地方独立行政法人大阪産業技術研究所 森之宮センター

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ハイブリッド材料研究室

有機無機ハイブリッドは有機と無機の特徴を併せ持つ新材料として、光学、電子材料などの多くの分野で利用され始めています。光硬化やゾルゲル、相分離などの技術を駆使した新しいポリマー、金属錯体や金属ナノ粒子を用いたハイブリッド創製を目指しています。

担当者 お問い合わせなどについては「*」印の連絡担当者へお願い致します。

  1. 渡瀬星児 *
  2. 御田村紘志
  3. 中村優志
対応する業界、素材や技術

有機無機ハイブリッド、機能性高分子、フォトポリマー、光学材料、発光材料、金属錯体、金属ナノ粒子、ナノ構造材料、触媒反応、ゾルゲル、モノリス、電子デバイス(有機TFT、有機EL、太陽電池、ダイオード)

対応する業界、素材や技術

研究内容

ナノ構造制御された多元素系ハイブリッドの創製と機能材料への展開

周期表にあるすべての元素の特徴に目を配りながら、それらを「巧みに組み合わせて特異な機能を持った化合物やナノ構造体を創り出す」。そしてそれらをさらに「高分子化または階層的に組み合わせることによって、制御された所望の機能を発現させる」。そんな次世代技術を目指して、新しい材料の開発研究を進めています。

光学材料(屈折率制御したハイブリッド薄膜)

ポリマー成分の光分解や高屈折率の無機酸化物等の添加組成を変化させる事で屈折率を制御したハイブリッド薄膜を作製しています。これらは、反射防止膜、フラットパネルディスプレイ等の光学デバイスに向けた有用な材料です。

光化学材料(屈折率制御したハイブリッド薄膜)

発光材料(ハイブリッド型固体りん光材料)

金属元素と有機化合物をうまく組み合わせることで、金属元素の特徴を活かして室温でも明るく発光する化合物を創っています。これをマトリックスとなる高分子材料とハイブリッド化することで、塗工性と発光特性に優れた固体りん光材料を開発しています。

発行材料(ハイブリッド型固体りん光材料)

電子材料(整流素子、電流注入発光素子)

プリンタブルエレクトロニクスによる半導体素子作製のための有機無機ハイブリッド材料を開発しました。ポリシルセスキオキサンをベースにした本材料は多機能で、省エネルギー、低コストな塗布・低温プロセスで成膜可能です。

触媒材料(有機合成用エポキシモノリスリアクター)

共連続多孔体であるエポキシモノリスにパラジウム触媒を担持したフロー合成用カラムリアクターを開発しました。通常のHPLCに接続するだけで、ヘック反応や鈴木カップリング反応等を効率的に起こすことができます。

触媒材料(有機合成用エポキシモノリスリアクター)

研究成果

外部資金(過去10年)

科学研究費補助金

10. 基盤研究(C)、2016-2018年度、

「レーザー光誘起によるハイブリッド薄膜の局所的機能制御」

研究代表者(松川公洋)、研究分担者(渡瀬星児).

9. 若手研究(B)、2015-2017年度、

「光透過性導電モノリス多孔体を基盤とした無機薄膜太陽電池の開発」

研究代表者(御田村紘志).

8. 新学術領域研究「元素ブロック高分子材料の創出」公募研究、2015-2016年度、

「元素ブロックを組み込んだポリシルセスキオキサン薄膜の半導体素子への応用」

研究代表者(渡瀬星児).

7. 若手研究(B)、2013-2014年度、

「モノリス型NiSn合金多孔体の創製とリチウムイオン二次電池負極への応用」

研究代表者(御田村紘志).

6. 新学術領域研究「元素ブロック高分子材料の創出」公募研究、2013-2014年度、

「元素ブロックのハイブリッド化によるポリシルセスキオキサン薄膜への半導体特性の付与」

研究代表者(渡瀬星児).

5. 新学術領域研究「元素ブロック高分子材料の創出」計画班、2012-2016年度、

「ナノ粒子を含んだ元素ブロック高分子の階層構造による機能発現」

研究代表者(松川公洋)、研究分担者(御田村紘志).

4. 基盤研究(C)、2012-2014年度、

「電界発光特性を有するりん光ハイブリッド薄膜の創製」

研究代表者(渡瀬星児).

3. 基盤研究(C)、2012-2014年度、

「ハイブリッド型モノリスカラムリアクターの創製と応用」

研究代表者(松川公洋)、研究分担者(御田村紘志).

2. 基盤研究(C)、2009-2011年度、

「金錯体のハイブリッド化による固体りん光材料の創成」

研究代表者(渡瀬星児).

1. 基盤研究(B)、2006-2008年度、

「発光性ハイブリッド錯体を活用した波長変換用光機能資材の開発と応用」

研究代表者(吉田勝平)、研究分担者(渡瀬星児、他).

その他

5. 研究成果最適展開支援事業 (JST)A-STEP フィージビリティスタディステージ 探索タイプ、

「自己修復性を有するポリマークレイナノハイブリッドの創製」

2010年度、研究代表者(松川公洋)、研究分担者(渡瀬星児、他).

4. 地域イノベーション創出総合支援事業(JST)重点地域研究開発プログラム「地域ニーズ即応型」、

「UV硬化型高屈折率ハイブリッドコーティング剤の開発」

2009年度、研究代表者(松川公洋)、研究分担者(渡瀬星児、他).

3. 地域イノベーション創出総合支援事業(JST)重点地域研究推進プログラム「育成研究」、

「固体発光性色素を活用した農園芸用波長変換被覆資材の開発」

2006-2008年度、研究代表者(吉田勝平)、研究分担者(渡瀬星児、他).

2. 地域イノベーション創出総合支援事業(JST)重点地域研究推進プログラム「育成研究」、

「フレキシブル表示デバイス用TFTのための新規有機無機ハイブリッド材料の開発」

2006-2008年度、研究代表者(松川公洋)、研究協力者(渡瀬星児、他).

1. 革新的次世代太陽光発電システム技術開発研究(NEDO)、

「酸化物系薄膜太陽電池の研究開発」

2004-2005年度、研究代表者(伊崎昌伸)研究分担者(渡瀬星児、他).

論文(2014年以降)

2016

2.  “Synthesis of DipyridinogermoleCopper Complex as Soluble Phosphorescent Material,

Kazuya Murakami, Yousuke Ooyama, Seiji Watase, Kimihiro Matsukawa, Shun Omagari, Takayuki Nakanishi, Yasuchika Hasegawa, Kei Inumaru, Joji Ohshita,

Chemistry Letters, 45, 502-504 (2016).

1.  “Highly Efficient Solid-State Phosphorescence of Platinum Dihalide Complexes with 9-Phenyl-9-arsafluorene Ligands,

Hiroaki Imoto, Susumu Tanaka, Takuji Kato, Seiji Watase, Kimihiro Matsukawa, Takashi Yumura, Kensuke Naka,

Organometallics, 35, 364-369 (2016).

2015

10.  “無電解銅めっき形成のためのパラジウム触媒含有ポリシルセスキオキサン薄膜の作製”,

手嶋彩由里, 村橋浩一郎, 大塚邦顕, 御田村紘志, 渡瀬星児, 松川公洋,

エレクトロニクス実装学会誌, 18, 479-485 (2015).

9.  “Effect of alkyl groups on emission properties of aggregation induced emission active N-alkyl arylaminomaleimide dyes,

Hiroaki Imoto, Katsuya Nohmi, Kohei Kizaki, Seiji Watase, Kimihiro Matsukawa, Shunsuke Yamamoto, Masaya Mitsuishi, Kensuke Naka,

RSC Advances, 5, 94344-94350 (2015).

8.  “Practical Synthesis and Properties of 2,5-Diarylarsoles,

Makoto Ishidoshiro, Yoshimasa Matsumura, Hiroaki Imoto, Yasuyuki Irie, Takuji Kato, Seiji Watase, Kimihiro Matsukawa, Shinsuke Inagi, Ikuyoshi Tomita, Kensuke Naka,

Organic Letters, 17, 4854-4857 (2015).

7.  “Effects of Silica Nanoparticle Addition on Polymer Semiconductor Wettability and Carrier Mobility in Solution-Processable Organic Transistors on Hydrophobic Substrates,

Takashi Nagase, Masashi Yoshikawa, Saori Yamazaki, Takashi Kobayashi, Seiji Watase, Mitsuru Watanabe, Kimihiro Matsukawa, Hiroyoshi Naito,

Journal of Polymer Science, Part B: Polymer Physics, 54, 509-516 (2015).

6.  “As-Stereogenic C2-Symmetric Organoarsines: Synthesis and Enantioselective Self-Assembly into Dinuclear Triple-Stranded Helicate with Copper Iodide,

Hiroki Adach, Hiroaki Imoto, Seiji Watase, Kimihiro Matsukawa, Kensuke Naka,

Dalton Transaction, 44, 15372-15376 (2015).

5. “Color Tuning of Aggregation Induced Emission Active Maleimide Dyes by Molecular Design and Morphology Control,

Hiroaki Imoto, Kohei Kizaki, Seiji Watase, Kimihiro Matsukawa, Kensuke Naka,

Chemistry - A European Journal, 21, 12105-12111 (2015).

4. “Selective Synthesis of cis-trans-cis Cyclic Tetrasiloxanes and the Formation of Their Two-dimensional Layered Aggregates,

Shota Kinoshita, Seiji Watase, Kimihiro Matsukawa, Yoshiro Kaneko,

Journal of the American Chemical Society, 137, 5061-5065 (2015).

3. “Synthesis of dithienogermole-containing oligo- and polysilsesquioxanes as luminescent materials, Joji Ohshita, Masashi Nakamura, Seiji Watase, Kimihiro Matsukawa,

Dalton Transaction, 44, 8214-8220 (2015).

2. “Synthesis of Hydrophilic and Hydrophobic Carbon Nanoparticles from Benzene/Water Bilayer Solution with Femtosecond Laser Generated Plasma Filaments in Water,

Tomoyuki Hamaguchi, Takuya Okamoto, Koji Mitamura, Kimihiro Matsukawa, Tomoyuki Yatsuhashi,

Bulletin of the Chemical Society of Japan, 88, 251-261 (2015).

1. “Modification of PEN and PET film surfaces by plasma treatment and layer-by-layer assembly of polyelectrolyte multilayer thin films,

Toshiyuki Tamai, Mitsuru Watanabe, Koji Mitamura,

Colloid and Polymer Science, 293, 1349-1356 (2015).

2014

7.  “Preparation and Electric Property of Polysilsesquioxane Thin Films Incorporating Carbazole Groups”,

Seiji Watase, Daiki Fujisaki, Mitsuru Watanabe, Koji Mitamura, Noboru Nishioka, and Kimihiro Matsukawa,

Chemistry - A European Journal, 20, 12773–12776 (2014).

6.  “Polymorph Control of Luminescence Properties in Molecular Crystals of a Platinum and Organoaresenic Complex and Formation of Stable One-Dimensional Nanochannel,

Hikaru Unesaki, Takuji Kato, Seiji Watase, Kimihiro Matsukawa, and Kensuke Naka,

Inorganic Chemistry, 53, 8270-8277 (2014).

5. “側鎖末端シリル化ビスフェニルフルオレン-チタニアハイブリッド薄膜の作製と屈折率に及ぼす側鎖長の影響”,

南 有紀, 吉本拓真, 西岡 昇, 渡瀬星児, 松川公洋,

日本接着学会誌, 50, 217-222 (2014).

4.  “Transformation of Sulfur to Organic−Inorganic Hybrids Employed by POSS Networks and Their Application for the Modulation of Refractive Indices”,

K. Tanaka, H. Yamane, K. Mitamura, S. Watase, K. Matsukawa, and Y. Chujo,

Journal of Polymser Science, Part A: Polymer Chemistry, 52, 2588-2595 (2014).

3.  “Preparation of Photo-cured Hybrid Thin Films using Zirconia Nanoparticles Modified with Dual Site Silane Coupling Agent,

Y. Minami, K. Murata, S. Watase, and K. Matsukawa,

Journal of Photopolymer Science and Technology, 27, 261-262 (2014).

2. “Influence of high-temperature oxidation on photoluminescent properties of white SiOC(H) ceramics,

M. Narisawa, S. Watase, K. Matsukawa, T. Kawai, Y. Kawamoto, T Matsui, A. Iwase,

Journal of Non-Crystalline Solids, 391, 1–5 (2014).

1. “Investigation of photoluminescence of Si−O−C(−H) ceramics at an early stage of decarbonization by using high energy excitation,

M. Narisawa, T. Kawai, S. Watase, K. Matsukawa, and A. Iwase,

AIP Advances, 4, 017118 (2014).

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