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受験生向け研究绍介

金 継業

理学科 化学コース 分析化学分野

超音波を利用した新しい分析技术の创出

现在の研究テーマ:超音波による新しい反応场の形成と分析化学への応用
超音波は人の耳に聞こえない周波数 20 kHz 以上の音波を指します。溶液に超音波を照射しても、そのエネルギーは分子の振動エネルギーより低いため、通常は直接化学反応を引き起こすことはできません。しかし、液体に超音波を照射した際にキャビテーションと呼ばれる気泡の発生、圧縮、崩壊過程が起こると、数千度、数千気圧の高温の反応場が形成されます。水分子は熱分解されてヒドロキシルラジカル(OH?)や過酸化水素(H2O2)などの活性酸素种が生成され、微量のルミノールが共存すると図1础に示すように化学発光现象を観测することができます。このような反応场を利用してこれまでの方法では合成されない全く新しい化合物の合成が可能になります。
私は现在、电気分析化学の机能化、高感度化に関する研究を行っています。ナノ粒子、カーボンナノチューブ等のナノ材料は高い电気化学的触媒特性を示すため新しい电极材料として注目されています。私は超音波反応场による贵金属ナノ粒子の新しい合成方法の検讨を行っており、调製したナノ粒子を电极表面に修饰することによって、生体中の活性酸素などを高感度で计测できる电気化学センサーの创出を目指しています。また、超音波反応场中の电気化学反応では电解効率が格段に向上するため、これを利用して従来の検出限界と选択性を遥かに凌驾する超高感度ストリッピングボルタンメトリーの开発を行っています。その一方で、超音波が発生する定在波は微粒子を溶液中にトラップし、无重力の状态を作り出すことが可能です(図1叠)。溶液中微粒子、特に细胞などのバイオ粒子の新しい分离?浓缩场としての利用を探索しているところです。
図1: 超音波による反応場の形成 (A)超音波による発光反応 (B)超音波による微粒子を操る

高校生へのメッセージ

私は中国上海で高校、大学生活を送りました。大学3年のときに、大学と上海市が连携した上海郊外にある淀山湖の水质调査プロジェクトに参加したことをきっかけに环境分析に兴味を持ち、その后の卒业研究を分析化学讲座で行いました。そして大学を卒业后、环境分析のための最先端分析法を学ぶという目的で憧れていた日本への留学を决意しました。
留学先の名古屋大学工学研究科原口研究室では、环境分析に无関係の「レーザーラマン分光法による导电性高分子の微细构造解析」という研究テーマが与えられました。そこで、故障が多く、恋人を相手にするような気持ちで接しないとデータが取れないレーザーラマン分光光度计に出会いました。周囲からノイズの影响を抑えるためにほとんどの実験は深夜に行ないました。直接の指导をしていただいた助教授の方と、深夜までカンカンガクガクの议论を行い、普段の授业では得られないような知识からお酒の楽しみ方まで、いろいろと教わりました。2000年白川英树博士のノーベル赏受赏により、现在导电性高分子は世界的にも広く知られるようになりましたが、当时は地味で、基础的な研究分野でした。でも、その顷に学んだことは今の研究を进める上で大きな础となっている気がします。
私は岐阜大学工学部より信州大学に赴任してきて、现在は电気化学を中心に据え置きながら、微量成分の高感度検出技术の开発に関する研究を推进しています。大学における学生生活では、研究や学业に没头する时期も重要だし、部活や読书に没头する时间も必要です。特に携帯电话やパソコンによるメールでの意思伝达の时代において、人とのコミュニケーションはより大切ではないかといつも学生に伝えています。研究室生活は毎日朝の轮読(英语の教科书を読む)から始まり、そして各学生が2~3週间に1回、自分の研究状况を発表し、讨论します。また週1回コロキウムを行い、各自の研究に関连のある论文を解説し议论します。素直でがんばり屋が多いのですが、研究には忍耐力が必要ですし、辛いことも多いので、皆が楽しく主体的に研究を进めてもらうためにはどうすればよいかをいつも考えています。
分析化学の研究目的は「人に见えないものを见える」ようにすることとも言えます。新しい分析计测法の开発は自然のしくみを知る最も强力な手がかりであり、その発展は将来の产业を支える重要な基础技术にもなります。若い研究者?技术者がこの分野に兴味を持ち、新鲜なアイデアを持ち分析机器?技术の研究开発に参加されることを期待したいと思います。
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