古谷昌研究室（有機・高分子材料 研究室）
福井工業高等専門学校 物質工学科
2024.04.16更新
お知らせ：過去のお知らせは，こちら．
研究室について：シンプルな分子・反応設計に基づいて，刺激に「応答する」高分子材料 や 環境に「適応する」高分子材料 の研究に取り組んでいます．また，プラスチックごみ問題の解決に貢献するべく，「劣化していく」高分子材料 に関する調査・研究も進めています．私たちが行なうすべての研究の根底には，環境問題（特に，プラスチックごみ問題）の解決に貢献したい，という思いがあります．
【研究キーワード】
刺激応答，環境適応，UV硬化，SS結合，平衡反応，解体性接着材料，万能型接着材料，プラスチックごみ．
メンバー（と 各人の研究対象）：敬称略，アイウエオ順
専攻科生
1ES 岡田（擬態分子構造）
1ES 松井（万能型UV接着材料）
本科生
5C 江﨑（和紙原料）
5C 髙島（解体性UV接着材料）
2024.04.12 撮影（タイトル：研究で誰かを♡に！）
保護メガネには「古谷 昌研 究室 超絶 謙虚」と書いてあります．物事・人に対して常に謙虚に向き合おう，ということです．「超絶謙虚」って今風だなと思いました．
研究内容：
(1) 刺激に「応答する」高分子材料
加温と微小応力で「解体する」光接着材料 …接着剤は，工業製品の軽量化に大いに貢献してきました．特に，光接着剤は短時間・非加熱・局所的な接着が可能で，産業界で重要な役割を果たしています．しかし，一度接着させたものを解体することは困難であり，再使用（リユース）や再利用（リサイクル）の妨げになっています．そこで近年当研究室では，ジスルフィド（SS）結合どうしの交換反応に着目し，これを組み込むことで解体性を付与した光接着材料を提案しています．室温下で使用しているときは，SS結合は共有結合として接着層の強度を高く維持します．一方，使用後100℃程度で加熱したときは，SS結合どうしの交換反応が活発になり，わずかな応力印加で接着層が解体します．さらに，接着対象の表面に残った接着層は，再び100℃程度で加熱すれば再接着に使用可能となります．
重金属イオン添加で「変色する」吸着材料 …水中や空気中の汚染物質を確実に除去する技術は，人々の健康的な生活や持続可能な社会の実現に欠かせません．当研究室では，重金属イオンや有害タンパク質との強い相互作用を期待して，多数のSS結合を組み込んだUV硬化膜などを作製し，様々な有害物質に対する吸着能を評価しています．吸着の過程で膜の着色や不透明化が見られたことから，有害物質の除去剤としての応用の他，有害物質センサーとしての応用も考えています．
(2) 環境に「適応する」高分子材料
表面特性に対し「平衡反応で適応する」光接着材料 …接着剤，特に光接着剤の重要性については，前述した通りです．軽量化が常に求められる工業製品における素材の多様化や複合化に伴い，異種材を強固に接着できる万能型接着材料の開発が盛んに行なわれています．当研究室では，平衡反応を起こす種々の化学構造（例：2-メルカプトピリジル基）を，接着層中の高分子側鎖に導入することを提案しています．このような化学構造は，極性などの周囲環境に応じて可逆的に変化することができるため，接着対象と接着層の界面における相互作用が最大化し，結果的にどのような接着対象においても高い接着強度を実現できると考えています．
(3)「劣化していく」高分子材料
プラスチックごみの劣化因子の調査 …近年，環境汚染物質の一つとして注目されるようになった，マイクロプラスチック．それらの多くは，プラスチックごみが自然環境中で光，熱，外力などの刺激に曝され，次第に断片化・細分化されることで発生します．しかし，その過程の詳細については明らかになっていません．そこで当研究室では，プラスチック製品やプラスチックごみの力学特性や化学特性を多角的に評価し，どのような刺激がどのようにプラスチックに作用していくのか，ということについて考察しています．
研究設備：
引張試験機（株式会社エー・アンド・デイ社製，MCT-2150）
UV-LED光源（シーシーエス株式会社製，EFICET 8332C，AC8366-365，AC8312C，波長365 nm単色，～1 W/cm2@Φ12 mm & W.D. 30 mm）
UV光源（Analytik Jena GmbH社製，3UVTM-36UVLamp，254, 302および365 nmで波長切替可）
光量計（ウシオ電機株式会社製，UIT-250/UVD-C365およびUVD-C254）
UVメーター（株式会社マザーツール社製，UV-340A，290～390 nm，～19,990 mW/cm2）
アプリケーター（テスター産業株式会社製，SA-201）
マイクロメーター（株式会社ミツトヨ製，MDQ-30MX，最小表示量：0.001 mm，計測可能範囲：0～30 mm）
卓上ハンドミクロトーム（ケニス株式会社製，THK）
ガラスプレートカッター（大成化光株式会社オーエムラボラトリー製）
卓上多本架遠心機（株式会社トミー精工製，LCX-200，最高回転数：4500 rpm）
定温乾燥器（アズワン株式会社製，EO-450V，最高加熱温度：300℃）
ホットマグネットスターラー（IKAジャパン株式会社製，C-mag HS7 digital，最高表面温度：500℃）
ホットプレート（アズワン株式会社製，HHP-140D，最高表面温度：250℃）
鉛筆ひっかき硬度試験器（株式会社佐藤商事社製，MJ-PHT，6B～9H対応）
接触角計（株式会社エキシマ社製，SImage Entry 6，水・有機溶媒ともに対応可）
水質計（東亜ディーケーケー株式会社製，MM-42DP，pH・EC・ORP測定用）
紫外可視分光光度計（UV-Vis，Agilent Technologies社製，Cary60）
デジタルドライデシケーター（太洋株式会社製，TDD-S600CPC，15～40%RH@25℃
± 5%RH）
クールインキュベーター（株式会社生田産業社製，A0601-2V，5～60℃
± 1℃，2室独立制御）
マイクロスコープ（ケニス株式会社製，UM05）
ゲル浸透クロマトグラフ（GPC，共通機器，日本ウォーターズ株式会社製，Breeze QS System，キャリア溶媒：DMF with LiBr (10 mM)，分子量4,000,000まで対応可）
差動型示差熱天秤（TG-DTA，共通機器，株式会社リガク社製，Thermo plus EVO II
TG8120）
高感度示差走査熱量計（DSC，共通機器，株式会社リガク社製，Thermo plus EVO II
DSC8230）
核磁気共鳴装置（NMR，共通機器，Bruker社製，AVANCEIII
400 MHz）
フーリエ変換赤外吸収測定装置（FT-IR（透過，全反射），共通機器，Perkin Elmer社製，Spectrum100）
ホットステージシステム（共通機器，メトラー･トレド株式会社製，HS82）
水晶振動子マイクロバランス（QCM，共通機器，セイコー･イージーアンドジー株式会社製，QCM922A（本体），CN-40A（クールインキュベーター））
ガスクロマトグラフ質量分析計（GC-MS，共通機器，株式会社島津製作所製，GC-17A with
GCMS-QP5050）
超微小押込み硬さ試験機（機械工学科，株式会社エリオニクス，ENT-1100a）
エレクトロスプレーイオン化/大気圧化学イオン化質量分析計（ESI/APCI-MS，松井栄研究室，株式会社エービー・サイエックス社製，API2000）
マトリックス支援レーザー脱離イオン化飛行時間型質量分析計（MALDI-TOF-MS，松井栄研究室，Bruker社製，MicroflexLRF）
紫外可視分光光度計（UV-Vis，松井栄研究室，株式会社日立ハイテクサイエンス社製，U-0080D）
研究業績：2019（令和元）年度までの研究業績は，こちら．福井高専着任～2021（令和3）年度までの研究業績は，こちら．
(1) 学術雑誌等に発表した論文（レフリー付）
2023（令和5）年度
1.
Masahiro Furutani, Keiji
Washida, Tomoki Hata,
Daichi Uchida, Chisato Sakamoto, “Adsorption Property of UV-cured Films Containing Disulfide Bonds in
Water,” Mater.
Technol. 2023,
41(6), 42-48.
2.
大江悠人、古谷昌大、片岡智哉、「紫外線照射実験に基づく河川流域内プラスチックごみからの微細プラスチック発生量推計」、土木学会論文集 2024, 80(16), ID: 23-16030.
3.
Masahiro Furutani, Daichi Uchida, Keiji Washida, “Adhesion, thermal dismantlement, and re-adhesion using chemical
property of disulfide bonds in a methacryl
resin-based photo-adhesion system,” Bulletins of National Institute of Technology (KOSEN), Fukui College（福井高専研究紀要）
2024, 57, 1-6.
2024（令和6）年度
1.
2023（令和5）年度
1. 古谷昌大、門屋飛央、「本科１年生の特別活動時間を利用したクラス単位での理科研究およびその教育効果」、日本高専学会誌 2023, 28, 47-53（レフリー付）.
2024（令和6）年度
1.
(3) 学会発表など
2023（令和5）年度
1.
○古谷昌大，鷲田圭司，畑朋輝，「金属イオン吸着能を有する含ジスルフィド結合UV硬化膜の作製」1Pb058，第72回高分子学会年次大会（Gメッセ群馬）．
2.
○古谷昌大，笛吹渉，西端千遼，千京律斗，「オルト位置換ピリジン部位を有する光接着材料用モノマーの合成と性質」C-12，第61回日本接着学会年次大会（東京たま未来メッセ）．
3.
○⼤江悠⼈1，古谷昌大2，片岡智哉1，「紫外線照射実験に基づく河川流域内プラスチックごみからの微細プラスチック発⽣量推計」S05-030，第68回⽔⼯学講演会（大阪大学中之島センター）．1愛媛大院・理工，2福井高専．
4.
○古谷昌大，鷲田圭司，畑朋輝，「SS結合の性質を利用した水中での重金属イオン吸着」No.9，JOINTフォーラム2023（鯖江市嚮陽会館）．
5.
○⼤江悠⼈1，野澤颯一郎2，古谷昌大3，片岡智哉1，「乾湿状態の違いによる飲料用ボトルキャップの紫外線劣化過程の変化」3-A-10-4，第58回日本水環境学会年会（九州大学）．1愛媛大院・理工，2愛媛大・工，3福井高専・物質工．
6.
[支部長賞受賞]○松井実玖，古谷昌大，「含ヒドロキシピリジル基UV接着材料の開発および性能評価」No.3，日本化学会近畿支部 第26回工業高等専門学校生 化学研究発表会（大阪科学技術センター）．
7.
○岡田ひなた，古谷昌大，「2-アミノピリジル基を有するメタクリルモノマーの合成および光接着材料への応用」P1-2am-03，日本化学会第104春季年会（日本大学船橋キャンパス）．
8.
河野真琴，○古谷昌大，嶋田千香「トロロアオイ根粘液から分離した固形分の化学分析」P1-2am-04，日本化学会第104春季年会（日本大学船橋キャンパス）．
9.
○松井実玖，古谷昌大，「ヒドロキシピリジル基を有するメタクリルモノマーの合成および光接着材料への応用」P1-2am-05，日本化学会第104春季年会（日本大学船橋キャンパス）．
10.
○中川景介1，岩本侑季美1，古谷昌大1，片岡智哉2，「ボトルキャップからの有機溶媒抽出物の分析」P1-2am-14，日本化学会第104春季年会（日本大学船橋キャンパス）．1福井高専，2愛媛大学．
2024（令和6）年度
1.
[依頼]○古谷昌大，「可逆的に開裂する化学構造を活用した解体性接着剤の開発」易解体性接着のトレンドと分子、材料設計技術
第4講（技術情報協会Webセミナー）．
アクセス：物質工学科 新棟２階（実験室 ＆ 居室） 地図
OB・OG：敬称略，アイウエオ順
０期生（５名）
内田大智（材・準学士），坂口元弥（材・準学士），田中新（生・準学士），前野華子（生・準学士）：2020（令和2）年度卒業
鷲田圭司（材・学士）：2021（令和3）年度修了
進路…豊橋技術科学大学工学部，信越化学工業株式会社，豊橋技術科学大学工学部，東京農工大学工学部，福井大学大学院
1期生（４名）
市橋太志（材・準学士），千京律斗（生・準学士），土井開矢（生・準学士），西端千遼（材・準学士）：2021（令和3）年度卒業
進路…KBセーレン株式会社，福井高専専攻科，三洋化成工業株式会社，柳井化学工業株式会社
２期生（４名）
岩本侑季美（生・準学士），笛吹渉（材・準学士），北濵茉輝人（材・準学士），畑朋輝（生・準学士）：2022（令和4）年度卒業
進路…信越化学工業株式会社，長岡技術科学大学工学部，長岡技術科学大学工学部，関西電力株式会社
3期生（4名）
岡田ひなた（材・準学士），河野真琴（生・準学士），中川景介（材・準学士），松井実玖（生・準学士）：2023（令和5）年度卒業
進路…福井高専専攻科，信越化学工業株式会社，東レ株式会社，福井高専専攻科
※ 材…材料工学コース，生…生物工学コース．
教員紹介：古谷 昌大（ふるたに まさひろ） 准教授
出身地 …福井県 坂井市
出身大学 …東京理科大学 理工学部 工業化学科（現 先端化学科）
学位 …博士（工学）東京大学
論文題目：Development of Functional Molecules Based on
Interaction of Amino Acid Side Chains with Group 11 Metals
（アミノ酸側鎖と第11族金属の相互作用に依拠した機能性分子の開発）
専門 …有機材料化学，高分子化学
所属学会 …高分子学会，日本化学会，日本接着学会，材料技術研究協会，アメリカ化学会，化学工学会，日本高専学会，繊維学会
座右の銘 …人間万事，塞翁が馬．
夢 …○ラえもんの○みつ道具（化学系）を作ること．
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