高橋辰宏教授がJKA補助事業により放射線遮蔽複合材料の開発についての研究を行いました

高橋辰宏教授がJKA補助事業により放射線遮蔽複合材料の開発について以下の研究成果をあげてきています。

補助事業番号　2024M-490

補助事業名　2024年度透明で環境調和型の革新的な放射線遮蔽複合材料の開発補助事業

１　研究の概要

成分Ａ（高分子）成分Ｂ（金属化合物）成分Ｃ（低分子）の３成分を混合することで、透明で環境調和型の革新的な放射線遮蔽複合材料の開発を行う。成分Ｂ（金属化合物）成分Ｃ（低分子）の２成分の特性、成分Ａ（高分子）成分Ｃ（低分子）の２成分の特性を明らかにして、成分Ａ（高分子）成分Ｂ（金属化合物）成分Ｃ（低分子）の３成分の特徴を明らかにするステップで研究を進めていき、透明で環境調和型の革新的な放射線遮蔽複合材料を開発しました。

２　研究の目的と背景

　従来の鉛や金属酸化物を用いた複合材料では、放射線遮蔽特性を有しつつ、透明性と柔軟性までの満足するものがなかった。本研究では、透明で環境調和型の革新的な放射線遮蔽複合材料の開発を行います。

３　研究内容

成分Ａ（高分子）成分Ｂ（金属化合物）成分Ｃ（低分子）の３成分を用いて、無色透明なＸ線を遮蔽できる複合材料の研究開発をしてきています。弘前大学被ばく医療総合研究所及び保健学研究科との研究連携で行い、無色透明なＸ線を遮蔽できる複合材料の開発に世界で初めて成功し、現在、無色透明を保持しつつ、更なるＸ線遮蔽特性の向上と、実用化への研究開発を展開しています。

４　本研究が実社会にどう活かされるか―展望

医療・廃炉・Ｘ線検査・宇宙など、透明で形をいろいろと変えられて柔らかくかつ放射線を遮蔽ができる、いろいろな用途への展開が期待されています。

５　教歴・研究歴の流れにおける今回研究の位置づけ

高分子化学を基盤として、革新的な高分子の複合材料の研究で、分子レベルからの材料設計と、少量の試作から評価まできることをオリジナリティとして、イノベーションを起こしていくことをアンビションに掲げて研究を展開してきています。アメリカ（11年）、ヨーロッパ（2年）、そして日本（24年）で、基礎学術から応用までを目指した研究を展開してきました。今回の研究では、金属化合物と有機材料の分子レベルからの設計で、透明性と遮蔽性と柔軟性を兼ね備える革新的な複合材料設計で、基礎学術から事業化までの革新的なイノベーションを牽引する位置づけになっています。

６　本研究にかかわる知財・発表論文等発明の名称：透明な放射線遮蔽組成物及びその製造方法

(国内)出願番号：特願2023-205122　
(海外)国際出願番号：PCT/JP2024/042817

“Transparent X-ray shielding solutions with various metal ions” ACS Omega 2024　9 44770-44777

https://doi.org/10.1021/acsomega.4c07904

“Colorless and transparent composites with flexibility for enhanced X-ray shielding using glycerol and starch as matrix” Industrial Crops & Products　2025 229 121027

https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2025.121027

山形県の地方紙である読売新聞(山形)、山形新聞に掲載され、また、青森県の地方新聞である東奥日報(一面)、陸奥新報(一面)、読売新聞(青森)、デーリー東北に掲載されました。また、テレビニュースRAB青森放送でも放送されました。

７　補助事業に係る成果物

（１）補助事業により作成したもの

https://tatsuhiro-lab.yz.yamagata-u.ac.jp/blog/2024/12/17/%e5%ba%8a%e6%ac%a1%e5%83%9a%e7%9c%9f%e5%90%9b%ef%bc%88%e6%97%a5%e6%9c%ac%e5%ad%a6%e8%a1%93%e6%8c%af%e8%88%88%e4%bc%9a%e7%89%b9%e5%88%a5%e7%a0%94%e7%a9%b6dc2-d2%ef%bc%89%e3%81%8c12%e6%9c%885%e6%97%a5/

https://tatsuhiro-lab.yz.yamagata-u.ac.jp/blog/2024/10/31/%e5%ba%8a%e6%ac%a1%e5%83%9a%e7%9c%9f%e5%90%9b%ef%bc%88d2-%e6%97%a5%e6%9c%ac%e5%ad%a6%e8%a1%93%e6%8c%af%e8%88%88%e4%bc%9a-%e7%89%b9%e5%88%a5%e7%a0%94%e7%a9%b6%e5%93%a1%ef%bc%89%e3%81%ae%e8%ab%96-2/

https://tatsuhiro-lab.yz.yamagata-u.ac.jp/english/2024/12/20/mr-ryoma-tokonami-jsps-fellow-dc2-d2-appealed-at-the-presidential-press-conference-of-yamagata-university-about-the-worlds-first-success-of-development-of-colorless-transparent-x-ray-shiel/

https://tatsuhiro-lab.yz.yamagata-u.ac.jp/english/2024/10/31/mr-ryoma-tokonami-d2-jsps-fellows-paper-has-been-accepted-and-published-in-acs-omega/

（２）（１）以外で当事業において作成したもの

https://doi.org/10.1021/acsomega.4c07904

https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2025.121027

８　事業内容についての問い合わせ先