京都工芸繊維大学 産学公連携推進センター

■研究の概要

水質汚濁防止法(下水道法)が2001年に改正され、フッ素の排水基準は15ppmから8ppmと非常に厳しくなっています。フッ素化合物は熱的、化学的安定性と界面的特性に特長があり、生物活性に特異な性質をもつため、有機合成、医学、農学などの分野や様々な産業で使用され、その適切な処理が必要です。エレクトロニクス分野やめっき処理工程などで使用されているホウフッ化物は難分解性で、フッ素の処理を困難にしています。
そこで本研究では、フッ素とホウフッ化物混合試料の分析法、並びにマイクロ波加熱を用いる迅速なホウフッ化物の分解法を開発しました。分解後のフッ素は、カルシウムイオンでフッ化カルシウムとして沈殿処理後、さらにジルコニウム担持のキレート樹脂を用いて処理する二段階処理により、フッ素濃度1ppm以下に処理することが可能です。

■研究の概要

我々は有機合成化学を土台とし、高分子合成、無機合成の手法も積極的に取り入れることで有機無機複合型化合物・錯体およびナノ複合材料の開拓を行っています。ナノ複合材料に関して、最近では材料系や化学系のみならず機械系や電気・電子系など様々な研究者と扱う対象が重なっていますが、広い意味における革新的な有機材料を開発するためには、化学反応と化学的相互作用を真に理解し制御するという最も基本的なところを強く意識した材料開発が必要です。
環境調和型プロセスによる革新的な有機無機ナノ複合型材料の開拓を目指して、有機物と無機物との界面における錯体形成を含めた化学反応や相互作用の制御という真に分子レベルでの基礎的な電子授受の手法を探索することを基盤として、独創的な機能分子、高分子および材料の開拓を行っています。

■研究の概要

物質や材料にフッ素原子を導入すると、様々な機能が生まれます。
●耐薬品性・耐熱性・耐候性
●撥水撥油性・防汚性・低屈性率・非粘着性
●薬効の増大および選択性の向上
フッ素化合物は、他の元素では見られないフッ素原子に特有な効果によって上記のような機能を発現するため、多分野で幅広く活用されています。医農薬、液晶材料等のほか、最近では燃料電池の電解質膜への応用が極めて期待されており、今後ますます大きな需要が期待される化合物です。しかし、フッ素原子の特異性のために、既存の有機合成手法では、目的のフッ素化合物を調達することがしばしば困難です。我々はこの点に着目して、より安価な材料から、様々な分野のニーズに応えられるような高付加価値のフッ素中間体をより簡単に合成する手法の開発を行っています。

■研究の概要

シリカモノリスは、相分離（物質が異なる領域に分離する現象。通常、多孔質などの不均質な材料構造を生じる。）を伴うゾル―ゲル法（液相から出発する材料合成法。特に無機材料・セラミックスにおいて、革新的なプロセス。）によって調製される一体型の素材で、微視的には三次元網目構造を取ります。調製条件を厳密に管理することで、μmサイズのマクロ孔とnmサイズのメソ孔を独立に調整可能です。この素材は多孔性に基づく大きな表面積と、高い液体の浸透率による高効率物質移動を可能にしており、現在HPLCのカラム担体として、従来の分析系の10倍の分析速度および分離性能を実現しています。シリカモノリスは有機合成反応や生化学反応の担体および触媒担体としても望ましい性質を兼ね備えていると考えられるので、この方面の応用も検討中です。シリカモノリスの合成から表面修飾による機能化、性能評価まで一貫して行っております。