化学系

hjc888黄金城官网 理学院 化学专业

神乐坂校区

了解自然界中存在的物质的结构,
创造新材料,建设更美好的社会

化学系的目的是培养具有先进知识的创造性研究人员、工程师和教育工作者,以追求与材料相关的自然现象的真相。探索材料的手段日益进步,我们进行前沿的教育和研究,旨在开拓新的发展,不受传统化学研究方法的束缚。

概览图
  • 化学专业特色1

    在硕士课程中,学生在本科普通教育和专业教育基础知识的基础上获得深入的化学知识,并培养和培养有能力为建设可持续发展的宜居社会做出贡献的人力资源。

  • 化学专业特色2

    博士项目培养和培养能够获得卓越的化学相关专业知识和国际敏感性的一线研究人员、工程师和教育工作者,引领新学术领域和科学技术的开拓和发展,进一步推进化学前沿,引领可持续发展的宜居社会建设。

  • 化学专业特色3

    由三个本科系(化学系、化学系、应用化学系、化学系、二系)27个实验室组成,是一个可以让您跨化学领域广泛学习并深入钻研专业知识的系统。另一个主要特点是本科升学率高。

研究指导/
实验室介绍
研究生研究和实验室

■无机和分析化学
■有机化学
■物理化学
■青木实验室

[专业]物理化学 [导师]青木健一副教授 [关键词]功能高分子材料
[主题示例] ❶ 树枝状聚合物的大规模合成研究 ❷ 树枝状聚合物的功能化研究 ❸ 功能性胶凝剂的研究

在我们的实验室中,我们正在研究称为树枝状聚合物的球形聚合物化合物和功能性有机凝胶,这些聚合物在光照下会形成 π 共轭聚合物。我们的目标是通过在树枝状聚合物末端引入各种功能位点并控制π-共轭聚合物的结构和物理性质来创造前所未有的纳米材料。

■秋津研究所

[专业]无机化学 [导师]秋津隆城教授 [关键词]配位化学、物理无机化学
[主题示例]❶功能金属配合物的合成与性能❷金属配合物的晶体结构-电子性质相关性❸在有机/无机复合纳米功能材料和生物无机化学中的应用

我们熟练地设计和合成由金属离子和有机配体组成的金属配合物,并利用X射线晶体结构分析、物理性质测量和理论计算等方法阐明其结构和电子态。此外,通过将这一原理应用于有机/无机复合纳米材料和生物无机化学,我们正在研究用分子磁体、均相催化剂和金属酶(模型)复合物创建复合物,并使用新的测量方法来实现新的物理性质和功能。

■榎本实验室

[专业] 无机化学 [导师] Shinya Enomoto 副教授 [关键词] 凝聚态化学、配位化学
[示例主题] ❶ 通过选择金属离子、配体和抗衡离子来控制磁性结构 ❷ 开发新型配位聚合物 ❸ 开发由络合物和有机物质组成的磁性材料

为了开发各种功能材料,材料合成过程、物理和化学性质的测量以及基于对所获得数据的解释为进一步材料开发提供反馈非常重要。我们特别关注电子的作用,电子在决定材料的性质方面发挥着重要作用。我们使用各种金属原子和有机配体构建复合物等分子组装体,并进行研究,旨在开发具有单独部件中不出现的新物理性质的材料,例如错综复杂地交织在一起的磁性、导电性、光学性质、热物理性质等。

■远藤实验室

[专业] 有机化学 [导师] 远藤浩平副教授 [关键词] 有机合成反应、分子催化剂开发、元素策略
[示例主题] ❶ 多金属原子分子催化剂的开发 ❷ 立体选择性碳-碳键形成反应的开发 ❸ 新型复合催化剂和有机合成反应的开发

有机分子是重要的柔性物质,不仅控制生命,而且有助于有机EL和有机太阳能发电等有用材料的开发。在我们的实验室中,我们正在充分利用这些有机分子来创造利用原子相互作用的新功能。过去,人们关注的焦点是提出“原子的个体性”的研究,但现在,研究已经受到“原子个体性”的限制。其目的是通过原子的相互作用,利用有机分子来实现这些个体不存在的功能。

■大冢实验室

[专业] 物理化学、胶体/表面化学 [导师] 大冢英德教授 [关键词] 分子缔合、生物胶体、聚合物界面、生物材料
[主题示例]❶支持生物功能的微粒的合成及其在化妆品原料中的应用❷用于高灵敏诊断和药物输送系统(DDS)的粒子的合成❸三维培养方法的开发及其在新药筛选和再生医学中的应用

我们实验室的目标是在纳米尺度上阐明生物体与材料之间的界面反应,并创造能够主动操纵生物功能的材料。通过阐明生物物质(细胞、病毒、毒素等)与材料之间的反应机制,我们的目标是构建准确检测生物信号的系统,并将其应用于免疫诊断和再生医学。我们还将合成尺寸和形状受控的纳米级金属/氧化物颗粒和分子聚集体,旨在将其应用于药物输送系统(DDS)和高性能化妆品,从而能够检测和治疗癌症等疑难疾病。

■河合实验室

[专业] 有机化学 [导师] 河合秀俊教授 [关键词] 超分子化学、结构有机化学
[示例主题] ❶ 利用变构缔合开发信息放大、高效分子转换和自放大分子 ❷ 利用亚胺键的动态共价性质开发轮烷分子等动态系统

在有机分子中,有具有多种物理性质的功能分子,例如响应外部刺激而改变其形状、移动性和颜色的分子开关和分子机器,将自身组装成规则结构的自组装分子,以及选择和捕获特定分子的受体分子。利用有机化学的力量,可以独特地设计和合成具有不同结构和物理性质的化合物。通过创造以前从未创造过的未知结构,我们希望开发(发现)具有前所未有的新物理性质和功能的分子,并开辟新的科学领域。

■川崎实验室

[专业]有机化学 [导师]川崎常臣副教授 [关键词]手性化学、不对称合成
[示例主题] ❶ 创建自我复制氨基酸 ❷ 利用不对称起源合成氨基酸 ❸ 开发不对称 Strecker 反应

我们正在研究氨基酸的起源,氨基酸是与生物体相关的典型手性化合物。手性化合物是一种在实像和镜像之间具有关系的化合物,就像右手和左手一样。当化学合成氨基酸时,会得到含有等量的L型和D型氨基酸的混合物,它们是镜像,但地球上的所有生命仅使用L型氨基酸(生命的同手性)。氨基酸被认为是在生命诞生之前地球上通过应激反应产生的,我们将使用合成有机化学方法研究该反应,旨在阐明 L 型氨基酸纯手性的起源。

■木村实验室

[专业] 有机化学 [导师] 木村Chikara副教授 [关键词] 合成有机化学、有机金属化学
[示例主题] ❶ 利用金属类胡萝卜素独特的反应性开发碳-碳键形成反应 ❷ 基于计算化学的金属类胡萝卜素分析 ❸ 利用硫原子手性的不对称合成

我们正在致力于开发能够高效、高选择性合成有机化合物的创新反应。 “金属类胡萝卜素”,其中金属和卤素键合到单个碳原子上,具有独特的反应性。利用这种反应性,我们正在开发各种碳-碳键形成反应。我们利用计算化学来研究金属类胡萝卜素独特反应性的起源和反应机制。

■工藤实验室

[专业] 化学、催化化学、固态化学 [导师] 工藤明彦教授 [关键词] 人工光合作用、光催化
[示例主题] ❶开发从水中产生氢气的光催化剂❷开发将二氧化碳转化为资源的光催化剂❸开发分解硝酸和氨的光催化剂

利用光催化剂和阳光通过水分解生产太阳能氢作为一种从根本上解决全球范围内的能源和环境问题的化学反应而受到关注。水的这种光解反应将光能转化为化学能,因此可以称为人工光合作用。此外,通过使用该太阳能氢气和二氧化碳作为碳源,可以合成各种有用的有机物质和用于化肥的氨。为了实现这种人工光合作用,我们实验室正在开发在水的光解反应中表现出高活性的粉末基半导体光催化剂材料和光电极。我们还正在进行将二氧化碳转化为资源的光催化反应的研究。

■驹场实验室

[专业] 无机化学、电化学 [导师] 驹场伸一教授 [关键词] 下一代蓄电池
[主题示例] ❶ 过渡金属氧化物的合成与插层功能 ❷ 钠离子蓄电池和钾离子蓄电池电极材料的研究与开发 ❸ 利用酶促反应的发电装置和电化学传感器

我们正在致力于创造有助于解决 21 世纪环境和能源问题的新材料。我们以20世纪90年代实用化的高性能锂离子蓄电池以及钠离子蓄电池、钾离子蓄电池等未来电池为中心,对其电极材料的合成和充放电(氧化还原)反应进行基础研究。我们正在对具有高能量、高输出和长寿命特性的新型二次电池和电化学电容器材料进行应用研究,着眼于可应用于下一代汽车和蓄电技术的电池。此外,我们还在研究通过电信号选择性检测物质的电化学传感器,以及利用酶反应发电的生物燃料电池。

■斋藤实验室

[专业] 有机化学、有机金属化学 [导师] 斋藤伸一教授 [关键词] 超分子化学、结构有机化学
[主题示例]❶新型中环构建反应的进展及其应用

由7至9个原子组成的环状有机化合物(中环化合物)是药物等中常见的结构,但其合成相对困难。在我们的实验室中,我们发现了一种新的环保(环境负担较小)的反应,可以轻松合成这些中环化合物,我们正在研究其应用。我们还在研究具有独特结构、不通过键连接的分子(称为联锁化合物)的合成和物理性质。此外,我们还在研究使用金属催化剂的新反应。

■佐佐木研究所

[专业] 物理化学 [导师] Takeo Sasaki 教授 [关键词] 分子组织的光学、光化学性质
[主题示例] ❶ 液晶聚合物的光折变效应 ❷ 铁电液晶的光折变效应 ❸ 光降解聚合物的合成

我使用有机物来研究对光有反应的物质。我们还设计和合成分子,并从不同角度研究通过组合它们而创建的材料的光学功能。我们合成具有受控分子间相互作用的液晶化合物和聚合物,并进行研究以实际测量光化学反应和非线性光学效应。

■贞清实验室

[专业] 无机化学、固态化学、配位化学 [导师] Masaaki Sadakiyo 讲师 [关键词] 纳米空间化学、离子材料、材料转换材料
[主题示例]❶开发具有超离子导电性的结晶多孔材料及其在电池材料中的应用❷开发金属-结晶多孔材料复合材料的新合成方法和催化剂应用❸阐明纳米空间中包含的物质和离子的动力学

通过利用固体中的纳米空间来自由移动物质、离子和电子,我们正在致力于开发新型功能材料,为下一代能源和材料循环社会做出贡献。我们正在开发用于燃料电池和二次电池材料的超离子导体,以及利用电力选择性地转换材料的电解合成催化剂。

■佐竹实验室

[专业] 有机化学/有机合成化学 [导师] 佐竹秋晴教授 [关键词] 超分子化学、光合作用相关化学、功能分子化学
[主题示例] ❶ 纳米卟啉环的构建及功能开发 ❷ 超分子卟啉线的化学 ❸ 以光合反应中心模型为光敏剂的光催化反应

超分子是通过相对较弱的相互作用自组装的分子,当它们形成时,超分子可以表现出单独无法看到的独特功能。在这个实验室中,我们正在开发分子转化催化剂和光催化剂,并利用超分子创造与光合作用相关的功能,这些超分子将具有优异光学和电子功能的分子集成在一起。

■椎名实验室

[专业]有机化学 [导师]椎名勇教授 [关键词]天然产物化学、有机合成化学
[示例主题] ❶ 抗癌药物的人工合成 ❷ 光学活性有机化合物的立体选择性合成 ❸ 开发实现低环境影响的不对称催化反应

尽管近年来合成有机化学取得了显着进展,但即使采用最新技术,仍然有许多已知的有机化合物难以进行结构分析和人工合成。为了大量生产这些物质,需要更高效地进行各工序的反应。基于现代有机化学这一背景,本实验室的主要研究方向是萜类、生物碱等天然有机化合物以及抗菌剂、抗病毒剂、抗癌剂等生物活性化合物的立体选择性全合成。

■下中实验室

[专业]生物化学[导师]Motoyuki Shimonaka教授[关键词]蛋白质控制细胞功能
[主题示例] ❶ 控制卵泡发育的细胞间通讯机制

所有多细胞生物的生命活动都是基于具有各种功能的细胞的协同工作和相互控制。在这种情况下需要的是细胞间通讯。细胞使用多种方法不仅在附近的细胞之间进行通信,而且在相距较远的细胞之间也进行通信。我们研究的目的是发现参与这种细胞间通讯的新蛋白质,阐明它们如何传递信息,并阐明它们对维持生命活动的意义。

■田所实验室

[专业] 无机化学 [导师] 田所诚教授 [关键词] 超分子配位化学、分子功能化学
[示例主题] ❶ 限制在分子纳米孔中的巨型水簇的科学

我的研究重点是具有自然组装特性的分子,例如构成生物的蛋白质和超分子化合物。我们利用分子的弱氢键和配位键来控制分子聚集体的连接方式,从而创造出具有独特结构的有用分子和晶体。例如,质子和电子在结合时变成原子,但当单独移动时,它们就变成在分子水平上运行的开关。当它们成为聚集体时,它们表现出特殊的力量并表现出类似于生物体的功能。我们开展与水相关的科学,例如在室温和压力下稳定的人造甲烷水合物。

■月山实验室

[专业] 物理化学/光化学 [导师] 月山浩一教授 [关键词] 激光光谱、激发态化学
[示例主题] ❶ 使用激光光谱研究电子激发态的能量弛豫动力学

当分子吸收光并进入高能态(称为激发态)时,它会表现出多种行为,例如发光和断裂键。激发态分子的行为是化学中最重要的研究领域之一,涉及物质及其变化。通过充分利用激光这种人造光源,我们可以详细了解各种肉眼无法看到的现象。我们的目的是将激光带入化学研究,以了解激发态分子的奥秘。

■鸟越实验室

[专业]生物物理化学、结构生物学[顾问]Hidemine Torigoe教授[关键词]生物聚合物、癌症、衰老、基因组
[示例主题] ❶ 通过形成三链DNA,人为控制不希望发挥功能(例如癌变)的基因的表达 ❷ 端粒结合蛋白和端粒酶的端粒调控机制和细胞癌变老化机制

遗传信息是生命的蓝图,写在染色体上的基因中。由基因产生的蛋白质在生命现象中发挥着重要作用。近年来,基因组科学的研究一直很活跃,它揭示了各种生物体染色体上的所有遗传信息。顺应这一趋势,我们实验室正在进行研究,以阐明作为基因物质的DNA和由基因产生的蛋白质等生物聚合物的三维结构,并阐明生物聚合物彼此结合的机制。通过这项研究,我们的目标是阐明生命现象错综复杂的分子机制,并根据需要创建人为控制生命现象的方法,这将有助于药物开发。

■中部实验室

[专业] 物理化学 [导师] 中由美子副教授 [关键词] 功能高分子、液晶化学
[示例主题] ❶ 结构精确控制的聚合物中空位的形成 ❷ 液晶紫精的光响应

在这个实验室,我们进行功能高分子材料的研究,重点是高分子化学、液晶和光化学。特别是,我们专注于星型聚合物、刷型聚合物等特殊结构的聚合物,旨在创造新型功能或高性能光响应材料、液晶材料、拒水拒油材料。我们还将探索新的物理特性,以开发下一代材料。

■根岸实验室

[专业] 物理化学 [导师] Yuichi Negishi 教授 [关键词] 纳米材料化学、团簇化学
[主题示例]❶建立金属纳米团簇原子精密合成技术❷创建高功能金属纳米团簇❸金属纳米团簇在化学催化剂、光催化剂和太阳能电池中的应用

纳米技术有望使设备和装置变得更小、功能更强、分辨率更高、效率更高、能源效率更高,从而解决材料、能源、环境、信息与通信、医学等领域的许多问题。为了大幅推进此类技术,迫切需要创造具有纳米级尺寸的高功能材料。金属纳米团簇由几个到数百个金属原子组成,作为高功能纳米材料而受到广泛关注。我们实验室进行研究的目的是创造具有独特物理性质和功能的金属纳米团簇,并将其应用于化学/光催化剂、太阳能电池等。

■古海实验室

[专业]物理化学[导师]古见精一副教授[关键词]有机材料化学、纳米材料化学、软物质科学、光子学
[示例主题] ❶ 利用纤维素衍生物表达液晶及其在全彩成像中的应用 ❷ 人造蛋白石的生产及其在激光器和太阳能电池中的应用 ❸ 无机半导体和纳米材料的精密合成

在这个被称为光的世纪的世纪,光学技术取得了令人瞩目的进步,我们的日常生活充满了发光的材料和光源,例如发光二极管(LED)。在我们的实验室中,我们正在研究光与物质之间的相互作用,并进行研究以使用液晶和凝胶等软有机材料创建新的光子器件。此外,我们还通过原子尺度无机纳米材料和有机材料的高度集成,对独特的有机-无机杂化纳米材料进行科学研究。我们的目标是开发可应用于下一代光电子学的新研究领域,例如高灵敏压力传感器、软激光光源和高效太阳能电池,同时考虑到我们今天面临的环境和资源问题以及社会需求。

■松田实验室

[专业] 有机金属化学、合成化学 [导师] 松田真则教授 [关键词] 过渡金属催化、选择性合成
[示例主题] ❶ 开发使用过渡金属配合物作为催化剂的有机合成反应 ❷ 开发利用元素特性的反应和合成功能性物质 ❸ 开发基于惰性键活化的环保分子转化工艺

合成有机化学是一个研究领域,它开发从容易获得的小分子中创造具有各种功能和物理性质的高附加值分子的方法。许多丰富我们生活的物质都是通过合成有机化学的进步而产生的。此外,有机合成化学有望在解决现代社会不可忽视的环境、资源和能源问题方面发挥越来越重要的作用。在我们的实验室,我们致力于研究与有机合成化学相关的各种问题,目标涉及从生命科学到材料科学的广泛领域。特别是,我们正在进行研究,目的是从有机金属化学的角度开发新反应并创造有用的物质。

■宫村实验室

[专业]无机化学 [导师]宫村一夫教授 [关键词]配位化学、分析化学、表面化学
[示例主题] ❶ 使用扫描隧道显微镜观察分子排列

金属离子与有机物和染料分子结合而成的金属配合物具有多种结构,具有导电性、磁性和显色性等特点。我们正在通过使用烷基巧妙地排列这些分子来开发具有新功能的材料。分子的排列非常复杂,其许多精细结构(纳米结构)仍然未知。因此,我们使用扫描隧道显微镜直接观察构建的纳米结构,并使用 X 射线对其进行分析。

■由衣实验室

[专业] 物理化学、分析化学 [导师] 幸二幸二教授 [关键词] 光谱测量、溶液化学、胶体/界面科学
[主题示例] ❶ 局部空间中的水,测量水中脂质分子、多糖和蛋白质自组装的形成和功能

水存在于材料表面和材料内部的纳米级空间中,在自然界中无处不在。水对物质的性质和功能有很大的影响,特别是生命巧妙地利用水的结构和性质来维持其活动。然而,测量局部空间极少量水的结构和物理性质通常很困难,仍有许多未知的事情。我们开发新的方法和测量装置,可以测量局部空间中水的结构和物理性质,并接近局部空间中水的本质。

■汤浅实验室

[专业] 光化学、物理化学、有机化学、无机化学 [导师] 汤浅顺平副教授 [关键词] 发光材料、安全材料
[主题示例] ❶ 具有偏振特性的有机发光材料的开发 ❷ 不对称稀土发光材料的合成 ❸ 利用金属离子控制有机物质的缔合状态

我们致力于开发新型发光功能材料,重点关注有机和无机化合物的发光现象。具有偏振等特殊性质的光被用于一些 3D 显示器中,并有望成为下一代光学信息技术的基础。通过在分子水平上设计各种有机和无机化合物,我们正在努力创造能够自发发光且具有特殊性质的发光材料。此外,我们正在利用这些发光材料的偏振特性进行传感器和安全研究。

■渡边实验室

[专业]物理化学、表面化学[导师]渡边洋副教授[关键词]表面物理化学、光化学
[示例主题] ❶ 阐明金属表面纳米结构的化学反应

催化剂可以加速化学反应,其功能可以通过检查分子和原子在催化剂上的行为来了解。我们使用电子和光作为探针,研究实验装置中分子和原子表面发生的化学反应,该实验装置可以创造像太空一样洁净的超高真空环境。例如,我们正在追踪重要物质氢和难以反应的稀有气体与金属接触时发生的变化和反应。