野呂 真一郎 (ノロ シンイチロウ)

地球環境科学研究院 統合環境科学部門 環境適応科学分野教授

研究者基本情報

■ 学位
  • 博士(工学), 京都大学
■ URL
researchmap URLホームページURL■ ID 各種
J-Global ID■ 研究キーワード・分野
研究キーワード
  • 金属錯体薄膜
  • 多孔性材料
  • 金属錯体
  • 分離材料
  • 多孔性金属錯体
  • 二酸化炭素
  • thin film of metal complex
  • field-effect transistor
  • Porous Material
  • Metal Complex
  • separating material
  • porous metal complex
  • CO2
研究分野
  • ナノテク・材料, 無機・錯体化学
  • 環境・農学, 環境材料、リサイクル技術
  • 環境・農学, 環境負荷低減技術、保全修復技術
■ 担当教育組織

経歴

■ 経歴
経歴
  • 2017年11月 - 現在
    北海道大学, 大学院地球環境科学研究院, 教授
  • 2012年04月 - 2017年11月
    北海道大学 電子科学研究所 附属グリーンナノテクノロジー研究センター, ナノアセンブリ材料研究分野, 准教授
  • 2010年06月 - 2012年03月
    北海道大学 電子科学研究所, 有機電子材料研究分野, 准教授
  • 2007年06月 - 2012年03月
    独立行政法人理化学研究所 放射光科学総合研究センター, 量子秩序研究グループ 空間秩序研究チーム(北川進チームリーダー), 客員研究員
  • 2007年04月 - 2010年05月
    北海道大学 電子科学研究所, 有機電子材料研究分野, 助教
  • 2004年07月 - 2007年03月
    北海道大学 電子科学研究所, 有機電子材料研究分野, 助手
学歴
  • 2000年04月 - 2003年03月, 京都大学, 大学院工学研究科, 合成・生物化学専攻
  • 1998年04月 - 2000年03月, 東京都立大学, 大学院理学研究科, 化学専攻
  • 1994年04月 - 1998年03月, 東京都立大学, 理学部, 化学科
  • 1991年04月 - 1994年03月, 神奈川県立平塚江南高等学校

研究活動情報

■ 受賞
  • 2012年09月, 錯体化学会, 平成24年度錯体化学会研究奨励賞
    野呂 真一郎
  • 2011年03月, 日本化学会北海道支部, 平成22年度日本化学会北海道支部奨励賞
    野呂 真一郎, 日本国
  • 2009年03月, Royal Society of Chemistry, 第3回 PCCP Prize
    野呂 真一郎
■ 論文
■ その他活動・業績
■ 書籍等出版物
  • The Supramolecular Chemistry of Organic-Inorganic Hybrid Materials
    John Wiley & Sons, Inc., 2010年
  • 配位空間の化学-最新技術と応用-
    ㈱シーエムシー出版, 2009年
  • Comprehensive Coordination Chemistry –II: From Biology to Nanotechnology
    Elsevier, 2004年
■ 主な担当授業
  • 国際環境保全学総論, 2024年, 修士課程, 環境科学院
  • 統合環境分析法実習, 2024年, 修士課程, 環境科学院
  • 大学院共通授業科目(教育プログラム):JICA開発大学院連携プログラム環境科学, 2024年, 修士課程, 大学院共通科目
  • 大学院共通授業科目(教育プログラム):JICA開発大学院連携プログラム環境科学, 2024年, 修士課程, 大学院共通科目
  • 環境計量学特論, 2024年, 修士課程, 環境科学院
  • 環境適応学総論, 2024年, 修士課程, 環境科学院
  • 環境適応学特論, 2024年, 修士課程, 環境科学院
  • 化学Ⅰ, 2024年, 学士課程, 全学教育
■ 所属学協会
  • 日本化学会
  • 錯体化学会
■ 共同研究・競争的資金等の研究課題
  • 光ー歪みエネルギー変換を利用した高度小ゲスト分子放出材料の創出
    科学研究費助成事業
    2025年04月01日 - 2028年03月31日
    野呂 真一郎
    日本学術振興会, 基盤研究(B), 北海道大学, 25K01600
  • 金属-有機構造体ガラスを用いたメタン/窒素分離膜の開発
    科学研究費助成事業
    2024年09月09日 - 2028年03月31日
    堀毛 悟史; 鄭 キン; 野呂 真一郎
    日本学術振興会, 国際共同研究加速基金(海外連携研究), 京都大学, 24KK0112
  • 機能統合された金属有機構造体光触媒による硝酸アニオンからの高選択的アンモニア合成
    科学研究費助成事業
    2024年06月28日 - 2027年03月31日
    野呂 真一郎
    日本学術振興会, 挑戦的研究(萌芽), 北海道大学, 24K22355
  • 液固相転移を利用した降温脱離型二酸化炭素吸収材料の開発
    科学研究費助成事業
    2018年06月29日 - 2021年03月31日
    野呂 真一郎
    二酸化炭素の高効率分離へ向けた液固相転移を示す新規イオン性物質の開発を行った。bis(trifluoromethylsulfonyl)amide (NTf2)アニオンからなるイオン性物質は、温度変化により結晶、液体、アモルファス相の多様な相を形成した。多孔性物質とアモルファスイオン性物質を複合化したところ、多孔性物質そのものは二酸化炭素を含め多様なガスを吸着したが、複合化後は二酸化炭素吸着選択性が向上することが明らかとなった。
    日本学術振興会, 挑戦的研究(萌芽), 北海道大学, 18K19864
  • 飽和炭化水素アルカンガスを選択的に吸着する多孔性金属錯体の合成と機構解明
    科学研究費助成事業
    2017年04月01日 - 2020年03月31日
    野呂 真一郎
    炭化水素分離の高効率化へ向けた選択的アルカンガス吸着材料の開発を行った。Zrと4,4'-ビフェニルジカルボキシレート配位子から構築される三次元多孔性金属錯体UiO-67をベースに、配位子上に剛直なパーフルオロアルキル基と柔軟なアルコキシ基を導入した。パーフルオロアルキル基を有する多孔性金属錯体は同程度のプロパン、プロピレン吸着量を示したが、アルコキシ基を有する多孔性金属錯体が低圧条件下でアルカンガスであるプロパンをアルケンガスであるプロピレンよりも選択的に吸着することが明らかとなった。
    日本学術振興会, 基盤研究(B), 北海道大学, 17H03026
  • 新規MoPOM連結型細孔性無機結晶の創出と酸化還元ダイナミズム
    科学研究費助成事業
    2015年04月01日 - 2018年03月31日
    上田 渉; 定金 正洋; 蒲池 高志; 吉川 浩史; 野呂 真一郎; 鎌田 慶吾; 吉田 暁弘; 石川 理史
    MoPOMユニットとしてε-Kegginで構成される新規細孔性結晶を合成した。元素と元素位置多様性および酸化還元ダイナミズムをもとに選択酸化触媒機能を達成し、また構造内電子プールによる酸素の活性化を見いだした。
    Mo(W)と異元素からなる6員環ユニットを一次元鎖状化し、これにリンカーを結合させ新規細孔性結晶を合成した。鎖状内での電子移動をもとに酸化触媒機能を見いだした。W系ではキュバン型酸素多面体を主構造ユニットにしてVリンカーで連結し、三次元結晶構造化した。チャネルとケージ構造を形成した新規な細孔性無機結晶であった。この物質は元素表面露出性が高く、従来の脱硝触媒を凌駕する性能を示した。
    日本学術振興会, 基盤研究(A), 神奈川大学, 15H02318
  • 電荷分離型中性配位子を利用した多孔性軽金属錯体の構造多様化
    科学研究費補助金(基盤研究(C))
    2012年 - 2014年
    野呂 真一郎
    これまで不活性な電子・磁気・光学特性および合成の困難さから報告例が少ない高クラーク数軽金属イオン(Mg(II), Al(III), Ca(II))を含んだ多孔性軽金属錯体の精密設計・合成に関する基礎研究を行った。その結果、ピリジン-N-オキシド部位をもつ配位子が多孔性軽金属錯体の構造多様化に有効であることを見いだし、得られた多孔性マグネシウムおよびカルシウム金属錯体が室温付近において二酸化炭素/メタン混合ガスから二酸化炭素を高選択的に分離できることを実証した。
    文部科学省, 基盤研究(C), 北海道大学, 研究代表者, 競争的資金, 24550068
  • 「フェイク分子」法による多孔性金属錯体空間の超精密ポテンシャル制御とオンデマンド二酸化炭素分離機能発現
    2011年 - 2014年
    野呂 真一郎
    既存吸着分離材料であるゼオライトと比較してより高効率に二酸化炭素を分離できる多孔性金属錯体の開発を行います。本研究では、表面分子固溶に基づく「フェイク分子」法により、従来分子合成技術では構築不可能な“仮想分子”を構築し、吸着ポテンシャル場を“超精密”に創出することで、オンデマンドな二酸化炭素分離機能発現を目指します。
    科学技術振興機構, 戦略的な研究開発の推進/戦略的創造研究推進事業/さきがけ, 11102667
  • 柔軟性金属錯体を吸着剤として用いた二酸化炭素の完全分離への挑戦
    科学研究費補助金(若手研究(B))
    2010年 - 2011年
    野呂 真一郎
    二酸化炭素の分離回収は環境問題・資源問題の観点から早急に開発されるべき課題であるといえる。分離法の一つである吸着法に用いられる吸着剤ゼオライトは分子サイズの違いを利用した分離機能を示すが、CO_2に対する選択性と吸着量の向上を同時に改善することは非常に困難である。また、再活性化にエネルギーコストの高い高真空状態が必要となる。本研究では、2次元構造を有する多孔性銅錯体を合成し、二酸化炭素に対する高選択的吸着特性と低エネルギー再活性能を示すことを見出した。構造中に含まれるPF_6アニオンが二酸化炭素に対する選択的かつ中程度の相互作用サイトとして作用していると考えられる。
    文部科学省, 若手研究(B), 北海道大学, 研究代表者, 競争的資金, 22750114
  • 金属錯体半導体を用いたアンバイポーラーTFTデバイスの開発
    科学研究費補助金(若手研究(B))
    2007年 - 2008年
    野呂 真一郎
    有機薄膜トランジスタ(organic thin-film transistor (OTFT))は、シリコンを中心とする無機半導体をベースとした既存のトランジスタでは容易に実現できない優れた特徴(分子の多様性・機械的フレキシビリティー・シンプルな作成プロセス・大面積化・低温プロセス・ローコスト)を有するため次世代エレクトロニクス素子として注目されている。特に、論理回路や発光トランジスタへの応用を目指したアンバイポーラーOTFTの開発が近年精力的に行われてきた。しかしながら、p型・n型共に高移動度を示す単一成分アンバイポーラーTFT材料は限られている。優れたアンバイポーラー特性を示す半導体材料の設計指針を得るためには、新規半導体材料の系統的な開発研究が必要不可欠である。このような背景から、本研究ではHOMO 及びLUMO レベルを独立に精密制御できる混合配位子金属錯体を系統的に設計・合成し、大気中で安定にかつ高性能で作動する単一成分アンバイポーラーTFT デバイスの創製を目指した。金属錯体として長鎖アルキル基を導入した金属錯体半導体に着目し、溶融法・スピンコート法による薄膜作製及びTFT 特性について検討を行った。その結果、Pt イオンに長鎖アルキル基がついたビピリジン配位子及びo- キノン配位子が配位した金属錯体のスピンコート膜を用いたボトムコンタクト型デバイスにおいてP 型の半導体特性が観測され、その移動度は1.9 x 10-6 cm2/Vs であった。溶融膜は非常に膜質が悪かったが、スピンコート法を適用することよって膜質を向上させることに成功した。
    文部科学省, 若手研究(B), 北海道大学, 研究代表者, 競争的資金, 19750154
  • 分子性金属錯体半導体の可塑性導入による機能探索
    科学研究費補助金(特定領域研究)
    2006年 - 2007年
    野呂 真一郎
    有機薄膜トランジスタ(organic thin-film transistor(OTFT))は、シリコンを中心とする無機半導体をベースとした既存のトランジスタでは容易に実現できない優れた特徴(分子の多様性・機械的フレキシビリティー・シンプルな作成プロセス・大面積化・低温プロセス・ローコスト)を有するため次世代エレクトロニクス素子として注目されている。本研究では、高性能TFT特性(高移動度、アンバイポーラー特性)を示す分子性金属錯体半導体の探索及び長鎖アルキル・アルコキシル基導入に伴う(1)湿式及び溶融法による低環境負荷型TFTデバイスの作製及びその特性評価(2)多極小ポテンシャルを利用したTFTデバイスと熱相転移誘起スイッチングの複合機能材料の構築に関して検討を行った。その結果、以下のような成果を得た。(1)酸化還元両性配位子であるο-セミキノネートが配位した中性金属錯体が、ホール・電子共にバランスの取れた高移動度を示すことを証明した。観測された移動度は、過去に報告されている単一成分アンバイポーラー特性を示す半導体と比較してトップレベルの値を示した。(2)長鎖アルキル基を導入した金属錯体半導体のTFT特性について検討を行った。Ptイオンに長鎖アルキル基がついたビピリジン配位子及びο-キノン配位子が配位した金属錯体のアルキル鎖長依存性について検討を行った結果、C_<13>H_<27>の置換基を持った錯体ではp型の半導体特性が観測されたのに対し、C_9H_<19>の置換基を持った錯体ではTFT特性が全く観測されなかった。原因として、鎖長が短くなることによる薄膜構造の不安定化が示唆された。
    文部科学省, 特定領域研究, 北海道大学, 研究代表者, 競争的資金, 18028003
  • ラジカル配位子を有する金属錯体薄膜を用いたFETデバイスの創出
    科学研究費補助金(若手研究(B))
    2005年 - 2006年
    野呂 真一郎
    有機薄膜トランジスタ(organic thin-film transistor(OTFT))は、シリコンを中心とする無機半導体をベースとした既存のトランジスタでは容易に実現できない優れた特徴(分子の多様性・機械的フレキシビリティー・シンプルな作成プロセス・大面積化・低温プロセス・ローコスト)を有するため次世代エレクトロニクス素子として注目されている。特に、論理回路や発光トランジスタへの応用を目指したアンバイポーラーOTFTの開発が近年精力的に行われてきた。しかしながら、p型・n型共に高移動度を示す単一成分アンバイポーラーTFT材料は限られている。優れたアンバイポーラー特性を示す半導体材料の設計指針を得るためには、新規半導体材料の系統的な開発研究が必要不可欠である。このような背景から、本研究ではこれまで報告例がほとんど無いラジカルジイミノベンゾセミキノネート配位子が配位した金属錯体をTFTデバイスの半導体材料として利用した。この錯体は、ラジカル配位子の酸化還元両性機能に由来した狭いバンドギャップ(〜0.8eV)を有するため、アンバイポーラー特性の発現が期待できる。デバイス構造の最適化を行った結果、絶縁層としてPMMA、ソース・ドレイン電極としてCaを用いたトップコンタクト型デバイスにおいてホール・電子両キャリアの注入・蓄積・輸送が起こるアンバイポーラーTFTの構築に成功した。その移動度はホールにおいて約10^<-3>cm^2/Vs、電子において約10^<-2>cm^2/Vsと非常に高い値を示し、本錯体が半導体材料として有用であることが証明された。
    文部科学省, 若手研究(B), 北海道大学, 研究代表者, 競争的資金, 17750172
■ 産業財産権
  • 二酸化炭素吸着剤
    特許権
    特開2009-208028