客觀日本

【先驅科研人】在無機合成化學領域自由控制組成、結構與形態,從失敗中摸索新方法解決社會課題

2026年01月27日 科學家訪談
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Q1 您立志成為研究者的契機是什麼?
A1 挑戰「無法解釋」的樂趣

我原本並沒有立志成為研究者。在中學的時候受到一位化學老師的影響,萌生了將來像他一樣從事教育的想法。這位老師的課程以實驗和報告為主,形式十分獨特,雖然考試很難,但課堂內容非常有趣。通過化學也許能夠理解並解釋世間的許多現象,這就是我邁上化學之路的起點。

進入大學研究室後,讓我直面了現實:世界上存在大量未被闡明的現象,單用化學無法解釋的事情其實很多。即便如此,我仍然被依靠自己的想法解開未知,並不斷挑戰新事物而著迷。此外,不同於高中階段以單向傳授為主的教育方式,大學營造了教師與學生能夠雙向交流、共同學習的環境,正是這種環境吸引了我,促使我最終選擇了同時從事研究與教育的大學研究者之路。

Q2 目前正在進行什麼研究?
A2 組合無機物創造新材料

我所從事的無機合成化學,是一門通過調控無機物質的組成、結構和形態來創造新材料的學科。以往在無機物質的合成中,人們通常將原料混合後在高溫條件下進行燒結或熔融,但這種方法難以按照預期對組成、結構和形態加以精確控制。因此,我在明確目標材料設計的基礎上,從簡單結構逐步構築材料體系,致力於探索並開發新的合成方法。

在ERATO項目中,我們正在製作可用於解決環境與能源問題的奈米空間材料。具有奈米級孔洞的多孔材料,每克可擁有數百平方公尺的表面積,作為觸媒能夠展現出優異的性能。我們通過對具備不同功能的材料進行精密製備並加以組合,致力於創造出集成多種功能的新型材料。

近年來,我們開發出了一種利用水溶性模板的全新合成方法。這一發現源於一次失敗。此前在研究酸氟化物的新型合成方法時,好不容易製備出的材料卻溶解於水,一度讓我感到十分懊喪,認為其無法作為材料使用。然而在數年之後,我意識到如果材料能夠輕易溶於水,反而可以將其作為模板使用,由此發現了一種以鈣鈦礦型氟化物奈米粒子作為模板的多孔有機聚合物合成方法。通過轉變思路,研究方向從原本專注的無機材料,拓展到了新型有機材料的創製。採用該方法製備的光催化用多孔有機聚合物材料,與既往方法獲得的同組成物質相比,實現了更高的活性。

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以氟化物作為水溶性模板的多孔聚合體合成示意圖:分子在氟化物粒子之間發生聚合,通過去除氟化物,形成多孔聚合體。

Q3 對立志成為研究者的人有何建議
A3 失敗中蘊藏著新研究的萌芽

2026年起,我還開始在NEDO任職,這讓我愈發強烈地認識到技術唯有真正用於解決社會課題,才具備其應有的價值。在與企業開展的聯合研究中,我們正在推進一種可在常溫條件下將一氧化碳轉化為二氧化碳的催化過濾器的開發。通過將該技術應用於災害避難設施的通風裝置中,或許能為守護人們的生命安全作出貢獻。

在研究過程中,研究者可以將自己的構想付諸實現,並挑戰世界首創。雖然失敗在所難免,但新的研究萌芽往往就蘊藏其中。重要的是,不要讓失敗止步於失敗本身,而要從中轉換思路,探索並找到新的道路。(TEXT:畑邊康浩)

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原文:JSTnews 2026年1月號
翻譯:JST客觀日本編輯部

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