環境材料工学研究室 | 研究室紹介 | 武庫川女子大学環境共生学部

環境材料工学研究室は、有機化学、特に有機合成化学に力を入れている研究室です。有機化学は、自然界で起こる現象や変化、化学反応を理解して利用すること、そして人の役に立つものを創り出すこと、そんな考えで発展してきた学問だと考えています。合成医薬品、プラスティック、半導体などの化学製品、工業製品がその成果でしょう。
環境材料工学研究室は、有機化学の理解をさらに進化させて、自然環境の保全、改善を達成しながら新しいものをつくることを目指します。
利用できそうなものは、何でも利用する。たとえば、使用済みの食用油、錆びた鉄、使用済みの電池、二酸化炭素（CO2）だって利用できる。
植物の光合成や微生物の発酵から学ぶ「人工光合成」や「バイオミメティック反応」なども積極的に学んで取り入れたい技術です。

研究内容

取り組み①

二酸化炭素（CO2)を化学的に役に立つ化合物に変化させて利用する
CO2のもつ炭素原子を医薬品や工業製品の原料となる有機化合物に変換できれば、現在の化石燃料由来の原料から転換できる可能性がある。
大気中のCO2量削減が期待できる。大気中のCO2量減少は、温室効果ガス削減につながり、ひいては地球温暖化の緩和につながる可能性がある。
植物、微生物はCO2を自らの生命維持に利用している。
その方法を大先輩である植物、微生物から学ぶことは大事だと考えています。
植物の光合成によるCO2の利用から学ぶ人工光合成
こだわりは次の反応式
CO2 + H2 →　HCOOH（二酸化炭素＋水素→ギ酸）
この反応には、光と触媒（さらには光増感剤という物質）が必要
その触媒に、鉄さびの成分である酸水酸化鉄（αFeOOH）が有効であるとの情報（参考文献：Maeda et.al., Angew. Chem. Int. Ed.2022, 61, e202204948）があります。鉄さびは・・・、身近にもあるし（マンホール？、有馬温泉？、六甲山系の天然水？）、利用できないだろうか？調査が必要か？

取り組み②

有機合成反応に欠かせないとされている反応溶媒の使用を可能な限り削減することです。そのメリットとは、反応溶媒には、水、アルコールも使用されますが、ジエチルエーテル、ヘキサン、ジクロロメタンなどの有機溶媒であることが圧倒的に多い。その毒性、環境に及ぼす影響は無視できない。有機溶媒の使用を減らすことは重要な課題です。
ではその方法とは、メカノケミカル合成法と呼ばれる手法です。
使用する機器は、「ミキサーミル」と呼ばれる、本来は固体試料を微細粉末に粉砕する機械です。
これまでに、多くの研究者たちがこのメカノケミカル合成法で有機溶媒を使用して実施した反応結果より優れた結果が得られるこを示してきたが、課題も多い。
より使いやすい、応用範囲の広い反応開発を行っていきたい。