バーチャル大講座 機能高分子材料研究講座 鶴岡高専
講座の研究開発 目標
研究概要
以下の５つのテーマを掲げ実施（詳細別紙）
・機能性イオン液体を用いた先端材料開発
・次世代リチウムイオン二次電池の研究開発
・ポリマーモノリス材料の研究開発
・構造タンパク質素材の研究開発
・濃厚ポリマーブラシのレジリエンシー強化とトライボロジー応用
本研究グループは、国立研究所・大学・企業・全国高等専門学校と連携し、実用 化に向け、既存材料にイオン液体ならびにイオン液体性の高分子を複合すること で、既存材料と比較して性能の向上ならびに実用性に耐えうる耐久性、耐熱性を 兼ね備えた新材料（高エネルギー密度リチウムイオン電池、新規固体高分子形燃 料電池、超低摩擦材料、高機能タンパク素材）を開発することで、エネルギー利用 の高効率化を図ることを目標とする。
研究の特徴
・特筆すべき事項
物質材料研究機構(NIMS)、京都大学、東北大学、spiber株式会社と国立研究 機関、大学、企業が参画しており、また学校内でも7名の教員が参画している。
学会発表、シンポジウムなどアウトリーチ活動を積極的に行っている。
・将来の発展性
新材料の開発は、日本の将来を左右する産業の一つである。イオン液体の持 つ特徴を付与した新材料の開発は、従来材料より耐熱・不揮発といった耐環境 性能向上につながる技術であり、社会実装に向けた研究において今後さらに発 展を続ける研究分野である。
・目標達成の確度
５つのテーマにはそれぞれ大型な研究プロジェクトがついており、年度ごとの 研究計画に沿って研究遂行している。
・社会に与えるインパクト
開発するすべての新材料が社会実装に向けた実証試験を踏まえて取り組ん でおり、成果創出が即実社会に反映されるため、社会に大きなインパクトを与え ることが可能である。
・その他 主張したい点
KOSEN全体を牽引できる大講座として、飛躍したいと考えている。K-ARCに全国 高専より若手教員を誘致して、研究課題解決の迅速化をはかるとともに若手教 員の人材育成にも努めていく。
構成メンバー（教員）
佐藤貴哉 教授 創造工学科 専門：機能高分子化学、繊維化学、エネルギーデバイス材料、
トライボロジー材料
森永隆志 准教授 創造工学科 専門：高分子化学、有機・無機複合材料 上條利夫 准教授 創造工学科 専門：分析化学、材料化学、トライボロジー 加賀田秀樹 特命准教授 創造工学科 専門：高分子材料開発
伊藤滋啓 助教 創造工学科 専門：結晶化学、無機化学、材料化学、固体化学 荒船博之 助教 創造工学科 専門：分析化学、材料化学、分光学
正村亮 助教 創造工学科 専門：有機化学、材料化学
バーチャル大講座 機能高分子材料研究講座 鶴岡高専
現在の連携（学外連携）
物質材料研究機構(NIMS) 京都大学 東北大学 spiber株式会社
講座運営の方針
バーチャル大講座 機能高分子材料研究講座 鶴岡高専
鶴岡に設置したK-ARCを中心に全国高専、全国教育研究機関、
企業とでコンソーシアムを設立し運営
外部資金実績
外部資金申請予定
バーチャル大講座 機能高分子材料研究講座 鶴岡高専
独⽴⾏政法⼈科学技術振興機構(JST) 戦略的創造研究推進事業(CREST) 主たる共同研究者：佐藤貴哉 採択年度：2009年度〜2014年度 70百万円 地域イノベーション創出研究開発事業 123百万円
研究代表者：佐藤貴哉 採択年度：2010年度〜2011年度
文部科学省⼤学発グリーンイノベーション創出事業GRENE事業先進環境材料分野 主たる共同研究者：佐藤貴哉 採択年度：2010年度〜2015年度 66百万円
文部科学省 「ナノテクノロジーを活用した環境技術開発プログラム」ナノ材料科学環境拠点（GREEN）
主たる共同研究者：佐藤貴哉 採択年度：2010年度〜2015年度 10百万円 独⽴⾏政法⼈新エネルギー・産業技術総合開発機構
主たる共同研究者：佐藤貴哉 採択年度：2012年度〜2014年度 21百万円 独⽴⾏政法⼈新エネルギー・産業技術総合開発機構
主たる共同研究者：佐藤貴哉 採択年度：2012年度〜2016年度 55百万円 基盤研究B 採択年⽉: 2015年4⽉〜2018年3月 研究代表者:佐藤貴哉 20百万円 挑戦的萌芽 採択年⽉: 2013年4⽉〜2016年3月 研究代表者:佐藤貴哉 5百万円 基盤研究C 採択年⽉: 2010年4⽉〜2013年3月 研究代表者:佐藤貴哉 5百万円 基盤研究C 採択年⽉: 2014年4⽉〜2018年3月 研究代表者:森永隆志 5百万円 若⼿研究A 採択年⽉: 2011年4⽉〜2015年3月 研究代表者:森永隆志 20百万円 若⼿研究B 採択年⽉: 2013年4⽉〜2016年3月 研究代表者:上條利夫 5百万円 若⼿研究B 採択年⽉: 2014年4⽉〜2016年3月 研究代表者:荒船博之 5百万円
独⽴⾏政法⼈国⽴⾼等専⾨学校機構 平成27年度研究プロジェクト経費（若⼿研究）研究代表者:上條利夫 百万円
内閣府 革新的研究開発推進プログラム（ImPACT）50百万円 挑戦的萌芽 5百万円
基盤研究C 5百万円 基盤研究C 5百万円 若⼿研究A 20百万円 若⼿研究B 5百万円
400MHz核磁気 共鳴装置(NMR)
共焦点レーザー 顕微鏡 多角度光散乱検出器
(SEC-MALS) レオメータ 高分解能TEM+EDX
[Fe]
[P]
[O]
高分子複合体の元素マッピング
⾼分⼦の純度,転化率, 絶対分⼦量の算出やレオロジー特性評価
3D階層構造の非破壊観察
電池特性評価 潤滑特性評価
往復動型摩擦試験機 電気化学測定
高分子合成・物性評価：
Ø 400MHz 核磁気共鳴装置 Ø 多角度光散乱検出器 Ø 回転式レオメータ
Ø 大容量グローブボックスetc…
高分子の構造評価：
Ø 走査型電子顕微鏡(SEM) Ø 透過型電子顕微鏡(TEM) Ø 共焦点レーザー顕微鏡 Ø 原子間力顕微鏡(AFM) etc…
高分子の機能評価：
Ø 電気化学測定装置 Ø 往復動型摩擦試験機 Ø 万能材料試験機 etc…
他研究機関との相互連携 Ø 物質・材料研究機構(NIMS) Ø 京都大学
Ø 東北大学
研究ファシリティー
NIMS,京都大学,東北⼤学との相互連携
→必要に応じて研究設備を相互に利⽤
バーチャル大講座 機能高分子材料研究講座 鶴岡高専
機能性イオン液体を用いた先端材料開発
・独立行政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：プロセスインテグレーションによる機能発現ナノシステムの創製 」
“濃厚ポリマーブラシの階層化による新規ナノシステムの創製”
（2009年度～2014年度）
・挑戦的萌芽研究
“多価イオン性に着眼した電気二重層キャパシタ用イオン液体の合成とその機能”
（2013年度～2015年度）
バーチャル大講座 機能高分子材料研究講座 鶴岡高専
次世代リチウムイオン二次電池の研究開発
・地域イノベーション創出研究開発事業
“イオン液体と高分子の複合化による高安全固体電解質の研究開発”
（2010年度～2011年度）
・独立行政法人新エネルギー・産業技術総合開発機構
「リチウムイオン電池応用・実用化先端技術開発事業」
“高容量・低コスト酸化物正極を用いた高エネルギー密度リチウムイオン電池の研究開発”
（2012年度～2016年度）
・基盤研究（C）
“電池の高電圧化を可能にする微粒子集積ポリマー電解質”
（2010年度～2012年度）
バーチャル大講座 機能高分子材料研究講座 鶴岡高専
次世代固体高分子形燃料電池（ PEFC ）の研究開発
・文部科学省 「ナノテクノロジーを活用した環境技術開発プログラム」
ナノ材料科学環境拠点（GREEN） 革新高分子電解質設計グループ
（2012年度～）
・基盤研究（C）
“中高温動作燃料電池の高性能化に資する新規イオン液体型アニオンポリマーの開発”
（2014年度～2017年度）
・若手研究（A）
“プロトン伝導性イオン液体ポリマーを用いた新規固体高分子形燃料電池の開発”
（2011年度～2014年度）
バーチャル大講座 機能高分子材料研究講座 鶴岡高専
ポリマーモノリス材料の研究開発
・独立行政法人新エネルギー・産業技術総合開発機構
「新エネルギーベンチャー技術革新事業／新エネルギーベンチャー技術革新事業」
“ポリマーモノリスの構造制御による高信頼性リチウムイオン電解質膜の開発”
（2012年度～2014年度）
u 共連続構造
重合誘起スピノーダル 相分離プロセスの利用 u 高気孔率／比表面積
（従来用途）物質分離用カラム
5 mm
高分子多孔体
（ポリマーモノリス）
課題
・細孔径が㎛オーダー
（数～数十㎛）
・材質・細孔構造・マクロ形状の 設計が限定的
バーチャル大講座 機能高分子材料研究講座 鶴岡高専
バーチャル大講座 機能高分子材料研究講座 鶴岡高専
構造タンパク質素材の研究開発
・先進素材講座（鶴岡高専－Spiber連携講座）
“人工的に合成されたクモ糸のタンパク質（フィブロイン）に関する研究”
（2015年度～）
