理工学部・大学院 総合理工学研究科</title>
        <link>https://www.kindai.ac.jp/science-engineering/</link>
        <description></description>
        <language>ja</language>
        <copyright>Copyright 2026</copyright>
        <lastBuildDate>Tue, 07 Jan 2020 14:56:10 +0900</lastBuildDate>
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            <title>水完全分解光触媒における初めてのオールインワン助触媒を実現　―サステイナブルな水素社会の実現に向けて―</title>
            <description><![CDATA[【発表のポイント】<br />
●脱炭素社会の実現を目指し、クリーン水素製造の有望な方法として、光触媒（注1）による水完全分解（OWS）（注2）が注目されています。<br />
●二次元金属有機構造体（2D-MOF）（注3）が光触媒のオールインワン助触媒として機能することを初めて見出しました。<br />
●ワンステップ自己組織化法により簡便に光触媒を2D-MOFで修飾でき、高効率の水完全分解を達成しました。<br />
<br />
【概要】<br />
光触媒による水完全分解（OWS）は、持続可能な水素生産に大きな可能性を秘めています。OWSでは、光触媒表面での水素発生反応（HER）と酸素発生反応（OER）の双方の促進が極めて重要であり、おのおのの反応に、個別に高い活性を示すHERおよびOER助触媒を、光触媒上の狙いの位置に選択的に修飾することが高活性化の鍵になります。しかし、煩雑な多段階光析出プロセスと逆反応を阻害するための酸素遮断層の必要性、逆反応を完全に抑制することの難しさ、遮断層の耐久性に関する懸念など、依然として大きな課題が残っています。<br />
東北大学大学院理学研究科の坂本良太教授らの研究グループは、導電性二次元金属有機構造体（2D-MOF）の一種であるCo-HHTPがオールインワンの助触媒として機能することを発見しました。Co-HHTPをOWS光触媒であるSrTiO<sub>3</sub>:Al上にワンステップ自己組織化法で担持させることで、酸素遮断層なしで酸素還元逆反応（注4）を起こさず、350nm（ナノメートル、ナノは10億分の1）における見かけの量子効率（AQE）31.5%という安定したOWSを実現しました。2D-MOFが提供するオールインワン助触媒の概念は、効率的かつ実用的なOWSシステムの設計に新たなパラダイムを提供します。<br />
本研究成果は、2026年4月23日18時（日本時間）で科学誌　Nature Chemistry誌にオンライン掲載されました。<br />
<br />
【詳細な説明】<br />
＜研究の背景＞<br />
脱炭素社会の実現を目指し、クリーンな水素（H<sub>2</sub>）製造の有望な方法として、光触媒による水完全分解（OWS）が注目されており（図1）、実用化に向けた研究が推進されています。光触媒はOWSの熱力学的駆動力を与えますが、光触媒表面の水素発生反応（HER）活性および酸素発生反応（OER）活性は限定的であるため、OWSの効率向上には、助触媒による光触媒表面の修飾が必須です。従来の光触媒システムでは、HERとOERを促進するために別々の助触媒を精密に配置し、さらに酸素還元逆反応を防ぐためのO2遮断層をHER助触媒上に設けるといった複雑な工程を必要としていました（図2（a））。この複雑なプロセスは大規模生産、酸素還元逆反応の完全な抑制、耐久性など、実用化に向けた様々な障壁となっていました。<br />
<br />
＜今回の取り組み＞<br />
光触媒OWS助触媒に関する上述の困難に対する解決策の1つは、オールインワン助触媒の確立です（図2（b））。オールインワン助触媒とは、単一の助触媒（または単一の前駆体から生じる助触媒）が、HERとOERの両方を触媒するが、酸素還元逆反応を促進しないものを指します。これまでに助触媒は、実質的には金属および金属酸化物に限定されており（HER助触媒：Rh/Cr<sub>2</sub>O<sub>3</sub>など、OER助触媒：CoOOHなど）、オールインワン助触媒は実現されていませんでした。<br />
東北大学大学院理学研究科の坂本良太教授の研究グループは、京都大学大学院工学研究科のJingyan Guan大学院生、鈴木肇助教、冨田修助教、阿部竜教授、大阪大学大学院基礎工学研究科の神谷和秀准教授、原田隆史技術専門職員、大阪大学大学院工学研究科の佐伯昭紀教授、東北大学の黒河博文講師、海原大輔技術職員、米倉功治教授（理化学研究所グループディレクターを兼任）、東京理科大学の福居直哉研究員（研究当時）、前田啓明講師（研究当時）、山口友一講師、工藤昭彦教授、近畿大学の杉本邦久教授、岡山大学の山方啓教授らとの共同研究により、導電性を有する二次元金属有機構造体（2D-MOF）の一種、Co-HHTP（図3）がオールインワンの助触媒として機能することを発見しました。複雑な多段階工程ではなく、ワンステップ自己組織化法によって、光触媒（SrTiO<sub>3</sub>:Al）の表面をCo-HHTPのナノドメインで修飾することに成功しました（図4）。Co-HHTPを修飾したSrTiO<sub>3</sub>:AlはO2遮断層なしで酸素還元逆反応を起こさず、350nmにおける見かけの量子効率が31.5%という安定したOWSを実現しました（図5）。<br />
<br />
＜今後の展開＞<br />
基礎科学的視点では、オールインワン型助触媒という新規なコンセプトの実証を行った点に大きな価値が存在します。また、オールインワン型助触媒の実現は、導電性2D-MOFの特長（導電性、分子構造に基づく反応選択性、多孔性）を最大限活用することで達成されました。導電性2D-MOFの合理的応用展開を実現した点にも、基礎科学的飛躍が認められます。<br />
応用面では、光触媒OWSの実用化に近づく重要な知見が得られました。すなわち、貴金属や有害なCr（クロム）を使用せず、安価な金属イオンと有機配位子の組み合わせで高性能な助触媒を実現した点に大きな価値があります。簡便なワンステップ自己組織化法はプロセス的利点も包含します。「オールインワン助触媒」という新しいパラダイムは、クリーンな水素エネルギー製造プロセスの実用化に向けた重要なステップとなります。<br />
<br />
【謝辞】<br />
本成果は、科学技術振興機構（JST）創発的研究支援事業（JPMJFR203F）、同　戦略的創造研究推進事業　CREST（JPMJCR24S6）、同　未来社会創造事業（JPMJMI23G2）、日本学術振興会（JSPS）科学研究費補助金（JP25H01644、JP25H01674、JP25H01999、JP24K01494、JP24K01528、JP24H00485、JP24K21809、JP23K18001、JP23H03937、JP23KJ1388、JP23H02061、JP22H05145、JP20H05838、JP20H00398）、旭硝子財団、日本板硝子材料工学助成会、ENEOS東燃ゼネラル研究奨励・奨学会、泉科学技術振興財団、創薬等先端技術支援基盤プラットフォーム（JP25ama121006）、地域中核・特色ある研究大学強化促進事業（JPJS00420230010）からの助成・支援を受けて実施されました。本論文は『東北大学　2026年度オープンアクセス推進のためのAPC支援事業』によりオープンアクセスとなっています。<br />
<br />
【用語説明】<br />
注1.　光触媒：光を照射することにより自身は変化しないが、触媒作用を示す物質。<br />
注2.　水完全分解（OWS）：水を分解し、酸素と水素を取り出す現象。光触媒の場合、そのバンドギャップ以上のエネルギーを持つ光が照射されると励起電子と正孔が生じる。これらがそれぞれ水の還元、酸化反応を行うことで水分解反応が進行する。<br />
注3.　二次元金属有機構造体（2D-MOF）：金属有機構造体（MOF）は金属イオンと有機配位子が規則的に結合した、ナノレベルの微細な穴を持つ多孔性結晶材料で、北川進特別教授（京都大学）らの2025年ノーベル化学賞の受賞対象となった物質群である。2D-MOFはMOFのうち、二次元シート構造を特徴とするものを指す。<br />
注4.　酸素還元逆反応：光触媒上で生成した酸素が再び電子を受け取って還元される反応や、生成した水素と酸素が助触媒上で反応して再び水に戻る反応を指す。これらの反応が起こると、水素生成の効率が低下する。<br />
<br />
【論文情報】<br />
タイトル：Two-dimensional metal-organic frameworks offer all-in-one cocatalysts<br />
　　　　　for photocatalytic overall water-splitting<br />
著者　　：Jingyan Guan, Hajime Suzuki*, Kazuhide Kamiya, Takashi Harada, Rintaro Adachi, <br />
　　　　　Osamu Tomita, Hirofumi Kurokawa, Daisuke Unabara, Koji Yonekura, Naoya Fukui,<br />
　　　　　Hiroaki Maeda, Kunihisa Sugimoto, Yuichi Yamaguchi, Akinori Saeki,<br />
　　　　　Akira Yamakata, Akihiko Kudo, Ryu Abe*, Ryota Sakamoto*<br />
*責任著者　京都大学大学院工学研究科　助教　鈴木肇、京都大学大学院工学研究科　教授　阿部竜、<br />
　　　　　&ensp;東北大学大学院理学研究科　教授　坂本良太<br />
掲載誌　：Nature Chemistry<br />
DOI　　：10.1038/s41557-026-02133-6<br />
URL　　：https://www.nature.com/articles/s41557-026-02133-6<br />
<br />
【関連リンク】<br />
理工学部　理学科　教授　杉本邦久（スギモトクニヒサ）<br />
https://www.kindai.ac.jp/meikan/2743-sugimoto-kunihisa.html<br />
<br />
理工学部<br />
https://www.kindai.ac.jp/science-engineering/<br />
<br />
]]></description>
            <link>https://www.kindai.ac.jp/news-pr/news-release/2026/04/050094.html</link>
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            <category domain="http://www.sixapart.com/ns/types#category">理工</category>                                                <category domain="http://www.sixapart.com/ns/types#category">光触媒</category>
            <category domain="http://www.sixapart.com/ns/types#category">助触媒</category>
            <category domain="http://www.sixapart.com/ns/types#category">杉本邦久</category>
            <category domain="http://www.sixapart.com/ns/types#category">水完全分解</category>
            <category domain="http://www.sixapart.com/ns/types#category">水素発生反応</category>
            <category domain="http://www.sixapart.com/ns/types#category">水素製造</category>
            <category domain="http://www.sixapart.com/ns/types#category">理工学部</category>
            <category domain="http://www.sixapart.com/ns/types#category">脱炭素</category>
            <category domain="http://www.sixapart.com/ns/types#category">自己組織化</category>
            <category domain="http://www.sixapart.com/ns/types#category">酸素発生反応</category>
            <pubDate>Thu, 23 Apr 2026 18:00:00 +0900</pubDate>
        </item>
        <item>
            <title>不透明な固体試料でも円偏光発光を測定できるCPL評価ユニットを開発　従来法では測定できなかった材料の評価技術の確立に期待</title>
            <description><![CDATA[近畿大学理工学部（大阪府東大阪市）応用化学科教授　今井喜胤（よしたね）、日本分光株式会社（東京都八王子市）鈴木仁子らの研究グループは、従来は検出が困難とされていた不透明な固体試料の円偏光発光（CPL）を測定できる、新しいCPL評価ユニットの開発に成功しました。<br />
固体試料はさまざまなノイズが影響してCPLの測定が難しく、これまでは試料に光を透かして裏側から観測する方法が一般的でしたが、その手法では光が透過しない不透明な試料の測定ができませんでした。本研究成果により、非透過の固体試料でもCPLが測定できる手法の確立が可能となり、今後、次世代の光デバイスやセキュリティ材料、量子通信分野における材料評価技術への応用が期待されます。<br />
本件に関する論文が、令和8年（2026年）4月9日（木）に、日本化学会の国際的な学術誌である"Chemistry Letters（ケミストリーレターズ）"にオンライン掲載されました。<br />
<br />
【本件のポイント】<br />
●従来は困難とされていた、不透明な固体試料の円偏光発光を測定する評価ユニットを新たに開発<br />
●今回開発した新手法では、幅広い角度条件でCPLが測定でき、汎用性が高いことを確認<br />
●不透明な固体試料のCPL測定に適用可能であり、今後さまざまな分野での材料評価技術の確立に期待<br />
<br />
【本件の背景】<br />
特定の方向に振動する光を「偏光」といいます。中でも、円偏光発光（CPL）は、右回り・左回りの光の違いを利用できるらせん状に回転する特殊な発光現象であり、次世代のセンシング技術やセキュリティインク、光通信技術への活用が期待されています。<br />
CPLは、試料が溶液の場合は測定法が十分に確立されていますが、固体の場合は分子の偏りが影響して正確な測定が難しいという課題があります。測定にノイズを与える要素のうち、「蛍光の偏り」は光を照射する向きと検出する向きを一直線にする、あるいは照射と検出を直角に配置して特定の光を用いることで、原理的には回避できると考えられています。一方で、「試料全体の構造の偏り」に由来する影響は、完全に取り除くことが難しいとされています。<br />
このようなノイズを最小限に抑えるため、CPLの測定法は、試料に光を透かして裏側から観察する「透過型」が主流で、日本分光株式会社が開発した「CPL-300円偏光ルミネッセンス測定システム」が広く用いられてきました。しかしこの手法では、試料を粉末にしてペレットにしたり、フィルム状に加工してから計測する必要があり、光が透過しない試料の測定ができないという問題があります。<br />
こうした背景を踏まえ、本研究グループは、不透明な固体試料にも適用できる新しいCPL評価ユニットを開発し、どのような条件で正しくCPLを測定できるかを検証しました。<br />
<br />
【本件の内容】<br />
研究グループは、まず固体試料に対して光の照射方向と検出器の方向を直交させた「反射モード」でCPLを測定する、非透過試料にも適用可能な新しい「CPL評価ユニット」を開発しました。また、薄膜の固体試料のサンプルとして、キラル※1 な発光材料を分散させたプラスチックのフィルムを作製しました。この2つを用いて、CPL評価ユニットの検出器とフィルムの角度を変えた際に、測定できるCPLシグナルの形や強さにどのような影響が出るのかを検証しました。<br />
その結果、検出器に対してフィルムが15&deg;～75&deg;の角度の範囲にあるときに、キラルな発光材料に由来するCPLシグナルを高感度に検出することに成功しました。特に、60&deg;～75&deg;の範囲では、強い発光強度と安定したCPLシグナルの両方を得られ、「反射モード」によるCPL測定法が、フィルム状の固体試料に対して有効な手段の一つであることが実証されました。<br />
本研究成果は、光を透過しない試料に対しても適用可能であり、これまで評価が困難であった試料のCPL測定技術として、今後の材料開発や光デバイス研究への応用が期待されます。<br />
<br />
【論文掲載】<br />
掲載誌　：Chemistry Letters（インパクトファクター：1.1@2024）<br />
論文名　：Circularly Polarized Luminescence Measurement under Reflection-Mode<br />
　　　　　Excitation for Solid-State Films<br />
　　　　（反射励起法による固体薄膜の円偏光発光測定）<br />
著者　　：鈴木太哉<sup>1</sup>、中嶋晴香<sup>1</sup>、鈴木仁子<sup>2</sup>、金田昭男<sup>2</sup>、近藤吉朗<sup>2</sup>、永森浩司<sup>2</sup>、今井喜胤<sup>1＊</sup><br />
　　　　　＊責任著者<br />
所属　　：1　近畿大学大学院総合理工学研究科、2　日本分光株式会社<br />
DOI　　：10.1093/chemle/upag052<br />
論文掲載：https://doi.org/10.1093/chemle/upag052<br />
<br />
【本件の詳細】<br />
研究グループは、キラルなペリレンジイミド誘導体（CPDI）※2 をポリメチルメタクリレート（PMMA）※3 中に分散させた固体薄膜発光試料をモデル系として用い、反射モード90&deg;配置（励起光と検出方向が直交）における円偏光発光（CPL）測定が可能なCPL評価ユニットを開発し、評価しました。なお開発したユニットは、固体測定で生じやすいノイズを回避するため、励起光路に水平直線偏光板を導入しています。<br />
検出角度を0&deg;～90&deg;まで系統的に変化させ評価した結果、15&deg;～75&deg;の範囲において明瞭で再現性の高いCPLシグナルが観測され、特に60&deg;～75&deg;では発光強度とCPL応答の両方が最も安定かつ高強度となることが明らかになりました。一方で、0&deg;や90&deg;の配置では、発光強度が極めて弱くなるか、表面反射や試料内部に閉じ込められた光の影響により、正確な測定が困難になることも分かりました。<br />
また、ラセミ体※4 試料およびPMMA単独膜ではCPLシグナルが測定できなかったことから、検出されたCPLは基板やポリマー由来のノイズではなく、発光材料のキラリティに由来することが実証されました。さらに、従来の透過法による測定結果と比較したところ、スペクトル形状および異方性因子※5 は良好に一致し、本手法の信頼性が確認されました。<br />
以上の結果から、反射モード測定は、光を透過しない厚いフィルムや不透明な材料などの非透過性試料に対しても、高精度なCPL評価が可能となる新しい測定法の一つであることが明らかになりました。<br />
<br />
【研究者のコメント】<br />
今井喜胤（イマイヨシタネ）<br />
所属　　：近畿大学理工学部応用化学科<br />
　　　　　近畿大学大学院総合理工学研究科<br />
職位　　：教授<br />
学位　　：博士（工学）<br />
コメント：本研究により、これまで測定が困難であった固体試料の円偏光発光を、簡便かつ高精度に評価できる可能性を提示することができました。本技術は、円偏光発光塗料などの特殊色素開発に向けた基盤評価技術として重要な役割を果たすと考えています。<br />
<br />
【研究支援】<br />
本研究は、科学研究費補助金　基盤研究（B）（課題番号　JP23H02040）、国立研究開発法人　科学技術振興機構（JST）戦略的創造研究推進事業CREST研究領域「独創的原理に基づく革新的光科学技術の創成」（研究総括：河田聡）研究課題「円偏光発光材料の開発に向けた革新的基盤技術の創成」（研究代表者：赤木和夫）、JSPS研究拠点形成事業－A．先端拠点形成型－Core-to-Core program「多彩なキラル場と物質的キラリティが織りなす未踏科学創成研究」（課題番号　JPJSCCA20250005）によって実施されました。<br />
<br />
【用語解説】<br />
※1　キラル：その物体や分子が鏡に映した像と重ね合わせることができない性質のこと。<br />
※2　ペリレンジイミド誘導体（CPDI）：有機半導体や光機能性材料として注目される化合物。分子がキラルな構造を持っており、プラスチックなどの材料に混ぜることで、非常に効率よく円偏光を発する特性がある。<br />
※3　ポリメチルメタクリレート（PMMA）：アクリル樹脂として知られる、透明度の高いプラスチックの一種。本研究では、発光材料であるペリレンジイミド誘導体を均一に混ぜ込み、安定した薄膜を作製する基盤として用いた。<br />
※4　ラセミ体：「右向き」と「左向き」の鏡合わせの構造を持つ分子が、ちょうど半分ずつ混ざり合った状態のこと。ラセミ体は円偏光の性質を示さない。<br />
※5　異方性因子：光がどの程度「円偏光」の性質を持っているかを表す指標。+2（完全な左円偏光）から-2（完全な右円偏光）の間で表される。<br />
<br />
【関連リンク】<br />
理工学部　応用化学科　教授　今井喜胤（イマイヨシタネ）<br />
https://www.kindai.ac.jp/meikan/362-imai-yoshitane.html<br />
<br />
理工学部<br />
https://www.kindai.ac.jp/science-engineering/<br />
<br />
]]></description>
            <link>https://www.kindai.ac.jp/news-pr/news-release/2026/04/050091.html</link>
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            <category domain="http://www.sixapart.com/ns/types#category">キラル</category>
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            <category domain="http://www.sixapart.com/ns/types#category">今井喜胤</category>
            <category domain="http://www.sixapart.com/ns/types#category">円偏光発光</category>
            <category domain="http://www.sixapart.com/ns/types#category">反射モード</category>
            <category domain="http://www.sixapart.com/ns/types#category">固体試料</category>
            <category domain="http://www.sixapart.com/ns/types#category">日本分光</category>
            <category domain="http://www.sixapart.com/ns/types#category">理工学部</category>
            <category domain="http://www.sixapart.com/ns/types#category">量子通信</category>
            <pubDate>Thu, 23 Apr 2026 14:00:00 +0900</pubDate>
        </item>
        <item>
            <title>理工学部准教授　副島哲朗の研究が光化学分野の重要論文に選出　光触媒を用いた過酸化水素合成について分野を牽引する成果</title>
            <description><![CDATA[近畿大学理工学部（大阪府東大阪市）応用化学科准教授　副島哲朗、近畿大学大学院総合理工学研究科博士後期課程2年　エンヨウソウ、学校法人近畿大学法人本部管理部技術課長　納谷真一、東海国立大学機構（愛知県名古屋市）客員教授　多田弘明らの研究グループは、次世代のクリーン燃料として注目される「過酸化水素」を高効率に合成する研究に取り組んでいます。その一環で、「光触媒※1」を用いて太陽光・水・酸素からクリーンに過酸化水素を合成することに成功し、令和7年（2025年）5月に、Royal Society of Chemistry（英国王立化学会）が発行する世界トップレベルの国際学術誌"Chemical Science（ケミカル　サイエンス）"に研究成果が掲載されました<a href="https://newscast.jp/news/9120930">（令和7年（2025年）5月プレスリリース）</a>。<br />
本論文が、同学術誌において過去1年間に掲載された論文のうち、光化学分野で最も注目を集めた"Most popular articles 2025: photochemistry collection"に選出されました。<br />
また、本研究成果を中心に、光触媒による過酸化水素合成の近年の世界的潮流を新しい視点でまとめた総説が、国際学術誌"Chemical Communications（ケミカル　コミュニケーションズ）"と"Chemistry - A European Journal（ケミストリー　ア　ユーロピアン　ジャーナル）"に掲載されました。<br />
<br />
【本件のポイント】<br />
●「過酸化水素」をクリーンに合成する画期的な手法を開発し、令和7年（2025年）5月に国際学術誌"Chemical Science"に論文掲載<br />
● "Chemical Science"において、令和7年（2025年）に光化学分野で最も注目を集めた論文として選出<br />
● 光触媒を用いた過酸化水素合成について、新しい観点からまとめた総説も発表し、この分野を牽引<br />
<br />
【選出された論文の概要】<br />
過酸化水素は、次世代燃料電池の燃料や、汎用性の高いクリーンな酸化剤として注目されていますが、従来の製造法では原料となる水素ガスや莫大な電力が必要となります。こうした製造プロセスを改善するために、太陽光・水・酸素だけで過酸化水素を合成する、光触媒を用いた合成の研究が進んでいます。しかしこの合成法は、照射した光の利用効率※2 が20%程度と低く、まだ実用には至っていません。効率が低い原因として、合成した過酸化水素が触媒表面で分解されてしまう点が挙げられており、新たな触媒の開発が求められていました。<br />
そこで研究グループは、無機物質である酸化スズや酸化亜鉛を複合化させた「ハイブリッド材料」を、光触媒として開発しました。この触媒を用いて過酸化水素を合成したところ、先行研究において報告されている最高濃度の3倍以上を達成し、光の利用効率が約500％となりました。この革新的な光触媒反応を開拓した研究成果は、令和7年（2025年）5月に "Chemical Science"に掲載されました（図1&#9312;）。<br />
<a href="https://newscast.jp/news/9120930">令和7年（2025年）5月プレスリリース</a><br />
<br />
【本件の内容】<br />
Royal Society of Chemistry（英国王立化学会）は、世界的に高く評価される雑誌を多数発行しており、そのフラッグシップとなる学術誌が"Chemical Science"です。 "Chemical Science"は毎年、前年に発表された論文について、さまざまな利用指標に基づき注目を集めたものを選出しています。今回、本研究グループが発表した論文が令和7年（2025年）に光化学分野で最も注目を集めた"Most popular articles 2025: photochemistry collection"に選出されました。<br />
また、研究グループは、光触媒による過酸化水素合成に関するこれまでの研究を精査し、新しい観点からまとめ上げた総説2報を発表しました（図1&#9313;）。なお、その一つは、出版社John Wiley & Sons, Inc.による依頼によって執筆しました。総説とは、特定の研究分野の成果を俯瞰して体系的に整理し、今後の研究の道筋を示す論文のことです。十分な知識と経験を有する信頼された専門家によって執筆されるもので、その分野における現在までの理解と今後の発展の方向性を示す教科書となります。<br />
<br />
【Most popular articles 選出論文】<br />
掲載誌：Chemical Science（インパクトファクター：7.6@2024）<br />
論文名：Photocatalytic hydrogen peroxide production with an external quantum yield of almost 500%<br />
　　　　（外部量子収率500％の光触媒的過酸化水素合成）<br />
著者　：エンヨウソウ<sup>1</sup>、納谷真一<sup>2＊</sup>、杉目恒志<sup>1,3</sup>、多田弘明<sup>4＊</sup>、副島哲朗<sup>1,3＊</sup>　＊責任著者<br />
所属　：1　近畿大学大学院総合理工学研究科、2　近畿大学法人本部管理部、<br />
　　　　3　近畿大学理工学部応用化学科、4　東海国立大学機構<br />
掲載日：令和7年（2025年）5月2日<br />
URL　：https://doi.org/10.1039/D5SC01447F<br />
　　　　<a href="https://pubs.rsc.org/en/journals/articlecollectionlanding?sercode=sc&themeid=e9537baa-f631-43ca-b523-cbe37c0e6120">Most popular articles 2025: photochemistry collection</a><br />
<br />
【総説&#9312;】<br />
掲載誌：Chemical Communications（インパクトファクター：4.2@2024）<br />
論文名：Photocatalytic hydrogen peroxide production toward quantum yields exceeding 100%<br />
　　　　（量子収率100％超を目指す光触媒的過酸化水素合成）<br />
著者　：副島哲朗<sup>1,2</sup>、エンヨウソウ<sup>2</sup>、多田弘明<sup>3＊</sup>　＊責任著者<br />
所属　：1　近畿大学理工学部応用化学科、2　近畿大学大学院総合理工学研究科、3　東海国立大学機構<br />
掲載日：令和7年（2025年）10月27日<br />
URL　：https://doi.org/10.1039/D5CC05863E<br />
<br />
【総説&#9313;】<br />
掲載誌：Chemistry - A European Journal（インパクトファクター：3.7@2024）<br />
論文名：Photoelectrochemical Hydrogen Peroxide Production via Simultaneous Reduction<br />
　　　　and Oxidation Processes<br />
　　　　（酸化・還元の協奏で進む光電気化学過酸化水素合成）<br />
著者　：副島哲朗<sup>1＊</sup>、納谷真一<sup>2</sup>、多田弘明<sup>3＊</sup>　＊責任著者<br />
所属　：1　近畿大学理工学部応用化学科、2　近畿大学法人本部管理部、3　東海国立大学機構<br />
掲載日：令和8年（2026年）1月27日<br />
URL　 ：https://doi.org/10.1002/chem.202503451<br />
<br />
【本件の詳細】<br />
オキシドールとして知られる過酸化水素（H<sub>2</sub>O<sub>2</sub>）は、医療機器の滅菌、化成品の合成やパルプの漂白だけでなく、半導体などの電子機器製造プロセスを含む幅広い分野で利用される重要な化学物質で、次世代燃料電池用クリーン燃料などの最先端領域でも注目されています。現在、過酸化水素は多量のエネルギーを用いて製造されていることから、環境負荷の小さな光触媒反応により合成・製造する方法が世界中で検討されています。研究グループは、市販の無機物質を混ぜるだけで簡単に得られるナノサイズのハイブリッド材料（光触媒）を用いて、酸素とエタノールから、先行研究で報告されている最高濃度の3倍以上となる過酸化水素の合成を達成しました。また、光の利用効率は約500％という、これまでの光触媒の常識では説明できない現象であることを明らかにしました（図2）。<br />
<br />
研究で得られる成果は、さまざまな形で学術界や社会に発信されています。その発信方法の一つとして、出版社が発行する学術雑誌に論文として掲載されるものがあります。化学分野においてはAmerican Chemical Society（アメリカ化学会）やWileyなど主要な国際的出版社がありますが、その一つであるRoyal Society of Chemistry（英国王立化学会）は、世界的に注目を集める多数の学術雑誌を発行しています。その中でも、"Chemical Science"は英国王立化学会を代表するフラッグシップ雑誌という位置づけで、化学分野で最重要・最先端の論文が、複数の専門家による厳格な審査の上で掲載されています。<br />
研究グループによる今回の研究成果は、令和7年（2025年）5月に"Chemical Science"に掲載され、 "Most popular articles 2025: photochemistry collection"に選出されました。このコレクションは、令和7年（2025年）に光化学分野で最も注目を集めた論文をまとめたもので、引用数、ダウンロード数、オルトメトリクスなど、さまざまな利用指標に基づいて選定されています。<br />
学術論文にはいくつかの種類がありますが、大まかにわけて研究論文と総説があります（下記、学術論文における研究論文と総説の違い参照）。<br />
<br />
【学術論文における研究論文と総説の違い】<br />
研究論文：内容新しい発見（材料・現象など）を報告するもので、<br />
　　　　　その分野の"最前線"を押し広げるもの。<br />
総説　　：これまでの成果を体系的に整理・分析して執筆されるもので、<br />
　　　　　その分野の"地図"を提供し方向性を示すもの。<br />
<br />
研究論文は、未発表の研究内容の成果をまとめたもので、新規性の提示が重要な目的となります。一方総説は、特定の研究分野の成果を体系的に整理し、現状と課題、そして今後の方向性を記述した論文です。総説は、その研究分野を俯瞰してまとめ上げるだけの深い理解や経験、そして広い視野を持つ信頼された研究者によって記述されます。<br />
<br />
研究グループは、"Chemical Science"と同様に国際的に著名な2つの学術雑誌に、新しい観点で光が関係する過酸化水素合成について、総説を発表しました。一報は、これまでの光触媒による過酸化水素合成の歴史を振り返りつつ、光の利用効率が100%をはるかに超える最新研究について、光化学の分野での新たな位置づけを体系的にまとめた内容で、令和7年（2025年）10月に"Chemical Communications"に掲載されました。もう一報は、光電気化学プロセスによる過酸化水素合成の最新動向を網羅的に解説し、実用化に向けて効率的なシステムの設計を示した内容で、令和8年（2026年）1月に"Chemistry - A European Journal"に掲載されました。なお、"Chemistry - A European Journal"に掲載された総説は、研究グループが"Chemical Science"に発表した高効率な光触媒反応による過酸化水素合成の成果を受けて、出版社の編集者から直接執筆を依頼されたものです。<br />
<br />
【研究者のコメント】<br />
副島哲朗（ソエジマテツロウ）<br />
所属　　：近畿大学理工学部応用化学科、近畿大学大学院総合理工学研究科<br />
職位　　：准教授<br />
学位　　：博士（工学）<br />
コメント："Chemical Science"誌は、化学分野において世界を代表する学術雑誌であり、そこに研究成果が掲載されるだけでなく、今回のように光化学分野で最も注目された論文に選出されることは大変名誉なことと思っています。近年、過酸化水素の重要性は増すばかりで、その観点からも光触媒によるクリーンな過酸化水素合成は、今後も光化学における一大トピックスとして注目され続けるものと期待されます。今回の成果や総説は、この分野の牽引役としてきわめて重要な役割を果たすものと思います。<br />
<br />
【研究支援】<br />
本発表において重要な役割となっている成果は、日本学術振興会による科研費（課題番号20K05275、20K05674）ならびに日本板硝子材料工学助成会、双葉電子記念財団、泉科学技術振興財団による研究助成の支援を受けて行われました。<br />
<br />
【用語解説】<br />
※1　光触媒：触媒とは、特定の化学反応を速める性質がある物質で、その物質自体は化学反応の前後で変化しないもの。化学工業的にきわめて重要な物質で、代表的なものとして、化学製造における基礎的な窒素源になるアンモニアは、鉄系の化合物が触媒となり製造が可能となる。光触媒は、光照射により触媒作用を発現する。<br />
※2　光の利用効率：光触媒では、光を当てることにより化学反応が進行する。光の利用効率は、入力した光がどのくらいの割合で目的物質を合成に利用できたかの効率を示すもので、通常、100％が上限となる。<br />
<br />
【関連リンク】<br />
理工学部　応用化学科　准教授　副島哲朗（ソエジマテツロウ）<br />
https://www.kindai.ac.jp/meikan/378-soejima-tetsurou.html<br />
<br />
理工学部<br />
https://www.kindai.ac.jp/science-engineering/<br />
<br />
]]></description>
            <link>https://www.kindai.ac.jp/news-pr/news-release/2026/03/049729.html</link>
            <guid>https://www.kindai.ac.jp/news-pr/news-release/2026/03/049729.html</guid>
            <category domain="http://www.sixapart.com/ns/types#category">理工</category>                                                <category domain="http://www.sixapart.com/ns/types#category">Chemical Science</category>
            <category domain="http://www.sixapart.com/ns/types#category">クリーン燃料</category>
            <category domain="http://www.sixapart.com/ns/types#category">ハイブリッド材料</category>
            <category domain="http://www.sixapart.com/ns/types#category">光化学</category>
            <category domain="http://www.sixapart.com/ns/types#category">光触媒</category>
            <category domain="http://www.sixapart.com/ns/types#category">光電気化学</category>
            <category domain="http://www.sixapart.com/ns/types#category">副島哲朗</category>
            <category domain="http://www.sixapart.com/ns/types#category">応用化学</category>
            <category domain="http://www.sixapart.com/ns/types#category">理工学部</category>
            <category domain="http://www.sixapart.com/ns/types#category">過酸化水素</category>
            <pubDate>Thu, 19 Mar 2026 14:00:00 +0900</pubDate>
        </item>
        <item>
            <title>エチレンガスを持続的に放出できる固体材料を開発　～農産物の追熟や鮮度保持への応用に期待～</title>
            <description><![CDATA[【ポイント】<br />
・エチレンガスを簡便かつ持続的に放出できる固体材料の開発に成功。<br />
・エチレンガスの持続的放出により、ジャガイモの発芽が抑制されることを実証。<br />
・農業・食品流通分野への応用に期待。<br />
<br />
【概要】<br />
北海道大学大学院地球環境科学研究院の黄淵特任助教、神谷裕一教授、野呂真一郎教授と、近畿大学理工学部応用化学科の山本旭講師らの研究グループは、安価なゼオライト<sup>*1</sup> を用いて植物ホルモンであるエチレン（C<sub>2</sub>H<sub>4</sub>）を長期間放出できる固体材料を開発し、ジャガイモの発芽抑制に応用できることを実証しました。<br />
C<sub>2</sub>H<sub>4</sub>は、果実の熟成促進や植物の生理機能調節に関与する重要な植物ホルモンです。C<sub>2</sub>H<sub>4</sub>は気体分子であり、これまでC<sub>2</sub>H<sub>4</sub>の利用は主として加圧されたガスボンベに依存しているため、保管及び輸送時の安全性の観点から、より取り扱いが容易な手法が望まれていました。<br />
本研究では、C<sub>2</sub>H<sub>4</sub>を多孔性<sup>*2</sup> 固体材料である銀イオン交換ゼオライトの微細な細孔内部に取り込ませ、その後持続的に放出できることを確認しました。また、Agイオン交換ゼオライトを用いてジャガイモの発芽抑制実験を行ったところ、市販のC<sub>2</sub>H<sub>4</sub>放出剤よりも優れた発芽抑制効果を示しました。本成果は、果物や野菜の鮮度保持、熟成制御、食品流通プロセスの高度化に向けた基盤技術としての展開が期待されます。<br />
本研究成果は、2026年1月15日（木）公開のACS Applied Nano Materials誌にオンライン掲載されました。<br />
<br />
【背景】<br />
エチレン（C<sub>2</sub>H<sub>4</sub>）は、リンゴやトマトなどの追熟型<sup>*3</sup> 果実や野菜の成熟過程において重要な役割を果たす天然の植物ホルモンです。これら追熟型農産物の保存期間を延長するためには、貯蔵や輸送の過程で過熟や腐敗を抑制することが不可欠であり、その対策の一つとして空間中からC<sub>2</sub>H<sub>4</sub>を除去する技術がこれまで広く検討されてきました。<br />
一方で、別の観点から見ると、追熟型農産物を未熟な段階で収穫し、貯蔵及び輸送中に適切な人工熟成を施すことにより、腐敗を抑えつつ新鮮な果実・野菜を消費者に提供することが可能となります。また、C<sub>2</sub>H<sub>4</sub>の圃場利用は、温室栽培における作物の種子発芽や開花促進にも有効であることが知られています。さらに、C<sub>2</sub>H<sub>4</sub>は非追熟型作物に対しても有益であり、例えば、適切なC<sub>2</sub>H<sub>4</sub>曝露によってジャガイモの発芽が効果的に抑制されることが報告されています。このようにC<sub>2</sub>H<sub>4</sub>には多様な農業分野において高い応用可能性を有しています。<br />
現在、気体分子であるC<sub>2</sub>H<sub>4</sub>の利用は、主として加圧C<sub>2</sub>H<sub>4</sub>ボンベに依存しています。しかし、加圧ボンベは安全性や操作性の観点から使用場所が限られるという課題があります。これに対して、固体材料を用いる手法は、安全性及び操作性の面で加圧ボンベよりも優れており、専門知識を持たない人が扱う場面や、輸送時など、これまで利用が難しかった環境での利用が期待されます。これまでに、&alpha;-シクロデキストリン<sup>*4</sup>（&alpha;-CD）を用いてC<sub>2</sub>H<sub>4</sub>を内包・放出する手法が報告されていますが、この方法には調製及び操作が比較的複雑であるという課題があります。そのため、より合成が容易で、実用性に優れた新たな固体材料の開発が強く求められています。<br />
<br />
【研究手法】<br />
研究グループは、C<sub>2</sub>H<sub>4</sub>を取り込み可能な材料として、安価な多孔性のゼオライトに着目しました。また、C<sub>2</sub>H<sub>4</sub>を持続的に放出するためには、C<sub>2</sub>H<sub>4</sub>分子を適度な強さで材料中に固定することが重要であると考え、Agイオン交換ゼオライトを活用する戦略を立案しました。<br />
銀イオンは、C<sub>2</sub>H<sub>4</sub>のような構造中に二重結合をもつ分子と&pi;錯体<sup>*5</sup> を形成します。その結果、二重結合をもつ分子を強く固定することが可能となります。この&pi;錯体形成を利用することにより、C<sub>2</sub>H<sub>4</sub>を細孔中に固定できると考えました。本研究では、骨格構造の異なる複数の市販ゼオライトを用い、Ag導入量の異なるAgイオン交換ゼオライトを調製しました。これらの試料を用いて、Ag導入量及びゼオライト骨格構造がC<sub>2</sub>H<sub>4</sub>の吸着量に及ぼす影響を系統的に評価し、C<sub>2</sub>H<sub>4</sub>の持続的放出を可能とするAgイオン交換ゼオライトの設計指針を明らかにしました。<br />
さらに、Agイオン交換ゼオライトによる農産物への応用を検証するため、ジャガイモの発芽抑制効果を調べました。<br />
<br />
【研究成果】<br />
Agイオン交換ゼオライトでは、ゼオライトの骨格構造によらず、すべての試料において強く固定されたC<sub>2</sub>H<sub>4</sub>の存在が認められました。一方で、Agイオンを交換していないゼオライトはC<sub>2</sub>H<sub>4</sub>を吸着するものの、C<sub>2</sub>H<sub>4</sub>との相互作用が弱く、吸着したC<sub>2</sub>H<sub>4</sub>は真空引き処理によって容易に脱離することを確認しました。また、強く固定されたC<sub>2</sub>H<sub>4</sub>量（以下、C<sub>2</sub>H<sub>4</sub>量と表記）とAgイオン導入量の間には明確な相関が確認され、Agイオン導入量の増加に伴い、ある範囲まではC<sub>2</sub>H<sub>4</sub>量が増加する傾向を示しました。一方で、Agイオン導入量をさらに増加させても、C<sub>2</sub>H<sub>4</sub>量の顕著な増加は認められませんでした。<br />
さらに、ゼオライトの骨格構造もC<sub>2</sub>H<sub>4</sub>量に影響を及ぼすことが明らかとなりました。特に、Agイオン交換A型ゼオライト<sup>*6</sup> は、同程度のAgイオン導入量を有するＸ型ゼオライト<sup>*7</sup> と比較して、著しく小さいC<sub>2</sub>H<sub>4</sub>量を示しました。詳細な評価から、Agイオン導入量が過剰になると、Agイオンが凝集しやすくなり、孤立したAgイオンとして存在しなくなることが示されました。このように凝集したAg種はC<sub>2</sub>H<sub>4</sub>を強く固定できないため、Agイオン導入量を増加させてもC<sub>2</sub>H<sub>4</sub>量が増加しなかったものと考えられます。<br />
本研究で検討した市販ゼオライトの中で、適切なAgイオン含有量を有するAgイオン交換X型ゼオライトが、市販C<sub>2</sub>H<sub>4</sub>放出剤よりも遥かに高いC<sub>2</sub>H<sub>4</sub>量を示しました（図1左）。また、C<sub>2</sub>H<sub>4</sub>放出能を比較したところ、市販C<sub>2</sub>H<sub>4</sub>放出剤と比較してAgイオン交換X型ゼオライトは優れた持続的C<sub>2</sub>H<sub>4</sub>放出能を示すことが明らかとなりました（図1右）。<br />
最も性能の良かったAgイオン交換X型ゼオライトを用いてジャガイモの発芽抑制効果を検証したところ、図2のように本研究で開発したAgイオン交換X型ゼオライトは市販のC<sub>2</sub>H<sub>4</sub>放出剤よりもジャガイモの発芽を抑制できることが分かりました（図2）。<br />
<br />
【今後への期待】<br />
本研究では、持続的なC<sub>2</sub>H<sub>4</sub>放出を可能とするAgイオン交換ゼオライトの設計指針を明らかにするとともに、その農産物鮮度制御への有効性をジャガイモの発芽抑制効果によって実証しました。Agイオン交換ゼオライトにおけるC<sub>2</sub>H<sub>4</sub>の持続的な放出特性は、果物や野菜の鮮度保持や熟成制御をはじめ、農産物の流通・保管プロセスの高度化など、幅広い農業分野への応用が期待されます。さらに、本研究で得られた知見は、C<sub>2</sub>H<sub>4</sub>に限らず、他の小分子の放出制御にも適用可能であり、医学や衛生分野を含む様々な分野への応用に貢献することが期待されます。<br />
<br />
【謝辞】<br />
本研究は公益財団法人JKA競輪とオートレースの補助事業、スタートアップ総合支援プログラム（SBIR支援）（JPJ010717）の支援を受けて実施されました。<br />
<br />
【論文情報】<br />
論文名：Zeolite X Loaded with Ag+ as a Slow Ethylene-Releasing Nanoporous Material<br />
　　　　to Suppress Potato Sprouting （ジャガイモの発芽を抑制するエチレンを緩やかに放出する<br />
　　　　ナノ多孔性材料としての銀イオン担持ゼオライトX）<br />
著者名：黄淵<sup>1、2</sup>、山本旭<sup>3</sup>、大友亮一<sup>1</sup>、野呂真一郎<sup>1</sup>、神谷裕一<sup>1</sup><br />
　　　　（<sup>1</sup>北海道大学大学院地球環境科学研究院、<sup>2</sup>北海道大学大学院環境科学院、<br />
　　　　　<sup>3</sup>近畿大学理工学部応用化学科）<br />
雑誌名：ACS Applied Nano Materials（ナノ材料応用学の専門誌）<br />
DOI　 ：10.1021/acsanm.5c05148<br />
公表日：2026年1月15日（木）（オンライン公開）<br />
<br />
【参考図】<br />
<br />
【用語解説】<br />
＊1　ゼオライト &hellip; 規則的なナノサイズの微細孔（小さな空間）をもつアルミノケイ酸塩鉱物のこと。<br />
＊2　多孔性 &hellip; 物質内部にナノメートルサイズの細孔（小さな空間）を多数もつ性質のこと。<br />
＊3　追熟型 &hellip; リンゴやトマトのように、収穫後も成熟が進行するタイプの作物のこと。<br />
＊4　&alpha;-シクロデキストリン &hellip; トウモロコシでんぷんから作られる環状オリゴ糖のこと。<br />
＊5　&pi;錯体 &hellip; 金属が有機分子の二重結合や芳香環に広がった電子と相互作用してできる結合状態のこと。<br />
＊6　A型ゼオライト &hellip; 比較的小さな細孔をもち、低Si/Al比を特徴とするゼオライトのこと。<br />
＊7　X型ゼオライト &hellip; Si/Al比はA型ゼオライトに近いが、大きな細孔をもつゼオライトのこと。<br />
<br />
【関連リンク】<br />
理工学部　応用化学科　講師　山本旭（ヤマモトアキラ）<br />
https://www.kindai.ac.jp/meikan/3218-yamamoto-akira.html<br />
<br />
理工学部<br />
https://www.kindai.ac.jp/science-engineering/<br />
<br />
]]></description>
            <link>https://www.kindai.ac.jp/news-pr/news-release/2026/02/049393.html</link>
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            <category domain="http://www.sixapart.com/ns/types#category">理工</category>                                                <category domain="http://www.sixapart.com/ns/types#category">エチレンガス</category>
            <category domain="http://www.sixapart.com/ns/types#category">ジャガイモ</category>
            <category domain="http://www.sixapart.com/ns/types#category">ゼオライト</category>
            <category domain="http://www.sixapart.com/ns/types#category">山本旭</category>
            <category domain="http://www.sixapart.com/ns/types#category">植物ホルモン</category>
            <category domain="http://www.sixapart.com/ns/types#category">理工学部</category>
            <category domain="http://www.sixapart.com/ns/types#category">発芽抑制</category>
            <category domain="http://www.sixapart.com/ns/types#category">追熟</category>
            <category domain="http://www.sixapart.com/ns/types#category">銀イオン交換</category>
            <category domain="http://www.sixapart.com/ns/types#category">鮮度保持</category>
            <pubDate>Tue, 17 Feb 2026 14:00:00 +0900</pubDate>
        </item>
        <item>
            <title>柔軟な長鎖アルキル基の導入により融解する半導体配位高分子を開発　－PCP/MOFの成形加工性の飛躍的向上に期待－</title>
            <description><![CDATA[関西学院大学の秋吉亮平助教、田中大輔教授、高村駿也さん（理工学研究科博士課程前期課程2年生）、小笠原一禎教授、大阪大学大学院工学研究科の佐伯昭紀教授、金沢大学の栗原拓也助教、近畿大学の大久保貴志教授、杉本邦久教授、Goo Zi Lang博士研究員（現　大阪大学大学院理学研究科）、高輝度光科学研究センター（JASRI）の森祐紀研究員（現　兵庫県立大学大学院）、河口彰吾主幹研究員、中村唯我研究員、伊奈稔哲研究員、片山真祥主幹研究員、山田大貴主幹研究員、下野聖矢研究員らの研究グループは、柔らかいアルキル基を半導体配位高分子<sup>*1</sup> に導入することで、融解可能な半導体材料の開発に成功しました。金属と有機架橋配位子から構成される有機－無機複合材料は、金属－有機構造体（PCP/MOF）や配位高分子（CP）と呼ばれ、現代の固体化学や材料科学の中核を担う結晶性固体材料です。これまでの研究では、多孔性（固体の結晶構造内部に細孔を持つこと）など結晶状態における周期構造に焦点が当てられてきましたが、近年では、融解や液晶性を示すMOFやCPが成形加工性の観点から注目されています。しかし、従来のMOFやCPの多くは、加熱すると融解する前に熱分解してしまうという問題がありました。本研究では、次世代半導体材料として期待される含硫黄CP<sup>*2</sup> に柔軟な長鎖アルキル基を導入することで、半導体特性を維持したまま、融解性および液晶性を付与することに成功しました。このたびの成果は、これまで課題とされてきたMOFやCPの成形加工性の飛躍的な向上につながり、光電子デバイスなどで実用化されることが期待されます。本研究成果は、ドイツ化学誌「Angewandte Chemie International Edition」に2026年2月9日付（日本時間）で掲載されました。<br />
<br />
【ポイント】<br />
・長鎖アルキル基を導入することで、半導体配位高分子に融解性および液晶性を付与することに成功しました<br />
・導入するアルキル基の長さを調整することで相転移挙動<sup>*3</sup> および半導体物性の調整に成功しました<br />
・融解挙動を活用して薄膜を作製し、光電子デバイスとしての応用可能性を実証しました<br />
<br />
【研究の背景と経緯】<br />
MOFおよびCPは、2025年のノーベル化学賞の受賞にも象徴されるように、次世代の結晶性固体材料として大きな注目を集めています。これらの材料は高い設計自由度を有しており、気体の貯蔵や分離、触媒などへの応用が期待され、世界中で活発に研究が行われています。最近では、硫黄を配位原子とするMOFやCPが、金属－硫黄結合に由来する優れた半導体特性を示すことが実証され、光触媒としての利用はもとより、光電子デバイスへの応用の観点から注目されています。このように優れた半導体物性を示す含硫黄CPですが、従来型のCPやMOFと同様に、成形加工性に乏しいという課題を抱えていました。特に、太陽電池などの光電子デバイスを開発するためには薄膜の作製が不可欠ですが、CPの高い融点や溶媒に対する低い溶解性が、薄膜形成に向けた大きな制約となっていました。もし、液晶性や低融点を示す含硫黄CPを開発することができれば、融解過程を利用した材料プロセッシング（材料の真の価値を引き出す技術）が可能になり、塗布型半導体や半導体インクとしての利用が期待されます。<br />
<br />
【研究成果】<br />
このたび、研究グループは、狭いバンドギャップ<sup>*4</sup> や高い電荷移動度<sup>*5</sup> などの優れた半導体物性を示す含硫黄CPに対して、柔軟な長鎖アルキル基を導入することで、融解性および液晶性を付与することに成功しました。本研究で開発したKGF-34（C6）と呼ばれる含硫黄CPは、鉛－硫黄結合から成る無機骨格と柔軟な長鎖アルキル基から構成されており、優れた半導体特性と構造柔軟性の両方を併せ持つ新材料です（図1a）。また、KGF-34（C6）は、柔軟な有機分子を組み込んだ無機材料と捉えることもでき、このような材料は「超セラミックス」<sup>*6</sup> と呼ばれる新しい物質群としても注目を集めています。<br />
研究グループは、KGF-34（C6）が高い光伝導性を示すことを見出し、その伝導機構を明らかにしました。また、大型放射光施設SPring-8<sup>*7</sup> のビームライン（BL01B1、BL02B1、BL02B2、BL04B2）における放射光実験を通して、液晶転移や融解などの相転移に伴う構造変化を解明することに成功しました（図1b）。さらに、KGF-34（C6）の融解性を活用して薄膜デバイスを作製し、光検出器として応用可能であることを実証しました（図2）。加えて、導入するアルキル基の長さを変化させることで、半導体特性や融点、液晶特性の最適化に成功しました。<br />
<br />
【今後の展開】<br />
本研究では、次世代の半導体材料として期待される含硫黄CPに柔らかいアルキル基を導入することで、有機半導体のように低い融点や液晶性を備えた半導体材料の開発に成功しました。今後は、これらの材料を基盤とした電界効果トランジスタ<sup>*8</sup> などへの応用展開が期待されます。また、本研究で得られた知見をその他の含硫黄CPに適用することで、塗布による薄膜作製が可能となり、含硫黄CPを基盤とした光電子デバイスの開発が加速的に進展すると期待されます。また、本戦略は含硫黄CPのみならず、多様なMOFやCPにも適用可能であり、これまで課題とされてきたMOFおよびCPの材料プロセッシングに革新を切り拓くと考えられます。<br />
<br />
【研究助成】<br />
本研究は、豊田理研スカラー、川西記念新明和教育財団、徳山科学技術振興財団、日本学術振興会　科学研究費助成事業（JP22H05145、JP23K26503、JP23H04637、JP23H04642、JP25H01660、JP25H01688、JP25H01689、JP25K18054）の支援により行われました。<br />
<br />
【論文情報】<br />
タイトル：Meltable Semiconducting Lead-Thiolate Coordination Polymers with Long Alkyl Chains<br />
著者　　：Ryohei Akiyoshi*、Shunya Takamura、Chie Sawada、Naohiro Takahashi、Takashi Okubo、<br />
　　　　　Akinori Saeki、Zi Lang Goo、Kunihisa Sugimoto、Yuki Mori、Shogo Kawaguchi、<br />
　　　　　Yuiga Nakamura、Toshiaki Ina、Misaki Katayama、Hiroki Yamada、Seiya Shimono、<br />
　　　　　Takuya Kurihara、Kazuyoshi Ogasawara、Daisuke Tanaka* （*責任著者）<br />
掲載誌　：Angewandte Chemie International Edition<br />
DOI　　 ：10.1002/anie.202518379<br />
URL　　 ：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202518379<br />
<br />
【用語の説明】<br />
<sup>*1</sup>　半導体配位高分子：電気をよく通す導体とほとんど通さない絶縁体の中間的な性質を示す配位高分子。<br />
<sup>*2</sup>　含硫黄CP：硫黄を配位原子とするCP。金属－硫黄結合に由来する優れた半導体特性を示す。<br />
<sup>*3</sup>　相転移挙動：氷が溶けて水になるように、温度や圧力などの外場によって物質が異なる状態に変化する現象。<br />
<sup>*4</sup>　バンドギャップ：電子に占有された最も高いエネルギーバンドの頂上から、最も低い空のバンドの底までの間のエネルギー差。<br />
<sup>*5</sup>　電荷移動度：電流を担う電荷の移動のし易さを示す指標。<br />
<sup>*6</sup>　超セラミックス：無機材料に分子性のユニットを組み込んだ新材料。<br />
<sup>*7</sup>　大型放射光施設SPring-8：理化学研究所が所有する兵庫県の播磨科学公園都市にある世界最高性能の放射光を生み出す大型放射光施設。利用者支援等は高輝度光科学研究センター（JASRI）が行う。SPring-8（スプリングエイト）の名前はSuper Photon ring-8 GeVに由来。SPring-8では、放射光を用いてナノテクノロジー、バイオテクノロジーや産業利用まで幅広い研究が行われている。<br />
<sup>*8</sup>　電界効果トランジスタ：電圧を使って電流の流れを制御する半導体デバイス。<br />
<br />
【関連リンク】<br />
理工学部　エネルギー物質学科　教授　大久保貴志（オオクボタカシ）<br />
https://www.kindai.ac.jp/meikan/345-okubo-takashi.html<br />
理工学部　理学科　教授　杉本邦久（スギモトクニヒサ）<br />
https://www.kindai.ac.jp/meikan/2743-sugimoto-kunihisa.html<br />
<br />
理工学部<br />
https://www.kindai.ac.jp/science-engineering/<br />
<br />
]]></description>
            <link>https://www.kindai.ac.jp/news-pr/news-release/2026/02/049379.html</link>
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            <category domain="http://www.sixapart.com/ns/types#category">半導体材料</category>
            <category domain="http://www.sixapart.com/ns/types#category">含硫黄CP</category>
            <category domain="http://www.sixapart.com/ns/types#category">大久保貴志</category>
            <category domain="http://www.sixapart.com/ns/types#category">理工学部</category>
            <category domain="http://www.sixapart.com/ns/types#category">相転移</category>
            <category domain="http://www.sixapart.com/ns/types#category">薄膜</category>
            <category domain="http://www.sixapart.com/ns/types#category">融解性</category>
            <category domain="http://www.sixapart.com/ns/types#category">配位高分子</category>
            <category domain="http://www.sixapart.com/ns/types#category">長鎖アルキル基</category>
            <pubDate>Mon, 16 Feb 2026 10:00:00 +0900</pubDate>
        </item>
        <item>
            <title>酸素を吸収・放出して青色・白色に変化するセラミックスを発見</title>
            <description><![CDATA[神奈川大学化学生命学部　本橋輝樹　教授、大石耕作　研究員らの研究グループは、東北大学多元物質科学研究所　山根久典　教授（当時）、京都工芸繊維大学材料化学系　細川三郎　教授、近畿大学理工学部　杉本邦久　教授、Zi Lang Goo博士研究員（当時）との共同研究により、メリライト型構造（注1）をもつ酸素貯蔵材料Ba<sub>2</sub>MnGe<sub>2</sub>O<sub>7+&delta;</sub>が従来にない特異な酸素吸収放出特性を示すことを発見しました。放射光X線吸収分光法（注2）、放射光その場X線回折（注3）、単結晶X線回折（注4）、粉末中性子回折（注5）を用いた先端分析により、酸素吸収放出に伴う複雑な結晶構造変化を解明しました。<br />
従来のマンガン系酸素貯蔵材料では酸素を放出するために水素などの還元雰囲気（注6）が必要でしたが、本材料は大気中や酸素雰囲気中でも温度変化だけで可逆的に酸素吸収放出できます。また、酸素吸収放出に伴い青色&hArr;白色と可逆的に変色するユニークな特徴も見出し、酸素センサーや酸素感応性無機顔料としての応用が期待されます。<br />
本研究成果は、2026年1月24日付で米国の化学会の専門誌「Chemistry of Materials」に掲載されました。<br />
<br />
【研究成果のポイント】<br />
●大気中や酸素雰囲気中でも可逆的に酸素吸収放出する新しい酸素貯蔵材料Ba<sub>2</sub>MnGe<sub>2</sub>O<sub>7+&delta;</sub>を発見<br />
●200～500℃の温度領域で最大酸素貯蔵量1.2重量% （&delta; &asymp; 0.45） の酸素貯蔵・放出を実現<br />
●酸素吸収に伴い白色から青色への顕著な色の変化を確認<br />
●単結晶X線回折および粉末中性子回折による詳細な結晶構造解析により、複雑な超構造（注7）を解明<br />
●酸素センサーや酸素感応性無機顔料などへの応用に期待<br />
<br />
【研究の背景】<br />
酸素貯蔵材料は、温度や雰囲気の変化に応じて酸素を可逆的に吸収放出できる機能性酸化物である。自動車排ガス浄化触媒として広く使用されているセリア-ジルコニア固溶体（CeO<sub>2</sub>-ZrO<sub>2</sub>）が代表例であり、酸化還元触媒、酸素分離膜、固体酸化物形燃料電池、酸化物イオン電池などへの応用が期待されている。<br />
マンガンを含む酸素貯蔵材料は、マンガンの価数変化（Mn<sup>2+</sup>/Mn<sup>3+</sup>）を利用して酸素吸収放出特性を示す。しかし、従来のマンガン系酸素貯蔵材料（YMnO<sub>3-&delta;</sub>やBaYMn<sub>2</sub>O<sub>5+&delta;</sub>など）では、酸素を放出するために5%水素/窒素やアンモニアなどの強い還元雰囲気が必要であった。新たな酸素関連技術を発展させるために、より穏やかな条件で動作する新規酸素貯蔵材料の開発が求められている。<br />
<br />
【研究の内容】<br />
本研究では、メリライト型構造をもつ<var>A</var><sub>2</sub>Mn<var>C</var><sub>2</sub>O<sub>7</sub>（<var>A</var> = Sr、Ba; <var>C</var> = Si、Ge）系酸化物の酸素貯蔵特性を系統的に調査した。その結果、Ba<sub>2</sub>MnGe<sub>2</sub>O<sub>7+&delta;</sub>（BMG）がもっとも優れた酸素貯蔵特性を示すことを発見した。<br />
BMGの注目すべき特徴は、大気中や酸素雰囲気中でも温度変化のみで酸素を放出できることである。従来のMn<sup>2+</sup>/Mn<sup>3+</sup>レドックスを利用した材料では、酸素放出に強い還元雰囲気が必須であり、酸素含有雰囲気中では常に酸素吸収状態となる。一方、BMGは純酸素雰囲気下でも200℃付近で酸素を取り込み、500℃付近で酸素を放出した。最大酸素貯蔵量は1.2重量%（&delta; &asymp; 0.45）に達した。<br />
放射光X線吸収分光法、放射光その場X線回折、単結晶X線回折、粉末中性子回折を用いた詳細な結晶構造解析により、酸素吸収・放出のメカニズムを解明した。酸素吸収時には、Mn<sup>2+</sup>がMn<sup>3+</sup>に酸化され、結晶構造中のMnO<sub>4</sub>四面体ユニットがMnO<sub>5</sub>三角両錐ユニットへと変化する。これに伴い、結晶構造は基本的なメリライト型構造（正方晶、空間群<var>P</var>-42<sub>1</sub><var>m</var>）から、5<var>a</var>&times;5<var>a</var>&times;1<var>c</var>の超構造（正方晶、空間群<var>P</var>-4）へと相転移する（図1）。<br />
さらに興味深いことに、BMGは酸素を取り込むと白色から鮮やかな青色に変化し、酸素の放出に伴い可逆的に白色へ戻る（図1）。この青色への変化は、Mn<sup>3+</sup>が三角両錐配位（<var>D</var><sub>3h</sub>対称性）をとることにより可視光応答の電子遷移（d-d遷移）が許容されることに起因する。これは青色無機顔料「YInMnブルー」と同様のメカニズムである。<br />
<br />
【研究の展開】<br />
BMGの「酸素含有雰囲気中での酸素放出」というユニークな性質は、酸素吸収相における稜共有する多面体ネットワーク（Mn<sup>3+</sup>O<sub>5</sub>-Ge<sup>4+</sup>O<sub>5</sub>-Mn<sup>3+</sup>O<sub>5</sub>）の構造不安定性に起因すると考えられる。この知見は、新しい酸素貯蔵材料の設計指針として重要である。BMGを含むマンガン系メリライト酸化物では、穏やかな条件下での可逆的な酸素吸収放出特性を利用した酸素ガス製造、Mn<sup>2+</sup>/Mn<sup>3+</sup>の価数変化を利用した触媒応用などが期待される。さらに、雰囲気に応じた白色/青色の顕著な色の変化は、酸素センサーや酸素感応性無機顔料など、新たな応用分野を開拓する可能性を秘めている。<br />
<br />
【掲載論文】<br />
題名　&ensp; ：Unconventional Oxygen Storage/Release Properties of Melilite-Type Ba<sub>2</sub>MnGe<sub>2</sub>O<sub>7+&delta;</sub><br />
 　　　　&ensp; Associated with Complex Structural Transformation<br />
著者名&ensp; ：Kosaku Ohishi、Satoshi Ogawa、Hisanori Yamane、Saburo Hosokawa、Zi Lang Goo、Kunihisa<br />
　　　　&ensp; Sugimoto、Miwa Saito、*Teruki Motohashi<br />
掲載誌&ensp; ：Chemistry of Materials 2026、38、3、1084-1093.<br />
掲載URL：https://doi.org/10.1021/acs.chemmater.5c02228<br />
<br />
【謝辞】<br />
本研究は、科学技術振興機構（JST）総合科学技術・イノベーション会議（CSTI）戦略的創造研究推進事業（SIP）「脱炭素社会に向けたエネルギーシステム」、日本学術振興会　科学研究費助成事業　基盤研究（B）（課題番号JP20H02827）、学術変革領域研究（A）「超セラミックス：分子が拓く無機材料のフロンティア」（課題番号JP22H05142、JP22H05143、JP22H05145）の支援を受けて行われました。<br />
<br />
【用語解説】<br />
（注1）メリライト型構造<br />
一般式<var>A</var><sub>2</sub><var>BC</var><sub>2</sub><var>X</var><sub>7</sub>で表される結晶構造。天然鉱物のメリライト（黄長石、化学式Ca<sub>2</sub>MgSi<sub>2</sub>O<sub>7</sub>）に由来する名称で、構造中の四面体配位したカチオンが層状に連なった平面ネットワークを特徴とする。さまざまな元素の組み合わせが可能で、磁性体、蛍光体、イオン伝導体、触媒など幅広い機能性材料の母体構造として注目されている。<br />
（注2）放射光X線吸収分光法<br />
放射光X線を用いた分析法。物質にX線を照射し、特定元素による吸収スペクトルを測定することにより、その元素の価数や局所的な配位環境を調べることができる。本研究ではSPring-8、BL28XUにて測定を実施した。<br />
（注3）放射光その場X線回折<br />
結晶構造の分析法。温度変化や特殊雰囲気などの条件下で試料の結晶構造変化をリアルタイムに観測する手法。高輝度の放射光を利用して短時間でデータ取得することにより、反応中の構造変化を追跡できる。本研究ではSPring-8、BL13XUにて測定を実施した。<br />
（注4）単結晶X線回折<br />
結晶構造の分析法。単結晶にX線を照射し、回折パターンから原子の三次元配置を精密に決定する。粉末試料では得られない詳細な構造情報が得られるため、新物質の構造決定に有効である。<br />
（注5）粉末中性子回折<br />
結晶構造の分析法。試料からの中性子散乱における干渉効果（回折）を利用して物質中の原子配列を決定する。水素など軽元素の感度が高いため、軽元素を多く含む物質の結晶構造解析に有効である。本研究ではJ-PARC、BL09、SPICAにて測定を実施した。<br />
（注6）還元雰囲気<br />
物質から酸素を奪い取る性質をもつガス雰囲気。水素、アンモニア、一酸化炭素などが代表例。製鉄において鉄鉱石から酸素を取り除いて鉄を得る工程など、工業的に広く利用されている。<br />
（注7）超構造<br />
基本となる結晶構造よりも長い周期をもつ結晶構造。原子やイオンの規則的な配列により形成される。本研究では、酸素を貯蔵した酸化相において基本構造の5倍&times;5倍&times;1倍の超構造が形成されることを発見した（図1）。<br />
<br />
【関連リンク】<br />
理工学部　理学科　教授　杉本邦久（スギモトクニヒサ）<br />
https://www.kindai.ac.jp/meikan/2743-sugimoto-kunihisa.html<br />
<br />
理工学部<br />
https://www.kindai.ac.jp/science-engineering/<br />
<br />
]]></description>
            <link>https://www.kindai.ac.jp/news-pr/news-release/2026/02/049368.html</link>
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            <category domain="http://www.sixapart.com/ns/types#category">理工</category>                                                <category domain="http://www.sixapart.com/ns/types#category">セラミックス</category>
            <category domain="http://www.sixapart.com/ns/types#category">メリライト型構造</category>
            <category domain="http://www.sixapart.com/ns/types#category">放射光X線分析</category>
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            <category domain="http://www.sixapart.com/ns/types#category">無機顔料</category>
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            <category domain="http://www.sixapart.com/ns/types#category">結晶構造</category>
            <category domain="http://www.sixapart.com/ns/types#category">酸素センサー</category>
            <category domain="http://www.sixapart.com/ns/types#category">酸素吸収放出</category>
            <category domain="http://www.sixapart.com/ns/types#category">酸素貯蔵材料</category>
            <pubDate>Fri, 13 Feb 2026 11:00:00 +0900</pubDate>
        </item>
        <item>
            <title>常温・常圧下での可視光照射で水素放出できる層状水素化シリカン　－省エネルギー型の固体水素キャリアとしての応用に期待－</title>
            <description><![CDATA[【ポイント】<br />
●比較的高い質量水素密度を持つ層状水素化シリカンから可視光の照射だけで水素を取り出せることに成功。<br />
●常温・常圧下での太陽光やLEDなどの可視光照射で水素放出が生じることを確認。<br />
●安全・省エネルギーな水素貯蔵・放出材料への応用に期待。<br />
<br />
【概要】<br />
東京科学大学（Science Tokyo）物質理工学院　材料系の伊藤裕那大学院生（修士課程1年）、宮内雅浩教授、近畿大学大学院　総合理工学研究科　物理系工学専攻の中井美緒大学院生（修士課程1年）、近畿大学　理工学部　応用化学科の中野秀之教授、筑波大学　数理物質系　物質工学域の近藤剛弘教授らの研究グループは、層状水素化シリカン（用語1）が、常温・常圧下、可視光の照射のみで水素を放出できることを発見しました。<br />
水素エネルギーの普及には、水素を安全に貯蔵・運搬できる水素キャリア（用語2）の開発が求められています。層状水素化シリカン（HSi）は比較的高い質量水素密度（用語3）を持つ層状物質ですが、従来は電子材料や電池材料としての研究が中心であり、水素キャリアとしての活用は検討されてきませんでした。<br />
研究グループは今回、この層状水素化シリカンから、常温・常温下での可視光照射だけで水素を取り出せることを明らかにしました。また、微弱な光環境下でも水素放出が可能であることや、常温で遮光して保管すれば水素が放出されないことが確認できました。<br />
本材料は固体状で扱いやすく、従来の高圧水素ボンベのような爆発のリスクがありません。また、一般的な液体水素キャリアと異なり、水素放出に特別な加熱工程が必要ないという長所があります。太陽光や汎用LEDなどの可視光で水素を放出できることから、省エネルギー型の水素キャリアとしての応用が期待されます。<br />
本成果は、2025年12月29日付の「Advanced Optical Materials」誌に掲載されました。<br />
<br />
●背景<br />
脱炭素化の推進に向けた水素エネルギーの普及には、水素を安全に貯蔵・運搬でき、かつ低エネルギーで放出できる水素キャリアの開発が求められています。一般的に水素キャリアとして用いられる高圧水素ガスボンベは、水素貯蔵密度が低い上に、爆発や火災のリスクが伴います。液体水素キャリアとして知られるアンモニア、ギ酸、有機ハイドライドなどは、毒性や腐食性に加え、水素放出に高温の加熱工程が必要であることが課題となっていました。また、固体水素キャリアである水素吸蔵合金は、質量水素密度が低く、軽量での貯蔵・運搬には大きな課題がありました。<br />
一方、水素とケイ素が1対1で結合した層状物質である層状水素化シリカン（HSi）は、比較的高い質量水素密度（3.44%）を持つものの、これまでは主に電子材料や電池材料としての応用研究が中心でした。今回の研究では、層状水素化シリカンを水素キャリアとして活用する上で重要な「光による脱水素プロセス」に着目し、詳細に評価しました。<br />
<br />
●研究成果<br />
1. 層状水素化シリカンの合成と光吸収特性<br />
層状水素化シリカンは、二ケイ化カルシウム（CaSi<sub>2</sub>）を塩酸中でイオン交換することで、簡便に合成できます［参考文献1］。合成した層状水素化シリカンの走査型電子顕微鏡像（図1（c））では、薄いシート状物質が積層している様子が確認されました。このシート状物質に対して、電子顕微鏡観察に加えて、X線回折（用語4）、赤外分光（用語5）、X線光電子分光（用語6）など各種構造解析を行った結果、これまでの研究で得られていたものと同一の構造を持つ層状水素化シリカンであることが確認できました。<br />
合成した層状水素化シリカンの紫外・可視吸収スペクトルを測定したところ、600nm付近の可視光域から短波長側にわたり吸収を示し、半導体的な性質を持つことが分かりました（図2）。吸収スペクトルから求めたバンドギャップ（用語7）は 2.13eVでした。<br />
<br />
2. 光照射時の水素放出特性<br />
次に、層状水素化シリカンに光を照射した際の水素放出特性を評価しました。気相流通系での水素放出評価方法（図3（a））を用いて、水素放出の内部量子収率（用語8）の作用スペクトル（用語9）を計測したところ、層状水素化シリカンは600nm以下の可視光照射によって水素を放出できることが明らかになりました（図3（b））。特に、太陽光スペクトルの中で強度が最も強い波長域である550nmでは、水素放出の内部量子収率は7.3%に達しました。<br />
この水素放出の光強度依存性を調べたところ、水素放出に必要な光強度の閾値は存在せず、水素放出速度は光強度に対して線形に増加しました。これらの結果から、微弱な光環境下でも水素放出が可能であることが示されました。また、水素放出のメカニズムを検証したところ、光励起により生成した電子が層状水素化シリカン自身の水素イオンを還元することによって水素を放出していることが分かりました。<br />
<br />
2. 光照射時の水素放出特性<br />
次に、層状水素化シリカンに光を照射した際の水素放出特性を評価しました。気相流通系での水素放出評価方法（図3（a））を用いて、水素放出の内部量子収率（用語8）の作用スペクトル（用語9）を計測したところ、層状水素化シリカンは600nm以下の可視光照射によって水素を放出できることが明らかになりました（図3（b））。特に、太陽光スペクトルの中で強度が最も強い波長域である550nmでは、水素放出の内部量子収率は7.3%に達しました。<br />
この水素放出の光強度依存性を調べたところ、水素放出に必要な光強度の閾値は存在せず、水素放出速度は光強度に対して線形に増加しました。これらの結果から、微弱な光環境下でも水素放出が可能であることが示されました。また、水素放出のメカニズムを検証したところ、光励起により生成した電子が層状水素化シリカン自身の水素イオンを還元することによって水素を放出していることが分かりました。<br />
<br />
さらに、同じ流通系実験装置を用いて、光源として疑似太陽光、白色LED、緑色LEDを照射した際の水素放出特性を調べました。その結果、疑似太陽光照射で水素が放出されるだけでなく、より光強度の弱い一般的な白色LED照明や緑色LEDを用いても脱水素することが確認されました（図4）。<br />
<br />
3. 分散系での水素放出特性<br />
次に、層状水素化シリカンをアセトニトリル中に分散させた実験系（図5（a））を用いて、水素放出特性を評価しました。光のオン・オフに対する水素放出挙動を調べたところ、分散体においても、可視光照射により水素が放出されることが確認されました（図5（b））。一方、暗所では脱水素が全く起こらなかったことから、常温で遮光して保管すれば水素が放出されないことが示唆されました。<br />
<br />
この分散体の実験系では溶液を攪拌できるため、前述の気相流通系とは異なり、光を満遍なく層状水素化シリカンに照射することができます。分散系において長時間可視光を照射した際の水素放出特性を調べたところ、層状水素化シリカンが保持する水素量を100%とした場合、可視光照射によりその46.7%の水素を放出できることが明らかとなりました（図5（c））。なお、この最大水素放出量は合成条件に大きく依存することが分かってきており、今後は合成プロセスの最適化や異種材料との複合化等によって、放出量の改善が期待できます。<br />
<br />
●社会的インパクト<br />
現在、自動車をはじめとするモビリティ分野で用いられている高圧水素ボンベでは、安全性や重量の課題が指摘されています。本研究で示した「可視光で水素を放出できる固体材料」は、そうした課題を克服する可能性があります。安全かつ省エネルギーに扱えるポータブル水素キャリアの実現につながる成果であり、将来的には、日常生活から産業利用までのさまざまなシーンでの利用が期待されます。<br />
<br />
●今後の展開<br />
より高効率な水素キャリアの実現を目指して、水素放出速度の向上や最大脱水素量の拡大を図り、合成プロセスの高度化や異種材料との複合化等を検討します。また、層状水素化シリカンを基板上に固定化する技術の開発を進めることで、デバイス応用やポータブル水素源など、利用可能性の拡大に取り組みます。これらの取り組みを通じ、持続可能な水素社会の実現に向けた基盤材料・技術の確立を目指します。<br />
<br />
【参考文献】<br />
[1]S. Yamanaka et al. Materials Research Bulletin, 31, 307, 1996.<br />
<br />
【用語説明】<br />
（1）層状水素化シリカン：化学式HSiの層状物質で、水素とケイ素が1対1の割合で結合している。英語名はlayered hydrogen silicane（L-HSi）。<br />
（2）水素キャリア：水素を貯蔵・輸送するための担体。高圧水素ガスボンベ、液化水素、アンモニア、ギ酸、有機ハイドライド、水素吸蔵合金などが知られる。<br />
（3）質量水素密度：単位重量当たりに水素が含まれる量。この値が大きいほど、大量の水素を運搬できるため、水素キャリアとして優れている。<br />
（4）X線回折：物質にX線を照射した際の回折パターンを解析し、結晶内部の原子配列を決定する手法。<br />
（5）赤外分光：赤外線の吸収特性を測定し、物質中の化学結合の種類や状態を解析する手法。<br />
（6）X線光電子分光：X線照射によって放出される電子のエネルギーを解析し、物質中の元素の化学状態を調べる手法。<br />
（7）バンドギャップ：半導体・絶縁体において、電子が占有するエネルギー帯上端と、電子が空のエネルギー帯下端のエネルギー差。この値以上のエネルギーを持つ光を吸収できる。<br />
（8）内部量子収率：吸収された光子数に対して、反応に寄与した電子数の割合を示す指標。本研究では水素生成が2電子反応で進むと仮定し、生成した水素量から電子数を求め、吸収光子数で割って算出した。<br />
（9）作用スペクトル：光の波長によって反応速度がどのように変化するかを示す特性。<br />
<br />
【論文情報】<br />
掲載誌　　　：Advanced Optical Materials<br />
論文タイトル：Visible-Light-Driven Hydrogen Release from Layered Hydrogen Silicane<br />
著者　　　　：Hirona Ito, Mio Nakai, Akira Yamaguchi, Shin-ichi Ito, Osamu Oki, Takahiro Kondo, Masahiro Miyauchi *, Hideyuki Nakano *<br />
DOI　　　　 ：10.1002/adom.202502880<br />
<br />
【研究者・発表者情報】<br />
伊藤裕那（イトウヒロナ）Hirona Ito<br />
東京科学大学　物質理工学院　材料系　修士課程<br />
<br />
中井美緒（ナカイミオ）Mio Nakai<br />
近畿大学大学院　総合理工学研究科　物理系工学専攻　修士課程<br />
<br />
山口晃（ヤマグチアキラ）Akira Yamaguchi<br />
東京科学大学　物質理工学院　材料系　准教授<br />
<br />
伊藤伸一（イトウシンイチ）Shin-ichi Ito<br />
筑波大学　数理物質系　物質工学域　研究員<br />
<br />
大木理（オオキオサム）Osamu Oki<br />
筑波大学　数理物質系　物質工学域　助教<br />
<br />
近藤剛弘（コンドウタカヒロ）Takahiro Kondo<br />
筑波大学　数理物質系　物質工学域　教授<br />
<br />
宮内雅浩（ミヤウチマサヒロ）Masahiro Miyauchi<br />
東京科学大学　物質理工学院　材料系　教授<br />
<br />
中野秀之（ナカノヒデユキ）Hideyuki Nakano<br />
近畿大学　理工学部　応用化学科　教授<br />
<br />
【関連リンク】<br />
理工学部　応用化学科　教授　中野秀之（ナカノヒデユキ）<br />
https://www.kindai.ac.jp/meikan/2950-nakano-hideyuki.html<br />
<br />
理工学部<br />
https://www.kindai.ac.jp/science-engineering/<br />
<br />
]]></description>
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            <category domain="http://www.sixapart.com/ns/types#category">中野秀之</category>
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            <pubDate>Fri, 09 Jan 2026 14:00:00 +0900</pubDate>
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        <item>
            <title>排卵誘発剤「クロミフェン」の新たな合成法の開発に成功　少子化問題解消へ理工学分野からの貢献が期待される研究成果</title>
            <description><![CDATA[近畿大学理工学部（大阪府東大阪市）理学科化学コース准教授　松本浩一と、近畿大学大学院総合理工学研究科博士前期課程2年　東郷茜音、同博士前期課程修了　鈴木ひよのらの研究グループは、排卵誘発剤として不妊治療で使用されている医薬品「クロミフェン」※1（商品名：クロミッド、一般名：クロミフェンクエン酸塩）の成分のうち、より活性の強いものを選択的かつ高効率で合成する手法の開発に成功しました。これは、製造過程のエネルギー消費量の削減および環境負荷の低減にもつながるため、グリーンケミストリー※2、プロセス化学※3 の観点からも意義深い成果です。本研究成果により、今後、少子化問題の解消に向けて理工学分野からの貢献が期待されます。<br />
本研究成果について、令和7年（2025年）12月5日（金）に特許出願を行いました。<br />
<br />
【本件のポイント】<br />
●不妊治療で使用されている医薬品「クロミフェン」の、より活性の強いものを選択的に合成する手法を開発<br />
●化学収率※4 も良好な本研究成果は、反応条件の精査や製造コスト削減による実用化が期待され、産婦人科領域への大きな貢献が期待される<br />
●令和7年（2025年）12月5日（金）に、本研究成果について特許を出願<br />
<br />
【本件の背景】<br />
クロミフェンは、排卵誘発剤として産婦人科領域や不妊治療の病院、クリニックで活用されている医薬品であり、2種類の構造（<em>Z</em>体：ズクロミフェン、および<em>E</em>体：エンクロミフェン※5）の混合物（図1）として販売されています。より活性が強いのはそのうちの1種（<em>Z</em>体：ズクロミフェン）であり、これを選択的に短い工程で合成する技術の開発が望まれていました。<br />
<br />
研究グループは先行研究において、ドライクリーニングなどで使用されている安価な化合物であるテトラクロロエチレン※6 から、2つの工程でクロミフェンを合成する技術の開発に成功しています（特開2025-109127、図2）。しかし、この製造方法では、2工程目の化学収率が低いことや、クロミフェンの<em>Z</em>体と<em>E</em>体が混じってしまうため、抜本的な改善や技術改良が強く求められていました。<br />
<br />
【本件の内容】<br />
研究グループは、先行研究であるクロミフェン合成技術のなかで、化学収率が低い2工程目について反応条件を精査しました。その結果、安全性の高い有機溶媒を使い、1工程目で合成した塩素を含む化合物に、ホウ素化合物と貴金属のパラジウム（Pd）触媒※7、さらに化学反応を制御する添加剤を加えて、40度で24時間反応させると、活性が強い<em>Z</em>体のズクロミフェンのみを選択的に形成できることがわかりました。また、生成した<em>Z</em>体のズクロミフェンは73%という収率で得られることもわかりました。これは、収率が17%だった先行研究と比べて、効率よく化学反応が進行したことを示しています。今後、反応条件の精査や製造コストの削減を進めることで、実用化が期待されます。<br />
本研究成果について、令和7年（2025年）12月5日（金）に「クロミフェンの選択的な製造方法」（出願番号：特願2025-234536、発明者：松本浩一、東郷茜音、出願人：学校法人近畿大学）として、日本国内に特許出願を行いました。<br />
<br />
【本件の詳細】<br />
先行研究であるクロミフェン合成技術の2工程目は、鈴木・宮浦カップリング反応※8 と言われる、クロスカップリング反応※9 を使用しています。遷移金属触媒※10 の一つであるパラジウム（Pd）触媒について、周りの空間を分子レベルで高度に制御して反応点をしっかりと固めることで、<em>Z</em>体のズクロミフェン、および<em>E</em>体のエンクロミフェンの2種類が生じる比率を高度に制御できるのではないかと着想しました。<br />
そこで、図3のように、溶媒にシクロペンチルメチルエーテル（CPME）※11 を用いて、鍵中間体※12 の「<em>cis</em>-1,2-ジクロロジフェニルエチレン」※13（図3-<strong>1</strong>）とホウ素化合物（図3-<strong>2</strong>）に対して、Pd触媒（6mol%）および2座配位子※14 として有効な「(<em>R</em>)-(+)-XylBINAP」※15 を10mol%（触媒量）添加して、40度で24時間反応させることで、<em>Z</em>－クロミフェン（<strong><em>Z</em>-3</strong>、ズクロミフェン）のみが選択的に形成され、<em>E</em>－クロミフェン（<strong><em>E</em>-3</strong>、エンクロミフェン）は生じないこと、および、生成した<em>Z</em>－クロミフェン（<strong><em>Z</em>-3</strong>、ズクロミフェン）は73%収率と高い収率で得られることが分かりました。<br />
<br />
これは、反応の遷移状態を巧みにコントロールしつつ、反応性と選択性の両方を満たす結果となります。今後、使用するPd触媒の更なる低減や、使用する試薬や生じる廃棄物処理までを考慮した反応系に発展させ、グリーンケミストリーおよびプロセス化学の観点から改良することで、実用化の期待が高まります。将来的に、本研究成果による理工学分野からの少子化問題の解消に対する貢献が期待されます。<br />
<br />
【出願特許情報】<br />
出願番号：特願2025-234536<br />
出願日　：令和7年（2025年）12月5日<br />
発明者　：松本浩一、東郷茜音<br />
出願人　：学校法人近畿大学<br />
<br />
【医薬品合成を専門とする薬学部教授のコメント】<br />
前川智弘（まえがわともひろ）<br />
所属　　：近畿大学薬学部創薬科学科<br />
職位　　：教授<br />
学位　　：博士（薬学）<br />
コメント：クロミフェンは技術的およびコスト的な問題により、2つの構造が混ざった状態で販売されていますが、今回の発明により、活性の高い構造であるズクロミフェンを選択的に合成できるようになれば、より効果の高い薬を安価に届けられると期待されます。<br />
<br />
【研究者のコメント】<br />
松本浩一（まつもとこういち）<br />
所属　　：近畿大学理工学部理学科化学コース<br />
　　　　　近畿大学大学院総合理工学研究科<br />
職位　　：准教授<br />
学位　　：博士（工学）<br />
コメント：テトラクロロエチレンから2工程でクロミフェンを合成する手法の開発を行い、令和6年（2024年）1月11日に特許出願（特開2025-109127）、および、令和7年（2025年）3月6日にプレスリリースを行いました。従来の合成法よりも短く、斬新な反応設計でしたが、ズクロミフェンとエンクロミフェンの2種類が混じって合成されること、および、化学収率が低いことが技術的な大きな課題でした。今回、先行研究における立役者　鈴木ひよのさんの薫陶を受けた後輩で博士前期課程2年の東郷茜音さんの、非常に精力的で丁寧な実験により、ズクロミフェンだけを単一に、高い化学収率で合成できる条件を見出してくれました。鍵は配位子（Ligand）の選択でした。大量のネガティブな実験結果の中から考察と作業仮説、実験を繰り返し、針の糸を通すような条件を見出し、今回大きな成果をあげた東郷茜音さんに賛辞を贈りたいと思います。今後も近畿大学理工学部から、基礎研究に立脚した実用的な有機合成反応を開発していき、近畿大学の化学の研究力向上に寄与していきたいと思います。<br />
<br />
【研究支援】<br />
本研究成果の一部は、「学内研究助成KD2501（研究代表　松本浩一）」、および「研究コア&#9314;－11（代表　松本浩一）」の取り組みの成果の一環です。<br />
<br />
【先行研究】<br />
令和7年（2025年）3月6日配信　リリース<br />
「不妊治療で用いる排卵誘発剤「クロミフェン」の新規合成法を開発　安価で迅速な製造工程の確立に期待」<br />
https://newscast.jp/news/7106274<br />
<br />
【用語解説】<br />
※1　クロミフェン：商品名「クロミッド」、一般名「クロミフェンクエン酸塩」として、富士製薬工業株式会社から製造販売されている排卵誘発剤。クロミッド50mgの錠剤。<br />
※2　グリーンケミストリー：環境や生態系に負荷をかけずに化学合成をする考え方。原料から廃棄物の処理まで総合的に考える化学分野。<br />
※3　プロセス化学：医薬品などの製造において、高価な試薬や危険な試薬などを極力使わず、簡単に合成でき、製造コストや低環境負荷も考慮して合成ルートを検討する化学の分野。大スケールでの製造を意識した場合に重要になる。<br />
※4　化学収率：化学反応がどれだけの効率で進行したかを評価する指標の一つ。例えば、100個の原料分子のうち、60個が生成物になった場合、収率60%という。有機化学の反応では、多くの反応で、100%収率で進行することは、ほぼない。<br />
※5　<em>E</em>体、<em>Z</em>体：炭素間の⼆重結合によってできる立体異性体。<em>trans</em>体、<em>cis</em>体の定義を拡張した表示方法で、一般には<em>trans</em>体が<em>E</em>体、<em>cis</em>体が<em>Z</em>体に相当する。<br />
※6　テトラクロロエチレン：ドライクリーニングや金属洗浄の際に使用される有機溶剤の一種。油分を良く溶かす性質があり、揮発性が高い化合物である。テトラクロロエチレンに着目した分子変換はこれまでにもいくつか報告例がある。<br />
※7　パラジウム触媒：遷移金属の一つで、さまざまな有機反応の触媒として有機化学、有機合成に欠かせない金属触媒の一つ。<br />
※8　鈴木・宮浦カップリング反応：有機ハロゲン化合物と有機ホウ素化合物の間で、パラジウムなどの遷移金属触媒により結合が形成される反応。有機ホウ素化合物は毒性が低く、取り扱いも容易である。平成22年（2010年）に鈴木章博士がノーベル化学賞を受賞している。<br />
※9　クロスカップリング反応：パラジウムなどの金属触媒を用いて、2種類の異なる成分を連結する反応の総称。日本人の貢献が大きい分野で、鈴木・宮浦カップリング（ノーベル化学賞受賞）、根岸カップリング（ノーベル化学賞受賞）、熊田・玉尾・コリューカップリング、檜山カップリング、薗頭カップリング、村橋カップリング、右田・小杉・スティルカップリング、溝呂木・ヘック反応などが開発されている。<br />
※10　遷移金属触媒：周期表の第3族元素から第12族元素（または第11族元素）にある元素のこと。Pd（パラジウム）やPt（白金）、Ni（ニッケル）などはその一例である。<br />
※11　シクロペンチルメチルエーテル（CPME）：有機合成の溶媒に用いられている。沸点が100度以上と高いのが特徴で、安全性の高い有機溶媒の一つである。<br />
※12　鍵中間体：有機化学の分子変換を行うときに、重要な原料となる化合物のこと。<br />
※13　<em>cis</em>-1,2-ジクロロジフェニルエチレン：塩素Clとベンゼン環がそれぞれ2個ずつ、同じ側に結合しているのが構造の特徴となっている化合物。<br />
※14　配位子：配位子（Ligand）は、パラジウム（Pd）などの遷移金属触媒の周りに結合して、Pd触媒の反応性を制御するなど、さまざまな効果や役割があることが知られている。多様な配位子が開発され、試薬として販売されている。配位子1個から2個の手を伸ばして金属に結合するものを2座配位子という。<br />
※15　(<em>R</em>)-(+)-XylBINAP：下図のような構造をしている配位子。パラジウム触媒が中央の2個のリン（P）原子に配位することで、ポケットのような空間ができ、そこで化学反応が行われる。Ar基（ベンゼン環などから誘導される芳香族炭化水素）がPh基（ベンゼン環のこと）のものは、BINAP（2,2'-ビス（ジフェニルホスフィノ）-1,1'-ビナフチル）と呼ばれ、野依良治博士（平成13年（2001年）ノーベル化学賞受賞）らにより開発されている。<br />
<br />
【関連リンク】<br />
理工学部　理学科　准教授　松本浩一（マツモトコウイチ）<br />
https://www.kindai.ac.jp/meikan/382-matsumoto-kouichi.html<br />
薬学部　創薬科学科　教授　前川智弘（マエガワトモヒロ）<br />
https://www.kindai.ac.jp/meikan/357-maegawa-tomohiro.html<br />
<br />
理工学部<br />
https://www.kindai.ac.jp/science-engineering/<br />
薬学部<br />
https://www.kindai.ac.jp/pharmacy/<br />
<br />
]]></description>
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            <category domain="http://www.sixapart.com/ns/types#category">理工</category>            <category domain="http://www.sixapart.com/ns/types#category">薬</category>                                    <category domain="http://www.sixapart.com/ns/types#category">クロミフェン</category>
            <category domain="http://www.sixapart.com/ns/types#category">プロセス化学</category>
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            <category domain="http://www.sixapart.com/ns/types#category">前川智弘</category>
            <category domain="http://www.sixapart.com/ns/types#category">少子化問題</category>
            <category domain="http://www.sixapart.com/ns/types#category">排卵誘発剤</category>
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            <pubDate>Mon, 22 Dec 2025 15:00:00 +0900</pubDate>
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