Research

Ambitionアンビション

革新的な界面設計でゲームチェンジャーとなる 高橋辰宏

産業界でのニーズや課題を基に、
「界⾯」×「独⾃の分⼦設計」で、複合材料にイノベーションを起こします。

「この分⼦レベルからの精密な界⾯設計がなければ、製品化ができない!」
そんなOnly One No.1の研究開発を展開し、産業化に貢献していきます。

国内外の新たな出会いからはじまる「連携」と「セレンディピティ」から、
情熱をもって独創性あるチャレンジをしていきます。

複合材料の課題解決へ
精密な化学合成からチャレンジします。

Originalityオリジナリティ

界面 炭素繊維、ダイヤモンド、カーボンナノチューブ、ナノカーボンなどの主に炭素材料と樹脂の界面
分子設計 反応性が高いオキサゾリンに主に着目した、最終課題を解決する精密な反応性高分子の設計
極少量で評価まで 合成、界面被覆、複合体作製、強度特性などの評価まで数グラムでできる一連の機器

#1界⾯

炭素繊維、ダイヤモンド、カーボンナノチューブ、ナノカーボンなどの主に炭素材料と樹脂の界⾯に着⽬し、炭素繊維の表⾯の酸性官能基解等を定量的に⾏い、精密な界⾯設計に活かします。

#2分⼦設計

反応性が⾼いオキサゾリンに主に着⽬し、最終課題を解決する反応性⾼分⼦の精密な設計を⾏い、それを基に化学合成から⾏います。

#3極少量で評価まで

化学合成、炭素繊維等への界⾯被覆、熱可塑性樹脂と溶融混合機での複合化、圧縮成型機でのミニ試験⽚作製そして強度特性などの評価まで数グラムでできる⼀連の機器を保有しており、アイデアを素早く評価できます。

Theme研究テーマ

反応性⾼分⼦を炭素材料と
樹脂の界⾯に⽤いた研究開発

世界に先駆けて、オキサゾリンを用いた反応性高分子を独自に合成し、それを用いてカーボンナノチューブを均一に化学的に結合被覆させた炭素材料(炭素繊維やダイヤモンド粒子等)の研究をしています。

その精密設計された界面は、
1. 化学的反応効果
2. 物理的アンカリング効果

の2つの相乗効果で、炭素繊維強化プラスチックスの強度やダイヤモンド粒⼦の砥粒保持⼒を著しく向上させることを実証してきています。

熱硬化性を有する
導電性⾼分⼦の開発

  • 1. 室温で低粘度な液体で硬化反応せず
    炭素繊維間に浸み込むことができる
  • 2. 加熱することで硬化反応が進み
    固体になる
  • 3. 導電性を発現できる

この3つの特色を有する独自の熱硬化型導電性ポリアニリンを世界に先駆けて研究開発してきています。これをマトリックス(イラスト参照)に用いた炭素繊維強化プラスチックスCFRPと耐雷性試験を、JAXAと東京大学等の研究連携で行い、雷が落ちても発火せず壊れない熱硬化型導電性CFRPの実証(発火せず:新開発、発火する:従来のCFRP)に世界で初めて成功し、現在、実用化への研究開発を展開しています。

研究連携からのテーマ

新たな研究連携から、以下の新しい展開もしております。

末端変性された精密⾼分⼦の合成
⾼移動度と柔軟性を両⽴させた半導体の合成
ポリシラザンを⽤いた⾼いバリア特性を有する塗布膜の開発と有機EL封⽌構造への応⽤
印刷配線を有する3Dエレクトロニクスの開発
ナノカーボンの分散状態と形状評価

Research collaboration研究連携

国内外の新たな出会いからはじまる「連携」と「セレンディピティ」から、
情熱をもって独創性あるチャレンジをしていきます。
お問い合わせから、是非、連絡をください。


カーボン界⾯の
⾰新的機能化テクノロジー研究拠点

⼭形⼤学先進的研究拠点(YU-COE(C))

拠点リーダー/⾼橋⾠宏

学内メンバー

松井淳 理学部 物質⽣命化学 教授 ナノ薄膜
原⼀夫 理学部 数理科学 准教授 ⼈⼯知能
久⽶裕⼆ ⼯学部 機械システム 准教授 ⾦属材料
杉本俊之 工学部 情報エレクトロニクス 准教授 電気電子
⼾森央貴 ⼯学部 機械システム 助教 機械システム
後藤晃哉 ⼯学部 プロジェクト教員(助教) ⾼分⼦材料

学外メンバー

Giuseppe Milano University of Naples Federico II
Industrial Chemistry Professor
Simulation
横関智弘 東京⼤学 宇宙航空 准教授 航空宇宙複合材料
⼩笠原俊夫 東京農⼯⼤学 機械システム 教授 航空宇宙複合材料
岡⽥孝雄 JAXA 主任研究員 航空宇宙技術
鈴⽊庸久 秋⽥県⽴⼤学 先端加⼯ 教授 研削加⼯