研究内容

我々は物質の新しい形態であるナノ物質に着目し研究を行っています。ナノ物質はその鍵となる大きさが1～10nm程度の物質であり、われわれが通常目にする大きさ(mmやcm)のバルク物質とも、単独の分子や原子(0.1nm≡Å)とも異なる性質を示します。しかもナノ物質の性質はそのサイズや形によって大きく変化することから、 物質の新しい可能性を引き出すことが可能です。我々はカーボンナノチューブやクラスターなどの新しいナノ物質を作り出すことと、ナノ物質の新しい特性を見いだすために、新しい生成方法・分析方法を開発し、この分野に切り込もうと考えています。

原子が数個から数百個集合したものです。ナノ物質として一番早くから注目されてきたものの一つです。フラーレンも一番はじめは炭素クラスターとして発見されました。一般的に物質を蒸発・急冷させた後直ちに質量分析を行うことにより検出します。われわれは、炭素や金属、塩類などのクラスターを生成分析する質量分析・気相移動度測定を中心とした新しい手法を開発することにより、物質の新しい可能性を見いだそうとしています。

• 気相移動度

質量分析が物質の"重さ"や原子数を検出するのにたいし、この手法は物質の"形"を検出するところに特徴があります。具体的には物質のイオンを気相中で電場泳動させ、その泳動速度が物質の重さではなく形に依存することを利用しています。イオンの検出には質量分析と同様電子増倍管を使用できるため、質量分析と同様な好感度測定が可能です。

上に挙げた研究を遂行するために、様々な機器を開発して取り組むのが当研究室の特徴です。特に電子機器開発のための基板切削器なども取り入れ、放電電源や温度制御などの制御機器、質量分析や気相移動度のためのイオン検出やイオン運動制御のための回路製作もしています。近年は電子デバイスの高機能化・低価格化によりこれらの開発がかなり容易になっています。さらに、組み込みMPUやFPGAなどの高度論理回路とその開発ツールが一般的になってきたため、組み込みネットワークやOS制御など、専門外の我々でも高機能電子機器の開発が可能になっています。

電子機器開発にも示しましたが、近年の電子機器開発はかなりの部分がソフトウェアに依存しています。C++などのコンパイラー言語やLuaなどのスクリプト言語で開発します。また、実験データの解析やシミュレーションも行い、画像化・動画化します。