研究室紹介
光、電気、構造などの優れた特性を持つセラミックス材料をゾル-ゲル法を中心とする溶液から金属酸化物を合成する方法や通電焼結法という新しい焼結技術を用いて薄膜や機能性セラミックスを作製し、機能向上、新規機能性セラミックスの開発などを進めています。

研究テーマ
・正から負までの熱膨張係数制御セラミックスの開発
・クロミック現象を利用した光・電気検知型水素ガスセンサーの開発
・熱電変換デバイス用セラミックスの探索

試料作製方法
・溶液を用いた金属酸化物の合成
セラミックスを作製するための原料粉体は一般的に固相反応法と呼ばれる高温での反応による合成が用いられています。当研究グループではゾル-ゲル法や金属錯体の熱分解法を代表とする有機金属化合物などを原料とした溶液を化学反応や熱分解反応などを利用した合成法により金属酸化物薄膜および粉体を合成しています。これらの合成法は非熱平衡プロセスと言われており、固相反応法と比較して低温で合成が可能、固相反応法では得ることができない化合物を合成できる等のメリットがあります。

研究例
・Pt-WO₃薄膜水素検知用センサーの開発
クロミズムを示すWO₃にPtナノ微粒子を担持させることでガスクロミック現象を示す薄膜材料やPt-WO₃ナノ粒子を分散させた高分子複合材料による水素ガスの漏洩検知センサーの開発を行っています。WO₃は可視光のほとんどの波長に対して透明な絶縁体ですが、水素に触れると青色に着色し、良好な導電体へと変化します。写真では水素ガスをノズルから噴霧しており、水素ガスに触れた部分のみが青色に着色している様子が見て取れます。100%水素ガスでは電気伝導度が0.2秒程度で6桁以上変化するという高速応答で、水素ガスが除去されると元の状態に戻る可逆性を示します。また、高分子膜に微粒子を分散させることで汎用性の高いセンサーデバイスへの応用が期待されます。

学生への指導方針
当研究室では学生一人一人が試料を作製、分析、物性評価までの一連の作業を通して材料開発を手がけ、学んでいます。
材料の創成から応用までを視野に入れることにより、社会に出て研究開発をする際に広い視野を持った研究者、技術者として活躍することができると信じています。