教員情報詳細

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大谷 政孝Masataka Ohtani

  • 1982年生まれ 男性
  • 職位: 講師
  • 所属:
  • 環境理工学群
    大学院工学研究科 基盤工学専攻 物質生命システム工学コース
    大学院工学研究科 基盤工学専攻 化学コース
    総合研究所 物質創成工学研究センター
    総合研究所 構造ナノ化学研究室
  • ホームページ: http://www.scsci.kochi-tech.ac.jp/ohtani/
  • researchmap: https://researchmap.jp/ohtani

教員略歴

学位 博士(工学)
学歴 大阪大学大学院工学研究科生命先端工学専攻 修了(2010)
職歴 高知工科大学 環境理工学群 講師(2016~)
高知工科大学 環境理工学群 助教(2014~2016)
独立行政法人 理化学研究所 特別研究員(2010~2014)
日本学術振興会 特別研究員(DC1)(2007~2010)
資格 甲種危険物取扱者(2018)
専門分野 物理化学
無機化学
高分子化学
研究室 名称 機能性ナノマテリアル研究室
詳細 様々な分子間相互作用・化学結合を駆使し、有機・無機・高分子材料の多様な組み合わせから成る新しい機能性ナノ材料の創出を目指します。特に、物理化学的な観点から化学反応・平衡状態を精密に制御により、既存の方法の常識にとらわれない新たな合成方法論を開拓します。一連の研究を通じて、次世代のエネルギー生産・テクノロジーに貢献するナノ材料化学の新機軸を構築します。
所属学会 日本化学会
アメリカ化学会
高分子学会
光化学協会
触媒学会
Materials Research Society
高知化学会
化学工学会
化学フロンティア研究会

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本年度担当講義

学部・学群 物理化学 / 物性化学 / 化学実験 / 化学演習 / 卒業研究 / セミナー2(環境理工) / セミナー3(環境理工)
大学院 物理化学特論 / セミナー1 / セミナー2 / セミナー3 / セミナー4 / 特別研究 / 化学研究企画論1

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研究シーズ

相談可能な領域 ナノ材料化学
物理化学
光化学
現在の研究 (1)人工光合成を実現する多孔性触媒材料の開発
遷移金属ナノ粒子を触媒とする化学反応において、粒子内部の組成と表面構造の緻密な設計・構築は、触媒性能を左右する決定的な要因となる。特に、次世代のエネルギー開発において極めて重要な課題である人工光合成においては、3d族遷移金属(Mn、Fe、Co、Ni、Cu)を基盤とするナノ粒子触媒の高性能化が強く望まれている。しかしながら、触媒性能をさらに向上させる目的で、性質の異なる複数の遷移金属種を1つのナノ粒子として複合化(合金化)する場合、粒子の核生成・成長速度が遷移金属ごとに極端に異なるため、得られる粒子は塊状の混合物となり、構造を精密に制御することが難しかった。そこで、多様な遷移金属種の組み合わせで、簡便に粒子の複合化と構造制御を達成する新たな手法の開発は、触媒のさらなる高効率化を目指す上で、必要不可欠である。この問題に対し、我々は、加熱速度の制御を鍵とする新しい反応制御手法に着目し、高活性な触媒材料の開発に取り組んでいる。本方法で得られる粒子群は、一様にナノサイズの凹凸構造を有しており、極めて大きな表面積を示す。我々は、従来法では実現困難な様々な遷移金属の組み合わせで複合ナノ粒子を柔軟に設計し、多様な元素界面構造を有する触媒群を系統的に合成することで、高活性な酸化還元ナノ粒子触媒の創製を目指している。

[Latest Publication]
"Rapid One-Pot Solvothermal Batch Synthesis of Porous Nanocrystal Assemblies Composed of Multiple Transition-Metal Elements" Masataka Ohtani,* Tomoyuki Muraoka, Yuki Okimoto, and Kazuya Kobiro, Inorg. Chem., 2017, 56, 11546–11551.

(2)外形制御されたナノコロイド状金属有機構造体の新規合成法の開発とその応用
金属有機構造体(MOF)は、金属イオンと有機配位子の組み合わせ次第で様々な3次元構造と性質の多孔性粒子を構築することが可能であり、近年新しい機能性材料として期待されている。従来のMOFの研究では、様々な金属と有機配位子の組み合わせから得られる結晶構造とその性質が注目されてきた。一方で、金属ナノ粒子に見られるように、MOF結晶の粒径や外形はその性質を決定する重要な要素の一つである。しかしながら、粒径や外形がナノレベルで精密に制御されたMOFを簡便に作り分ける一般的な手法は確立されていない。我々は、精密に外形・粒径制御されたナノコロイド状MOFを簡便且つ迅速に得る新しい合成方法の開発を目指している。

[Latest Publication]
"Water-triggered macroscopic structural transformation of a metal-organic framework" Masataka Ohtani,* Kazutaka Takase, Pengyu Wang, Kouki Higashi, Kimiyoshi Ueno, Nobuhiro Yasuda, Kunihisa Sugimoto, Mamoru Furuta, and Kazuya Kobiro, CrystEngComm, 2016, 18, 1866–1870.

メッセージ

 我々の研究室では、様々な分子間相互作用・化学結合を駆使し、有機・無機・高分子材料の多様な組み合わせから成る新しい機能性ナノ材料(多孔質ナノ材料・触媒材料)の創出を目指しています。特に、物理化学的な観点から化学反応・平衡状態を精密に制御することにより、既存の方法の常識にとらわれない新たな合成方法論を開拓することに挑戦しています。一連の研究を通じて、次世代のエネルギー生産・テクノロジーに貢献するナノ材料化学の新機軸を構築します。

研究業績

主な受賞歴など

  • 日本化学会 第96春季年会 優秀講演賞(学術)(2016) 日本化学会
  • ISHA 2016 Best Poster Award(2016) 5th International Solvothermal and Hydrothermal Association Conference
  • 日本化学会 第92春季年会 優秀講演賞(学術)(2012) 日本化学会

代表的な研究論文

タイトル 著者 発表誌 発表年
ナノ凹凸多孔体の一段階大量合成と耐熱触媒担体への応用 大谷 政孝,隈部 佳孝,闞 凱,小廣 和哉 ケミカルエンジニアリング,Vol.64,No.5,pp.23-29 2019
Highly Durable Ru Catalysts Supported on CeO2 Nanocomposites for CO2 Methanation Hien Thi Thu Nguyen,Yoshitaka Kumabe,Shigenori Ueda,Kai Kan,Masataka Ohtani,Kazuya Kobiro Appl. Cat., A.,Vol.577,pp.35-43 2019
Mesoporous Spherical Aggregates Consisted of Nb-Doped Anatase TiO2 Nanoparticles for Li and Na Storage Materials Yuri Tanaka,Hiroyuki Usui,Yasuhiro Domi,Masataka Ohtani,Kazuya Kobiro,Hiroki Sakaguchi ACS Applied Energy Materials 2018
複合金属酸化物ナノ粒子多孔体の一段階合成 闞 凱,大谷 政孝,小廣 和哉 ケミカルエンジニヤリング,Vol.63,No.10,pp.705-711 2018
One-pot synthesis of SiO2‒CeO2 nanoparticle composites with enhanced heat tolerance Nguyen Thi Thu Hien,Masataka Ohtani,Kazuya Kobiro Microporous and Mesoporous Materials,Vol.273,pp.35-40 2018
Sintering‐Resistant Metal Catalysts Supported on Concave‐Convex Surface of TiO₂ Nanoparticle Assemblies Duriyasart Farkfun,Akito Irizawa,Kahoko Hayashi,Masataka Ohtani,Kazuya Kobiro ChemCatChem,Vol.10,No.16,pp.3392-3396 2018
Rapid one-pot synthesis of ultrafine titania nanocrystals and their conversion into transparent mesoporous thin layer films Yoshitaka Kumabe,Masataka Ohtani,Kazuya Kobiro Microporous and Mesoporous Materials,Vol.261,pp.207-213 2017
無機酸化物ナノ材料を1段階反応で合成する―ソルボサーマル反応のナノ粒子構造体合成への新展開― 大谷 政孝,小廣 和哉 化学,Vol.72,No.11,pp.70-71 2017
Rapid One-Pot Solvothermal Batch Synthesis of Porous Nanocrystal Assemblies Composed of Multiple Transition-Metal Elements Masataka Ohtani,Tomoyuki Muraoka,Yuki Okimoto,Kazuya Kobiro Inorganic Chemistry,Vol.56,No.19,pp.11546-11551 2017
A new approach to surface activation of porous nanomaterials using non-thermal helium atmospheric pressure plasma jet treatment Duriyasart Farkfun,Masataka Ohtani,Jun-Seok Oh,Akimitsu Hatta,Kazuya Kobiro Chem. Commun.,Vol.53,pp.6704-6707 2017
Single-step Simple Solvothermal Synthetic Approach to Ultra-fine MgO Nanocrystals using High-temperature and High-pressure Acetonitrile Ellawala Kankanamge Chandima Pradeep,Masataka Ohtani,Toshiyuki Kawaharamura,Kazuya Kobiro Chem. Lett.,Vol.46,pp.940-943 2017
One-step Direct Synthesis of SiO2-TiO2 Composite Nanoparticle Assemblies with a Hollow Spherical Morphology Hien Thi Thu Nguyen,Teppei Habu,Masataka Ohtani,Kazuya Kobiro Eur. J. Inorg. Chem.,pp.3017-3023 2017
Three-Dimensionally Branched Titanium Dioxide with Cheek-Brush Morphology: Synthesis and its Application to Polymer Composites Duriyasart Farkfun,Hiromu Hamauzu,OHTANI Masataka,KOBIRO Kazuya ChemistrySelect,Vol.1,pp.5121-5128 2016
Magnetically Alignable Bicelles With Unprecedented Stability Using Tunable Surfactants Derived From Cholic Acid Ryoichi Matsui,Noriyuki Uchida,Masataka Ohtani,Kuniyo Yamada,Arisu Shigeta,Izuru Kawamura,Takuzo Aida,Yasuhiro Ishida ChemPhysChem,Vol.17,No.23,pp.3916-3922 2016
Water-triggered Macroscopic Structural Transformation of a Metal–organic Framework Masataka Ohtani,Kazutaka Takase,Wang Pengyu,Kouki Higashi,Kimiyoshi Ueno,Nobuhiro Yasuda,Kunihisa Sugimoto,Mamoru Furuta,Kazuya Kobiro CrystEngComm,Vol.18,pp.1866-1870 2016
A Simple Synthetic Approach to Al2O3–TiO2 and ZnO–TiO2 Mesoporous Hollow Composite Assemblies Consisting of Homogeneously Mixed Primary Particles at the Nano Level Ellawala Kankanamge Chandima Pradeep,Masataka Ohtani,Kazuya Kobiro Eur. J. Inorg. Chem.,pp.5621-5627 2015
Chemically Locked Bicelles with High Thermal and Kinetic Stability Ryoichi Matsui,Masataka Ohtani,Kuniyo Yamada,Takaaki Hikima,Masaki Takata,Takashi Nakamura,Hiroyuki Koshino,Yasuhiro Ishida,Takuzo Aida Angew. Chem. Int. Ed.,Vol.54,pp.13284-13288 2015
Insight into Alcohol Reduction by Saccharides and Their Homologues in Supercritical Water via Aldehyde-mediated Radical Formation Masataka Ohtani,Yuki Okimoto,Yuya Ohishi,Kazuya Kobiro J. Supercrit. Fluids,Vol.98,pp.147-152 2014
中空多孔質金属酸化物ナノ粒子の大量高速合成法 大谷 政孝,小廣 和哉 ケミカルエンジニヤリング,Vol.60,No.5,pp.11-15 2015
Ultra-simple Synthetic Approach to the Fabrication of CeO2-ZrO2 Mixed Nanoparticles into Homogeneous, Domain, and Core-shell Structures in Mesoporous Spherical Morphologies using Supercritical Alcohols Ellawala Kankanamge Chandima Pradeep,Teppei Habu,Hiroko Tohriyama,Masataka Ohtani,Kazuya Kobiro J. Supercrit. Fluids,Vol.97,pp.217-223 2014
高知工科大学環境理工学群 大谷 政孝,小廣 和哉 J. Jpn. Soc. Colour Mater.,Vol.87,No.11,pp.420-421 2014
Smart Decoration of Mesoporous TiO2 Nanospheres with Noble Metal Alloy Nanoparticles into Core–Shell, Yolk–Core–Shell, and Surface-Dispersion Morphologies Wang Pengyu,Hiroko Tohriyama,Kazuya Yokoyama,Masataka Ohtani,Haruyasu Asahara,Tomoya Konishi,Nagatoshi Nishiwaki,Masahiko Shimoda,Yoshiyuki Yamashita,Hideki Yoshikawa,Kazuya Kobiro Eur. J. Inorg. Chem.,pp.4254-4257 2014
Magnetically Induced Anisotropic Orientation of Graphene Oxide Locked by in Situ Hydrogelation Linlin Wu,Masataka Ohtani,Masaki Takata,Akinori Saeki,Shu Seki,Yasuhiro Ishida,Takuzo Aida ACS Nano,Vol.8,No.5,pp.4640-4649 2014
High Water Content Clay-Nanocomposite Hydrogels Incorporating Guanidinium-Pendant Methacrylamide: Tuning of Mechanical and Swelling Properties by Supramolecular Approach Linlin Wu,Masataka Ohtani,Shingo Tamesue,Yasuhiro Ishida,Takuzo Aida Journal of Polymer Science Part a-Polymer Chemistry,Vol.52,No.6,pp.839-847 2014
Linear versus Dendritic Molecular Binders for Hydrogel Network Formation with Clay Nanosheets: Studies with ABA Triblock Copolyethers Carrying Guanidinium Ion Pendants Shingo Tamesue,Masataka Ohtani,Kuniyo Yamada,Yasuhiro Ishida,Jason M. Spruell,Nathaniel A. Lynd,Craig J. Hawker,Takuzo Aida Journal of the American Chemical Society,Vol.135,No.41,pp.15650-15655 2013
Photoelectrochemical Cell Based on Cup-Shaped Nanocarbon-Fullerene Composite Nanocluster Film: Enhancement of Photocurrent Generation by Cup-Shaped Nanocarbons as an Electron Transporter Masataka Ohtani,Shunichi Fukuzumi Fullerenes Nanotubes and Carbon Nanostructures,Vol.18,No.3,pp.251-260 2010
Photoelectrochemical properties of donor-acceptor nanocomposite films composed of porphyrin-functionalized cup-shaped nanocarbon materials Masataka Ohtani,Shunichi Fukuzumi J. Porphyrins Phthalocyanines,Vol.14,No.5,pp.452-458 2010
Supramolecular donor-acceptor assemblies composed of carbon nanodiamond and porphyrin for photoinduced electron transfer and photocurrent generation Masataka Ohtani,Prashant V. Kamat,Shunichi Fukuzumi J. Mater. Chem.,Vol.20,pp.582-587 2009
Solubilization and photoinduced electron transfer of single-walled carbon nanotubes wrapped with coenzyme Q10 Masataka Ohtani,Shunichi Fukuzumi Chem. Commun.,pp.4997-4999 2009
Synthesis, Characterization, Redox Properties, and Photodynamics of Donor-Acceptor Nanohybrids Composed of Size-Controlled Cup-Shaped Nanocarbons and Porphyrins Masataka Ohtani,Kenji Saito,Shunichi Fukuzumi Chem. Eur. J.,Vol.15,No.36,pp.9160-9168 2009
Nanostructural control of cup-stacked carbon nanotubes with 1-benzyl-1,4-dihydronicotinamide dimer via photoinduced electron transfer Kenji Saito,Masataka Ohtani,Shunichi Fukuzumi Chem. Commun.,pp.55-57 2006
Electron-transfer reduction of cup-stacked carbon nanotubes affording cup-shaped carbons with controlled diameter and size Kenji Saito,Masataka Ohtani,Shunichi Fukuzumi J. Am. Chem. Soc.,Vol.128,No.44,pp.14216-14217 2006

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学会発表・講演など

  1. Rapid One-pot Synthesis of Dendritic Nanosheet Assemblies,6th International Solvothermal and Hydrothermal Association Conference(2018)
  2. TiO2球状多孔質構造体坦持Ru触媒 -表面ナノ凹凸構造による耐シンタリング発現-,化学工学会 第83年会(2018)
  3. ナノ集合体の化学,第2回 構造ナノ化学研究会(2017)
  4. ナノ凹凸/多孔質構造を有する複合酸化物粒子:迅速合成法の開発とその応用,第5回化学フロンティア研究会(2016)
  5. 平成28年度高知工科大学&高知大学医工連携交流会,高知工科大学・高知大学(2016)
  6. 極微細凹凸表面を有する多孔質ナノ材料の迅速ワンポット合成法の開発,日本化学会(2016)

主な特許

  1. MALDI質量分析用マトリックス及びその製造並びにそれを用いた質量分析法(2015-168349)
  2. 酸化チタン触媒およびその製造方法(特願2015-58058,特開2016-175034)
  3. 複合遷移金属触媒およびその製造法(特願2015-47644,特開2016-166117)
  4. メソポーラスナノ球状粒子製造方法(特願2014-214856,特開2016-079083,6376560)

科学研究費

KAKENは国立情報学研究所が行っているサービスです。

区分 研究課題 研究種目 研究期間 課題番号
代表 界面反応活性種の電気化学制御に基づく精密重合反応と機能性有機薄膜材料への展開 若手研究(B) 2013/04/01 - 2015/03/31 25810120
分担 組織化された液晶性色素半導体を内部に持つ酸化チタンナノ粒子の開発 挑戦的萌芽研究 2014/04/01 - 2016/03/31 26600035
分担 メソ孔開閉機能を有する拡大メソポーラス中空多孔質ナノ粒子の創出と物質充填 基盤研究(C) 2015/04/01 - 2018/03/31 15K06560
代表 無機ナノシートの迅速ワンポット合成法の確立とその応用開拓 若手研究(B) 2017/04/01 - 2019/03/31 17K14858

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競争的資金など

研究課題 事業名等 研究期間 受託先 担当教員
球状多孔質無機酸化物ナノ粒子の事業化検討 地域研究成果事業化支援事業助成金 2016/06/10~2017/03/31 (公財)高知県産業振興センター 小廣 和哉、大谷 政孝

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社会貢献及び広報活動

一般講演など

  1. MARIMO(金属酸化物ナノ粒子の多孔質球状)構造体の大量合成技術,新機能性材料展2019(2019)
  2. ナノ凹凸多孔体の一段階大量合成,新技術説明会(主催:科学技術振興機構)(2018)
  3. 金属酸化物からなるサブミクロンサイズ球状多孔質構造体の大量合成と応用,第3回関西高機能セラミックス展(2018)
  4. MARIMO(金属酸化物ナノ粒子の多孔質球状)構造体,新機能性材料展2018(2018)
  5. 高感度質量分析を可能とする簡単で経済的なナノ凹凸多孔質無機粒子マトリックス,イノベーション・ジャパン2017(主催:科学技術振興機構)(2017)
  6. 金属酸化物ナノ粒子中空および中実球状多孔質集合体の大量合成法,新機能性材料展 2017(2017)
  7. さまざまな可能性を秘めたナノ凹凸粒子~人工光合成の実現に向けて~,高知県産学官民連携センター 第11回シーズ・研究内容紹介(2016)

主な著書など

  1. 超臨界流体を用いる合成と加工
    【第3編 超臨界流体を溶媒とした合成反応技術】
    3 超臨界水,亜臨界水を用いた反応
    3.1 亜臨界水あるいは超臨界水中での逆アルドールおよびアルドール反応を応用した有機変換反応,シーエムシー出版,2017,ISBN 978-4-7813-12
  2. 中空微粒子の合成と応用,シーエムシー出版,2016,ISBN 978-4-7813-11