磯野 拓也 (イソノ タクヤ)

工学研究院 応用化学部門 分子機能化学分野准教授
Last Updated :2025/11/06

■研究者基本情報

学位

  • 博士(工学), 北海道大学

Researchmap個人ページ

研究キーワード

  • 生分解性高分子
  • 糖鎖高分子
  • ミクロ相分離
  • 自己組織化
  • 有機分子触媒
  • ブロックコポリマー
  • 特殊構造高分子
  • リビング重合
  • 高分子合成

研究分野

  • ナノテク・材料, 高分子材料
  • ナノテク・材料, 高分子化学

担当教育組織

■経歴

経歴

  • 2021年04月 - 現在
    北海道大学, 大学院工学研究院, 准教授
  • 2015年10月 - 2021年03月
    北海道大学, 工学研究院, 助教
  • 2014年05月 - 2015年09月
    北海道大学, 工学研究院, 特任助教
  • 2014年04月 - 2014年04月
    北海道大学, 学術振興会特別研究員PD
  • 2012年04月 - 2014年03月
    北海道大学, 学術振興会特別研究員DC1

学歴

  • 2011年10月 - 2014年03月, 北海道大学, 大学院総合化学院, 博士後期課程
  • 2010年04月 - 2011年09月, 北海道大学, 大学院総合化学院, 修士課程
  • 2008年04月 - 2010年03月, 苫小牧工業高等専門学校, 専攻科, 環境システム工学専攻

委員歴

  • 2024年07月 - 現在
    高分子学会, 代議員, 学協会
  • 2022年07月 - 2024年06月
    高分子学会, 北海道支部会計担当, 学協会

■研究活動情報

受賞

  • 2022年03月, 公益財団法人 江野科学振興財団, 田中ゴム科学技術賞               
    環状トポロジー高分子からなる(擬)ロタキサン構造に着目した高分子材料強化
    磯野拓也
  • 2022年02月, 日本化学会北海道支部, 日本化学会北海道支部奨励賞               
    多環状高分子の新規合成法開発
  • 2021年12月, MDPI, Nanomaterials 2021 Young Investigator Award               
  • 2021年03月, 北海道大学大学院工学研究院, 若手教員奨励賞               
  • 2020年10月, 北海道大学, 部局横断型若手研究助成事業 奨励賞               
  • 2020年03月, 高分子学会, 高分子研究奨励賞               
    置換エポキシドの精密重合を基盤とした機能性ポリエーテルの合成
  • 2019年06月, CUPAL優秀活動賞               
    磯野 拓也
  • 2018年09月, GISAS2018, Best Poster Award               
    磯野 拓也
  • 2015年12月, 井上科学振興財団, 第32回井上研究奨励賞               
    脂肪族ポリエステルを基盤とした特殊構造ブロック共重合体の合成とバルク特性に関する研究
    磯野 拓也
  • 2013年09月, 第20回国際先端錯体工学研究会, SPACC-20 Poster Award               
    磯野 拓也
  • 2012年11月, Korea-Japan Joint Symposium 2012: Future Perspectives of Functional Polymers, KJJS The Best Poster Award               
    磯野 拓也
  • 2012年02月, 高分子学会, 第46回高分子学会北海道支部研究発表会優秀ポスター賞               
    磯野 拓也
  • 2011年11月, Japan-Korea Joint Symposium 2011: Advanced Soft Nanomaterials, JKJS2011 Incentive Poster Award               
    磯野 拓也
  • 2010年08月, 高分子学会, 2010年度北海道高分子若手研究会最優秀発表賞               
    磯野 拓也
  • 2009年12月, 日本学生支援機構, 平成21年度日本学生支援機構優秀学生顕彰 学術分野 奨励賞               
    磯野 拓也
  • 2009年09月, 日本化学会, 平成21年度夏季日本化学会北海道支部優秀講演賞               
    磯野 拓也
  • 2009年08月, 高分子学会, 2009年度北海道高分子若手研究会優秀発表賞               
    磯野 拓也
  • 2008年03月, 日本化学会, 平成19年度日本化学会北海道支部賞               
    磯野 拓也

論文

その他活動・業績

書籍等出版物

  • Organocatalysts in Polymer Chemistry: Synthesis and Applications               
    Feng Li, Takuya Isono, Toshifumi Satoh, Organocatalyzed Ring-Opening Polymerization of Cyclic Esters Toward Degradable Polymers
    Wiley-VCH, 2025年03月, 9783527352418, [分担執筆]
  • ラジカル重合ハンドブック
    間藤 芳允, 磯野 拓也, 佐藤 敏文, ラジカル環化重合:特徴と様式
    エヌ・ティー・エス, 2023年12月, 9784860438715, 29, [4], 3, 14, 946, 21p, 日本語, [分担執筆]
  • ラジカル重合ハンドブック
    磯野 拓也, 間藤 芳允, 佐藤 敏文, 特殊構造高分子の合成
    エヌ・ティー・エス, 2023年12月, 9784860438715, 29, [4], 3, 14, 946, 21p, 日本語, [分担執筆]
  • 先端半導体製造プロセスの最新動向と微細化技術
    西村 大輝、磯野 拓也、佐藤 敏文, 第4章 第6節 単分散ブロック共重合体の合成とシングルナノ相分離構造の構築
    技術情報協会, 2023年09月, 9784861049828, 630p, 日本語, [共著]
  • Topological Polymer Chemistry - Concepts and Practices               
    Brian J. Ree, Takuya Isono, Toshifumi Satoh, Morphological Significances of Cyclic Polymers in Solution and Solid State
    Springer Singapore, 2022年02月, [分担執筆]
  • 環状高分子の合成と機能発現               
    磯野 拓也, 佐藤 敏文, 有機分子触媒とクリック反応の組み合わせによる両親媒性環状ブロック共重合体の合成
    シーエムシー出版, 2018年12月, [分担執筆]
  • 構造制御による革新的ソフトマテリアル創成               
    磯野 拓也, 佐藤 敏文, 開環重合を用いたブロック共重合体の合成
    化学同人, 2018年05月, [分担執筆]
  • 有機分子触媒の開発と工業利用               
    磯野 拓也, 佐藤 敏文, 有機触媒重合を活用した機能性高分子材料の開発
    シーエムシー出版, 2018年03月, [分担執筆]
  • 有機分子触媒の化学-モノづくりのパラダイムシフト               
    磯野 拓也, 佐藤 敏文, ポリマー合成への応用
    化学同人, 2016年11月, [分担執筆]
  • Encyclopedia of Polymeric Nanomaterials               
    磯野 拓也, Poly(cyclic olefin)s
    Springer, 2015年06月, [分担執筆]

講演・口頭発表等

  • 多環状高分子の簡便合成法開発とその応用               
    磯野拓也
    第 194 回東海高分子研究会講演会 (2025年夏季合宿), 2025年08月30日, 日本語, 口頭発表(招待・特別)
    [招待講演]
  • オリゴ糖を活用したバイオベース高分子材料の創出               
    磯野拓也
    25-1エコマテリアル研究会, 2025年07月18日, 公開講演,セミナー,チュートリアル,講習,講義等
    [招待講演]
  • オリゴ糖鎖含有ブロックコポリマー:合成と応用               
    磯野拓也
    技術情報協会セミナー DSAリソグラフィー, 2025年06月27日, 公開講演,セミナー,チュートリアル,講習,講義等
    [招待講演]
  • 多環状高分子の合成とゴム材料としての応用               
    磯野拓也
    ゴム協会アドバンストセミナー, 2025年01月28日, 公開講演,セミナー,チュートリアル,講習,講義等
    [招待講演]
  • Designing Bio-Based Elastomers Using Oligosaccharides               
    Takuya Isono
    International Symposium on Biopolymers 2024, 2024年10月21日, 英語, 口頭発表(招待・特別)
    [招待講演]
  • Diverse PS-b-PMMA Derivatives via Post-Polymerization Modifications               
    Takuya Isono
    DSA2024, 2024年10月17日, 英語, シンポジウム・ワークショップパネル(公募)
    [招待講演]
  • Cellooligosaccharide-containing Block Copolymers for Biobased Polymer Applications               
    Japan-Taiwan Bilateral Polymer Symposium 2024, 2024年07月27日, 英語, 口頭発表(招待・特別)
    [招待講演]
  • Post-polymerization modification of pristine PS-b-PMMA               
    Takuya Isono
    The 41st International Conference of Photopolymer Science and Technology, 2024年06月24日, 英語, 口頭発表(招待・特別)
    [招待講演]
  • オリゴ糖を基盤としたバイオベース高分子材料の開発               
    磯野拓也
    第73回高分子学会年次大会, 2024年06月06日, 口頭発表(招待・特別)
    [招待講演]
  • Oligosaccharides as Hard Segments for Fully Biobased Elastomers               
    Takuya Isono
    French Brazilian Meeting on Polymers 2024, 2024年04月23日, 英語, 口頭発表(招待・特別)
    [招待講演]
  • Bio-based polymer design based on oligosaccharide               
    Takuya Isono
    日本化学会第104春季年会, 2024年03月19日, 英語, 口頭発表(招待・特別)
    [招待講演]
  • オリゴ糖鎖を活用したバイオベースエラストマーの開発               
    磯野拓也
    高分子同友会勉強会, 2023年08月07日, 公開講演,セミナー,チュートリアル,講習,講義等
    [招待講演]
  • 糖鎖導入を鍵としたバイオベース高分子材料の開発               
    磯野拓也
    日本接着学会東北・北海道支部講演会 2022, 2022年10月21日, 公開講演,セミナー,チュートリアル,講習,講義等
    [招待講演]
  • 多環状高分子の合成と構造・物性評価               
    磯野拓也
    高分子講演会(東海)-II, 2022年01月25日, 公開講演,セミナー,チュートリアル,講習,講義等
    [招待講演]
  • Post-Polymerization Modification of PS-b-PMMA: A Strategy for Fine-Tuning the Microphase-Separated Nanostructures               
    Takuya Isono
    34th International Microprocesses and Nanotechnology Conference, 2021年10月29日, 英語, 口頭発表(招待・特別)
    [招待講演]
  • Oligosaccharides as Hard Segments for Bio-Based Elastomers               
    Takuya Isono
    Taiwan-Japan Bilateral Polymer Symposium 2021, 2021年10月28日, 英語, 口頭発表(招待・特別)
    [招待講演]
  • Oligosaccharide-based Block Copolymers: Synthesis, Self-Assembly, and Applications               
    Takuya Isono
    Asia Pacific Society for Materials Research 2021, 2021年08月21日, 英語, 口頭発表(招待・特別)
    [招待講演]
  • Designing Bio-based Elastomers by Installing Oligosaccharide Segments               
    Takuya Isono
    2022 International Conference on Modern Challenges in Polymer Science and Technology, 2021年01月19日, 英語, 口頭発表(招待・特別)
    [招待講演]
  • 糖鎖含有ブロック共重合体の合成、自己組織化、応用               
    磯野拓也
    2020年繊維学会秋季研究発表会, 2020年11月05日, 口頭発表(招待・特別)
    [招待講演]
  • Synthesis and Self-Assembly of Oligosaccharide-Based Block Copolymers               
    Takuya Isono
    SmaSys 2019, 2019年10月10日, 英語, 公開講演,セミナー,チュートリアル,講習,講義等
    [招待講演]
  • Post-Polymerization Modification of PS-b-PMMA for Achieving Sub-10 nm Patterning               
    Takuya Isono
    Japan Taiwan Bilateral Polymer Symposium 2019, 2019年07月25日, 英語, 口頭発表(招待・特別)
    [招待講演]
  • Post-Polymerization Modification of PS-b-PMMA to Create Novel DSA Materials               
    Takuya Isono
    Asian French Workshop 2019, 2019年07月20日, 英語, 口頭発表(招待・特別)
    [招待講演]
  • PS-b-PMMAの重合後修飾による新規DSA材料の開発               
    磯野拓也
    応用物理学会次世代リソグラフィ(NGL)技術研究会, 2019年07月04日, 公開講演,セミナー,チュートリアル,講習,講義等
    [招待講演]
  • オリゴ糖鎖含有ブロック共重合体の精密合成と自己組織化               
    磯野拓也
    第28回日本MRS年次大会, 2018年12月20日, 口頭発表(招待・特別)
    [招待講演]
  • Synthesis and Self-Assembly of Sugar-Based Monodisperse Block Copolymers               
    Takuya Isono
    Taiwan Japan Bilateral Polymer Symposium 2018, 2018年10月02日, 英語, 口頭発表(招待・特別)
    [招待講演]
  • Synthesis and Morphology of Sugar-Containing Low Molecular Weight Block Copolymers               
    Takuya Isono
    Japan-Korea Joint Symposium on Polymer Science 2018, 2018年07月26日, 英語, 口頭発表(招待・特別)
    [招待講演]
  • Synthesis and Nanostructure of Monodisperse Block Copolymers Consisting of Sugar and Solanesol Segments               
    Takuya Isono
    Asian French Workshop 2018, 2018年06月15日, 英語, 口頭発表(招待・特別)
    [招待講演]
  • Synthesis of Architecturally Complex Block Copolyethers via Super Base-Catalyzed Living Ring-Opening Polymerization               
    Takuya Isono
    Japan-Taiwan Bilateral Polymer Symposium 2017, 2017年09月07日, 英語, 口頭発表(招待・特別)
    [招待講演]
  • Aqueous Self-Assembly of Hybrid Block Copolymers Consisting of Polycaprolactone and Maltoheptaose               
    Takuya Isono
    France-Japan Joint Seminar 2015 on Functional Block Copolymers, 2015年09月21日, ベンガル語, 口頭発表(招待・特別)
    [招待講演]
  • Sub-20 nm Scale Nanoorganization in Architecturally Complex Block Copolymers               
    Takuya Isono
    Japan-Taiwan Bilateral Polymer Symposium 2015, 2015年09月04日, 英語, 口頭発表(招待・特別)
    [招待講演]
  • Synthesis and Morphological Characterization of Linear Diblock and Miktoarm Star Copolymers Consisting of Polyfluorene and Polylactide               
    Takuya Isono
    Japan-France Joint Seminar 2015 on Functional Block Copolymers, 2015年06月01日, 英語, 口頭発表(招待・特別)
    [招待講演]
  • 自己組織化ナノ構造を発現するオリゴ糖含有ブロックコポリマーの精密合成               
    磯野拓也
    セルロース学会北海道・東北支部セミナー, 2015年01月28日, 公開講演,セミナー,チュートリアル,講習,講義等
    [招待講演]
  • Synthesis of Architecturally Complex Polyethers via t-Bu-P4-Catalyzed Ring-Opening Polymerization               
    Takuya Isono
    France-Japan Joint Seminar 2014 on Functional Block Copolymers, 2014年09月14日, 英語, 口頭発表(招待・特別)
    [招待講演]
  • オリゴ糖含有ブロックコポリマーの合成と自己組織化               
    磯野拓也
    2014年度北海道高分子若手会, 2014年08月30日, 口頭発表(招待・特別)
    [招待講演]
  • Sub-20 nm Scale Nanoorganization in Architecturally Complex Block Copolymers Consisting of Maltoheptaose and Polycaprolactone               
    Takuya Isono
    Japan-France Joint Seminar 2014 on Functional Block Copolymers, 2014年05月21日, 英語, 口頭発表(招待・特別)
    [招待講演]

担当経験のある科目_授業

  • 高分子機能化学               
    北海道大学
    2022年04月 - 現在
  • 高分子化学II               
    北海道大学
    2021年10月 - 現在
  • 分子材料化学特論               
    北海道大学
    2021年 - 現在
  • 現代化学概論               
    北海道大学
    2021年 - 現在
  • 応用化学学生実験V               
    北海道大学
    2016年 - 現在
  • 機能性高分子特論               
    北海道大学
    2017年 - 2022年
  • 高分子化学I               
    北海道大学
    2016年 - 2022年
  • 英語演習(中級:化学系に求められる英語力を身につける)               
    北海道大学
    2019年 - 2020年
  • 化学英語               
    北海道大学
    2017年 - 2020年

所属学協会

  • 日本化学会               
  • 高分子学会               
  • 日本ゴム協会               

共同研究・競争的資金等の研究課題

  • 糖質系高分子のナノレベル多相構造制御による物性・機能開拓
    科学研究費助成事業
    2025年04月01日 - 2028年03月31日
    磯野 拓也
    日本学術振興会, 基盤研究(B), 北海道大学, 25K01823
  • 電着による樹脂含浸法を適用したCFRPの積層造形法の開発と耐衝撃性・吸熱性の付与
    科学研究費助成事業
    2024年04月01日 - 2028年03月31日
    片桐 一彰, 戸谷 剛, 奥村 俊彦, 岸本 直子, 磯野 拓也, 本田 真也
    日本学術振興会, 基盤研究(B), 広島大学, 24K00763
  • 迅速分解性評価とデータ駆動型解析の融合による環境低負荷な海洋生分解性高分子の創製
    科学研究費助成事業
    2024年04月01日 - 2027年03月31日
    佐藤 敏文, 高橋 憲司, LI FENG, 竹内 裕, 磯野 拓也
    日本学術振興会, 基盤研究(A), 北海道大学, 24H00766
  • 糖質系ハイブリッドポリマーの精密設計を基盤とした次世代サステイナブル材料の国際共同開発               
    先端国際共同研究推進事業
    2024年02月 - 2027年03月
    科学技術振興機構, 次世代のためのASPIRE, 研究代表者
  • 多糖の分解と再構成による資源循環型オリゴ糖ベース材料の創出               
    戦略的創造研究推進事業
    2023年10月 - 2027年03月
    科学技術振興機構, さきがけ, 研究代表者
  • マクロロタキサンの基礎科学と工学的応用
    科学研究費助成事業
    2024年06月28日 - 2026年03月31日
    磯野 拓也
    日本学術振興会, 挑戦的研究(萌芽), 北海道大学, 24K21788
  • 糖鎖導入を鍵とする高機能バイオベース高分子材料の開発
    科学研究費助成事業 国際共同研究加速基金(国際共同研究強化(B))
    2021年10月07日 - 2025年03月31日
    磯野 拓也
    本研究は、日仏台の3か国共同体制によって、糖鎖をバイオベース原料ならびに機能発現部位として活用することで、高強度・高靭性バイオベース高分子材料を創出することを目的としている。今年度は下記の3点について重点的に検討を進めた。
    ①糖鎖ブロックの合成検討:バイオベース高分子の根幹となる糖鎖ブロックの合成検討を行った。糖鎖としてセルロースを選択し、酵素合成法によって還元末端に反応性基(プロパルギル基)を導入した低分子量セルロースを精密合成した。材料物性と生分解性の両立を目指し、得られた末端官能基化セルロースを様々なアセチル化条件に付すことで置換度を制御した末端官能基化アセチルセルロースの合成に成功した。
    ②糖鎖ベースエラストマーの合成:各置換度のアセチルセルロースを両末端アジド化ポリデカノラクトンとクリック反応させることで、ハード-b-ソフト-b-ハード型のトリブロック共重合体を合成した。得られたブロック共重合体は糖鎖とポリデカノラクトン間でミクロ相分離し、置換度の減少とともにより規則的なミクロ相分離構造を形成することを見出した。引張試験を行った結果、柔らかく伸びる性質が確認され、セルロースベースのエラストマー材料の開発に成功した。
    ③相溶化剤としての応用:また、上記で得た酢酸セルロースを用いることで、ポリカプロラクトンと酢酸セルロースからなるブロック共重合体を合成した。これを酢酸セルロースとポリカプロラクトンからなるブレンドに添加すると、柔らかいポリデカノラクトンドメインの相溶化により破断伸びを向上させることに成功した。
    以上に加えて、海外共同研究者であるBorsali(フランス)、Chen(台湾)およびChiu(台湾)らそれぞれとオンラインミーティングを開催した。本研究プロジェクトに関する進捗状況や今後の研究方針、来年度以降の渡航スケジュールなどについてオンラインで議論を行った。
    日本学術振興会, 国際共同研究加速基金(国際共同研究強化(B)), 北海道大学, 21KK0096
  • 巨大環状成分からなるロタキサンの構築と機能開拓               
    2023年度 基礎科学研究助成
    2023年10月 - 2024年10月
    公益財団法人住友財団, 研究代表者
  • 組織選択的に核酸送達可能な高分子ー脂質ハイブリッドナノ粒子の戦略的創出
    科学研究費助成事業 挑戦的研究(萌芽)
    2022年06月30日 - 2024年03月31日
    磯野 拓也
    本研究では、構造的・物理化学的に多様なアミノ化ポリエステル(APE)を合成し、それをベースとした高分子-脂質ハイブリッドナノ粒子(PLNP)のスクリーニングを通じて臓器選択的に核酸送達可能なキャリア創出を目指した。具体的には、アミノアルコールを開始剤に用いたカプロラクトン誘導体の開環重合によりAPEを得た。開始剤、モノマー、重合度を変数とし、合計100種類以上からなるライブラリを構築した。そのうち、いくつかのAPEを構成成分としたPLNPは肺や脾臓に対して選択性を示した。また、グリシジルアミンと環状酸無水物の開環交互共重合を検討し、新たなAPEライブラリの構築手法としての可能性を探索した。
    日本学術振興会, 挑戦的研究(萌芽), 北海道大学, 22K19907
  • バイオベースプラスチックの高機能化に関する研究               
    2023年04月 - 2024年03月
    企業との協同研究, 研究代表者
  • エントロピー駆動型の高分子ロタキサン形成を基盤とした新規材料創製               
    一般研究助成
    2023年04月 - 2024年03月
    公益財団法人東京応化科学技術振興財団, 研究代表者
  • 超精密・超微細ナノ加工を指向した単分散ブロックポリマーの創製
    科学研究費助成事業 基盤研究(B)
    2020年04月01日 - 2023年03月31日
    磯野 拓也
    本研究では、単分散ブロック共重合体(BCP)の自己組織化により各種工学的応用に求められる非対称ラメラ構造やネットワーク状相分離構造などの非古典的ミクロ相分離構造を10 nm以下の超微細領域で発現・制御することを目的としている。さらに、この成果を基礎とすることで、既存BCPでは実現できなかった半導体回路パターンの構築やナノポーラス材料の精密構造制御などに応用することを最終目標とする。今年度は、下記の二点について重点的に検討を行った。
    ①ネットワーク状相分離構造の構築:昨年度までに、オリゴ糖とテルペノイドからなる単分散BCPがネットワーク状相分離構造を形成することを見出した。本年度はネットワーク構造と分子構造の相関を深く理解するため、ブロック間をつなぐリンカー構造や炭化水素部のキラリティーの影響に着目した。リンカー部分をこれまでの脂肪族炭化水素からベンゼン環に置き換えたところ、より広い温度範囲でHPLを形成できることが分かった。さらに、炭化水素部位のキラリティーの影響を検証した結果、バルク中での自己組織化には大きな影響は見られないものの、薄膜中ではラセミ体よりも光学活性体のほうが高度に配向制御されたジャイロイド構造を導くことを見出した。
    ②ナノポーラス材料合成への応用:①の検討により、糖鎖含有BCPはネットワーク状相分離構造を構築するプラットフォームとして有用であることが判明した。この構造体をナノポーラス材料合成へ応用するため、糖鎖と無機高分子(低分子量PDMS)からなるBCPを新規に合成した。糖鎖体積分率を最適化することで、薄膜中において高度に配向制御されたジャイロイド構造の構築に成功した。このジャイロイド薄膜を反応性イオンエッチングすることで糖鎖ドメインを除去すると同時にPDMSドメインをシリカへと変換した。エッチング後の薄膜もジャイロイド構造を維持していることが確認できた。
    日本学術振興会, 基盤研究(B), 北海道大学, 20H02792
  • 環状トポロジー高分子からなる(擬)ロタキサン構造に着目した高分子材料強化               
    研究助成(田中康之ゴム科学賞)
    2022年04月 - 2023年03月
    公益財団法人江野科学振興財団, 研究代表者
  • カチオン性 脂肪族ポリエステル ライブラリーの迅速構築に基づく肺選択 的遺伝子送達ナノキャリアの探索               
    2022年04月 - 2023年03月
    磯野拓也
    公益財団法人 寿原記念財団, 研究代表者
  • 電着樹脂含浸法を用いたCFRPのラティス構造の製造法とその応用基盤技術の開発
    科学研究費助成事業 基盤研究(B)
    2020年04月 - 2023年03月
    片桐 一彰
    下記の研究を推進した。
    (A) 電着樹脂含浸法を用いたラティス構造の製造法を開発、部材曲線化の効果の実証:これまでに、独自の炭素繊維強化樹脂(Carbon Fiber Reinfroced Plastic, 以下、CFRP)の製造方法である、電着樹脂含浸法の開発を進めてきた。今年度、この方法を適用したCFRP製ラティス構造の製作方法を確立するため、いくつかのラティス構造の試作試験を行った。電着樹脂含浸法は、ラティス構造を構成する部材が曲線状であっても容易に製作できることが大きな特長である。そのため、曲線部材を使った変形性が最大限に活用され、将来、有用と想定されるラティス構造として、航空機の主翼の骨組構造に着目し、検討した。
    (B) セルロースナノファイバーによるCFRPの衝撃強度の向上とラティス構造への適用:CFRPの衝撃強度を向上させるため、まずは、添加するセルロースナノファイバーの長さや直径を変化させて、炭素繊維間に侵入させる試験を開始した。従来から言われているが、セルロースナノファイバーの長さや直径は、セルロースナノファイバーの分散評価とも関連性が大きい。そのため、現用のレーザー回折式の粒度分布分析装置を用いてセルロースナノファイバーの直径、長さを評価し、衝撃強度の評価に向けた基礎データを取得した。
    (C)蓄熱性の計測手法、評価手法についての検討:蓄熱性CFRPの蓄熱量を向上させるためには、蓄熱性のみならず、熱伝導性を向上させ、蓄熱性CFRPの面内において、極力の広い範囲で蓄熱させる必要がある。そのため、表面の熱分布を精密に確認でき、かつ、断熱性を十分に確保する方法について検討を行った。
    日本学術振興会, 基盤研究(B), 地方独立行政法人大阪産業技術研究所, 研究分担者, 20H02039
  • 脂肪族ポリエステルの実践的合成を目指した高活性固定化触媒の開発               
    豊田理研スカラー共同研究
    2021年04月 - 2022年09月
    磯野拓也
    研究代表者
  • 糖類/生分解ポリマー複合体に関する応用研究               
    企業との共同研究
    2020年02月 - 2022年03月
    磯野拓也
    研究代表者
  • 超高アスペクト比ナノセルロースのネットワーク構造を活用した抗がん剤の効率的な送達
    基盤研究(B)
    2019年04月 - 2022年03月
    田島 健次
    ナノフィブリル化バクテリアセルロース(NFBC)は、低濃度においてもせん断速度の増加に伴い粘度が低下するシェアシニング流動挙動を示し、その高いアスペクトによってネットワーク構造を形成していることが確認された。シランカップリング、グラフト化などの様々な表面修飾法に関する検討をおこない、NFBCに新たな機能を付与することに成功した。薬剤送達に関しては、その緻密なネットワーク構造の中に抗がん剤を補足することで、毒性を抑制するとともに腹腔内で効率的にがん細胞に送達させることが可能であった。
    日本学術振興会, 基盤研究(B), 北海道大学, 競争的資金, 19H02549
  • シングルナノサイズのミクロ相分離構造を実現するブロック共重合体デザイン
    基盤研究(B)
    2019年04月 - 2022年03月
    佐藤 敏文
    本研究は、ブロック共重合体(BCP)が形成するミクロ相分離構造の周期間隔を5nm程度に制御する新規方法論の確立を目指すものである。これを達成する方法論として本研究では主に、1)BCPへの分子内架橋の導入による高分子鎖の広がりの抑制ならびに2)BCPへの大環状ユニットの導入を検討した。その結果、1)の方法論では分子内架橋の導入により、対応する線状BCPと比較して47%の周期間隔縮小に成功し、2)の方法論では最大76%もの周期間隔縮小に成功した。
    日本学術振興会, 基盤研究(B), 北海道大学, 競争的資金, 19H02769
  • 糖鎖セグメントの導入を鍵とする高付加価値バイオベースポリマーの設計               
    豊田理研スカラー
    2020年04月 - 2021年03月
    磯野拓也
    豊田理化学研究所, 研究代表者
  • 高分子鎖からなるソフトな巨大カゴ状分子システムの構築
    挑戦的研究(萌芽)
    2019年06月 - 2021年03月
    佐藤 敏文
    本研究では、すべてのフレームがソフトな合成高分子からなるカゴ状構造体の簡便合成法開発および物性評価に成功した。具体的には、モデル高分子としてポリカプロラクトン (PCL) からなるカゴ状構造体を精密合成でき、これは通常の直鎖状高分子とは異なり、溶液中でフォールディングした形状をとることが明らかとなった。さらに、カゴ状ユニットが一分子内に高密度に連なった構造体 (カゴ状グラフトPCL) の合成および物性評価も達成した。
    日本学術振興会, 挑戦的研究(萌芽), 北海道大学, 競争的資金, 19K22209
  • 植物原料由来ブロック共重合体の自己組織化を利用した微細構造炭素材料の精密合成               
    2019年度旭硝子財団研究奨励
    2019年04月 - 2021年03月
    磯野 拓也
    旭硝子財団, 研究代表者, 競争的資金
  • シングルナノスケールの微細加工を可能にする超強偏斥ブロック共重合体の開発               
    2019年度 単年度研究助成
    2019年04月 - 2020年03月
    磯野 拓也
    池谷科学技術振興財団, 研究代表者, 競争的資金
  • 単分散糖鎖ブロック共重合体によるシングルナノミクロ相分離構造の戦略的構築
    若手研究
    2018年04月 - 2020年03月
    磯野 拓也
    オリゴ糖鎖とテルペノイドを出発物質とすることで、離散的な重合度を有する単分散ブロック共重合体 (BCP) の簡便合成に成功した。こうして得られた単分散糖鎖BCPは糖鎖と炭化水素という超強偏斥な組み合わせからなっているため、2000 g/mol以下の低分子量領域でもミクロ相分離が可能である。単分散糖鎖BCPは体積分率や重合度に応じて、周期間隔4~8 nmのラメラ、ジャイロイドおよびヘキサゴナルシリンダー状ミクロ相分離構造を形成した。また、分子量分布のあるBCPとの比較検討により、単分散であることが最小の周期間隔を維持しつつミクロ相分離構造を再現性良く構築するために重要であることを明らかにした。
    日本学術振興会, 若手研究, 北海道大学, 研究代表者, 競争的資金, 18K14268
  • 糖とテルペンからなるハイブリッド材料を用いたシングルナノ構造体の構築               
    2018年03月 - 2020年03月
    磯野 拓也
    松籟科学技術振興財団, 研究代表者, 競争的資金
  • 特殊構造ブロック共重合体による微細構造化技術の開発
    基盤研究(B)
    2016年04月 - 2019年03月
    佐藤 敏文
    本研究は、次世代リソグラフィーへの応用に向けたブロック共重合体(BCP)の新規設計指針の確立を目指すものである。
    各種の精密リビング重合やクリック反応を駆使することで、分岐状あるいは環状構造を有する両親媒性BCPならびに立体規則性を制御した両親媒性BCPを合成した。ミクロ相分離構造の解析結果より、ブロック共重合体への非直鎖状構造の導入は重合度に依存せずにミクロ相分離構造の周期間隔を微細化する有用な手段となることを明らかにした。また、ブロック共重合体の立体規則性の制御はより高度に配列したモルフォロジーを構築する方法論となり得ることも見出した。
    日本学術振興会, 基盤研究(B), 北海道大学, 競争的資金, 16H04152
  • 有機酸塩:次世代の脂肪族ポリエステル合成触媒システム               
    研究助成
    2017年04月 - 2018年03月
    磯野 拓也
    稲盛財団, 研究代表者, 競争的資金
  • 植物由来炭化水素をベースとしたシングルナノ自己組織化材料の分子設計               
    研究奨励助成
    2017年04月 - 2018年03月
    磯野 拓也
    東燃ゼネラル石油研究奨励・奨学財団, 研究代表者, 競争的資金
  • 連鎖的環形成:多環状高分子合成の新展開
    挑戦的萌芽研究
    2016年04月 - 2018年03月
    佐藤 敏文
    本研究では、多環状高分子の新たな合成法として「連鎖的環形成」を確立した。すなわち、両末端に重合性官能基を備えた直鎖状高分子を前駆体とし、その重合性基を介して次々に環状ユニットを形成するものである。具体的には、両末端にノルボルネニル基を有する直鎖状ポリマーを環化重合することで連鎖的環形成を実現し、環サイズおよび環状ユニット数を制御した多環状高分子の合成に成功した。さらに、本手法により合成したサンプルを用いて多環状高分子の系統的な物性評価も行った。
    日本学術振興会, 挑戦的萌芽研究, 北海道大学, 競争的資金, 16K14000
  • 細孔表面が糖鎖で修飾された機能性高分子ナノポーラス材料の開発               
    2016年04月 - 2017年03月
    磯野 拓也
    小笠原科学技術振興財団, 研究代表者, 競争的資金
  • 分子内架橋構造を有するブロック共重合体の精密合成と自己組織化ナノ構造制御への応用
    若手研究(B)
    2015年04月 - 2017年03月
    磯野 拓也
    架橋性官能基としてオレフィンを側鎖に有するブロック共重合体を前駆体とし、大希釈条件下、Grubbs触媒を用いた分子内オレフィンメタセシスを行うことにより分子内架橋構造を導入したブロック共重合体を得た。水中および固体中での自己組織化挙動を分子内架橋体とその前駆体で比較したところ、分子内架橋の程度(すなわち、高分子鎖の広がり)に応じて生成する自己組織化ナノ構造体のサイズやモルフォロジーを制御できることが判明した。簡便な分子内架橋反応の適用によって同一の前駆体ポリマーから様々な自己組織化ナノ構造体を構築できる本手法は、分子量やモノマー組成に依存した既知の自己組織化制御手法とは一線を画すものである。
    学術振興会, 若手研究(B), 北海道大学, 研究代表者, 競争的資金, 15K17862
  • 生分解性高分子からなるナノ構造材料の精密調製法
    基盤研究(B)
    2013年04月 - 2016年03月
    佐藤 敏文
    ポリ(n-ヘキシルイソシアナート) (PHIC) と生分解性高分子からなるブロック共重合体、および、オリゴ糖と生分解性高分子からなる新規ブロック共重合体を用いて、生分解性高分子からなるナノ構造材料の新規調製法を開発した。PHICを有するブロック共重合体と生分解性高分子より作成したフィルムをヘキサン浸漬することにより、各生分解性高分子のナノポーラス材料を作成した。また、生分解性高分子とオリゴ糖からなる新規ブロック共重合体を調製した結果、この共重合体は8.8~14.0nmと非常に小さいドメイン間隔を有する相分離構造を形成し、20nm以下のドメイン間隔を有する生分解性ナノ構造体の構築に有用であった。
    日本学術振興会, 基盤研究(B), 北海道大学, 競争的資金, 25288093
  • リビング重合法を基盤とした単分子ポリマーナノパーティクルの精密設計
    研究活動スタート支援
    2014年08月 - 2015年03月
    磯野 拓也
    単分子ポリマーナノパーティクル(SCNP)はその興味深い構造から基礎的な性質の理解と応用の両面から興味が持たれる。しかし、SCNPの合成ならびに物性に関する基礎科学は未開拓な部分が多い。本年度は精密リビング重合を駆使することで、構造明確なSCNPの合成法の確立を目指した。ブチルアクリレートと3-ブデニルアクリレートをグループトランスファー重合により共重合することで、側鎖オレフィンを持つ前駆体ポリマーを得た。側鎖にオレフィンを持つ繰り返しユニットは全体の50%程度とした。各生成ポリマーの分子量分散度は1.1以下の非常に狭い値であった。これをGrubbs第2世代触媒を用い、大希釈条件下、分子内で閉環メタセシス反応を行うことでSCNPの合成を行った。ジクロロメタン中、ポリマー濃度を0.8 g/Lとして反応を行った結果、生成ポリマーのNMRからは末端オレフィン由来シグナルの減少と内部オレフィン由来シグナルの出現が確認された。さらに、サイズ排除クロマトグラフィー測定から、生成ポリマーの見かけの分子量が低下していることが判明した。このことより、SCNPの生成が確認された。SCNPのサイズを制御する方法として、反応溶媒にジクロロメタンとヘキサンの混合溶媒を用いた。貧溶媒であるヘキサンの割合を増加させることで、よりサイズの小さなSCNPを与えることが判明した。しかし、ヘキサンの割合を増加させすぎると分子間架橋を誘発して、構造が明確なSCNPが得られないことも明らかとなった。また、得られたSCNPについてCrabtree錯体による接触水素化反応を行うことで単一の繰り返しユニットからなるSCNPを得ることに成功した。以上の成果は、構造明確なSCNPを得るための方法論として有用と考えられ、SCNPの基礎科学を構築するための礎となるものである。
    学術振興会, 研究活動スタート支援, 北海道大学, 研究代表者, 競争的資金, 26888001
  • オリゴ糖含有ブロック共重合体による環境調和型ナノ粒子の創出               
    若手研究人材・ネットワーク育成補助金
    2014年08月 - 2015年03月
    磯野 拓也
    ノーステック財団, 研究代表者, 競争的資金
  • 多環状ポリマーの新規精密合成法の開発
    挑戦的萌芽研究
    2013年04月 - 2015年03月
    佐藤 敏文
    本研究では、これまで合成が困難であった多環状ポリマーの簡便かつ精密に合成する手法を確立した。さらに、得られた各種多環状ポリマーの物性を系統的に評価することで、多環状構造とポリマー物性の相関関係を明らかにした。具体的には、リビング重合と分子内クリック反応を巧妙に組み合わせることで多彩な構造を持った多環状ホモポリマーならびにブロックコポリマーを精密合成で出来ることを見出した。この手法をもとに合成した一連の多環状ポリマーを用いることで、多環状構造とポリマー物性の相関関係を系統的に評価することが可能となった。
    日本学術振興会, 挑戦的萌芽研究, 北海道大学, 競争的資金, 25620089
  • 主鎖上に刺激応答性ロタキサン構造を有するポリアセチレンの精密合成と機能開発
    特別研究員奨励費
    2012年04月 - 2014年08月
    磯野 拓也
    本研究課題はポリフェニルアセチレン(PPA)主鎖上に刺激応答性を有するロタキサン構造を備えた新規高分子を合成し、外部刺激によるロタキサン部位のシャトリングの情報をポリマー主鎖のらせん構造(キラリティー)や共役長(色調変化)として効率よく出力させるシステムを構築することを最終目標としている。特に、本研究ではジアセチレンの環化重合によりポリマー主鎖上にロタキサン構造を導入できる点に特徴がある。得られた成果を下記にまとめる。
    1. pHに応答するロタキサン構造として、クラウンエーテル/二級アンモニウム塩をモチーフとする繰り返し構造を備えたPPA誘導体の合成を試みた。オリゴエチレングリコールの両末端にフェニルアセチレン残基を有するジアセチレンモノマーを環化重合したところ、主鎖上にクラウン環を備えたポリフェニルアセチレンを与えることを見出した。この知見をもとに、嵩高い末端封鎖基を備えた二級アンモニウム塩存在下にこれらのモノマーの環化重合を行った。その結果、モノマーのエチレングリコール鎖長がロタキサン形成に影響を与えることが示唆され、ヘキサエチレングリコール鎖を有する場合に最も高いロタキサン形成率が達成された。
    2. 光に応答するロタキサン構造として環状テトラアミド/フマルアミドをモチーフとした繰り返し構造を備えたPPA誘導体の合成を試みた。4つのアミド基を備えたジアセチレンモノマーを設計し、その重合を行ったが溶媒に不溶なポリマーを与えることが判明した。これはモノマー構造が分子内水素結合によって環化しにくいコンホメーションに固定化されたためと考えられる。したがって、アミド結合の位置を設計しなおすことで環化重合が進行するようになると期待される。
    以上の結果より、主鎖上に刺激応答性ロタキサン構造を有するポリフェニルアセチレンの精密合成と機能化に向けた礎を築けたと考えている。
    学術振興会, 特別研究員奨励費, 北海道大学, 研究代表者, 競争的資金, 12J02090

産業財産権