[スポンサーリンク]

スポットライトリサーチ

生体分子を活用した新しい人工光合成材料の開発

[スポンサーリンク]

第93回のスポットライトリサーチは、筑波大学大学院 数理物系物工学域山本 洋平研)出身の水垂司さん(コンチネンタル・オートモーティブ株式会社)にお願いしました。

山本研究室では、光と相互作用するπ共役系分子の開発・機能性の評価などが主な研究対象で、光エネルギーの有効活用を目指されています。(過去のスポットライトリサーチはこちら。1つの蛍光分子から4色の発光マイクロ球体をつくる

今回の研究成果は、人工光合成を可能にする新規物質の開発に関するものです。プレスリリースや論文として、その成果が報告されています。

Peptide Cross-linkers: Immobilization of Platinum Nanoparticles Highly Dispersed on Graphene Oxide Nanosheets with Enhanced Photocatalytic Activities

T. Mizutaru, G. Marzun, S. Kohsakowski, S. Barcikowski, D. Hong, H. Kotani, T. Kojima, T. Kondo, J. Nakamura, Y. Yamamoto

ACS Appl. Mater. Interfaces 2017, 9, 9996. DOI: 10.1021/acsami.6b16765

また、第一著者の水垂さんについて、山本先生からコメントをいただきました。

水垂 司君は、研究室配属時から人工光合成に関する研究がしたいという意思を持って本研究室に入りました。もともとこちらの研究室でもペプチドの集合化に関する研究は進めていましたが、人工光合成に関してどのように進めていくかは手探りでした。共同研究者にも恵まれました。本研究室に在籍した3年間で、様々な実験と議論を繰り返し、最終的に研究結果を論文発表できたことはとてもよかったと思います。

それでは、本研究成果に至るまでの物語をご覧ください!

Q1. 今回のプレス対象となったのはどんな研究ですか?簡単にご説明ください。

太陽光をエネルギー源として直接化学反応を起こす人工光合成は、環境・エネルギー問題の解決の解決に向けた注目されています。今回の研究は、生体分子の一つであるペプチドの二次構造であるβシート構造が側鎖をβシート面で分離できる点に着目し、シート状構造と広い光捕集特性をもつ酸化グラフェンの表面に、ペプチドを介することにより触媒効果や水素発生能をもつ白金ナノ粒子を効率的かつ高分散に固定化する手法を開発しました。作製した複合体に紫外光を照射することによって、高い色素退色効果が発現することを見出し、さらに可視光による水素発生を実現しました(T. Mizutaru et al., ACS Appl. Mater. Interfaces 2017, 9, 9996.)。

Q2. 本研究テーマについて、自分なりに工夫したところ、思い入れがあるところを教えてください。

私は高校生の頃から人工光合成に興味があり、光エネルギーを用いて化学エネルギー源である燃料になりうる化学物質を直接作れないかと考えていました。研究室配属の際に山本先生に相談したところ、ペプチドを用いた人工光合成に関する研究テーマを頂きました。一番の工夫点は、ペプチドβシートをクロスリンカーとして利用し、白金ナノ粒子と酸化グラフェンを効率的に連結した点です。もともと山本研究室では、Fmoc基で保護されたペプチドの形態制御の研究を進めていました。このペプチドは反平行βシート構造を取り、ペプチド側鎖の機能をシートの上下面に分離して集積できることから、酸化グラフェンと触媒をうまく連結して固定化できるのではないかと考えました。

 

Q3. 研究テーマの難しかったところはどこですか?またそれをどのように乗り越えましたか?

修士1年の時に、このペプチドβシートを凝集した金属ナノ粒子と複合した際に、金属ナノ粒子が再分散することに気づき、論文発表しました (T. Mizutaru et al., J. Mater. Chem. A, 2015, 3, 17612)。その後、酸化グラフェンとの複合化を進めましたが、光触媒に関する実験ノウハウや装置がなく、適切な手法が見つけられませんでした。そこで、金属ナノ粒子を提供していただいていたドイツDuisburg-Essen大学Stephan Barcikowski教授の研究室に2ヶ月間訪問して光退色実験などに関する実験技術を習得し、さらに筑波大化学科の小島隆彦教授のグループで水素発生の実験を行わせていただきました。

 

Q4. 将来は化学とどう関わっていきたいですか?

現在は自動車関連の企業に勤め始めたので、今後の配属部門にもよりますが、あまり研究として化学とは関わらなくなると思います。しかし、機会があれば科学館等での演示実験や教育活動等で化学の普及活動のボランティア活動で広く化学の楽しさを伝えていけたらいいなとは思います。

 

Q5. 最後に、読者の皆さんにメッセージをお願いします。

まずは自分がやりたいこと、目指したいもののビジョンを示して、それを実現するために何が必要なのか、今何ができるのかを考えることが重要だと思います。また、基礎や論文輪講での知識のフィードバックを疎かにしないことも大事だと思います。教科書に載っているような単純なことでも、その本質を見抜けば応用できることもあります。

最後に、この場を借りまして、筑波大学の山本洋平准教授、小島隆彦教授、小谷弘明助教、中村潤児教授、近藤剛弘准教授、ドイツDuisburg-Essen大学Barcikowski教授のグループに御礼申し上げます。

 

関連リンク

研究者のご略歴

水垂 司

筑波大学大学院・山本研究室

(現在はコンチネンタル・オートモーティブ株式会社入社)
2011年3月 北海道旭川東高等学校 卒業
2011年4月 筑波大学 理工学群 応用理工学類 入学
2014年3月 筑波大学 山本研究室に配属
2015年3月 筑波大学 理工学群 応用理工学類 卒業
2015年4月 筑波大学大学院 数理物質科学研究科 物性・分子工学専攻 前期博士課程 入学
2017年3月 筑波大学大学院 数理物質科学研究科 物性・分子工学専攻 前期博士課程 修了
2017年4月 コンチネンタル・オートモーティブ株式会社 入社
受賞
2016年11月10日 第31回高分子学会茨城地区若手交流会 優秀ポスター賞
2016年10月13日 AsiaNANO 2016 Pan Stanford Poster Award
在学時の研究テーマ
Fmocペプチドの自己組織化と金属複合による触媒機能

Orthogonene

投稿者の記事一覧

有機合成を専門にするシカゴ大学化学科PhD3年生です。
趣味はスポーツ(器械体操・筋トレ・ランニング)と読書です。
ゆくゆくはアメリカで教授になって活躍するため、日々精進中です。

http://donggroup-sites.uchicago.edu/

関連記事

  1. 研究者×Sigma-Aldrichコラボ試薬 のポータルサイト
  2. 「優れた研究テーマ」はどう選ぶべき?
  3. プリンターで印刷できる、電波を操る人工スーパー材料
  4. Happy Mole Day to You !!
  5. 配位子で保護された金クラスターの結合階層性の解明
  6. KISTECおもちゃレスキュー こども救急隊・こども鑑識隊
  7. 有機ケイ素化合物から触媒的に発生したフィッシャーカルベン錯体を同…
  8. 2020年の人気記事執筆者からのコメント全文を紹介

注目情報

ピックアップ記事

  1. クリストファー・ウォルシュ Christopher Walsh
  2. 求電子剤側で不斉を制御したアミノメチル化反応
  3. 稀少な金属種を使わない高効率金属錯体CO2還元光触媒
  4. 2012年ケムステ人気記事ランキング
  5. ニトリルオキシドの1,3-双極子付加環化 1,3-Dipolar Cycloaddition of Nitrile Oxide
  6. オンライン座談会『ケムステスタッフで語ろうぜ』開幕!
  7. アンドレイ・ユーディン Andrei K. Yudin
  8. 「イカ」 と合成高分子の複合により耐破壊性ハイドロゲルを開発!
  9. TED.comで世界最高の英語プレゼンを学ぶ
  10. グライコシンターゼ (Endo-M-N175Q) : Glycosynthase (Endo-M-N175Q)

関連商品

ケムステYoutube

ケムステSlack

月別アーカイブ

2017年4月
 12
3456789
10111213141516
17181920212223
24252627282930

注目情報

最新記事

アクリルアミド類のanti-Michael型付加反応の開発ーPd触媒による反応中間体の安定性が鍵―

第622回のスポットライトリサーチは、東京理科大学大学院理学研究科(松田研究室)修士2年の茂呂 諒太…

エントロピーを表す記号はなぜSなのか

Tshozoです。エントロピーの後日談が8年経っても一向に進んでないのは私が熱力学に向いてないことの…

AI解析プラットフォーム Multi-Sigmaとは?

Multi-Sigmaは少ないデータからAIによる予測、要因分析、最適化まで解析可能なプラットフォー…

【11/20~22】第41回メディシナルケミストリーシンポジウム@京都

概要メディシナルケミストリーシンポジウムは、日本の創薬力の向上或いは関連研究分野…

有機電解合成のはなし ~アンモニア常温常圧合成のキー技術~

(出典:燃料アンモニアサプライチェーンの構築 | NEDO グリーンイノベーション基金)Ts…

光触媒でエステルを多電子還元する

第621回のスポットライトリサーチは、分子科学研究所 生命・錯体分子科学研究領域(魚住グループ)にて…

ケムステSlackが開設5周年を迎えました!

日本初の化学専用オープンコミュニティとして発足した「ケムステSlack」が、めで…

人事・DX推進のご担当者の方へ〜研究開発でDXを進めるには

開催日:2024/07/24 申込みはこちら■開催概要新たな技術が生まれ続けるVUCAな…

酵素を照らす新たな光!アミノ酸の酸化的クロスカップリング

酵素と可視光レドックス触媒を協働させる、アミノ酸の酸化的クロスカップリング反応が開発された。多様な非…

二元貴金属酸化物触媒によるC–H活性化: 分子状酸素を酸化剤とするアレーンとカルボン酸の酸化的カップリング

第620回のスポットライトリサーチは、横浜国立大学大学院工学研究院(本倉研究室)の長谷川 慎吾 助教…

実験器具・用品を試してみたシリーズ

スポットライトリサーチムービー

PAGE TOP